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KR200402905Y1 - 고온용 모터펌프의 메카니칼 씰링 구조 - Google Patents

고온용 모터펌프의 메카니칼 씰링 구조 Download PDF

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KR200402905Y1
KR200402905Y1 KR20-2005-0025357U KR20050025357U KR200402905Y1 KR 200402905 Y1 KR200402905 Y1 KR 200402905Y1 KR 20050025357 U KR20050025357 U KR 20050025357U KR 200402905 Y1 KR200402905 Y1 KR 200402905Y1
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Abstract

본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정에서 모터펌프를 이용하여 고온의 액체물질을 이동시키기 위하여 모터의 회전축 부위에서 이동 물질의 누설을 효율적으로 방지하면서 부품의 손상을 최소화할 수 있도록 설계 제작하여 유지 및 보수의 따른 비용부담을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 메카니칼 씰링구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정 중에 모터펌프를 이용하여 고온의 액상상태의 물질을 이동시킬 때 발생할 수 있는 원료의 누설을 효율적으로 방지하기 위하여 모터의 회전축 부위를 씰링함에 있어서 회전에 의하여 뒤틀어지거나 손상되기 쉬운 용접부위가 많은 벨로즈와 벨로즈의 양측에 위치하며 밸로즈와 용접에 의하여 결합된 칼라와 고정자 씰링을 고정축으로 구성하여 펌프의 커버에 부착 설치하고, 상기 고정자 씰링과 마찰력에 의하여 씰링을 이루는 회전자 씰링과 함께 슬리브 및 리테이너가 회전자 축을 형성하며, 회전하는 슬리브와 고정자 축 사이로 이송되는 액체가 자연스럽게 유입될 수 있도록 바플을 고정자축에 삽입하여 액체가 고정자 씰링과 회전자 씰링사이로 유입되어 회전시 발생하는 열을 액체가 흡수함과 동시에 액체의 유막에 의하여 자연스럽게 씰링이 형성되어 섭동면의 마모를 최소화할 수 있도록 구성되며, 회전자 씰링과 슬리브사이에는 그라포일 재질의 고정패킹링으로 씰링이 이루어 슬리브와 회전자 씰링이 동시에 회전하도록 설계 제작함으로써 섭동면의 마모를 줄이고, 용접부위의 마모를 최소화하여 부품의 수명을 향상시키고 경제적인 손실을 줄이는데 그 특징이 있다.

