KR100320123B1

KR100320123B1 - 회전축의 지지구조

Info

Publication number: KR100320123B1
Application number: KR1020000010909A
Authority: KR
Inventors: 마쓰우라마사유키; 무라이이쿠오; 하다나카미쓰루; 후지키다카시
Original assignee: 하마다 구니오; 히다찌 플랜트 겐세쓰 가부시키가이샤
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-03-04
Publication date: 2002-01-10
Also published as: CA2315960C; EP1081399B1; CA2315960A1; KR20010020648A; EP1081399A2; ES2250051T3; EP1081399A3; JP2001065701A; US6336746B1

Abstract

간단한 구조로 시일성이 높은 회전축의 지지구조를 제공한다.

회전축(20)은 여과조(12)에 형성된 구멍(22)에서 여과조(12)내에 삽입 통과되어 있다.

여과조(12)의 외측에는 케이스(30)가 설치되어 있고, 회전축(20)은 이 케이스(30)에 배설된 베어링에 축지지되어 있다.

케이스(30)는 고무제의 조인트(34)를 통하여 구멍(22)과 액밀(液密)상태로 연결되어 있으며, 선단부에 시일부재(50),(52),(60)를 구비하고 있다.

여과조(12)가 변형된 경우라도, 그 여과조(12)의 변형은 가요성을 가지는 조인트(34)에서 흡수되므로, 베어링(76) 및 시일부재(50),(52),(60)는 영향을 받지 않고, 항상 높은 시일성을 확보하면서, 회전축(20)을 원활하게 회전시킬 수 있다.

Description

회전축의 지지구조{SUPPORTING STRUCTURE OF THE AXIS OF REVOLUTION}

본 발명은 회전축의 지지구조에 관한 것이며, 특히 외부로부터 액조(液槽)내를 관통하여 설치되는 회전축의 지지구조에 관한 것이다.

예를들면, 회전평막(回轉平膜)분리장치와 같이 회전축이 액조의 외부로부터 액조내를 관통하여 설치되는 장치가 있다.

이런 종류의 장치에서는, 회전축 삽통용(揷通用) 구멍을 액조의 양 벽면에 형성하여, 이 구멍에 베어링을 끼워 넣어 회전축을 축지지하도록 하고 있다.

그러나, 액조의 양측벽에 형성된 구멍에 베어링을 끼워 넣는 구조로 하면, 회전축이 긴 경우에는, 회전축의 양단부의 베어링과 구멍의 중심 맞추기가 어려워져 제작, 메인티넌스가 곤란하다는 결점이 있다.

또, 액조가 변형된 경우에는 중심의 어긋남이 생겨 원활한 회전을 할 수 없거나, 액조의 벽면에 형성된 구멍의 시일부로부터 액체의 누설이 생기거나 하는 결점이 있다.

또한, 액조에 직접 베어링을 설치하는 구조로 하면, 액조의 조벽부(槽壁部)의 강도를 높이지 않으면 안되어 대형화, 코스트 상승으로 된다는 결점도 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구조로 시일성이 높은 회전축의 지지구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 회전평막(回轉平膜)분리장치의 측면도.

도 2는 회전축의 축지지부의 구성을 나타낸 정면 단면도.

도 3은 회전축의 축지지부의 구성을 나타낸 정면 단면도(1차 시일마모시).

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 : 회전평막분리장치, 12 : 여과조,

20 : 회전축, 22 : 구멍,

30 : 케이스, 42 : 1차 시일케이스,

44 : 2차 시일케이스, 46 : 베어링 케이스,

48 : 베어링 캡, 50 : 1차 시일,

52 : 예비시일, 54 : 1차 슬리브,

54a : 융기부, 60 : 2차 시일,

62 : 오일 시일, 64 : 2차 슬리브,

64a, 64b : 융기부, 70 : 세트스크류,

74 : 배수공, 76 : 베어링

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 액조(液槽)의 양측벽에 형성된 구멍에서 소정의 간극을 유지하고 액조내에 삽입 통과되는 회전축과, 상기 액조의 외측에 배설되어 상기 회전축을 축지지하는 베어링수단과, 상기 베어링수단이 수납되는 통형의 케이스와, 상기 케이스내에 배설되고, 상기 케이스와 상기 회전축과의 간극을 시일하는 시일수단과, 상기 케이스와 상기 구멍과의 사이를 액밀(液密)상태로 연결하는 가요성(可撓性)을 가지는 조인트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 회전축은 액조(液槽)의 양측벽에 형성된 구멍에서 소정의 간극을 유지하고 액조내에 삽입 통과되고, 액조의 외부에 설치된 베어링수단에 의해 축지지된다.

