KR20160068648A

KR20160068648A - 축방향 분할형 펌프

Info

Publication number: KR20160068648A
Application number: KR1020150158683A
Authority: KR
Inventors: 빌리 한들로저; 토마스 웰슁거; 하이케 티슐러
Original assignee: 술저 매니지멘트 에이지
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: MX2015015975A; CN105673549A; CN105673549B; SG10201509181PA; US10273969B2; RU2702450C2; AU2015255273A1; BR102015029345A2; AU2015255273B2; EP3029332A1; CA2912717C; US20160160873A1; RU2015149193A3; MX364482B; CA2912717A1; RU2015149193A; ES2725912T3; BR102015029345B1; EP3029332B1; KR102468017B1

Abstract

하부 부품(21) 및 커버(22)를 포함하는 축방향 분할형 하우징(2), 축방향(A)을 결정하는 회전가능한 샤프트(3), 및 축방향(A)에서 하우징(2)을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 측면 커버(9)를 갖는, 유체를 이송시키기 위한 축방향 분할형 펌프가 제안되고, 측면 커버(9)는 하우징(2)에 제공된 제 2 접촉면(23)과 협력하기 위한 제 1 접촉면(91)을 갖고, 제 2 접촉면은 하부 부품(21)과 커버(22)의 양자 모두에 걸쳐 연장되고, 하부 부품(21)은 제 1 실링 표면(212)을 갖고, 커버(22)는 제 2 실링 표면(222)을 갖고, 하부 부품(21) 및 커버(22)는 2 개의 실링 표면(212, 222)이 서로 직접 접촉하도록 서로 체결될 수 있고, 스트링-형상 실링 요소(10)를 수용하기 위해 실링 표면(212, 222) 중 하나에 적어도 하나의 실링 그루브(213)가 제공되고, 실링 그루브(213)는 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)까지 연장되고, 샤프트(3)를 둘러싸는 리세스(24)가 제 2 접촉면(23)에 제공되고, 샤프트(3)를 둘러싸는 돌출부(92)가 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)에 제공되고, 리세스(24) 및 돌출부(92)는 함께 측면 커버(9)의 장착 상태에서 링-형상 실링 요소(11)를 수용하기 위한 링-형상 그루브(29)를 형성하도록 구성 및 배치된다.

Description

축방향 분할형 펌프{AXIALLY SPLIT PUMP}

본 발명은 독립 특허 청구항의 전제부에 따른 유체를 이송시키기 위한 축방향 분할형 펌프에 관한 것이다.

수평방향 분할형 펌프라고도 지칭되는 축방향 분할형 펌프는 하우징이 샤프트의 축선과 평행으로 분할되어 하부 부품 및 커버를 갖는 펌프이다. 하부 부품 및 커버의 양자 모두는 각각 플랜지를 갖고, 이들 플랜지는 펌프의 장착을 위해 중첩되어 설치되고, 다음에 서로 견고하게, 예를 들면, 나사체결된다.

축방향 분할형 펌프는 오랜 기간 알려져 왔고, 전형적으로 원심 펌프, 예를 들면, 단류 펌프 또는 복류 펌프, 및 단단 펌프 또는 다단 펌프와 같은 다양한 실시형태로 제조된다. 이러한 맥락에서 펌프의 임펠러는 2 개의 베어링 사이(베어링 펌프 사이)에 배치될 수 있다. 또한 이러한 펌프의 적용 분야는 매우 광범위하고, 예를 들면, 이들은 석유 및 가스 산업 또는 수도 산업 또는 에너지 발생 분야에서 사용된다. 종종 축방향 분할형 펌프는 높은 작동 압력용 또는 큰 체적 유량용으로 구성되고, 물 파이프라인 또는 오일 파이프라인을 통한 이송용으로 또는 역삼투에 의한 해수의 담수화용으로 높은 측지학적 높이에 걸친 펌핑에 적합하다.

당연히, 축방향 분할형 펌프에 있어서, 2 개의 플랜지를 따라 하우징의 하부 부품과 커버 사이의 실링이 매우 중요하다. 마찬가지로 하우징과 축방향에서 펌프를 폐쇄하는 측면 커버 사이에 매우 우수한 시일이 달성되어야 한다.

하부 부품과 커버 사이의 실링을 위해, 특히 고압의 용도를 위해 2 개의 플랜지가 장착 상태에서 서로 직접 접촉하지 않고, 평판 시일의 양면에 접촉하도록 2 개의 플랜지 사이에 평판 시일을 삽입하는 것이 공지되어 있다. 이와 같은 평판 시일은, 특히, 하부 부품, 커버 및 평판 시일 사이에 요구되는 기밀을 달성하기 위해 높은 예압(pre-load)을 필요로 한다.

