WO2021015316A1 - 메커니컬 씨일 구조 - Google Patents

메커니컬 씨일 구조 Download PDF

Info

Publication number
WO2021015316A1
WO2021015316A1 PCT/KR2019/009027 KR2019009027W WO2021015316A1 WO 2021015316 A1 WO2021015316 A1 WO 2021015316A1 KR 2019009027 W KR2019009027 W KR 2019009027W WO 2021015316 A1 WO2021015316 A1 WO 2021015316A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
seal
cap
housing
plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/009027
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
손호연
김당주
김용길
김동욱
김봉근
Original Assignee
(주)대호하이드로릭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)대호하이드로릭 filed Critical (주)대호하이드로릭
Priority to PCT/KR2019/009027 priority Critical patent/WO2021015316A1/ko
Publication of WO2021015316A1 publication Critical patent/WO2021015316A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal structure of a power machine used to drive the mixer drum of a vehicle, for example a mixer truck.
  • a pump is a device that pumps fluid or powder by rotating an impeller at high speed using the power of a motor.
  • a pump is largely composed of a housing, a motor provided on one side of the housing, and an impeller that is coupled to a shaft of the motor and rotates at high speed.
  • a gap is formed between the shaft and the housing at a location where the shaft passes through the housing, for example, in an opening of the housing. Accordingly, the fluid or powder introduced into the pump may leak through the gap between the shaft and the housing in the process of exiting the discharge port, and a mechanical seal may be used to prevent such leakage.
  • the mechanical seal is a surface-contact sealing device, and it is possible to prevent leakage of fluid or powder by intimate contact with a rotor that rotates in synchronization with a shaft and a stator fixed to the housing.
  • the contact surface of the rotor and the stator that is, the seal face, is installed so that one end of the rotor is movable in the longitudinal direction of the shaft so that even if friction occurs, an elastic body is installed parallel to the longitudinal direction of the shaft.
  • the stator is elastically pressed in one direction.
  • the conventional mechanical seal uses a complex seal structure to withstand the internal pressure inside the housing and stably prevent leakage of fluid.
  • all the complicated seal structures must be disassembled, and there is a problem that a lot of time and cost effort are consumed in the process of reassembling a new part.
  • the conventional mechanical seal has a problem in that it is difficult to meet the recent trend required to improve characteristics such as high circumferential speed, long life, and wear resistance.
  • a Korean registered utility model 20-0402905 (mechanical sealing structure of a high-temperature motor pump), Korean Patent No. 10-0929972 (mechanical sealing device), and the like are also disclosed.
  • one end of the rotor is installed to be movable in the longitudinal direction of the shaft so that the contact surface of the rotor and the stator, that is, the seal face, is always in close contact even when friction occurs, and the elastic body is installed at the rear thereof.
  • the stator is elastically pressed in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft. That is, conventionally, only a method in which the elastic body presses the stator in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft so that the seal surface is in close contact is used.
  • Another object of the present invention is to provide a mechanical seal structure having an improved shaft plate structure and a shaft cap structure in order to form a seal surface facing a direction perpendicular to the longitudinal direction of the shaft.
  • a housing including an inner space and an opening exposing the inner space to the outside; A shaft penetrating through the opening and at least partially exposed to the outside of the housing through the opening; A bearing located on the outer periphery of the shaft in the inner space of the housing; A shaft plate located in the opening and surrounding an outer circumference of the shaft; A mechanical seal structure including a shaft seal disposed adjacent to the bearing in the opening direction; and a shaft cap in close contact with the shaft seal and disposed between the shaft plate and the shaft seal.
  • the elastic body may further include an elastic body disposed between the shaft plate and the shaft cap to elastically support the shaft plate and the shaft cap.
  • the shaft cap may be fixed together with the shaft plate, and the shaft seal may be configured to be rotatable when the shaft rotates.
  • the shaft seal may be formed of a material having higher wear resistance than the shaft cap.
  • the shaft cap may have a first protrusion on a surface in close contact with the shaft seal, and the shaft seal may have a second protrusion on a surface in close contact with the shaft cap.
  • a width of the first protrusion may be wider than a width of the second protrusion.
  • the first ring may be an exercise type ring.
  • a second ring may be provided between the shaft plate and the housing.
  • the shaft may form a stepped structure.
  • a third ring may be provided between the stepped structure of the shaft and the shaft seal.
  • a mechanical seal structure included in a mixer drum of a concrete mixer truck comprising: a housing including an inner space and an opening provided to communicate the inner space with the outside; A shaft penetrating through the opening and at least partially exposed to the outside of the housing through the opening; A bearing positioned on the outer circumference of the shaft in the inner space of the housing, and dividing the inner space into a first space located on the opening side and a second space formed on a side opposite to the first space based on the bearing.
  • a shaft plate configured to close the opening between the housing and the shaft, the shaft plate surrounding the outer circumference of the shaft and fixed in close contact with the inner wall of the housing;
  • a snap ring fitted in a recess formed in the inner wall of the housing and disposed between the housing and the shaft plate to prevent the shaft plate from being separated from the inner wall of the housing;
  • a shaft seal disposed adjacent to the bearing in the first space, configured to surround at least a portion of the shaft, including a stepped structure formed outside the shaft, and configured to be rotatable when the shaft rotates;
  • a shaft cap disposed between the shaft plate and the shaft seal in the first space, fixed together with the shaft plate, and in close contact with the shaft seal to a face-to-face surface;
  • an elastic body disposed between the shaft plate and the shaft cap to elastically support the shaft plate and the shaft cap in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft, wherein the fluid contained in the inner space is
  • the first ring disposed between the shaft plate and the shaft cap to prevent leakage to
  • the shaft cap It is formed of a material having higher wear resistance
  • the shaft cap has an annular first protrusion protruding in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft on a surface in close contact with the shaft seal
  • the shaft seal is On a surface in close contact with the cap, a second annular protrusion protruding in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft at a position corresponding to the first protrusion
  • the width of the cross section of the first protrusion is the second It is characterized in that it is wider than the width of the cross section of the protrusion, and when a dugging phenomenon in which the second protrusion digs into the surface of the first protrusion occurs, the inner wall of the dug surface of the first protrusion is an outer wall of the second protrusion.
  • the plurality of elastic bodies are elastically supported by being spaced apart from the center of the rotation axis of the shaft by a predetermined distance, and the first protrusion and the second protrusion apart from the rotation axis of the shaft are formed to abut each other. It is possible to provide a mechanical seal structure formed farther than the position.
  • a housing including an opening; A shaft penetrating through the opening and at least partially exposed to the outside of the housing through the opening; A shaft seal disposed to surround the outer periphery of the shaft; A shaft plate located in the opening and surrounding an outer circumference of the shaft; And a shaft cap in close contact with the shaft seal and disposed between the shaft plate and the shaft seal; and an elastic body disposed between the shaft plate and the shaft cap and elastically pressing the shaft cap toward the shaft seal.
  • the elastic body may provide a mechanical seal structure, characterized in that pressing the shaft cap in a direction perpendicular to the axis of rotation of the shaft.
  • the seal surface may be formed to face a direction perpendicular to the longitudinal direction of the shaft. According to this, since the seal surface can be formed along the longitudinal direction of the shaft, it can have an advantage in the design of the housing structure compared to the conventional mechanical seal.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a mechanical seal structure according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a mechanical seal structure according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG 3 is a perspective view showing a cross section of a state in which a mechanical seal structure is assembled according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a shaft cap and a shaft seal in close contact with each other according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a shaft plate according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a shaft cap according to various embodiments disclosed in this document.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a shaft seal, according to various embodiments disclosed herein.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a mechanical seal structure according to another embodiment disclosed in this document.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing a mechanical seal structure according to another embodiment disclosed in this document.
  • connection herein includes direct connection or indirect connection between one member and another member, and may mean any physical connection or electrical connection such as adhesion, attachment, fastening, bonding, and bonding.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a mechanical seal structure 100 according to various embodiments disclosed herein.
  • 2 is an exploded perspective view of a mechanical seal structure 100, according to various embodiments disclosed herein.
  • 3 is a perspective view showing a cross section of a state in which a mechanical seal structure is assembled according to various embodiments disclosed in this document.
  • 4 is an enlarged cross-sectional view of a state in which the shaft cap 140 and the shaft seal 150 are in close contact according to various embodiments disclosed in this document.
  • a mechanical seal structure 100 includes inner spaces 110a and 110b, and includes an opening 111 exposing the inner spaces 110a and 110b to the outside.
  • a shaft seal 150 disposed adjacent to the bearing 122 in the direction of the opening 111;
  • Shaft cap 140 may include.
  • the mechanical seal structure 100 may be used to pack a movable part in various power mechanical devices such as a pump, a motor, or a reducer of a mixer drum that perform rotation or reciprocation.
  • various power mechanical devices such as a pump, a motor, or a reducer of a mixer drum that perform rotation or reciprocation.