Description

고온용 모터펌프의 메카니칼 씰링 구조{Mechanical Seal Structure of Moter Pump for High Temperature}
본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정에서 모터펌프를 이용하여 고온의 액체물질을 이동시키기 위하여 모터의 회전축 부위에서 이동 물질의 누설을 효율적으로 방지하면서 부품의 손상을 최소화할 수 있도록 설계 제작하여 유지 및 보수의 따른 비용부담을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 메카니칼 씰링 구조에 관한 것이다.
종래에는 용접에 의하여 연결 구성된 벨로즈와, 상기 벨로즈와 벨로즈 양측에 위치한 칼라 역시 용접에 의하여 고정된 구성을 가지며, 상기 칼라와 결합되는 회전자는 칼라를 열팽창시킨 후 삽입시켜 결합이 이루어지고, 결합된 이들이 회전하도록 구성하므로 회전에 의한 진동 및 열에 의하여 상기 용접된 벨로즈 부분에서 뒤틀림이 발생하거나 파손 및 손상이 빈번하게 발생하여 유지 및 보수에 따른 생산성이 저하되고, 빈번한 교체에 따른 경제적인 손실이 발생하는 문제점이 있다.
종래에는 회전자와 고정자가 마주치는 섭동면에 열이 발생하면 이를 효율적으로 식혀주기 위하여 섭동면으로 액체를 주입하는 별도의 수단을 구비하고 있지 않아서 섭동면에서 발생한 열을 효율적으로 식혀주지 못해서 마모가 쉽게 발생하는 문제점이 있으며, 또한 축의 마모를 방지하기 위한 별도의 부재가 없어서 모터의 회전축의 마모가 쉽게 발생하여 부품의 잦은 교체에 따른 작업 손실과 경제적인 손실이 크지는 등의 문제점이 있다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 인식하고 안출된 것으로, 석유화학 제품을 생산하는 공정 중에 모터펌프를 이용하여 고온의 액체상태의 물질을 이동시킬 때 발생할 수 있는 원료의 누설을 효율적으로 방지하기 위하여 모터의 회전자와 고정자가 위치하는 부위를 씰링함에 있어서 회전에 의하여 뒤틀어지거나 손상되기 쉬운 용접부위가 많은 벨로즈와 벨로즈의 양측에 위치하며 용접에 의하여 벨로즈와 결합된 칼라 및 고정자 씰링을 고정축으로 펌프의 커버에 고정하고, 상기 고정자 씰링과 마찰력에 의하여 씰링을 이루는 회전자 씰링은 리테이너와 패킹링에 의하여 씰링되고 핀 삽입에 의하여 결합되며, 리테이너와 슬리브는 웨지 링에 의하여 씰링이 이루어져 회전되도록 구성하여 모터펌프가 씰링되도록 설계 제작함으로써 용접부위의 마모를 최소화하고 부품의 수명을 향상시키고, 부품교체에 의하여 발생하는 작업 중단에 따른 경제적인 손실을 줄이는데 그 목적이 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 슬리브와 고정자사이에 이송되는 액체가 자연스럽게 섭동면에 흘러들어갈 수 있도록 바플을 고정자축에 삽입하여 액체가 고정자 씰링과 회전자 씰링사이로 유입되어 회전시 발생하는 열을 액체가 흡수함과 동시에 액체의 유막에 의하여 자연스럽게 씰링이 형성되어 섭동면의 마모를 최소화할 수 있도록 구성되며, 회전자 씰링과 슬리브사이에는 그라포일 재질의 고정패킹링으로 씰링이 이루어져 슬리브와 회전자 씰링이 동시에 회전하도록 설계 제작함으로써 섭동면의 마모를 크게 줄여 부품의 교체시간을 연장하여 경제적인 손실을 줄이는데 있다.
본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정에서 모터펌프를 이용하여 고온의 액체물질을 이동시키기 위하여 모터의 회전축 부위에서 이동 물질의 누설을 효율적으로 방지하면서 부품의 손상을 최소화할 수 있도록 설계 제작하여 유지 및 보수의 따른 비용부담을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 메카니칼 씰링 구조에 관한 것이다.
종래에는 용접에 의하여 연결 구성된 벨로즈와, 상기 벨로즈와 벨로즈 양측에 위치한 칼라 역시 용접에 의하여 고정된 구성을 가지며, 상기 칼라와 결합되는 회전자는 칼라를 열팽창시킨 후 삽입시켜 결합이 이루어지고, 결합된 이들이 회전하도록 구성하므로 회전에 의한 진동 및 열에 의하여 상기 용접된 벨로즈 부분에서 뒤틀림이 발생하거나 파손 및 손상이 빈번하게 발생하여 유지 및 보수에 따른 생산성이 저하되고, 빈번한 교체에 따른 경제적인 손실이 발생하는 문제점이 있다.