예를 들면 WO-A-2014/083374에 설명된 바와 같은 하부 부품과 커버 사이의 실링을 위한 대안적 기술은 하부 부품과 상부 부품 사이에 시일을 개재시키지 않고 서로 직접 중첩되도록 이들의 플랜지를 장착하는 것으로 이루어진다. 다음에 2 개의 플랜지의 각각의 표면은, 장착 상태에서, 서로 직접 접촉하는 실링 표면을 형성한다. 이러한 해결책에 있어서, 실링 그루브가 하부 부품에, 또는 커버에, 또는 하부 부품 및 커버에 제공되고, 이 실링 그루브는 펌프의 전체 축방향 길이에 걸쳐 연장되고, 그 내부에 스트링(string)-형상 실링 요소, 예를 들면, O링-형상 실링 요소가 삽입된다. 종종 실링 그루브는 제조 및 장착의 이유로 하부 부품에만 제공된다. 실링 그루브 내로 스트링-형상 실링 요소의 삽입 후, 2 개의 플랜지의 실링 표면이 서로 직접 접촉되도록, 그리고 스트링-형상 실링 요소가 실링 그루브 내에서 탄성적으로 변형되어 신뢰할 수 있는 시일을 보장하도록 하부 부품 및 커버는 서로 견고하게 나사체결된다.

이러한 해결책에 있어서 하부 부품의 플랜지와 커버의 플랜지 사이에 평판 시일이 삽입되지 않으므로 하부 부품과 커버를 체결시키는 나사는 상당히 감소된 하중을 지탱해야 한다. 이것으로부터 몇 가지 장점이 얻어진다. 예를 들면, 실링 표면을 형성하는 플랜지는 상당히 얇고 좁게 구성될 수 있고, 플랜지를 위해 더 적은 재료가 요구되므로 비용 및 중량의 절감을 가져오고; 하부 부품과 커버의 상호 체결을 위해 더 작은 나사 및/또는 볼트가 사용되고, 그 때문에 이들은 유압 외형에 더 근접하여 설치될 수 있다. 더욱이, 스트링-형상 실링 요소는 평판 시일에 비해 하우징의 더 큰 변형을 가능하게 한다. 이것은 특히 다단 펌프에 관련하여 상이한 압력이 존재하는 펌프 내의 상이한 압력 공간들 사이의 누설이 상당히 감소될 수 있거나 심지어 방지될 수 있으므로 유리하다.

전형적으로 스트링-형상 실링 요소는 일반적인 O링 시일용으로 사용되는 바와 같은 탄성중합체, 예를 들면, 니트릴 고무 또는 니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 제조된다.

대부분의 용도의 경우에 하나를 초과하는 실링 그루브를 제공하고, 각각의 실링 그루브는 하나의 삽입된 스트링-형상 실링 요소를 갖는 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 따라서, 예를 들면, 압력 공간에 대하여 흡인 공간의 실링을 위해 내부의 스트링-형상 실링 요소가 제공될 수 있고, 외계, 즉 환경 압력에 대하여 펌프의 내부 공간을 실링하는 외부의 스트링-형상 실링 요소가 제공될 수 있다. 특히 다단 펌프에 있어서, 서로에 대해 상이한 압력이 존재하는 상이한 압력 공간을 형성하기 위해 추가의 실링 그루브에 각각 스트링-형상의 요소가 삽입될 수 있다.

스트링-형상 실링 요소에 의한 이와 같은 시일의 설계에 있어서, 개별적인 스트링-형상 실링 요소들 사이의 연결 또는 접점은, 특히 펌프가, 예를 들면, 최대 100 bar의 높은 작동 압력용으로 설계된 경우에, 누설로 이어질 가능성이 있으므로 사람들은 가능하면 폐쇄형으로서, 특히 링-형상 실링 요소로서 개별적인 스트링-형상 실링 요소를 설계하기 위해 노력한다. 그러나, 순수한 제작 상의 관점에서, 서로에 대해 폐쇄된 실링 스트링을 전적으로 제공하는 것은 가능하지 않다. 2 개의 개별적인 실링 요소가 서로 인접하여 실링을 위해 서로 협력해야 하는 임계점이 항상 발생한다.

이와 같은 임계점은 3 개의 부품, 즉 하우징의 하부 부품, 하우징의 커버 및 측면 커버가 서로 인접하는 지점인 펌프의 하우징과 펌프의 측면 커버 사이의 연결부이다. 이러한 임계점에서 펌프는 환경 및/또는 환경 압력에 대해 실링되어야 한다. 이곳에서의 누설은 펌프의 효율을 감소시킬 뿐만 아니라 펌프에 의해 이송되는 유체에 따라, 예를 들면, 화석유나 원유와 같은 액체의 경우에 유체를 유출시킴으로써 환경 오염을 초래할 수도 있다.

설명된 기술의 상태로부터 본 발명의 목적은 펌프의 하우징과 측면 커버 사이에 신뢰할 수 있는, 그리고 고압 저항성인 시일을 제공하는 유체의 이송을 위한 축방향 분할형 펌프를 제안하는 것이다.

이러한 목적을 만족시키는 본 발명의 요지는 독립 특허 청구항의 기구를 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 하부 부품 및 커버를 포함하는 축방향 분할형 하우징, 축방향을 결정하는 회전가능한 샤프트, 및 축방향에서 하우징을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 측면 커버를 갖는, 유체를 이송시키기 위한 축방향 분할형 펌프가 제안되고, 측면 커버는 하우징에 제공된 제 2 접촉면과 협력하기 위한 제 1 접촉면을 갖고, 제 2 접촉면은 하부 부품과 커버의 양자 모두에 걸쳐 연장되고, 하부 부품은 제 1 실링 표면을 갖고, 커버는 제 2 실링 표면을 갖고, 하부 부품 및 커버는 2 개의 실링 표면이 서로 직접 접촉하도록 서로 체결될 수 있고, 스트링-형상 실링 요소를 수용하기 위해 실링 표면 중 하나에 적어도 하나의 실링 그루브가 제공되고, 실링 그루브는 하우징의 제 2 접촉면까지 연장되고, 샤프트를 둘러싸는 리세스가 제 2 접촉면에 제공되고, 샤프트를 둘러싸는 돌출부가 측면 커버의 제 1 접촉면에 제공되고, 리세스 및 돌출부는 함께 측면 커버의 장착 상태에서 링-형상 실링 요소를 수용하기 위한 링-형상 그루브를 형성하도록 구성 및 배치된다.