  • a mechanical device using a hydraulic pump or a hydraulic motor that rotates a shaft around a shaft when external power is to be transmitted through the shaft, the shaft is exposed to the outside of the mechanical device, so the mechanical seal structure 100 of the present invention.
  • spaces 110a and 110b may be formed inside the housing 110 of the mechanical seal structure 100, wherein the spaces 110a and 110b are the first spaces 110a on the opening side. And a second space 110b in which a hydraulic pump or a hydraulic motor is located.
  • the mechanical seal structure 100 may be a member for sealing various types, a structure for sealing, or a structure for maintaining the internal pressure of a mechanical device in order to protect the electrical equipment contained therein from the inflow of external foreign substances such as rainwater.
  • the shaft 120 is at least partially accommodated in the housing 110 through an opening 111 formed on one side of the housing 110, and from a drive motor located outside the mechanical device.
  • the driving force may be received and transmitted to a pump or motor inside a mechanical device.
  • the rotational force may be transmitted from the pump or motor inside the mechanical device to the drive motor in the opposite direction.
  • the shaft 120 may have a predetermined length, and a plurality of keys may be cut in the axial direction.
  • the opening 111 may mean a hollow hole formed on the surface of the housing 110 in the first space 110a.
  • a shaft plate 130 may be provided around the shaft 120 for sealing a mechanical device.
  • the shaft plate 130 is a configuration for blocking the opening 111 between the housing 110 and the shaft 120, and is disposed at the outermost position of the housing with respect to the first space 110a. Can be.
  • the outer periphery of the shaft plate 130 may be in close contact with the inner periphery of the housing 110, and the shaft plate 130 may be fixed at a position between the housing 110 and the shaft 120.
  • the shaft plate 130 may have a thread formed at its outer periphery, and the outer periphery of the shaft plate 130 may be fixed in close contact with the inner wall of the housing 110.
  • the mechanical seal structure 100 may further include a snap ring 113.
  • the snap ring 113 is a structure of a thin ring shape as shown in FIG. 2, and means a structure in which a part is cut and one end and the other end of the snap ring 113 are spaced apart from each other based on the cut part. I can.
  • the snap ring 113 may have structural elasticity due to the cut portion.
  • the snap ring 113 When the shaft plate 130 is seated on the inner wall of the housing 110 and the snap ring 113 is inserted into the recess 112 formed in the inner wall of the housing 110, the snap ring 113 It is caught by the recess 112 and supports the shaft plate 130 in the direction of the housing inner space 110a so that the shaft plate 130 is not separated from the inner wall of the housing 110.
  • the mechanical seal structure 100 may include a bearing 122 positioned adjacent to the outer circumference of the shaft 120.
  • the bearing 122 stably supports the rotation of the shaft 120 when the shaft 120 rotates according to the operation of the mechanical device, and distributes the load applied to the structure including the shaft 120 toward the housing 110. Can play a role.
  • the bearing 122 may serve to divide the space inside the housing into a first space 110a and a second space 110b.
  • the mechanical seal structure 100 is adjacent to the bearing in the first space 110a and is disposed in the direction of the opening 111 (a direction toward the outside of the housing based on the bearing) ( 150) may be included. Further, it may include a shaft cap 140 in close contact with the shaft seal 150 and disposed between the shaft plate 130 and the shaft seal 150.
  • the shaft seal 150 may serve to seal a space between the bearing 122 and the shaft 120.
  • the shaft seal 150 may rotate in synchronization with the rotation of the shaft 120 while being fixed with the shaft 120.
  • a stepped structure 121 may be formed on the shaft 120, and the shaft seal 150 may be formed to surround the front/rear surfaces of the stepped structure 121, thereby achieving a stable fixing structure with the shaft 120.
  • the shaft 120 is divided into a portion having a narrow cross-sectional area and a portion having a relatively large cross-sectional area along its longitudinal direction, and a stepped structure 121 may be formed at this boundary.
  • the shaft seal 150 includes a stepped structure 121 and is configured to surround at least a portion of the shaft 120.
  • the shaft seal 150 is inserted into a key of the shaft 120 in the inner edge of the shaft seal 150, In the longitudinal direction of 120), a spline sp may be formed to partially enable a slip movement.
  • the shaft cap 140 is a configuration that is placed between the shaft plate 130 and the shaft seal 150, and has a fixed structure with the shaft plate 130, the shaft seal 150 and Can achieve a structure that adheres face to face. According to an embodiment, since the shaft plate 130 is fixed to the housing 110, the shaft cap 140 is also fixed and does not move.
  • the shaft cap 140 and the shaft seal 150 are in close contact with each other, but when the shaft seal 150 rotates together in synchronization with the rotation of the shaft 120, the shaft cap 140 ) And the shaft seal 150 may cause friction.
  • the mechanical seal structure 100 is disposed between the shaft plate 130 and the shaft cap 140 to provide an elastic body 170 that elastically supports the shaft plate 130 and the shaft cap 140. It may contain more.
  • the shaft plate 130 and the shaft cap 140 can push each other in a direction parallel to the longitudinal direction of the shaft 120 through the elastic body 170.
  • the shaft cap is pushed toward the inner space of the housing.
  • the elastic body 170 is provided as described above, a sealing effect can be maximized, while a wear degree between the shaft cap 140 and the shaft seal 150 can be rapidly increased.
  • the material of the shaft seal 150 may be formed of a material having a higher wear resistance than the material of the shaft cap 140.
  • the shaft cap 140 may be formed of a material such as chrome copper (CRCU), and the shaft seal 150 may be formed of a material such as carburized steel (SCM).
  • the shaft cap 140 is smaller in volume than the shaft plate 130 and corresponds to an intermediate structure placed between the shaft seal 150 and the shaft plate 130.
  • the shaft cap 140 has a lower functional importance than the shaft plate 130 sealing between the housing 110 and the shaft 120 and the shaft seal 150 sealing between the shaft 120 and the bearing 122.
  • it since it is located on the outer side of the housing 110 compared to the shaft seal 150, it is easy to replace. Therefore, even if wear occurs in use, it is sufficient to replace only the shaft cap 140 part.
  • the shaft cap 140 may be formed of a material such as chrome copper (CRCU), and the shaft seal 150 may be formed of a material such as carburized steel (SCM).
  • CRCU chrome copper
  • SCM carburized steel
  • a mechanical seal structure 100 includes a first protrusion 143 on a surface of the shaft cap 140 in close contact with the shaft seal 150, and A second protrusion 153 may be provided on a surface of the seal 150 in close contact with the shaft cap 140.
  • the frictional portion between the shaft cap 140 and the shaft seal 150 may be limited to a portion 143a of the first protrusion 143 and a portion 153a of the second protrusion 153. .
  • width D1 of the first protrusion 143 may be formed to be wider than the width D2 of the second protrusion 153.
  • the second protrusion 153 having strong wear resistance penetrates the surface of the first protrusion 143. (dugging) phenomenon may occur.
  • the second protrusion 153 is formed on the surface of the first protrusion 143. The part is continuously rubbed while being inserted.
  • the inner wall of the recessed surface of the first protrusion 143 holds the outer wall 153b of the second protrusion 153, so that the shaft 120 and the shaft seal 150 move while being fixed. It can also play a role in enhancing stability.
  • a groove is formed on a surface where the end surface of the second protrusion 153 abuts among the end surfaces of the first protrusion 143 from the initial assembly stage as shown in FIG. 4B, 2 It is possible to allow the protrusion 153 to move only within the groove.
  • the width between the inner wall 143b of the groove of the first protrusion may be larger than the width D2 of the second protrusion 153.
  • two protrusions 143 and 144 are provided on the shaft cap 140, and two protrusions 153 and 154 are provided on the shaft seal 150 corresponding thereto. It can also be provided. Basically, the narrower the friction surface the shaft cap 140 and the shaft seal 150 contact, the more advantageous it is, but if necessary, the operating load is reduced by dividing the same friction area into two areas as shown in FIG. 4C. It is possible to reduce the abrasion degree of the rubbed part along with the dispersion effect, and accordingly, may have an effect of extending the service life.
  • the elastic body 170 when the elastic body 170 is designed to be positioned on the flange 143 of the shaft cap 140 between the two protrusions 143 and 144, the elastic body 170 attaches the shaft cap 140 to the shaft seal 150. Since the force to elastically press the side is distributed to the two contact surfaces and acts, it may have an effect of increasing the operation stability when the shaft rotates.
  • the shaft seal 150 is formed of a material having higher wear resistance than the shaft cap 140, and alternatively or additionally, the first protrusion 143 on the surface of the shaft cap 140 in close contact with the shaft seal 150 ), and if the second protrusion 153 is provided on the surface of the shaft seal 150 in close contact with the shaft cap 140, it is easy to replace the worn parts, and the wear occurs but the functional importance is low. Since only parts need to be replaced, cost can be reduced, and the effect of improving the operation stability of the power mechanism can be obtained.
  • the mechanical seal structure 100 includes a first ring 161 between the shaft plate 130 and the shaft cap 140. can do.
  • a second ring 162 may be provided between the shaft plate 130 and the housing 110.