따라서, 구멍과 베어링과의 중심 맞추기가 용이해져서 제작, 메인티넌스가 용이해진다.

또, 시일수단도 액조에서 분리하여 설치되어 있으며, 베어링수단이 수납된 케이스에 설치되어 있으므로 중심 맞추기가 매우 용이해진다.

또한, 베어링수단과 시일수단이 액조로부터 분리하여 설치되어 있음으로써, 액조에 변형이 생겨도 베어링, 시일수단에는 그 영향이 미치지 않는다.

따라서, 항상 회전축을 원활하게 회전시킬 수 있는 동시에, 항상 높은 시일성을 확보할 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명에 관한 회전축의 지지구조의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

그리고, 다음의 설명에서는 본 발명을 회전평막분리장치에 적용한 예를 들어 설명한다.

먼저, 회전평막분리장치의 구성을 설명한다.

회전평막분리장치(10)는 용액을 분리, 농축하는 장치이며, 특히 폐수처리공정에서의 생활 오니의 분리나 응축 오니의 분리, 오니 농축 등에 이용되고 있다.

도 1 은 회전평막분리장치(10)의 구성을 나타낸 측면도이다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 회전평막분리장치(10)는 여과조(12)를 가지고 있다.

여과조(12)는 원통형으로 형성되어 있으며, 그 하면부에는 공급구(14)가 형성되고, 상면부에는 배출구(16)가 형성되어 있다.

피여과액은 공급구(14)로부터 여과조(12)내에 공급되어 여과 처리된 후, 농축액으로서 배출구(16)로부터 배출된다.

여과조(12)의 내부에는, 복수의 여과판(18),(18),… 이 일정 피치로 배설되어 있다.

이 여과판(18),(18),… 은 원반형상으로 형성되어 있으며, 회전축(20)에 일정 피치로 장착되어 있다.

회전축(20)은 중공(中空)형상으로 형성되어 있으며, 각 여과판(18),(18),…과는 연결부분에 형성된 연통구멍을 통하여 연통되어 있다.

이 회전축(20)은 여과조(12)의 양측면에 형성된 구멍(22),(22)에서 소정의 간극(22a),(22a)을 유지하며 여과조(12)내에 삽입 통과되어 있으며, 양단부를 여과조(12)의 외측에 배설된 축지지부에 축지지되어 있다. 그리고, 그 한쪽 단부에 연결된 도시하지 않은 모터로 구동되어 회전한다.

본 발명은 이 회전축(20)의 축지지부에 적용되고 있으며, 그 구성은 뒤에 설명한다.

상기한 바와 같이 구성된 회전평막분리장치(10)에서는, 다음과 같이 하여 피여과액을 여과한다.

즉, 공급구(14)로부터 피여과액을 여과조(12)내에 공급하고, 회전축(20)을 회전시키면, 피여과액내에 함유되어 있는 현탁물질 등이 여과판(18),(18),… 에서 여과되고, 여과액이 회전축(20)의 내부를 통과하여 조(槽) 밖으로 꺼내진다.

그리고, 여과 후의 농축액은 배출구(16)로부터 조(槽) 밖으로 배출된다.

다음에, 본 발명이 적용된 회전축(20)의 축지지부의 구성에 대하여 설명한다.

그리고, 회전축(20)의 양단부에 있어서 축지지부의 구성은 동일하므로, 여기서는 도 1에서 우측 축지지부의 구성에 대하여 설명하고, 다른쪽의 축지지부의 구성의 설명은 생략한다.

도 2는 회전축(20)의 축지지부의 구성을 나타낸 정면 단면도이다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 여과조(12)의 외측에는 원통형으로 형성된 케이스(30)가 배설되어 있다.