종래에는 회전자와 고정자가 마주치는 섭동면에 열이 발생하면 이를 효율적으로 식혀주기 위하여 섭동면으로 액체를 주입하는 별도의 수단을 구비하고 있지 않아서 섭동면에서 발생한 열을 효율적으로 식혀주지 못해서 마모가 쉽게 발생하는 문제점이 있으며, 또한 축의 마모를 방지하기 위한 별도의 부재가 없어서 모터의 회전축의 마모가 쉽게 발생하여 부품의 잦은 교체에 따른 작업 손실과 경제적인 손실이 크지는 등의 문제점이 있다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 인식하고 안출된 것이다. 본 고안의 이해를 용이하게 하는 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 종래의 고온의 액체 원료를 이송하는데 이용되는 모터펌프의 고정자 축과 회전자축사이의 씰링 구조를 나타낸 것이며, 도2는 본 고안에 따라 설계 제작된 고온의 액체 원료를 이송하는데 이용되는 모터펌프의 고정자 축과 회전자축사이의 씰링 구조를 나타낸 것이다. 본 고안에 따른 구성수단들을 구체적으로 살펴본다. 본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정 중에 모터펌프를 이용하여 고온의 액체상태의 물질을 이동시킬 때 발생할 수 있는 원료의 누설을 효율적으로 방지하기 위하여 모터의 회전자 축과 고정자 축이 맞닿는 부위를 보다 효율적으로 씰링할 수 있는 구조에 관한 것이다. 본 고안은 모터펌프에서 모터의 회전에 의하여 회전이 이루어지는 부분에 고속 회전에 의하여 뒤틀어지거나 손상되기 쉬운 용접부위가 많은 벨로즈와, 벨로즈의 양측에 위치하며 용접에 의하여 벨로즈와 결합된 칼라와 고정자 씰링을 고정축으로 펌프의 커버에 고정하여 최대한 용접부위의 손상을 방지하여 부품의 수명을 연장하는 구성을 이룬다. 상기 고정자 씰링과 마찰력에 의하여 씰링을 이루는 회전자 씰링은 서스 재질로 이루어진 리테이너와 그라포일로 제작된 회전자 패킹링에 의하여 씰링되고 핀 삽입에 의하여 서로 결합되며, 리테이너와 슬리브는 그라포일로 제작된 웨지 링에 의하여 씰링이 이루어져 회전하도록 구성하므로 회전자 축을 구성하는 부품들에 용접부위가 존재하지 않아서 회전에 의한 부품의 손상이 비교적 적어서 부품의 교체에 따른 작업 중단으로 인한 경제적 손실을 크게 줄이는 구성으로 이루어져 있다. 본 고안에 따른 씰링 구조는 슬리브와 고정자 축 사이에 이송되는 액체가 자연스럽게 섭동면에 흘러들어갈 수 있도록 바플을 고정자축에 삽입 고정하여 운송되는 액체가 고정자 씰링과 회전자 씰링사이로 유입되어 회전시 발생하는 열을 액체가 자연스럽게 흡수함과 동시에 충분히 공급되는 액체에 의하여 형성된 유막에 의하여 자연스럽게 씰링이 형성되어 섭동면의 마모를 최소화할 수 있는 구성을 가진다. 상기 고정자 씰링과 회전자 씰링사이에 형성되는 유막은 회전시 발생하는 마찰열에 의하여 마찰면의 2/3 지점까지는 유막을 형성하고 2/3 지점을 벗어나면 증발되도록 구성되어 완전한 씰링을 이룰 수 있다. 상기 회전자 씰링과 슬리브사이에는 그라포일 재질의 회전자 패킹링으로 씰링이 이루어져 있다. 상기 슬리브, 리테이너 및 회전자 씰링이 서로 결합되어 회전자 축을 형성하여 회전하도록 구성되어 있다. 본 고안에 따른 실시 예를 구체적으로 살펴본다.
[실시 예]
본 고안에 따른 실시 예를 도면에 기초하여 구체적으로 살펴본다. 도2에서 바플(Baffle)이 위치한 측이 모터펌프의 내측이며, 슬리브(Sleeve)가 위치한 측이 모터펌프의 외측 부분이다. 본 고안에 따른 씰링구조는 300℃내지 500℃정도의 액체물질을 이동시키기 위한 모터펌프의 모터가 분당 약1000rpm으로 회전하는 회전자 축과 고정자 축 사이에서 발생할 수 있는 액체의 누설을 효율적으로 방지하면서 씰링을 위하여 사용되는 부품의 수명을 증가시키는 구조에 관한 것이다. 이를 이루기 위하여 상기 모터펌프에서 모터의 회전이 이루어지는 부분에 고온상태에서 고속으로 회전함에 의하여 뒤틀어지거나 손상되기 쉬운 용접부위가 많은 벨로즈(Bellows)와 벨로즈(3)의 양측에 위치하는 칼라(Collar)를 용접에 의하여 벨로즈와 결합하고, 상기 벨로즈(3)와 용접에 의하여 결합된 칼라(11)는 회전자로부터 오는 충격 및 진동으로 용접부위의 손상 및 벨로즈(3)의 뒤틀어짐이나 손상을 방지하기 위하여 완충용 칼라(9)와 체결되고, 상기 완충용 칼라(9)와 고정자 씰링(1)은 고정자 패킹(6)에 의하여 씰링을 이루는 구조로 구성되어 있다. 상기 벨로즈(3)와 용접에 의하여 결합된 또 다른 칼라(11)는 바플(Baffle)과 결합하여 고정되는 구성을 가진다. 