  • a third ring 163 may be provided between the stepped structure 121 of the shaft 120 and the shaft seal 150.
  • the first ring 161, the second ring 162, and the third ring 163 may correspond to O-rings or oil seals, and seal between adjacent components. It may play a role or to improve the pressure resistance performance of the fitting part.
  • description may be made on the assumption that the first ring 161, the second ring 162, and the third ring 163 are formed of an O-ring.
  • the first ring 161 may be positioned between the shaft plate 130 and the shaft cap 140.
  • the first ring 161 When the first ring 161 is elastically supported from the elastic body 170 along the longitudinal direction of the shaft 120 and linearly moves, the fluid in the inner space 110a of the housing 110 is transferred to the shaft plate ( It is possible to prevent leakage to the outside of the housing 110 through the 130 and the shaft cap 140.
  • the first ring 161 Since the first ring 161 is disposed adjacent to a linearly moving object, it may be made of a material having excellent friction resistance and abrasion resistance as a movement type ring.
  • the second ring 162 may be positioned between the shaft plate 130 and the housing 110.
  • the shaft plate 130 maintains a fixed state by being in close contact with the outer periphery of the inner surface of the housing 110, so that a fixed ring having good internal pressure characteristics can be used.
  • the third ring 163 may be disposed between the shaft 120 and the shaft seal 150. More specifically, the third ring 163 is disposed between the stepped structure 121 of the shaft 120 and the shaft seal 150, so that the shaft seal 150 can be fixedly disposed in a locked state on the shaft 120. I can support it. Since the third ring 163 is also in close contact with the outer periphery of the shaft 120 and the inner periphery of the shaft seal 150 to maintain a fixed state, a fixed ring having good internal pressure characteristics can be used.
  • 5 is a diagram illustrating a shaft plate 130 according to various embodiments disclosed in this document.
  • 6 is a diagram illustrating a shaft cap 140 according to various embodiments disclosed in this document.
  • 7 is a diagram illustrating a shaft seal 150, according to various embodiments disclosed herein.
  • an elastic body insertion hole 134 and a pin insertion hole 135 may be provided on one surface of the shaft plate 130.
  • the elastic body insertion hole 134 may be provided at regular intervals radially from the center of the shaft plate 130, and the pin insertion hole 135 may be provided at a position partially eccentric from the center of the shaft plate 130.
  • the plurality of elastic bodies 170 are inserted into the plurality of elastic body insertion holes 134 to guide the shaft cap 140 to elastically expand and contract in the axial direction of the shaft 120, while pins ( By allowing 180) to be inserted, a coupling between the shaft plate 130 and the shaft cap 140 can be kept constant.
  • a groove 131b may be provided in the outer periphery 131 of the shaft plate 130.
  • a space in which the second ring 162 may be disposed may be provided in the groove 131b.
  • the inner periphery 132 of the shaft plate 130 faces the tip portion 141a of the shaft cap 140 and is in close contact with the first inner surface 131a and the first ring 611. It may include a second inner surface 131b that provides a space for coupling.
  • the outer periphery 141 of the shaft cap 140 faces the first inner surface 131a of the shaft plate 130, but is smooth to maintain adhesion with the first inner surface 131a.
  • the shaft cap 140 may include a flange portion 141c on which a surface 141 ′ for contacting one end of the elastic body 170 is formed.
  • the inner surface of the shaft plate 130 may further include a third inner surface 131c providing a space in which the flange portion 141c is disposed.
  • the inner surface structure of the shaft plate 130 and the outer surface structure of the shaft cap 140 face each other and provide a structure that is sealed with a second O-ring 162 therebetween, so that the shaft plate 130 When the shaft cap 140 is disposed inside of, it is possible to optimize the space mountability.
  • the inside of the limited first space 101a of the mechanical seal structure 200 can be properly utilized.
  • the shaft seal 150 may have stepped structures 153a, 152b, and 152c for arranging the third ring 163 at the inner periphery of the shaft seal 150.
  • the stepped structures 152a, 152b, 152c here are provided for stable fixation between the shaft 120 and the shaft seal 150, and the stepped structure and purpose of the shaft plate 130 and the shaft cap 140 described above are It can be different.
  • a first protrusion 143 for surface contact with the shaft seal 150 may be formed on one surface of the shaft cap 140 according to various embodiments.
  • a second protrusion 153 for surface contact with the shaft cap 140 may be formed on one surface of the shaft cap 140.
  • the first protrusion 143 and the second protrusion 153 are each formed in an annular protrusion structure, and unlike any other configuration except for the first protrusion 143 and the second protrusion 153, carburizing, polishing, etc. After performing, it may be formed as an assembly having the mechanical seal structure.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the mechanical seal structure 200.
  • 9 is a conceptual diagram showing the mechanical seal structure 200.
  • the housing 201 of the mechanical seal structure 200 may have an opening 211 formed at one side thereof, and a recess 212 formed at the opening 211.
  • a bearing 213 supporting the rotating shaft of the shaft 210 may be included inside the opening 211.
  • the shaft plate 220 is configured to close the opening 211 between the housing 201 and the shaft 210, and may be fixed to the housing 201 by engaging the recess 212 of the opening 211. According to various embodiments, the shaft plate 220 may be fixed to the housing 201 using a support member such as a snap ring.
  • the mechanical seal structure 200 may include a shaft seal 240. Further, it may include a shaft cap 230 in close contact with the shaft seal 240 and disposed between the shaft plate 220 and the shaft seal 240.
  • the shaft seal 240 may serve to seal a space between the bearing 213 and the shaft 210.
  • the shaft seal 240 may rotate in synchronization with the rotation of the shaft 210 while being fixed with the shaft 210.
  • the shaft cap 230 is a configuration that is placed between the shaft plate 220 and the shaft seal 240, and has a fixed structure with the shaft plate 220, the shaft seal 240 and Can achieve a structure that adheres face to face. According to an embodiment, since the shaft plate 220 is fixed to the housing 201, the shaft cap 230 is also fixed and does not move.
  • the shaft cap 230 and the shaft seal 240 are in close contact with each other, but when the shaft seal 240 rotates together in synchronization with the rotation of the shaft 210, the shaft cap 230 ) And the shaft seal 240 may cause friction.
  • a mechanical seal according to various embodiments disclosed in this document may include at least one elastic body 250.
  • the elastic body 250 may be inserted into the inner side of the shaft plate 220 to elastically press the shaft cap 230 in close contact with the shaft seal 240.
  • the mechanical seal 200 may include various sealing members to achieve a sealing structure.
  • the auxiliary contact members 260 and O-rings 271 and 272 shown in FIGS. 8 and 9 may be applicable.
  • the shaft cap 230 may be in close contact with the shaft seal 240 in a direction perpendicular to the axis of rotation of the shaft 210.
  • the elastic body 250 may elastically press the shaft cap 230 in a direction perpendicular to the rotation axis of the shaft 210.
  • the seal face (F) is in the longitudinal direction of the shaft 210 (or the direction of the rotational axis of the shaft 210) as shown in Figs. 8 and 9 (for example, a direction parallel to the x-axis). It may be formed in a direction perpendicular to (eg, a direction parallel to the y-axis).
  • the shaft seal 240 may have a first seal surface 241 in contact with the shaft cap 230.
  • the first seal surface 241 is perpendicular to the direction parallel to the longitudinal direction of the shaft 210 (or the direction of the rotational axis of the shaft 210) (eg, a direction parallel to the x-axis). Is formed in parallel directions).
  • the shaft cap 230 includes a first cap surface 231 in contact with the shaft seal 240, a second cap surface 232 facing in a direction opposite to the surface 232 in contact with the shaft seal 240, and a third cap surface. 233, and may have a fourth cap surface 234.
  • the first cap surface 231, the second cap surface 232, and the fourth cap surface 234 may be parallel to each other, and only the third cap surface 233 is the first cap surface 231, the second cap surface 232, It may be perpendicular to the fourth cap surface 234.
  • the shaft plate 220 has a first plate surface 221 facing the first cap surface 231 of the shaft cap 230, and a second plate surface facing the third cap surface 233 of the shaft cap 230 ( 222) and a third plate surface 223 facing the fourth cap surface 234 of the shaft cap 230.
  • the elastic body 250 is lead in to the first plate surface 221 so that one end is supported by the shaft plate 220, and the other end is supported by the second cap surface 232 of the shaft cap 230. I can. That is, the elastic body 250 may elastically press the shaft cap 230 in a direction parallel to the y-axis, for example.
  • the auxiliary contact member 260 disclosed in this document may be disposed between the second plate surface 222 and the third cap surface 233.
  • the auxiliary contact member 260 may seal between the shaft plate 220 and the shaft cap 230 even if the shaft cap 230 flows in a direction parallel to the x-axis.
  • an auxiliary contact member 260 may be provided.