이 케이스(30)는 여과조(12)의 외측에 배설된 가대(架臺)(32)위에 설치되어 있으며, 여과조(12)에 형성된 구멍(22)과 거의 동일축상에 배설되어 있다.

케이스(30)와 구멍(22),(22)은 고무제의 조인트(34)를 통하여 서로 액밀상태로 연결되어 있다.

이 조인트(34)는 양단부에 플랜지(34a),(34b)를 가지는 원통형으로 형성되어 있으며, 선단측의 플랜지(34a)는 구멍(22)의 단면(端面)에 밀착되어 볼트(36), (36)로 고정되어 있다.

한편, 후단측의 플랜지(34b)는 케이스(30)에 형성된 플랜지(38)의 단면에 밀착되어 볼트(40),(40)로 고정되어 있다.

회전축(20)은 상기 케이스(30)의 내측에 삽입 통과되어 있다.

여기서, 이 케이스(30)는 1차 시일케이스(42), 2차 시일케이스(44), 베어링 케이스(46) 및 베어링 캡(48)의 4개의 부재를 도시하지 않은 볼트로 연결하여 일체 형성하고 있다.

1차 시일케이스(42)는 후단부에 플랜지(38)를 가지는 원통형으로 형성되어 있으며, 그 내주부에는 1차 시일(50)과 예비 시일(52)이 직렬로 배치되어 있다.

이 1차 시일(50)과 예비 시일(52)은 모두 동일한 구성을 가지고 있으며, 4플루오르화 에틸렌수지(PTEE)제의 립(50a),(52a)을 구비하고 있다.

립(50a),(52a)은 내식성(耐蝕性)을 가지는 금속스프링(50b),(52b)으로 중심 방향으로 부세(付勢)되어 있으며, 이 금속스프링(50b),(52b)의 탄성력과 피여과액의 압력에 의해 립(50a),(52a)은 시일면에 압착되고, 이로써 피여과액이 확실하게 시일된다.

이 2개 시일부재(50),(52)중 선단측에 위치하는 1차 시일(50)은, 회전축(20)에 삽입된 1차 슬리브(54)의 외주면에 슬라이드 접촉되어 있다.

이 1차 슬리브(54)는 Ｏ 링(56),(56)을 통하여 회전축(20)에 끼워 넣어져 있으며, 그 외주부에는 스텔라이트에 의한 융기부(54a)가 형성되어 있다.

1차 시일(50)은 이 융기부(54a)에 슬라이드 접촉되어 있다.

2차 시일케이스(44)는 양단부에 플랜지(58a),(58b)를 가지는 원통형으로 형성되어 있으며, 선단측의 플랜지(58a)는 상기 1차 시일케이스(42)에 형성된 플랜지 (38)와 도시하지 않은 볼트를 통하여 연결되어 있다.

이 2차 시일케이스(44)의 내주부에는 선단측에 고무제의 2차 시일(60)이 배설되어 있으며, 후단측에 오일 시일(62)이 배설되어 있다.

2차 시일(60)은 회전축(20)에 삽입된 2차 슬리브(64)의 외주면에 슬라이드 접촉되어 있으며, 이로써 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극이 시일된다.

또, 오일 시일(62)은 회전축(20)에 삽입된 컬러(66)의 외주면에 슬라이드 접촉되어 있으며, 이로써 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극이 시일된다.

여기서, 상기 2차 시일(60)이 슬라이드 접촉하는 2차 슬리브(64)는, Ｏ 링(68),(68)을 통하여 회전축(20)에 끼워 넣어져 있으며, 회전축(20)을 따라서 슬라이드 이동 가능하게 배설되어 있다.

그리고, 세트스크류(70),(70)에 의해 임의의 위치에 고정할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 이 2차 슬리브(64)는 그 외주부가 선단측에서 후단측(도 2중 좌측에서 우측)을 향하여 직경이 확대되는 테이퍼형으로 형성되어 있다.

또한, 이 2차 슬리브(64)는 외주부의 2개소에 소정의 간격을 가지고 스텔라이트에 의한 융기부(64a),(64b)가 형성되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같이 구성된 2차 슬리브(64)는, 1차 시일(50)이 마모되어 있지 않은 경우는 도 2에 나타낸 위치, 즉 선단측의 융기부(64a)가 2차 시일 (60)에 슬라이드 접촉하는 위치에 세트한다.