상기 바플(8)은 슬리브와 고정자사이로 배관을 통해서 이송되는 액체가 자연스럽게 섭동면에 흘러들어갈 수 있도록 소정의 공간을 형성하도록 설계 제작되며, 액체가 고정자 씰링(1)과 회전자 씰링(2)사이로 유입되어 회전시 발생하는 열을 액체가 흡수함과 동시에 섭동면에서 형성되는 액체의 유막에 의하여 자연스럽게 원활한 씰링이 이루어져 섭동면의 마모를 최소화할 수 있도록 설계 제작되어 있다. 상기 바플(8), 칼라(9,11,12), 벨로즈 및 고정자 씰링은 모터펌프의 커버에 고정되므로 용접부위가 많은 부품이 체결되어 있는 부분을 고정자축으로 구성한다. 상기 고정자 씰링(1)과 마찰에 의하여 씰링이 이루어지는 회전하는 회전자 씰링(2)은 리테이너(4)와 회전자 패킹(5)으로 결합하여 씰링이 이루어지는 구성을 가지며, 핀(14)에 의하여 결합되어 있다. 상기 리테이너(4)는 슬리브(13)와 결합되며, 웨지링(10)에 의하여 씰링이 이루어진다. 상기 고정자 씰링(1)과 회전자 씰링(2)사이에 형성되는 유막은 회전시 발생하는 마찰열에 의하여 마찰면의 2/3 지점까지는 유막을 형성하고 2/3 지점을 벗어나면 증발되도록 구성되어 완전한 씰링을 이룰 수 있도록 구성되어 있다. 상기 회전자 씰링(2)과 슬리브(13)사이에는 그라포일 재질의 회전자 패킹링(5)으로 씰링이 이루어져 있다. 상기 슬리브(13), 리테이너(4) 및 회전자 씰링(2)이 서로 결합되어 회전자 축을 형성하여 회전하도록 구성되어 있다.
본 고안은 석유화학 제품을 생산하는 공정 중에 모터펌프를 이용하여 고온의 액상상태의 물질을 이동시킬 때 발생할 수 있는 원료의 누설을 효율적으로 방지하기 위하여 모터의 회전자와 고정자가 위치하는 부위를 씰링함에 있어서 회전에 의하여 뒤틀어지거나 손상되기 쉬운 용접부위가 많은 벨로즈와 벨로즈의 양측에 위치하며 용접에 의하여 벨로즈와 결합된 칼라와 고정자 씰링을 고정축으로 펌프의 커버에 고정하고, 상기 고정자 씰링과 마찰력에 의하여 씰링을 이루는 회전자 씰링은 리테이너와 패킹링에 의하여 씰링되고 핀 삽입에 의하여 결합되며, 리테이너와 슬리브는 웨지 링에 의하여 씰링이 이루어져 회전하도록 구성하여 모터펌프가 씰링되도록 설계 제작함으로써 용접부위의 마모를 최소화하고 부품의 수명을 향상시켜서 경제적인 손실을 줄이는 작용효과가 있다.
본 고안의 또 다른 효과는 슬리브와 고정자사이에 이송되는 액체가 자연스럽게 섭동면에 흘러들어갈 수 있도록 바플을 고정자축에 삽입하여 액체가 고정자 씰링과 회전자 씰링사이로 자연스럽게 유입되도록 설계하여 회전시 발생하는 열을 액체가 흡수함과 동시에 액체의 유막에 의하여 자연스럽게 씰링이 형성되어 섭동면의 마모를 최소화할 수 있도록 구성되며, 회전자 씰링과 슬리브사이에는 그라포일 재질의 고정패킹링으로 씰링이 이루어져 슬리브와 회전자 씰링이 동시에 회전하도록 설계 제작함으로써 섭동면의 마모를 크게 줄여 경제적인 손실을 줄이고 부품의 교체시간을 연장하여 경제적인 손실을 줄이는데 있다.
도1 : 종래의 고온의 액체 원료를 이송하는데 이용되는 모터펌프의 고정자 축과 회전자축사이의 씰링 구조
도2 : 본 고안에 따라 설계 제작된 고온의 액체 원료를 이송하는데 이용되는 모터펌프의 고정자 축과 회전자축사이의 씰링 구조
<도면 번호에 대한 간단한 설명>
1 ; 고정자 씰링
2 ; 회전자 씰링
3 ; 벨로즈 4 ; 리테이너
5 ; 그라포일로 제작된 회전자축 패킹링
6 ; 그라포일로 제작된 고정자측 패킹링
7 ; 가스 R
8 ; 바플(Baffle)
9, 11, 12 ; 칼라(Collar)
10 ; 웨지링(Wedge Ring)
13 ; 슬리브(Sleeve)

Claims (3)

  1. 석유화학 제품을 생산하는 공정에서 모터펌프의 메카니칼 씰링구조에 있어서,
    바플, 칼라, 벨로즈 및 고정자 씰링들을 고정자 패킹링으로 씰링시켜 결합하여 모터펌프의 커버에 고정한 고정자 축과,
    슬리브, 리테이너 및 회전자 씰링들을 회전자 패킹링으로 씰링시켜 결합하여 구성한 회전자 축으로 이루어진 메카니칼 씰링구조.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 고정자 축의 고정자 씰링과 벨로즈와 용접 결합된 칼라사이에는 용접부위의 충격 및 진동을 완화하기 위한 완충칼라를 더 부가하여 설계 제작된 메카니칼 씰링구조.
  3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 바플은 슬리브와 고정자사이로 배관을 통해서 이송되는 액체가 자연스럽게 섭동면에 흘러들어갈 수 있도록 소정의 공간을 형성하도록 설계 제작된 메카니칼 씰링구조.
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