바람직하게, 이러한 맥락에서 스트링-형상 실링 요소는 실링 그루브 내에 삽입되고, 링-형상 실링 요소는 링-형상 실링 그루브 내에 삽입된다.

본 발명은 특히 하나의 실링 요소의 평면의 단부 표면, 즉 만곡되지 않은 단부 표면이 만곡된 표면, 예들 원형 단면의 제 2 실링 요소의 재킷 표면과 접촉하는 2 개의 분리된 실링 요소들 사이의 접촉점과 같은 위치에서 문제가 발생할 수 있다는 인식에 기초한 것이다. 이러한 기하학적 형상은 2 개의 실링 요소 사이의 접촉면을 감소시키므로 이곳에서는 누설이 쉽게 발생할 수 있다.

링-형상 실링 요소를 수용하기 위한 링-형상 그루브는 본 발명에 따른 하우징 및 측면 커버에 의해 함께 형성되므로, 특히 매우 높은 작동 압력의 경우에 펌프의 하우징과 측면 커버 사이에 극히 신뢰할 수 있는 시일이 보장되도록 실링 요소의 효과를 개선시키는 추가의 실링 위치가 이러한 임계점에서 발생한다.

구성의 관점에서 스트링-형상 실링 요소가 제 2 접촉면에서 평면의 단면을 갖는 설계가 바람직하다.

우수한 실링 효과를 고려하여 실링 그루브가 링-형상 그루브가 링-형상 그루브 내로 수직으로 개방되는 것이 유리한 조치이다.

바람직한 실시형태에 따르면, 실링 그루브는 하우징의 하부 부품에 제공되고, 특히 이것은 제조를 더 단순화할 수 있고, 장착을 더 단순화할 수 있다.

더욱이, 실링 그루브는 제 2 접촉면으로부터 축방향에 관하여 반대측에 배치되는 펌프의 단부까지 연장되고, 단부는 하우징을 폐쇄시키기 위해 적합한 제 2 측면 커버를 수용하도록 구성되고, 스트링-형상 실링 요소는 실링 그루브 내에 삽입되고, 스트링-형상 실링 요소는 실링 그루브의 전체 길이방향의 영역에 걸쳐 연장되는 설계가 바람직하다. 그 결과 펌프의 축방향의 전체 길이를 따라 하우징의 하부 부품과 커버 사이에 연속적 실링 요소(이것은 연결부에 의해 분리되지 않는 실링 요소를 의미함)가 확보된다. 당연히, 이러한 연속적 실링 그루브는 대체로 직선 설계가 아니고 적절한 방식으로 펌프의 내부의 윤곽을 따른다.

구성의 관점에서, 리세스에 의해 형성되는 링-형상 그루브 및 돌출부는 이것의 길이방향의 영역에 수직인 실질적으로 사각형 단면을 갖는 것이 유리한 조치이다.

우수한 실링 효과를 고려하여, 링-형상 그루브는 스트링-형상 실링 요소의 폭보다 큰 반경 방향의 폭을 갖는 것이 바람직하다.

링-형상 실링 요소에 관하여, 링-형상 실링 요소는 바람직하게 원형 또는 타원형 단면을 갖는 링-형상 그루브 내에 삽입되는 것이 바람직하다.

링-형상 실링 요소는 축방향에서 링-형상 그루브의 깊이보다 큰 축방향의 높이를 갖는 것이 특히 유리하다. 그 결과 링-형상 실링 요소는 비장착 상태에서 축방향에 관하여 링-형상 그루브를 초과하여 돌출하고, 다음에 장착 시에 스트링-형상 실링 요소의 단부 표면에 대하여 탄성 변형에 의해 압축됨으로써 2 개의 실링 요소들 사이의 더욱 밀접한 접촉이 보장된다.

더 유리한 조치는 실링 그루브가 이 실링 그루브 관하여 반경방향 내측에 위치되도록 배치되는 제 2 접촉면 내로의 자체의 개구에 절취부(cut-out)를 갖는 것이다.

다음에 선택적으로 스트링-형상 실링 요소 상에 반경방향 외측을 지향하는 예압을 작용하는 탄성의 예압 부여 요소가 이 절취부 내에 삽입될 수 있다. 이러한 조치는 더 낮은 작동 압력인 시동 시로부터, 따라서, 예를 들면, 펌프의 시동 시로부터 매우 우수한 실링 효과가 달성되는 장점을 제공한다. 더욱이, 펌프의 장기간의 작동 시간 후에 스트링-형상 실링 요소의 열화 또는 다른 변화가 발생한 경우에, 탄성의 예압 부여 요소가 이러한 변화를 보상하여 실링 요소를 실링 그루브의 벽에 대해 신뢰성 있게 가압해주는 장점이 얻어진다.