이 상태에서 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극은, 1차 시일(50)과 2차 시일(60)의 2개소에서 시일된다.

한편, 1차 시일(50)이 마모된 경우, 2차 슬리브(64)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 선단측의 융기부(64a)가 예비 시일(52)에 슬라이드 접촉하는 위치에 세트한다.

이 상태에서 2차 슬리브(64)는 선단측의 융기부(64a)에 예비 시일(52)이 슬라이드 접촉하고, 후단측의 융기부(64b)에 2차 시일(60)이 슬라이드 접촉한다.

이로써, 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극은 예비 시일(52)과 2차 시일(60)의 2개소에서 시일된다.

그리고 이 때, 2차 슬리브(64)는 후단부를 향하여 직경이 확대되는 테이퍼형으로 형성되어 있으므로, 2차 시일(60)이 마모되어 있는 경우라도 융기부(64b)에 밀착하여 높은 시일성을 유지할 수 있다.

이와 같이, 1차 시일(50) 외에 예비 시일(52)을 구비함으로써, 케이스(30)를 분해하여 시일부재를 교환한다는 작업이 불필요해지고, 메인티넌스가 용이해진다.

그리고, 2차 슬리브(64)를 이동시키는 작업은, 2차 시일케이스(44)에 형성된 개구부(44a)로부터 행한다.

즉, 이 개구부(44a)에 장착되어 있는 덮개(72)를 열고, 이 개구부(44a)로부터 드라이버 등을 삽입하여 세트스크류(70),(70)를 풀고, 2차 슬리브(64)를 이동시킨다.

이동 후는 다시 세트스크류(70),(70)를 조이고, 개구부(44a)에 덮개(72)를 장착한다.

또, 2차 시일케이스(44)에는 하면부에 배수공(74)이 형성되어 있으며, 이 배수공(74)에서 액체가 누설되는 것을 확인함으로써, 시일부재의 마모상태를 확인할 수 있다.

베어링 케이스(46)는 환형(環形)으로 형성되어 있으며, 상기 2차 시일케이스 (44)에 형성된 후단측의 플랜지(58b)에 도시하지 않은 볼트를 통하여 연결되어 있다.

이 베어링 케이스(46)의 내주부에는 베어링(76)이 배설되어 있으며, 회전축 (20)은 이 베어링(76)에 축지지되어 있다.

베어링 캡(48)은 상기 베어링 케이스(46)에 도시하지 않은 볼트를 통하여 장착되고, 베어링 케이스(46)의 후단부를 가린다.

이 베어링 캡(48)은 환형으로 형성되어 있으며, 내주부(78)는 래버린스 (labyrinth) 구조로 되어 있다. 그리고, 이 베어링 캡(48)으로 가려진 베어링 케이스(46)내에는 베어링 캡(48)에 형성된 그리스 주입구(80)에서 그리스가 주입되어 충전된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명이 적용된 회전축(20)의 축지지부의 작용은 다음과 같다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극은, 1차 시일 (50)과 2차 시일(60)의 2개소에서 시일된다.

이와 같이 2개소에서 시일함으로써 시일성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 여과조(12)에 피여과액이 공급되면, 그 피여과액의 무게 등으로 여과조(12)가 변형되는 경우가 있다.

그러나, 본 실시 형태의 축지지부는, 베어링(76)이 여과조(12)로부터 분리하여 설치되어 있으므로, 여과조(12)가 변형되어도 베어링(76)은 그 영향을 받지 않고 항상 회전축(20)을 원활하게 회전시킬 수 있다.

마찬가지로 시일부도 여과조(12)로부터 분리하여 설치되어 있으므로, 여과조 (12)가 변형되어도 시일부는 그 영향을 받지 않고 항상 높은 시일성을 확보할 수 있다.

또, 이와 같이 베어링과 시일부재를 여과조(12)로부터 분리하여 설치함으로써, 조립이 용이해진다는 효과도 있다.