  • the auxiliary contact member 260 may be provided in a form similar to that of the other O-rings 271 and 272, as shown in FIG. 2, according to an embodiment. In this case, the auxiliary contact member 260 may be inserted into the second plate surface 222 and installed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 차량, 예를 들면, 믹서 트럭의 믹서 드럼을 구동하는데 사용되는 동력 기계 장치의 메커니컬 씨일 구조에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간을 외부에 노출시키는 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트; 상기 하우징 내부 공간에서 샤프트의 외주에 위치하는 베어링; 상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 상기 베어링에 인접하여 상기 개구 방향에 배치되는 샤프트 씨일;및 상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;을 포함하는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.

Description

메커니컬 씨일 구조
본 발명은 차량, 예를 들면, 믹서 트럭의 믹서 드럼을 구동하는데 사용되는 동력 기계 장치의 메커니컬 씨일 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 펌프는 모터의 동력을 이용하여 임펠러를 고속으로 회전시켜 유체나 분체를 펌핑하는 장치이다. 이러한, 펌프는 크게 하우징, 상기 하우징 일측에 구비되는 모터, 및 상기 모터의 샤프트에 결합되어 고속회전하는 임펠러로 구성된다. 여기에 상기 샤프트가 상기 하우징을 관통하는 곳, 예를 들면 하우징의 개구에는 상기 샤프트와 상기 하우징 사이에 간극이 형성된다. 따라서, 상기 펌프로 유입된 유체나 분체는 토출구로 나가는 과정에서 상기 샤프트와 상기 하우징 사이의 틈을 통해 누출될 수 있는데, 이러한 누출을 막기 위하여 메커니컬 씨일(Mechanical Seal)이 사용될 수 있다.
상기 메커니컬 씨일은 면 접촉식 밀봉장치로, 샤프트와 함께 동기되어 회전하는 회전자와 하우징에 고정된 고정자를 밀착시켜 유체나 분체의 누출을 방지할 수 있다. 상기 회전자와 고정자의 접촉면, 즉, 씨일 면(Seal face)은 마찰이 생겨도 항상 밀착되도록 회전자의 일단이 샤프트의 길이방향으로 이동가능하게 설치되며, 그 뒤쪽에서 탄성체가 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 상기 고정자를 탄성 가압하게 된다.
종래의 메커니컬 씨일은 하우징 내부의 내압을 견디고, 유체의 누출을 안정적으로 방지하기 위해 복잡한 씨일 구조를 사용하였다. 그런데, 메커니컬 씨일에서 마모되는 부품을 교체해주기 위해서는 복잡한 씨일 구조를 모두 분해해야되고, 새로운 부품을 재조립하는 과정에서 시간과 비용적인 노력이 많이 소모되는 문제가 있다. 또한, 종래의 메커니컬 씨일은 높은 원주 속도, 긴 수명, 내마모성 등의 특성 향상이 요구되는 최근의 추세에 부합하기에 어려운 문제점이 있다.
한편, 종래의 메커니컬 씨일로서, 한국 등록 실용신안 20-0402905(고온용 모터펌프의 메카니칼 씰링 구조), 한국 등록특허 10-0929972(기계적 밀봉장치) 등도 개시된다. 종래의 메커니컬 씨일에서 상기 회전자와 고정자의 접촉면, 즉, 씨일면(Seal face)은 마찰이 생겨도 항상 밀착되도록 회전자의 일단이 샤프트의 길이방향으로 이동가능하게 설치되며, 그 뒤쪽에서 탄성체가 상기 샤프트의 길이방향과 평행한 방향으로 상기 고정자를 탄성 가압하게 된다. 즉, 종래에는 탄성체가 샤프트의 길이방향과 평행한 방향으로 고정자를 가압하여 씨일면이 밀착되도록 하는 방식만을 이용하고 있다.
본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 회전자와 고정자가 접촉하는 씨일면의 구조를 개선하여 내구성이 향상되고, 긴 사용수명을 갖도록 하는 메커니컬 씨일을 제공하고자 한다.
본 발명은 또 다른 과제로서, 씨일면이 샤프트의 길이방향과 수직한 방향을 바라보도록 형성하기 위하여, 개선된 샤프트 플레이트 구조와 샤프트 캡 구조를 가지는 메커니컬 씨일 구조를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간을 외부에 노출시키는 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트; 상기 하우징 내부 공간에서 샤프트의 외주에 위치하는 베어링; 상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 상기 베어링에 인접하여 상기 개구 방향에 배치되는 샤프트 씨일;및 상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;을 포함하는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치되어, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 탄성 지지하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 플레이트와 함께 고정되고, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트의 회전시 회전 가능하게 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡보다 내마모성이 높은 재료로 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 씨일과 밀착되는 면에 제 1 돌출부를 구비하고, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡과 밀착되는 면에 제 2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 1 돌출부의 폭은, 상기 제 2 돌출부의 폭보다 넓은 것을 특징으로 할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 제 1 링을 구비할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 1 링은 운동형 링일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 하우징 사이에 제 2 링을 구비할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트는 단턱 구조를 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 샤프트의 단턱 구조 및 상기 샤프트 씨일 사이에 제 3 링을 구비할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 콘크리트 믹서 트럭의 믹서 드럼에 포함된 메커니컬 씨일 구조에 있어서, 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간을 외부와 연통하도록 마련된 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트; 상기 하우징의 상기 내부 공간에서 상기 샤프트의 외주에 위치하는 베어링으로서, 상기 베어링을 기준으로 상기 내부 공간을 상기 개구 측에 위치한 제 1 공간과 상기 제 1 공간과 반대 측에 형성된 제 2 공간으로 구분하는 베어링; 상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 상기 개구를 막기위한 구성으로서, 상기 샤프트의 외주를 둘러싸며 상기 하우징의 내벽과 밀착된 상태로 고정되는 샤프트 플레이트; 상기 하우징의 내벽에 형성된 리세스에 끼워넣어지고, 상기 하우징과 상기 샤프트 플레이트 사이에 배치되어 상기 샤프트 플레이트가 하우징 내벽으로부터 이탈되지 않도록 하는 스냅링; 상기 제 1 공간 상에서 상기 베어링에 인접하여 배치되고, 상기 샤프트의 외측에 형성된 단턱 구조를 포함하여 상기 샤프트의 적어도 일 부분을 감싸도록 구성되며 상기 상기 샤프트의 회전시 회전 가능하게 구성되는 샤프트 씨일; 상기 제 1 공간 상에서 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되고, 상기 샤프트 플레이트와 함께 고정되며, 상기 샤프트 씨일과 면대 면으로 밀착되는 샤프트 캡; 및 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치되어, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 탄성 지지하는 탄성체를 더 포함하고, 상기 내부 공간에 포함된 유체가 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 통해 외부로 누출되는 것을 방지하도록 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치된 제 1 링과, 상기 샤프트 플레이트가 상기 하우징의 내측면에 밀착되어 고정상태를 유지하도록 상기 샤프트 플레이트 및 상기 하우징 사이에 배치된 제 2 링과, 상기 샤프트 씨일이 상기 샤프트에 걸림상태로 고정되도록 상기 샤프트 및 상기 샤프트 씨일 사이에 배치된 제 3 링을 포함하고, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡보다 내마모성이 높은 재료로 형성되며, 상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 씨일과 밀착되는 면 상에, 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 돌출된 환형상의 제 1 돌출부를 구비하고, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡과 밀착되는 면 상에, 상기 제 1 돌출부와 대응되는 위치에서 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 돌출된 환형상의 제 2 돌출부를 구비하며, 상기 제 1 돌출부 단면의 폭은, 상기 제 2 돌출부 단면의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 돌출부가 상기 제 1 돌출부의 표면을 파고 들어가는 더깅(dugging) 현상 발생 시, 상기 제 1 돌출부의 파여진 표면의 내벽이 상기 제 2 돌출부의 외벽을 잡아주도록 형성되고, 상기 복수 개의 탄성체가 상기 샤프트의 회전 축의 중심으로부터 소정거리 이격되어 탄성지지되는 위치는, 상기 샤프트의 회전 축으로부터 이격된 상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부가 서로 맞닿도록 형성된 위치 보다 멀리 형성되는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개구를 포함하는 하우징; 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트; 상기 샤프트의 외주연을 둘러싸도록 배치된 샤프트 씨일; 상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 및 상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;과 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 캡 사이에 배치되고, 상기 샤프트 캡을 상기 샤프트 씨일측으로 탄성 가압하는 탄성체를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 샤프트의 회전 축과 수직한 방향으로 상기 샤프트 캡을 가압하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 내구성이 향상되고, 긴 사용수명을 갖도록 하는 메커니컬 씨일을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 마모가 발생하더라도 기능적으로 중요도가 낮은 특정 부품만 교체해주면 되므로 비용 절감이 가능하며, 기계 장치의 가동 안정성을 높여주는 효과를 가질 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 씨일면이 샤프트의 길이방향과 수직한 방향을 바라보도록 형성될 수 있다. 이에 따르면, 씨일면을 샤프트의 길이 방향을 따라 형성할 수 있으므로 종래의 메커니컬 씨일에 비해 하우징 구조의 설계상 유리한 이점을 가질 수 있다.
도 1은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조의 분리 사시도이다.