바람직하게 예압 부여 요소는 스프링 탄성을 갖고, 스트링-형상 실링 요소와 평행하게 연장된다. 특히 바람직하게 예압 부여 요소는 스프링으로서 구성된다.

재료에 있어서, 링-형상 실링 요소 및 스트링-형상 실링 요소는 탄성중합체, 특히 니트릴 고무, 특히 니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 제조되는 경우에 바람직하다.

본 발명에 따른 펌프는 또한 매우 높은 작동 압력용으로 특히 적절하고, 적어도 50 bar, 바람직하게는 적어도 100 bar의 설계 압력을 갖는 원심 펌프로서 설계되는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 더 유리한 조치 및 설계는 종속 청구항에 기인된다.

이하, 본 발명을 실시형태 및 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 커버를 제거하여 단지 상징적으로 나타낸 본 발명에 따른 펌프의 실시형태의 사시도이고;
도 2는 도 1의 실시형태의 하우징의 하부 부품의 평면도이고;
도 3은 도 1의 실시형태의 측면 커버 및 하우징의 일부를 도시하고;
도 4는 도 1의 측면 커버 및 하우징의 개략도이고;
도 5는 도 4의 유사도로서 실링 요소가 삽입되어 있는 것을 도시하고;
도 6은 도 5와 유사한 실시형태의 변형 실시형태를 도시한다.

도 1은 전체적으로 참조번호 1로 표시된 본 발명에 따른 축방향 분할형 펌프의 실시형태를 사시도로 도시하고 있다. 펌프(1)는 축방향 분할형인, 그리고 하부 부품(21) 및 커버(22)를 갖는 하우징(2)을 포함한다. 보다 잘 이해하기 위해, 도 1에서 커버(22)는 제거되어 단지 상징적으로 나타나 있다. 도 2는 이 실시형태의 하우징(2)의 하부 부품(21)의 평면도를 보여준다.

하우징(2)은 이송될 유체를 흡입하기 위한 유입구(5), 및 유체를 위한 유출구(6)를 포함한다. 펌프(1)는 회전가능한 샤프트(3)를 더 포함하고, 이 샤프트의 길이방향은 축방향(A)을 결정한다. 적어도 하나의 임펠러(4)는 샤프트(3)에 회전가능하게 견고하게 장착되고, 본 경우에 유입구(5)로부터 유출구(6)로 유체를 이송하는 2 개의 임펠러(4)가 장착되어 있다. 더욱이, 각각의 베어링 장치(7)는 펌프(1)의 샤프트(3)를 지지하기 위해 펌프(1)의 축방향(A)의 양 단부에 제공된다. 도면(도 1)에 따른 좌측 베어링 장치(7)는 펌프(1)의 샤프트(3)를 변위시키는 도시되지 않은 구동부에 연결될 수 있는 클러치(8)를 더 구비한다.

축방향 분할형 펌프(1) 및/또는 축방향 분할형 하우징(2)이라는 용어는 하우징(2)이 샤프트(3)의 길이방향과 평행하게, 따라서 샤프트(3)의 길이방향 축선을 포함하는 평면에서 분할되는 방식에서 일반적으로 사용된다.

특히, 도 1 및 도 2에 도시된 펌프(1)는 축방향 분할형 다단 원심 펌프(본 실시예에서는 2단 원심 펌프)이고, 이것은 단일 유동 설계이고, 임펠러(4)가 베어링 장치(7)들 사이에 제공되는 소위 비트윈-베어링-배열(between-bearing-arrangement)을 갖는다. 본 발명은 이와 같은 펌프 유형에 제한되지 않고, 축방향 분할형 하우징(1)을 구비하는 다른 펌프, 예를 들면 하나의 임펠러(4)만을 갖는 단단 펌프, 단단 설계 또는 다단 설계를 갖는 복류 펌프, 또는 원심 펌프와 비교되는 상이한 펌프 유형을 위해서도 적절하다는 것이 이해된다.

축방향(A)에 있어서, 펌프(1)의 하우징(2)은 각각 측면 커버(9)에 의해 폐쇄되고, 동시에 이 측면 커버는 본 경우에 기계적 샤프트 시일의 폐쇄 커버를 구성한다.

하우징(2)의 커버(22) 및 하부 부품(21)은 장착 상태에서 서로 직접 접촉되고, 이것은 하부 부품(21)과 커버(22) 사이의 직접 접촉을 저지하는 평판 시일이 이들 2 개의 부품 사이에 제공되지 않음을 의미한다. 이 목적을 위해, 하부 부품(21)은 제 1 플랜지(211)를 포함하고, 이것은 장착 상태에서 하우징(2)의 축방향 부분의 평면으로 연장되고, 도면에 따른 그 상면은 제 1 실링 표면(212)을 형성한다. 유사한 방식으로, 커버(22)는 제 2 플랜지(221)를 구비하고, 이것은 장착 상태에서 하우징(1)의 축방향 부분의 평면으로 연장되고, 도면(도 2)에 따른 그 하면은 제 2 실링 표면(222)을 형성한다.