즉, 종래와 같이 베어링을 여과조에 직접 설치하는 경우, 「베어링으로 축지지되는 회전축의 축중심」과 「시일부재의 축중심」과 「구멍의 축중심」을 서로 일치시키는 것이 필요해지지만, 이 작업은 매우 곤란하다.

그러나, 본 실시 형태와 같이, 베어링과 시일부재를 여과조(12)로부터 분리하여 설치함으로써, 「구멍의 축중심」과 「회전축의 축중심」을 반드시 일치시킬 필요가 없어지고, 개략적인 설정이 가능해진다.

또, 「시일부재의 축중심」과 「회전축의 축중심」과의 중심 맞추기는, 각 시일부재가 베어링(76)의 가까이에 설치되어 있으므로 용이하게 할 수 있다.

이로써, 조립을 용이하게 할 수 있고 제작, 메인티넌스가 용이해진다.

또한, 베어링과 시일부재를 여과조(12)로부터 분리하여 설치함으로써, 여과조 자체의 강도를 낮게 설정할 수 있어, 장치의 콤팩트화, 저코스트화를 도모할 수 있다.

또한, 1차 시일(50)이 마모되고 피여과액이 누설되면, 케이스(30)에 형성된 배수공(74)에서 피여과액이 적하하므로, 장치의 운전을 일시 정지하고 예비 시일 (52)을 사용한다.

즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 2차 슬리브(64)를 선단측에 압입하고, 선단측의 융기부(64a)에 예비 시일(52)을 슬라이드 접촉시킨다.

이로써, 케이스(30)와 회전축(20)과의 간극은, 예비 시일(52)과 2차 시일(60)의 2개소에서 시일된다.

이와 같이 1차 시일(50) 외에 예비 시일(52)을 구비함으로써, 케이스(30)를 분해하여 시일부재를 교환한다는 작업이 불필요해지고, 메인티넌스가 용이해진다.

이와 같이 본 실시 형태의 회전축의 축지지구조에 의하면, 간단한 구성으로 높은 시일성을 확보할 수 있다.

그리고, 이상의 실시 형태에서는, 본 발명을 회전평막분리장치에 적용한 예에서 설명하고 있지만, 본 발명의 적용은 이 장치에 한정되는 것은 아니고, 회전축이 액조내에 삽입 통과, 배치되는 구성의 장치라면 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는 예비 시일(52)을 1개만 설치하고 있지만, 복수개 설치하도록 해도 된다.

또, 본 실시 형태에서는 조인트(34)를 고무제로 하고 있지만, 가요성을 가지는 재질의 것이라면 이것에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 베어링수단 및 시일수단이 가요성을 가지는 조인트에 의해 액조(液槽)로부터 분리하여 설치되어 있으므로, 액조에 변형이 생겨도 베어링수단 및 시일수단은 그 영향을 받지 않고, 항상 높은 시일성을 확보하면서 회전축을 원활하게 회전시킬 수 있다.

또, 베어링수단이 액조의 외부에 설치되어 있으므로, 베어링수단의 중심 맞추기가 용이해지고, 이로써 조립, 메인티넌스가 용이해진다.

Claims

액조(液槽)의 양측벽에 형성된 구멍에서 소정의 간극을 유지하고 액조내에 삽입 통과되는 회전축과,

상기 액조의 외측에 배설되어, 상기 회전축을 축지지하는 베어링수단과,

상기 베어링수단이 수납되는 통형의 케이스와,

상기 케이스내에 배설되고, 상기 케이스와 상기 회전축과의 간극을 시일하는 시일수단과, 상기 케이스와 상기 구멍과의 사이를 액밀(液密)상태로 연결하는 가요성(可撓性)을 가지는 조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지구조.
제1항에 있어서, 상기 시일수단은,

상기 회전축에 삽입 통과되는 슬리브와,

상기 케이스내에 배설되어, 상기 슬리브의 외주면에 슬라이드 접촉하여 상기 케이스와 상기 슬리브와의 간극을 시일하는 복수의 시일부재로 이루어지며, 상기 슬리브의 위치를 변경하여 상기 슬리브에 슬라이드 접촉하는 시일부재를 교환하는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지구조.
제2항에 있어서, 상기 슬리브의 외주가 테이퍼형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축의 지지구조.