도 3은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 시일 구조가 조립된 모습의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 캡 및 샤프트 씨일이 밀착된 모습을 확대한 단면도이다.
도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 캡을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 씨일을 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른, 메커니컬 씨일 구조를 나타내는 개념도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로서 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결 또는 전기적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2, 제3' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도면 설명에 앞서, 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용해 설명하기로 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조(100)를 나타내는 단면도이다. 도 2는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 씨일 구조(100)의 분리 사시도이다. 도 3은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 메커니컬 시일 구조가 조립된 모습의 단면을 나타내는 사시도이다. 도 4는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 캡(140) 및 샤프트 씨일(150)이 밀착된 모습을 확대한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)는 내부 공간(110a, 110b)을 포함하고, 상기 내부 공간(110a, 110b)을 외부에 노출시키는 개구(111)를 포함하는 하우징(110); 상기 개구(111)를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구(111)를 통해 상기 하우징(110)의 외부로 노출되는 샤프트(120); 상기 하우징(110) 내부 공간(110a)에서 샤프트(120)의 외주에 위치하는 베어링(122); 상기 개구(111)에 위치하며 상기 샤프트(120)의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트(130); 상기 베어링(122)에 인접하여 상기 개구(111) 방향에 배치되는 샤프트 씨일(150);및 상기 샤프트 씨일(150)과 밀착되며 상기 샤프트 캡(140)과 상기 샤프트 씨일(150) 사이에 배치되는 샤프트 캡(140);을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 메커니컬 씨일 구조(100)는 믹서 드럼의 펌프, 모터 또는 감속기 등 회전이나 왕복 운동 등을 하는 다양한 동력 기계 장치에서, 가동 부분을 패킹하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 샤프트를 축으로 회전운동을 하는 유압 펌프 또는 유압 모터를 사용하는 기계 장치에서, 외부 동력을 샤프트를 통해 전달하고자 할때는 샤프트가 기계 장치의 외부로 노출되므로 본 발명의 메커니컬 씨일 구조(100)가 사용되어 샤프트 주변을 밀봉시킬 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(100)의 하우징(110)의 내부에는 공간(110a, 110b)이 형성될 수 있는데, 상기 공간(110a, 110b)은 개구 측의 제 1 공간(110a)과 유압 펌프 또는 유압 모터 등이 위치하게 되는 제 2 공간(110b)으로 구분될 수 있다. 메커니컬 씨일 구조(100)는 빗물과 같은 외부 이물질의 유입으로부터 내부에 수용된 전장품을 보호하기 위해 각종 실링(sealing)하는 부재, 밀폐하는 구조 또는 기계 장치의 내압을 유지하기 위한 구조일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 샤프트(120)는 상기 하우징(110)의 일측에 형성된 개구(111, opening)를 통해 상기 하우징(110) 내부에 적어도 일부가 수용되며 기계 장치의 외부에 위치한 구동 모터로부터 구동력을 전달받아 기계 장치 내부의 펌프 또는 모터에 전달할 수 있다. 물론, 이와 반대되는 방향으로서 기계 장치 내부의 펌프 또는 모터로부터 상기 구동 모터로 회전력이 전달될 수도 있다. 또한, 샤프트(120)는 소정의 길이를 가질 수 있으며, 축방향으로 복수 개의 키(key)가 절삭될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 개구(111)는 제 1 공간(110a)에서 하우징(110)의 표면에 형성된 중공의 홀을 의미할 수 있다. 개구(111)에 샤프트(120)가 관통하여 배치되면, 샤프트(120) 주위로 기계 장치의 밀봉을 위해 샤프트 플레이트(130)가 구비될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 샤프트 플레이트(130)는 하우징(110)과 샤프트(120) 사이의 개구(111)를 막기 위한 구성으로서, 제 1 공간(110a)을 기준으로 하우징의 최외곽 위치에 배치될 수 있다. 샤프트 플레이트(130)의 외주연은 하우징(110)의 내주연과 밀착될 수 있으며, 샤프트 플레이트(130)는 하우징(110)과 샤프트(120) 사이의 위치에서 고정될 수 있다. 일 실시예예 따르면, 샤프트 플레이트(130)는 외주연에 나사산이 형성되고, 샤프트 플레이트(130)의 외주연은 하우징(110)의 내측벽과 밀착된 상태로 고정될 수 있다.
도 1 및 도 3을 함께 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)는 스냅 링(113)을 더 포함할 수 있다. 스냅 링(113)은 도 2 에 도시된 예와 같이 얇은 링 형상의 구조물로서, 일부분이 절단되고, 절단된 부분을 기준으로 스냅 링(113)의 일단과 타단이 서로 이격되어 있는 구조물을 의미할 수 있다. 스냅 링(113)은 상기 절단된 부분으로 인해, 구조적인 탄성을 가질 수 있게 된다. 샤프트 플레이트(130)를 하우징(110)의 내벽에 안착시킨 후 상기 스냅 링(113)을 상기 하우징(110)의 내벽에 형성된 리세스(112, recess)에 끼워넣으면, 상기 스냅 링(113)이 상기 리세스(112)에 의해 걸리고, 상기 샤프트 플레이트(130)가 하우징(110) 내벽으로부터 이탈되지 않도록 샤프트 플레이트(130)를 하우징 내부 공간(110a) 방향으로 지지하게 된다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)는, 샤프트(120)의 외주에 인접하여 위치하는 베어링(122)을 포함할 수 있다. 베어링(122)은 기계 장치의 가동에 따른 샤프트(120)의 회전 동작시, 샤프트(120)의 회전을 안정적으로 지지하고, 샤프트(120)를 포함한 구조물에 걸리는 하중을 하우징(110) 측으로 분산시키는 역할을 할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 상기 베어링(122)은 하우징 내부의 공간을 제 1 공간(110a)과 제 2 공간(110b)으로 구분하는 역할을 할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(100)는 제 1 공간(110a) 내에서 상기 베어링에 인접하며, 개구(111) 방향(베어링을 기준으로 하우징 외부를 향하는 방향)에 배치되는 샤프트 씨일(150)을 포함할 수 있다. 그리고, 샤프트 씨일(150)과 밀착되며 샤프트 플레이트(130)와 상기 샤프트 씨일(150) 사이에 배치되는 샤프트 캡(140)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 씨일(150)은 베어링(122)과 샤프트(120) 사이의 공간을 밀폐하는 역할을 할 수 있다. 그리고 샤프트 씨일(150)은 샤프트(120)와 고정된 채로 샤프트(120)의 회전에 동기되어 회전할 수 있다. 샤프트(120)에는 단턱 구조(121)가 형성될 수 있는데, 샤프트 씨일(150)이 단턱 구조(121)의 전/후면을 감싸도록 형성됨으로써 샤프트(120)와 안정적인 고정구조를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로 샤프트(120)는 그 길이 방향을 따라 좁은 단면적을 가지는 부분과 상대적으로 넓은 단면적을 가지는 부분으로 나뉘어지며, 이 경계에 단턱 구조(121)가 형성될 수 있다. 샤프트 씨일(150)은 단턱 구조(121)를 포함하여, 샤프트(120)의 적어도 일 부분을 감싸도록 구성된 것으로서, 샤프트 씨일(150)의 내연에는 샤프트(120)의 키(key)에 끼워져 샤프트(120)의 길이방향으로는 부분적으로 슬립운동이 가능하도록 스플라인(sp)이 형성될 수도 있다.
본 문서에 개시된 실시예에서, 샤프트 캡(140)은 샤프트 플레이트(130)와 샤프트 씨일(150) 사이에 게재되는 구성으로서, 샤프트 플레이트(130)와는 고정구조를 이루되, 샤프트 씨일(150)과는 면 대 면으로 밀착되는 구조를 이룰 수 있다. 일 실시예에 따르면 샤프트 플레이트(130)는 하우징(110)에 고정된 상태이므로, 샤프트 캡(140) 또한 고정되어 움직이지 않게 된다.
따라서, 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150)은 면과 면이 서로 밀착된 상태를 이루되, 샤프트 씨일(150)이 샤프트(120)의 회전에 동기되어 함께 회전할 경우, 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150) 사이에는 마찰이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(100)는 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140) 사이에 배치되어, 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140) 사이를 탄성 지지하는 탄성체(170)를 더 포함할 수 있다. 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140)은, 탄성체(170)를 통해 샤프트(120)의 길이방향과 평행한 방향으로 서로 밀어줄 수 있게 된다. 여기서 샤프트 플레이트(130)는 고정된 상태이면, 샤프트 캡이 하우징의 내측 공간 측으로 밀리게 된다. 이와 같이 탄성체(170)를 구비하면, 실링(sealing) 효과는 극대화시킬 수 있는 반면, 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150) 사이의 마모도가 급격히 증가할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 씨일(150)의 재료를 샤프트 캡(140)의 재료보다 내마모성이 높은 재료로 형성할 수 있다. 예를 들면, 샤프트 캡(140)을 크롬동(CRCU)와 같은 재료로 성형하고, 샤프트 씨일(150)을 침탄 처리된 강(SCM)과 같은 재료로 성형할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예에서 샤프트 캡(140)은 샤프트 플레이트(130)보다 부피가 작고, 샤프트 씨일(150)과 샤프트 플레이트(130) 사이에 게재되는 중간 구조물에 해당한다. 샤프트 캡(140)은 하우징(110)과 샤프트(120) 사이를 밀폐하는 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트(120)와 베어링(122) 사이를 밀폐하는 샤프트 씨일(150)에 비해 기능적 중요도가 낮다. 또한 샤프트 씨일(150)에 비해 하우징(110)의 외곽측에 위치하므로 교체가 용이하다. 따라서, 사용상 마모가 발생하더라도, 샤프트 캡(140) 부분만 교체해주면 족하다.