하부 부품(21) 상에 커버(22)의 장착 후, 제 1 실링 표면(212)와 제 2 실링 표면(222)는 하우징(2)의 하부 부품(21)과 커버(22) 사이의 실링 연결을 형성하기 위해 서로 직접 접촉된다. 실링 그루브(213)는 하부 부품(21)의 제 1 실링 표면(212)에 제공되고, 이 실링 그루브는 도면에 따른 축방향(A)의 좌측 측면 커버(9)로부터 펌프(1)의 내부 윤곽을 따라 다른 측면 커버(9)까지 연장된다. 이러한 실링 그루브(213)는 샤프트(3)의 양측에 제공된다. 스트링-형상 실링 요소(10)는 실링 그루브(213) 내로 삽입되고, 이것은 실링 그루브(213)의 총 길이에 걸쳐 연장되고, 이것은 펌프(1)의 내부 공간을 환경에 대해 실링한다. 전형적으로 스트링-형상 실링 요소(10)는, 예를 들면, 일반적인 O링으로부터 공지된 것과 같은 원형 단면을 갖는다. 당연히, 스트링-형상 실링 요소는 상이한 단면, 예를 들면, 직사각형, 특히 사각형 단면을 갖는 것도 가능하다. 이러한 맥락에서, 스트링-형상 실링 요소(10)는 그 직경에 있어서 장착되지 않은 상태의 실링 그루브(213)의 경계를 초과하여 돌출하는 치수를 갖는다. 따라서, 하부 부품(21) 상에 커버(22)를 장착하는 중에, 스트링-형상 실링 요소(10)는 탄성적으로 변형되고, 따라서 하우징(2)의 하부 부품(21)과 커버(22) 사이에 신뢰할 수 있는 시일을 보장한다.

바람직하게 하부 부품(21) 상에 커버(22)의 고정은 하부 부품(21)과 커버(22)가 서로 견고하게 그리고 실링가능하게 나사체결되는 방식으로 제 1 실링 표면(212)에 제공되는 보어 또는 나사산을 갖는 보어를 통해 맞물리는 볼트 또는 나사(도 1 및 도 2에 참조번호가 없음)에 의해 실시된다.

대안적으로 하우징(2)의 커버(22)에 실링 그루브(213)를 제공하거나, 하부 부품(21) 및 커버(22)의 양자 모두에 실링 그루브를 제공하는 것이 또한 가능하다. 제조 및 장착의 이유로 하부 부품(21)에만 실링 그루브(213) 및/또는 실링 그루브들을 제공하는 것이 바람직하다.

측면 커버(9)와 하우징(2) 사이를 실링하기 위해, 측면 커버(9)는 하우징(2)에 제공된 제 2 접촉면(23)과 협력하는 제 1 접촉면(91)을 갖는다(도 3 참조). 제 2 접촉면(23)은 샤프트(3)를 둘러싸고, 하우징(2)의 하부 부품(21) 뿐만 아니라 하우징(2)의 커버(22)의 양자 모두에 걸쳐 연장된다. 보다 깊은 이해를 위해, 확대도인 도 3은 측면 커버(9) 및 하부 부품(21)의 평면도에서 하우징(2)을 도시하고, 여기서 측면 커버(9)는 하우징(2)에 아직 접합되어 있지 않다. 또한 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)까지 연장된 하우징(2)의 하부 부품(21) 내의 실링 그루브(213)를 볼 수 있다.

측면 커버(9) 및 하우징(2) 사이의 실링 연결은 3 개의 부품, 즉 측면 커버(9), 하우징(2)의 하부 부품(21) 및 커버(22)가 서로 결합되어 있으므로 매우 어렵다. 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)은 축방향(A)에서 그 경계면들 중 하나에 의해 형성된다. 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)은 제 1 접촉면(91)의 대향측에 배치되도록 축방향(A)에 수직이다.

본 발명에 따르면, 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)에 리세스(24)가 제공되고, 이것은 본 실시예에서 제 2 접촉면(23) 내의 중심 절취부로서 구성된다. 더욱이, 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)에 돌출부(92)가 제공된다. 본 실시예에서 이 돌출부는 중심 융기부로서 구성된다. 이것에 관련하여 리세스(24)와 돌출부(92)는 측면 커버(9)의 장착 상태에서 함께 링-형상 실링 요소(11)를 수용하기 위한 링-형상 그루브(29)를 형성하도록 상호 구성 및 배치된다(또한 도 4 및 도 5 참조).

이 목적을 위해, 제 2 접촉면(23) 내에서 돌출부(24)를 형성하는 중심 절취부는 실질적으로 원형 단면을 갖도록 구성된 융기부의 직경보다 큰 직경의 마찬가지로 실질적으로 원형 단면을 갖도록 구성되고, 이 융기부는 본 실시예에 설명된 실시형태에서 제 1 접촉면(91)에서 돌출부(92)를 형성한다. 그 결과 함께 형성되는 링-형상 그루브(29)는 측면 커버(9)와 하우징(2)의 접합 후에 비로서 형성된다. 결과적으로 이러한 링-형상 그루브(29)는 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)에서 리세스(24)의 측벽(241)에 의해 반경방향 외측으로 제한되고, 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)에서 돌출부(92)의 측면 경계면(921)에 의해 반경방향 내측으로 제한된다.

도 4는 개략도로 측면 커버(9)와 하우징(2)의 접합을 통해 형성되는 링-형상 그루브(29)를 도시한다. 명확성을 더 높이기 위해, 도 4에서 링-형상 실링 요소(11) 및 스트링-형상 실링 요소(10)는 도시되어 있지 않다. 더욱이, 도 4는 이해하기에 충분하므로 도 3의 상반부만을 도시하고 있다.

도 5는 도 4에 도시된 것과 유사한 도면이지만, 본 실시예에서 링-형상 실링 요소(11)는 링-형상 그루브(29) 내에 삽입되고, 스트링-형상 실링 요소(10)는 실링 그루브(213) 내에 삽입된다.

측면 커버(9)와 하우징(2)의 접합을 통해, 링-형상 그루브(29)는 측면 커버(9)의 돌출부(92)와 하우징(2)의 리세스(24)의 협력을 통해 형성되고, 링-형상 그루브는 펌프(1)의 샤프트(3)를 둘러싼다. 제 1 접촉면(92)과 제 2 접촉면(23)은 측면 커버의 장착 후에 링-형상 그루브(29)에 의해 한정되는 영역 내에서 서로 직접 접촉한다.

특히 도 4에서 강조되어 있는 바와 같이, 링-형상 그루브(29)는 원주 방향으로 연장되는 그 길이방향의 영역에 수직한 실질적으로 직사각형 단면을 갖는다. 이러한 단면은 링-형상 그루브(29)의 축방향 깊이(T)(즉, 축방향(A)에 대한 그 깊이) 및 링-형상 그루브(29)의 반경방향 폭(B)(즉, 반경 방향에 수직인 축방향(A)에 관하여 그 폭)에 의해 결정된다.

도 4로부터 마찬가지로 분명한 바와 같이, 실링 그루브(213)는 링-형상 그루브(29) 내로 실질적으로 수직으로 개방되는 것이 바람직하다. 제 2 접촉면(23)에 설치된 스트링-형상 실링 요소(10)의 단부 표면이 평면(즉, 비굴곡형) 단면을 가지므로(도 5 참조), 이러한 조치에 의해 링-형상 그루브(29) 내에서 스트링-형상 실링 요소(10)와 링-형상 실링 요소(11) 사이에 가능한 우수한 접촉이 실현될 수 있다.

링-형상 그루브(29)의 반경방향 폭(B)이 스트링-형상 실링 요소(10)의 폭보다 큰 것이 또한 바람직하다. 다음에 실링 그루브(213)가 링-형상 그루브(29) 내로 중심을 향해 개방되도록 배치된다.

링-형상 그루브(29) 내에 삽입되는 링-형상 실링 요소(11)는 바람직하게 원형 또는 타원형 단면을 가지므로, 이러한 맥락에서, 예를 들면, O링과 같은 일반적인 실링 요소가 사용될 수 있다. 당연히, 링-형상 실링 요소는 상이한 단면, 예를 들면, 직사각형, 특히 사각형 단면을 갖는 것도 가능하다. 링-형상 실링 요소(11)는 그 높이(즉, 축방향(A)의 그 범위)가 링-형상 그루브(29)의 축방향 깊이(T)보다 크도록 치수가 결정되는 것이 바람직하다. 따라서, 즉 링-형상 실링 요소(11)는 측면 커버(9)의 비장착 상태에서 축방향(A)에 관하여 제 1 접촉면(91)의 돌출부(92)를 초과하여 돌출한다. 따라서, 하우징(2)에 측면 커버(9)의 장착에 있어서, 링-형상 실링 요소는 탄성 변형되고, 그 결과 스트링-형상 실링 요소(10)의 단부 표면과 밀접하게 접촉한다(도 5 참조). 반경 방향의 범위에 관하여, 링-형상 실링 요소(11)는 링-형상 그루브(29)의 반경방향 폭(B)을 충만시키도록 치수가 결정되는 것이 바람직하다.

바람직하게 스트링-형상 실링 요소(10)는 마찬가지로 O링형 요소이지만, 이것은 링으로서 구성되지 않고 2 개의 단부 및, 예를 들면, 그 길이방향의 영역에 수직인 둥근 또는 원형 단면을 갖는 스트링으로서 구성된다. 반경 방향의 폭에 관련하여, 전형적으로 스트링-형상 실링 요소(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 실링 그루브(213)를 완전히 충만시키기 않도록 치수가 결정된다.

링-형상 실링 요소(11) 및 특히 스트링-형상 실링 요소(10)의 재료로서, 이와 같은 시일용으로 사용되는 모든 공지된 재료, 특히 니트릴 고무와 같은 탄성중합체가 적합하고, 특히 니트릴 부타디엔 고무(NBR)가 적합하다.

펌프(1)의 장착은, 예를 들면, 다음과 같이 실시된다. 스트링-형상 실링 요소(10)는 샤프트(3)의 양측에서 하우징(2)의 하부 부품(21)에 이 목적을 위해 제공된 실링 그루브(213) 내에 각각 삽입(예를 들면, 도 2 참조)되어, 축방향(A)을 따라 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)으로부터 펌프의 내부의 윤곽을 따라 펌프(1)의 반대측에 배치된 축방향 단부까지 연장된다. 다음에, 하우징(2)의 커버(22)는 하부 부품(21)에 연결될 수 있고, 여기서 스트링-형상 실링 요소(10)는 바람직하게 실링 그루브(213) 내에서 탄성 변형되어 하부 부품(21)과 커버(22) 사이의 실링에 기여한다.