예를 들면, 샤프트 캡(140)을 크롬동(CRCU)과 같은 재료로 성형하고, 샤프트 씨일(150)을 침탄 처리된 강(SCM)과 같은 재료로 성형할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)는 샤프트 캡(140)에서 샤프트 씨일(150)과 밀착되는 면에 제 1 돌출부(143)를 구비하고, 샤프트 씨일(150)에서 샤프트 캡(140)과 밀착되는 면에는 제 2 돌출부(153)를 구비할 수 있다. 이에 따르면, 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150) 사이에서 마찰이 작용하는 부분을 제 1 돌출부(143)의 일부분(143a)과 제 2 돌출부(153)의 일부분(153a)으로 국한시킬 수 있다. 이 경우에는 상기 제 1 돌출부(143)와 제 2 돌출부(153)에서 서로 마찰되는 면만 침탄 처리 또는 연마 등의 작업을 수행하면 족하다.
나아가, 상기 제 1 돌출부(143)의 폭(D1)을 상기 제 2 돌출부(153)의 폭(D2)보다 넓게 형성할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 만약 제 1 돌출부(143) 및 제 2 돌출부(153) 간의 마모가 발생하여, 내마모성이 강한 제 2 돌출부(153)가 제 1 돌출부(143)의 표면을 파고 들어가는 '더깅(dugging) 현상'이 발생할 수 있다. 전술한 바와 같이 탄성체(170)가 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150)간의 밀착력을 유지하는 상태에서는, 상기 제 1 돌출부(143)에 파여진 표면에, 상기 제 2 돌출부(153)의 일 부분이 삽입된 채로 지속적으로 마찰하게 된다. 일 실시예에 따르면 제 1 돌출부(143)의 파여진 표면의 내벽이 제 2 돌출부(153)의 외벽(153b)을 잡아주게 되어, 샤프트(120)와 고정된 채로 움직이는 샤프트 씨일(150)의 회전 안정성을 높여주는 역할을 할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 4b에 도시된 바와 같이 초기 조립 단계에서부터 제 1 돌출부(143)의 단부면 중 제 2 돌출부(153)의 단부면가 맞닿는 표면에 홈(groove)을 형성하여, 상기 제 2 돌출부(153)가 상기 홈(groove) 내에서만 움직일 수 있도록 할 수 있다. 이 때 제 1 돌출부의 홈(groove)의 내벽(143b) 사이의 폭은 제 2 돌출부(153)의 폭(D2) 보다 크게 형성할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도 4c에 도시된 바와 같이 샤프트 캡(140)에 두 개의 돌출부(143, 144)를 구비하고, 이에 대응하여 샤프트 씨일(150)에 두 개의 돌출부(153, 154)를 구비할 수도 있다. 기본적으로 샤프트 캡(140)과 샤프트 씨일(150)이 접촉하는 마찰면은 좁으면 좁을수록 유리할 수 있지만, 필요한 경우 동일한 마찰면적을 도 4c에 도시된 바와 같이 두 개의 영역으로 나누어 배치하면 작동 하중이 분산되는 효과와 함께 마찰되는 부분의 마모도를 낮출 수 있게 되고, 이에 따라 사용수명을 연장하는 효과를 가질 수 있다.
나아가 상기 두 개의 돌출부(143, 144) 사이의 샤프트 캡(140)의 플랜지(143) 상에 탄성체(170)가 위치하도록 설계하면, 탄성체(170)가 샤프트 캡(140)을 샤프트 씨일(150) 쪽으로 탄성 가압하는 힘이 두 개의 접촉면으로 분산되어 작용하므로, 샤프트 회전시 가동 안정성을 높일 수 있는 효과를 가질 수도 있다.
이와 같이, 샤프트 씨일(150)을 샤프트 캡(140)보다 내마모성이 높은 재료로 형성하고, 이와 대체적으로 또는 추가적으로, 샤프트 캡(140)에서 샤프트 씨일(150)과 밀착되는 면에 제 1 돌출부(143)를 구비하고, 샤프트 씨일(150)에서 샤프트 캡(140)과 밀착되는 면에 제 2 돌출부(153)를 구비하면 마모가 발생한 부품의 교체가 용이하고, 마모가 발생하되 기능적으로 중요도가 낮은 특정 부품만 교체해주면 되므로 비용 절감이 가능하며, 동력 기계 장치의 가동 안정성을 높여주는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4를 다시 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일 구조(100)는 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140) 사이에 제 1 링(161)을 구비할 수 있다.
또한, 샤프트 플레이트(130) 및 상기 하우징(110) 사이에 제 2 링(162)을 구비할 수 있다.
또한, 샤프트(120)의 단턱 구조(121) 및 샤프트 씨일(150) 사이에 제 3 링(163)을 구비할 수 있다.
여기서 제 1 링(161), 제 2 링(162) 및 제 3 링(163)은 오링(O-ring) 또는 오일 씰(oil seal) 등이 해당될 수 있으며, 서로 인접한 구성요소 사이를 밀폐하는 역할 또는 피팅부의 내압 성능을 높이는 역할을 할 수 있다. 이하에서는 상기 제 1 링(161), 제 2 링(162) 및 제 3 링(163)이 오링(O-ring)으로 구성된 것을 가정하여 설명할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 링(161)은 샤프트 플레이트(130)와 샤프트 캡(140) 사이에 위치할 수 있다. 제 1 링(161)은 샤프트 캡(140)이 샤프트(120)의 길이방향을 따라 탄성체(170)로부터 탄성 지지되어 선형 운동할 때, 하우징(110) 내측 공간(110a)의 유체가 샤프트 플레이트(130)와 샤프트 캡(140) 사이를 통해 하우징(110)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 제 1 링(161)은 선형 운동하는 물체에 인접하여 배치되므로 운동형 링으로서, 내마찰성 및 내마모성이 뛰어난 재질로 제조할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 2 링(162)은 샤프트 플레이트(130)와 하우징(110) 사이에 위치할 수 있다. 샤프트 플레이트(130)는 하우징(110)의 내측면에 외주연이 밀착되어 고정상태를 유지하므로, 내압 특성이 좋은 고정형 링을 사용할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 3 링(163)은 샤프트(120)와 샤프트 씨일(150)사이에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로 제 3 링(163)은 샤프트(120)의 단턱 구조(121)와 샤프트 씨일(150) 사이에 배치됨으로써, 샤프트 씨일(150)이 상기 샤프트(120)에 걸림상태로 고정배치될 수 있게 지지하는 할 수 있다. 제 3 링(163) 역시 샤프트(120)의 외주연과 샤프트 씨일(150) 내주연에 밀착되어 고정상태를 유지하므로, 내압 특성이 좋은 고정형 링을 사용할 수 있다.
다음으로 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 샤프트 플레이트(130), 샤프트 캡(140) 및 샤프트 씨일(150) 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 플레이트(130)를 나타내는 도면이다. 도 6은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 캡(140)을 나타내는 도면이다. 도 7은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 씨일(150)을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 샤프트 플레이트(130)의 일면에는 탄성체 삽입홀(134)과 핀 삽입홀(135)이 구비될 수 있다. 탄성체 삽입홀(134)은 샤프트 플레이트(130)의 중심으로부터 방사상 일정한 간격으로 구비될 수 있으며, 핀 삽입홀(135)은 샤프트 플레이트(130)의 중심에서 일부 편심된 위치에 구비될 수 있다. 복수의 탄성체 삽입홀(134)에 복수의 탄성체(170)가 삽입됨으로써 샤프트 캡(140)을 샤프트(120)의 축방향으로 탄성 신축되도록 가이드할 수 있는 한편, 핀 삽입홀(135)에 핀(180)이 삽입되도록 함으로써, 샤프트 플레이트(130)와 샤프트 캡(140) 간의 커플링(coupling)을 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 플레이트(130)의 외주연(131)에는 홈(131b)이 구비될 수 있다. 상기 홈(131b)에는 제 2 링(162)이 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 플레이트(130)의 내주연(132)은 샤프트 캡(140)의 팁부(141a)와 마주보며 밀착되는 제 1 내측면(131a)과, 제 1 링(611)이 결합할 수 있는 공간을 제공하는 제 2 내측면(131b)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 샤프트 캡(140)의 외주연(141)에는 샤프트 플레이트(130)의 제 1 내측면(131a)과 마주보되, 상기 제 1 내측면(131a)과 밀착성을 유지하기 위해 평활한면을 가지는 팁부(141a)를 포함하고, 상기 샤프트 플레이트(130)의 제 2 내측면(132b)에 대향하여 제 1 링(161)의 배치를 위한 공간을 제공하는 제 2 단턱부(141b)를 가질 수 있다. 또한, 샤프트 캡(140)은 탄성체(170)의 일단과 접촉하기 위한 면(141')이 형성된 플랜지부(141c)를 포함할 수 있다.