측면 커버(9)의 장착 전에 링-형상 실링 요소(11)는 측면 커버(9)의 돌출부(92)의 주위에 설치된다. 하우징(2)에 측면 커버(9)의 장착 후, 링-형상 그루브(29)가 형성되고, 그 내부에 링-형상 실링 요소(11)가 삽입되고, 이것은 실링 그루브(213) 내에 삽입된 스트링-형상 실링 요소(10)의 단부 표면에 대해 가압된다. 이러한 상태는 도 5에 도시되어 있다.

측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)의 돌출부(92) 및 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)의 리세스(24)에 의해 함께 형성되는 링-형상 그루브(29)를 갖는 본 발명에 따른 설계는 주로 반경방향 실링의 효과와 주로 축방향 실링의 효과를 매우 유리하게 결합시켜준다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 벽은 리세스(24)의 측벽(241)에 의해 형성되고, 다른 벽은 돌출부(92)의 횡방향 경계면(921)에 의해 형성되는 공통의 링-형상 그루브(29)에 의해 하우징(2)과 측면 커버(9) 사이에 향상된 실링에 기여하는 추가의 축방향 실링 표면(30) 및 추가의 반경방향 실링 표면(31)이 형성된다.

향상된 실링 효과는 펌프(1)의 가능한 높은 작동 압력에 관련하여 유리하다. 따라서, 펌프(1)는, 예를 들면, 하나의 실시형태에서, 적어도 50 bar, 바람직하게는 적어도 100 bar의 설계 압력을 갖는 원심 펌프로서 설계될 수 있다.

도 6은 도 5의 것과 유사한 도면으로 본 발명에 따른 펌프(1)의 설계를 위한 특히 바람직한 변형 실시형태를 강조한다. 이하에서는 전술한 실시형태와의 차이만을 설명할 것이다. 설명되지 않은 것은 이전에 설명된 것이 이 변형 실시형태에 동일하거나 유사한 방식으로 적용된다. 특히, 유사한 부품 또는 유사한 기능을 갖는 부품을 위한 참조번호는 동일한 의미를 갖는다.

도 6에 도시된 변형 실시형태에 관련하여, 실링 그루브(213)는 제 2 접촉면(23) 및/또는 링-형상 그루브(29) 내로의 그 개구에 절취부(214)를 갖고, 이 리세스는 실링 그루브(213)에 관련하여 길이(L)에 걸쳐 반경방향 내측에 위치하도록 배치된다. 절취부(214)는, 실링 그루브(213)의 단부 영역에서 축방향(A)의 길이(L)가 절취부(214)의 폭(D)의 반경 방향의 범위보다 크도록, 실링 그루브(213)와 평행하게 연장된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 반경방향 내측에 위치하는 절취부(214)의 경계면(215)은 돌출부(92)의 횡방향 경계면(921)보다 샤프트(3)에 더 근접하여 위치되도록 배치된다. 그 결과 돌출부(92)의 횡방향 경계면(921)과 이것에 관하여 반경방향 내측에 위치되도록 배치되는 절취부(214)의 경계면(215) 사이에 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)의 일부인 섹션(216)이 존재한다.

바람직하게 이 절취부(214) 내에는 스트링-형상 실링 요소(10) 상에 반경방향 외측을 향하는 예압(pre-load)을 작용하는 탄성의 예압 부여(pre-loading) 요소(217)가 삽입된다. 바람직하게, 예압 부여 요소(217)는 스프링 탄성을 갖고, 특히 스프링으로서 구성된다. 스프링(217)은 스트링-형상 실링 요소(10)와 평행하게 연장되고, 반경 방향에 대해 절취부(214)의 폭(D)보다 넓도록 치수가 결정된다. 측면 커버(9)의 장착 후에, 스프링(217)은 섹션(216)에 지지될 수 있다.

예압 부여 요소(217)를 갖는 변형 실시형태는 여러 가지 장점을 제공한다. 펌프(1)의 작동 중에, 예압 부여 요소는, 더 작은 작동 압력의 경우, 즉, 예를 들면, 펌프(1)의 시동의 경우, 하우징(2)과 측면 커버(9) 사이에 즉각적인 충분한 실링 효과가 실현되도록 추가의 기여를 보장한다. 또한 펌프(1)의 장기간의 작동에서 예압 부여 요소(217)는 유리하다. 즉, 펌프(1)의 작동 지속시간이 증가하는 경우에 스트링-형상 실링 요소(10)의 열화, 피로 또는 다른 변화 또는 마모가 발생하면, 이것은 반경방향 외측에 위치하는 실링 그루브(213)의 벽에 대해 스트링-형상 실링 요소(10)를 확실하게 가압해 주는 예압 부여 요소(71)의 효과에 의해 보상될 수 있다.

하부 부품(21)에 커버(22)를 연결하기 전에 하부 부품(21)의 제 1 실링 표면(212) 및/또는 커버(22)의 제 2 실링 표면(222)에서 공통의 링-형상 그루브(29)의 영역에서 얇은 액체 시일을 적용하는 것, 즉 2 개의 실링 표면(212, 222) 사이에 실링 효과를 증대시키는 유체를 적용하는 것은 특히 펌프의 매우 높은 작동 압력에 관련하여 더욱 추가적인 조치로서 유리할 수 있다.