아울러, 샤프트 플레이트(130)의 내표면은 플랜지부(141c)가 배치되는 공간을 제공하는 제 3 내표면(131c)을 추가로 구비할 수 있다.
이에 따르면, 샤프트 플레이트(130)의 내표면 구조와, 샤프트 캡(140)의 외표면 구조가 서로 맞대향하고, 사이에 제 2 오링(162)으로 밀폐하는 구조를 제공하게 되므로, 샤프트 플레이트(130)의 내측으로 샤프트 캡(140)이 배치될 때, 공간실장성을 최적화 할 수 있다.
즉, 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140)의 구조를 개선함으로써 메커니컬 씨일 구조(200)의 제한된 제 1 공간(101a)내부를 적절히 활용할 수 있게 된다.
도 7을 참조하면, 샤프트 씨일(150)의 내주연에는 제 3 링(163)의 배치를 위한 단턱구조(153a, 152b, 152c)를 가질 수 있다. 여기서의 단턱구조(152a, 152b, 152c)는 샤프트(120)와 샤프트 씨일(150) 사이의 안정적인 고정성을 위해 마련된 것으로 전술한 샤프트 플레이트(130) 및 샤프트 캡(140)의 단턱구조와 목적이 상이할 수 있다.
마지막으로 도 6과 도 7을 함께 참조하면, 다양한 실시예들에 따른, 샤프트 캡(140)의 일면에는 샤프트 씨일(150)과의 면 접촉을 위한 제 1 돌출부(143)가 형성될 수 있다. 또한, 샤프트 캡(140)의 일면에는 샤프트 캡(140)과의 면 접촉을 위한 제 2 돌출부(153)가 형성될 수 있다.
상기 제 1 돌출부(143)와 제 2 돌출부(153)는 각각 환형상의 돌출 구조로 형성되며, 제 1 돌출부(143)와 제 2 돌출부(153)를 제외한 다른 여하한 구성과 달리 침탄, 연마 작업 등을 수행한 뒤, 상기 메커니컬 씨일 구조의 조립체로 형성될 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 메커니컬 씨일 구조(200)에 대하여 설명한다.
도 8은, 메커니컬 씨일 구조(200)를 나타내는 단면도이다. 도 9는, 메커니컬 씨일 구조(200)를 나타내는 개념도이다.
다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(200)의 하우징(201)은 일측에 개구(211)가 형성되고, 개구(211)에는 리세스(212)가 형성될 수 있다. 또한 개구(211)의 내측에는 샤프트(210)의 회전축을 지지하는 베어링(213)이 포함될 수 있다.
샤프트 플레이트(220)는 하우징(201)과 샤프트(210) 사이의 개구(211)를 막기 위한 구성으로서, 개구(211)의 리세스(212)에 맞물려 하우징(201)에 고정될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 플레이트(220)는 스냅링과 같은 지지부재를 이용하여 하우징(201)에 고정될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메커니컬 씨일 구조(200)는 샤프트 씨일(240)을 포함할 수 있다. 그리고, 샤프트 씨일(240)과 밀착되며 샤프트 플레이트(220)와 상기 샤프트 씨일(240) 사이에 배치되는 샤프트 캡(230)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 샤프트 씨일(240)은 베어링(213)과 샤프트(210) 사이의 공간을 밀폐하는 역할을 할 수 있다. 그리고 샤프트 씨일(240)은 샤프트(210)와 고정된 채로 샤프트(210)의 회전에 동기되어 회전할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예에서, 샤프트 캡(230)은 샤프트 플레이트(220)와 샤프트 씨일(240) 사이에 게재되는 구성으로서, 샤프트 플레이트(220)와는 고정구조를 이루되, 샤프트 씨일(240)과는 면 대 면으로 밀착되는 구조를 이룰 수 있다. 일 실시예에 따르면 샤프트 플레이트(220)는 하우징(201)에 고정된 상태이므로, 샤프트 캡(230) 또한 고정되어 움직이지 않게 된다.
따라서, 샤프트 캡(230)과 샤프트 씨일(240)은 면과 면이 서로 밀착된 상태를 이루되, 샤프트 씨일(240)이 샤프트(210)의 회전에 동기되어 함께 회전할 경우, 샤프트 캡(230)과 샤프트 씨일(240) 사이에는 마찰이 발생할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 메커니컬 씨일은 적어도 하나의 탄성체(250)를 포함할 수 있다. 탄성체(250)는 샤프트 플레이트(220)의 내측에 인입되어 샤프트 캡(230)을 샤프트 씨일(240)에 밀착시키도록 탄성 가압할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 메커니컬 씨일(200)은 밀폐구조를 이루기 위해 다양한 밀폐부재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 8 및 도 9에 도시된 보조 밀착부재(260), 오링(271, 272) 등이 해당될 수 있다.
종래 기술과 달리, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에서는, 샤프트 캡(230)이 샤프트 씨일(240)을 샤프트(210)의 회전축과 수직한 방향으로 밀착될 수 있다. 이를 위해 탄성체(250)가 샤프트 캡(230)을 샤프트(210)의 회전축과 수직한 방향으로 탄성 가압할 수 있다. 이에 따르면, 씨일면(Seal face, F)이 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 샤프트(210)의 길이방향(또는 샤프트(210)의 회전축 방향)(예: x축과 평행한 방향)에 대하여 수직한 방향(예: y축과 평행한 방향)에 형성될 수 있다.
구체적으로 도 9를 참조하면, 샤프트 씨일(240)은 샤프트 캡(230)과 접촉되는 제 1 씨일면(241)을 가질 수 있다. 제 1 씨일면(241)은 샤프트(210)의 길이방향과 평행한 방향(또는 샤프트(210)의 회전축 방향)(예: x축과 평행한 방향)에 대하여 수직한 방향(예: y축과 평행한 방향)에 형성된다.
그리고 샤프트 캡(230)은 샤프트 씨일(240)과 접촉되는 제 1 캡면(231), 상기 샤프트 씨일(240)과 접촉되는 면(232)과 반대방향을 향하는 제 2 캡면(232), 제 3 캡면(233), 그리고 제 4 캡면(234)을 가질 수 있다. 여기서 제 1 캡면(231), 제 2 캡면(232), 제 4 캡면(234)은 각각 상호 평행할 수 있고, 제 3 캡면(233)만 제 1 캡면(231), 제 2 캡면(232), 제 4 캡면(234)에 대하여 수직할 수 있다.
그리고 샤프트 플레이트(220)는 샤프트 캡(230)의 제 1 캡면(231)과 마주보는 제 1 플레이트면(221), 샤프트 캡(230)의 제 3 캡면(233)과 마주보는 제 2 플레이트면(222), 샤프트 캡(230)의 제 4 캡면(234)과 마주보는 제 3 플레이트면(223)을 포함할 수 있다.
탄성체는(250)는 상기 제 1 플레이트면(221)에 인입(lead in)되어 일 단은 샤프트 플레이트(220)에 지지되고, 타단은 샤프트 캡(230)의 제 2 캡면(232)에 지지될 수 있다. 즉, 탄성체(250)는, 예를 들면, y축과 평행한 방향으로 샤프트 캡(230)을 탄성 가압할 수 있다.
한편, 도 9을 참조하면, 본 문서에 개시된 보조 밀착부재(260)는 제 2 플레이트면(222)과 제 3 캡면(233)사이에 배치될 수 있다. 보조 밀착부재(260)는 샤프트 캡(230)이 x축과 평행한 방향으로 유동하더라도, 샤프트 플레이트(220)와 샤프트 캡(230) 사이를 밀폐할 수 있도록 할 수 있다. 탄성체(250)가 주로 y축과 평행한 방향으로만 샤프트 캡(230)을 샤프트 씨일(240)에 밀착하는 효과를 보상하기 위하여, 보조 밀착부재(260)를 구비할 수 있다.
보조 밀착부재(260)는, 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 다른 오링(271, 272)의 구성과 유사한 형태로 구비될 수 있다. 이 경우 보조 밀착부재(260)는 제 2 플레이트면(222)에 인입되어 설치될 수 있다.