본 발명은 2 개의 측면 커버(9) 중 하나에 대해서만 설명되었으나 하우징(2)에 대한 제 2 측면 커버 또는 추가의 측면 커버의 실링은 전술한 것과 동일하거나 유사한 방식으로 실시되는 것이 바람직하다고 당연히 이해된다.

Claims

하부 부품(21) 및 커버(22)를 포함하는 축방향 분할형 하우징(2), 축방향(A)을 결정하는 회전가능한 샤프트(3), 및 상기 축방향(A)에서 상기 하우징(2)을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 측면 커버(9)를 갖는, 유체를 이송시키기 위한 축방향 분할형 펌프로서, 상기 측면 커버(9)는 상기 하우징(2)에 제공된 제 2 접촉면(23)과 협력하기 위한 제 1 접촉면(91)을 갖고, 상기 제 2 접촉면은 상기 하부 부품(21)과 상기 커버(22)의 양자 모두에 걸쳐 연장되고, 상기 하부 부품(21)은 제 1 실링 표면(212)을 갖고, 상기 커버(22)는 제 2 실링 표면(222)을 갖고, 상기 하부 부품(21)과 상기 커버(22)는 상기 2 개의 실링 표면(212, 222)이 서로 직접 접촉하도록 서로 체결될 수 있고, 스트링(string)-형상 실링 요소(10)를 수용하기 위해 상기 실링 표면(212, 222) 중 하나에 적어도 하나의 실링 그루브(213)가 제공되고, 상기 실링 그루브(213)는 상기 하우징(2)의 제 2 접촉면(23)까지 연장되고, 상기 샤프트(3)를 둘러싸는 리세스(24)가 상기 제 2 접촉면(23)에 제공되고, 상기 샤프트(3)를 둘러싸는 돌출부(92)가 상기 측면 커버(9)의 제 1 접촉면(91)에 제공되고, 상기 리세스(24) 및 상기 돌출부(92)는 함께 상기 측면 커버(9)의 장착 상태에서 링-형상 실링 요소(11)를 수용하기 위한 링-형상 그루브(29)를 형성하도록 구성 및 배치되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 스트링-형상 실링 요소(10)는 상기 실링 그루브(213) 내에 삽입되고, 상기 링-형상 실링 요소(11)는 상기 링-형상 실링 그루브(29) 내에 삽입되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스트링-형상 실링 요소(10)는 상기 제 2 접촉면(23)에서 평면의 단면을 갖는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 그루브(213)는 상기 링-형상 그루브(29) 내에 실질적으로 수직으로 개방되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 실링 그루브(213)는 상기 하우징(2)의 하부 부품(21)에 제공되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 그루브(213)는 상기 제 2 접촉면(23)으로부터 상기 축방향(A)에 대해 반대측에 배치되는 상기 펌프의 단부까지 연장되고, 상기 단부는 상기 하우징(2)을 폐쇄시키기에 적합한 제 2 측면 커버(9)를 수용하도록 구성되고, 상기 스트링-형상 실링 요소(10)는 상기 실링 그루브(213) 내에 삽입되고, 상기 실링 요소는 상기 실링 그루브(213)의 전체 길이방향의 영역에 걸쳐 연장되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리세스(24) 및 상기 돌출부(92)에 의해 형성되는 상기 링-형상 그루브(29)는 자신의 길이방향의 영역에 수직인 실질적으로 직사각형 단면을 갖는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링-형상 그루브(29)는 상기 스트링-형상 실링 요소(10)의 폭보다 큰 반경 방향의 폭(B)을 갖는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링-형상 실링 요소(11)는 상기 링-형상 그루브(29) 내에 삽입되고, 상기 링-형상 실링 요소는 바람직하게 원형 또는 타원형 단면을 갖는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링-형상 실링 요소(11)는 상기 축방향(A)에서 상기 링-형상 그루브(29)의 깊이(T)보다 큰 축방향의 높이를 갖는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 그루브(213)는 상기 제 2 접촉면(23) 내로의 개구에 절취부(cut-out; 214)를 갖고, 상기 절취부는 상기 실링 그루브(213)에 대해 반경방향 내측에 위치하도록 배치되는, 축방향 분할형 펌프.
제 11 항에 있어서,
탄성의 예압 부여(pre-loading) 요소(217)는 상기 절취부 내에 삽입되고, 상기 예압 부여 요소는 상기 스트링-형상 실링 요소(11) 상에 반경방향 외측을 향하는 예압을 가하는, 축방향 분할형 펌프.
제 12 항에 있어서,
상기 예압 부여 요소(217)는 스프링 탄성을 갖고, 상기 스트링-형상 실링 요소(10)와 평행하게 연장되고, 바람직하게 스프링(217)으로서 구성되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링-형상 실링 요소(10) 및 상기 스트링-형상 실링 요소(10)는 탄성중합체, 특히 니트릴 고무, 특히 니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 제조되는, 축방향 분할형 펌프.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프는 적어도 50 bar, 바람직하게는 적어도 100 bar의 설계 압력을 갖는 원심 펌프로서 구성되는, 축방향 분할형 펌프.