본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명의 일 실시예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간을 외부에 노출시키는 개구를 포함하는 하우징;
    상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트;
    상기 하우징 내부 공간에서 샤프트의 외주에 위치하는 베어링;
    상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트;
    상기 베어링에 인접하여 상기 개구 방향에 배치되는 샤프트 씨일;및
    상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;을 포함하는 메커니컬 씨일 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치되어, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 탄성 지지하는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 플레이트와 함께 고정되고, 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트의 회전시 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡보다 내마모성이 높은 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 씨일과 밀착되는 면에 제 1 돌출부를 구비하고,
    상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡과 밀착되는 면에 제 2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 돌출부의 폭은, 상기 제 2 돌출부의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 제 1 링을 구비하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 플레이트 및 상기 하우징 사이에 제 2 링을 구비하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 링은 운동형 링인 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는 단턱 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 샤프트의 단턱 구조 및 상기 샤프트 씨일 사이에 제 3 링을 구비하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
  12. 콘크리트 믹서 트럭의 믹서 드럼에 포함된 메커니컬 씨일 구조에 있어서,
    내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간을 외부와 연통하도록 마련된 개구를 포함하는 하우징;
    　　　　　　 상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트;
    　　　　　　 상기 하우징의 상기 내부 공간에서 상기 샤프트의 외주에 위치하는 베어링으로서, 상기 베어링을 기준으로 상기 내부 공간을 상기 개구 측에 위치한 제 1 공간과 상기 제 1 공간과 반대 측에 형성된 제 2 공간으로 구분하는 베어링;
    　　　　　　 상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 상기 개구를 막기위한 구성으로서, 상기 샤프트의 외주를 둘러싸며 상기 하우징의 내벽과 밀착된 상태로 고정되는 샤프트 플레이트;
    　　　　　　 상기 하우징의 내벽에 형성된 리세스에 끼워넣어지고, 상기 하우징과 상기 샤프트 플레이트 사이에 배치되어 상기 샤프트 플레이트가 하우징 내벽으로부터 이탈되지 않도록 하는 스냅링;
    　　　　　　 상기 제 1 공간 상에서 상기 베어링에 인접하여 배치되고, 상기 샤프트의 외측에 형성된 단턱 구조를 포함하여 상기 샤프트의 적어도 일 부분을 감싸도록 구성되며 상기 상기 샤프트의 회전시 회전 가능하게 구성되는 샤프트 씨일;
    　　　　　　 상기 제 1 공간 상에서 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되고, 상기 샤프트 플레이트와 함께 고정되며, 상기 샤프트 씨일과 면대 면으로 밀착되는 샤프트 캡; 및 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치되어, 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 탄성 지지하는 탄성체를 더 포함하고,
    　　　　　　 상기 내부 공간에 포함된 유체가 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이를 통해 외부로 누출되는 것을 방지하도록 상기 샤프트 플레이트 및 상기 샤프트 캡 사이에 배치된 제 1 링과,
    　　　　　　 상기 샤프트 플레이트가 상기 하우징의 내측면에 밀착되어 고정상태를 유지하도록 상기 샤프트 플레이트 및 상기 하우징 사이에 배치된 제 2 링과,
    　　　　　　 상기 샤프트 씨일이 상기 샤프트에 걸림상태로 고정되도록 상기 샤프트 및 상기 샤프트 씨일 사이에 배치된 제 3 링을 포함하고,
    　　　　　　 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡보다 내마모성이 높은 재료로 형성되며,
    　　　　　　 상기 샤프트 캡은 상기 샤프트 씨일과 밀착되는 면 상에, 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 돌출된 환형상의 제 1 돌출부를 구비하고,
    　　　　　　 상기 샤프트 씨일은 상기 샤프트 캡과 밀착되는 면 상에, 상기 제 1 돌출부와 대응되는 위치에서 상기 샤프트의 길이 방향과 평행한 방향으로 돌출된 환형상의 제 2 돌출부를 구비하며,
    　　　　　　 상기 제 1 돌출부 단면의 폭은, 상기 제 2 돌출부 단면의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 돌출부가 상기 제 1 돌출부의 표면을 파고 들어가는 더깅(dugging) 현상 발생 시, 상기 제 1 돌출부의 파여진 표면의 내벽이 상기 제 2 돌출부의 외벽을 잡아주도록 형성되고,
    상기 복수 개의 탄성체가 상기 샤프트의 회전 축의 중심으로부터 소정거리 이격되어 탄성지지되는 위치는, 상기 샤프트의 회전 축으로부터 이격된 상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부가 서로 맞닿도록 형성된 위치 보다 멀리 형성되는 메커니컬 씨일 구조.
  13. 개구를 포함하는 하우징;
    상기 개구를 관통하고, 적어도 일부분이 상기 개구를 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 샤프트;
    상기 샤프트의 외주연을 둘러싸도록 배치된 샤프트 씨일;
    상기 개구에 위치하며 상기 샤프트의 외주를 둘러싸는 샤프트 플레이트; 및
    상기 샤프트 씨일과 밀착되며 상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 씨일 사이에 배치되는 샤프트 캡;과
    상기 샤프트 플레이트와 상기 샤프트 캡 사이에 배치되고, 상기 샤프트 캡을 상기 샤프트 씨일측으로 탄성 가압하는 탄성체를 포함하되,
    상기 탄성체는 상기 샤프트의 회전 축과 수직한 방향으로 상기 샤프트 캡을 가압하는 것을 특징으로 하는 메커니컬 씨일 구조.
PCT/KR2019/009027 2019-07-22 2019-07-22 메커니컬 씨일 구조 WO2021015316A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/009027 WO2021015316A1 (ko) 2019-07-22 2019-07-22 메커니컬 씨일 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/009027 WO2021015316A1 (ko) 2019-07-22 2019-07-22 메커니컬 씨일 구조

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021015316A1 true WO2021015316A1 (ko) 2021-01-28

Family

ID=74193716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/009027 WO2021015316A1 (ko) 2019-07-22 2019-07-22 메커니컬 씨일 구조

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021015316A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06281348A (ja) * 1993-03-31 1994-10-07 Oji Koei Kk ロータリーキルン用フードのシール装置
JPH08121414A (ja) * 1994-10-11 1996-05-14 Caterpillar Inc 電磁波による油圧シリンダの動的及び静的ピストン位置検出におけるオイルフィルム電気接触及びシーリング
JP3035053B2 (ja) * 1992-01-24 2000-04-17 株式会社東芝 軸封装置
JP4586002B2 (ja) * 2006-09-22 2010-11-24 日本ピラー工業株式会社 メカニカルシール
KR101979847B1 (ko) * 2018-04-26 2019-05-20 (주)대호하이드로릭 메커니컬 씨일 구조
KR20190124586A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 (주)대호하이드로릭 개선된 플레이트 구조 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3035053B2 (ja) * 1992-01-24 2000-04-17 株式会社東芝 軸封装置
JPH06281348A (ja) * 1993-03-31 1994-10-07 Oji Koei Kk ロータリーキルン用フードのシール装置
JPH08121414A (ja) * 1994-10-11 1996-05-14 Caterpillar Inc 電磁波による油圧シリンダの動的及び静的ピストン位置検出におけるオイルフィルム電気接触及びシーリング
JP4586002B2 (ja) * 2006-09-22 2010-11-24 日本ピラー工業株式会社 メカニカルシール
KR101979847B1 (ko) * 2018-04-26 2019-05-20 (주)대호하이드로릭 메커니컬 씨일 구조
KR20190124586A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 (주)대호하이드로릭 개선된 플레이트 구조 및 캡 구조를 포함하는 메커니컬 씨일

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021010733A1 (ko) 허브 일체형 등속조인트 장치
WO2021015316A1 (ko) 메커니컬 씨일 구조
WO2015182814A1 (ko) 전기 구동식 자동차용 밸브장치
WO2023219295A1 (ko) 볼밸브
KR101979847B1 (ko) 메커니컬 씨일 구조
WO2017150952A1 (ko) 콘크리트 믹서 트럭의 감속기
WO2022173235A1 (ko) 싸이클로이드 감속기
WO2020040444A1 (ko) 차량용 허브베어링의 엔코더 씰조립체
WO2019194553A1 (ko) 휠 허브 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체
WO2022173219A1 (ko) 워터펌프 및 밸브 통합장치
WO2022139323A1 (ko) 다중 출력구조를 갖는 가변속 동력전달 클러치 시스템
WO2019098593A1 (ko) 차량용 듀얼 클러치 장치
WO2020204673A1 (ko) 씰링성이 향상된 구름 베어링
WO2019027196A1 (ko) 로터 및 이를 포함하는 모터
WO2021229315A1 (en) Dual drive gerotor pump
WO2012015175A2 (ko) 하우징 일체형 다중 베어링 유닛
WO2021157919A1 (ko) 하이브리드 구동 모듈
WO2022131507A1 (ko) 토크 컨버터
WO2019117484A1 (ko) 파력발전용 로터리 베인 펌프
WO2020122304A1 (ko) 무급유 베어링이 구비된 전동 과급기
WO2020166778A1 (ko) 씰링 기능이 향상된 차량용 휠베어링
WO2013180507A1 (ko) 회전축 연결 구조체 및 이를 구비한 선박
CN214931239U (zh) 卷扬设备、装夹系统、滑套和转动轴
JP4234821B2 (ja) ベローズ型メカニカルシール
CN219911751U (zh) 一种迷宫式密封结构及转动装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19938147

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19938147

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1