KR100245892B1 - 수직 왕복 펌프 - Google Patents

Abstract

유체를 상승시키기 위한 수직 왕복 펌프는, 하향 연장하는 허브와 보강 다리가 구비된 지지대 81,82,83으로 구성되어 있으며, 상기 봉 7,71,72이 상기 허브를 통과하며, 상기 허브가 상기 봉에 평행하게 구성요소로서 탑재된 피스톤 8; 및 상기 피스톤 8 위에 있는 유체기둥의 무게에 의해 피스톤 8을 폐쇄시키거나, 또는 상기 상승 관안의 물기둥에서 피스톤이 하강할 때 유체를 통과하도록, 지지대 81,82,83 위에 배치되어 있는 플랩밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수직 왕복 펌프

이러한 종류의 수직왕복펌프는 특히 문헌(OAPI 제06 221호, 1979년 3월 23일 간행)에 나타나 있는 것과 같이 이미 공지되어 있다. 이러한 종류의 펌프는, 지하수, 석유 등과 같이 지상에 존재하는 유체를 상승시키도록 고안된 것이다.

물을 상승시키도록 고안된 공지된 수직왕복펌프는 수동으로 작동된다. 유체평면의 깊이에 따라, 펌프는 하나 또는 복수의 플랩-밸브(flap-valve)피스톤을 지탱하는 하나 또는 한조의 수직봉으로 구성되어 있다.

공지된 피스톤은 일반적으로 특정한 길이의 실린더로 구성되어 있는데, 이 실린더는 그 한쪽 단부(모서리)의 원주상에, 특히 상부쪽으로, 상승관에서 활동하는(slide) 가스켓(gasket)이 제공된다.

실린더의 이 부분은 몸체위에 활동(sliding)방식으로 맞물려지는데, 이 몸체는 늑재(肋材;ribs)로 이루어 지고 밑부분에서는 플랩밸브로 종결된다. 피스톤 실린더가 플랩밸브를 하강할 때, 피스톤은 닫혀진다. 반대의 경우에 유체는 피스톤을 통과할 수 있다. 실린더와 플랩밸브간의 이 두가지 다른 위치는, 펌프몸체나 상승관에 들어있는 물기둥에서의 피스톤의 하강운동과 피스톤위에 있는 유체기둥의 상승운동에 각각 대응한다.

다중 피스톤 펌핑장치 또한 공지되어 있는데(FR-88 09 575), 그 피스톤은 바닥이 소위 다공성(alveolar)구조로 되어 있는 실린더로 구성되어 있다. 이 실린더는 왕복운동을 제어하는 봉위에 끼워진다. 다공성의 바닥위에는 관요소에 의해 상기한 다공성 구조에 대해 지지되는 플랩밸브가 제공된다. 이 관요소은 실린더의 내부를 통과하고 상기한 봉과 일체가 된 억제부(stop)에 대해 지지된다. 피스톤 아래, 즉 실린더의 다공성 바닥밑에는 조립체를 잠그기 위한 너트와 대향 너트(counternut)가 제공된다.

공지된 피스톤의 실린더는 다음과 같은 단점을 가지고 있는데, 즉 피스톤이 상승기둥의 내부표면을 실질적으로 마찰하고, 이러한 마찰은 지상요동의 결과로서 상승관이 변형을 유지할 때 증가한다는 점인데, 왜냐하면 그렇게 되면 피스톤은 이러한 변형된 경로를 따라가도록 강제되기 때문이다.

실린더의 상부 모서리를 따라 상승관이나 실린더의 내부벽에 적용되는 가스켓은, 그 자체가, 유체기둥에 의해 가스켓과 실린더에 대해서 가해지는 압력의 결과로서 마찰을 증가시킨다.

펌핑된 유체는 종종 채워져서 결국 입자들은 피스톤의 플랩밸브대(seat)에 쌓인다. 따라서 피스톤은 밀봉상태를 상실하여 펌핑된 유체의 흐름을 감소시킨다. 그 결과, 피스톤은 자주 교체되어야 하므로 펌프의 작동비용을 증가시킨다.

플랩밸브는 소모품이기 때문에, 마멸되어 교체할 필요가 있다. 이러한 경우에는, 플랩밸브에 접근하기 위해서 피스톤 조립체을 해체하여, 교체할 플랩밸브를 제거하고, 새로운 플랩밸브를 설치해야 한다. 이러한 목적을 위해서, 새로운 플랩밸브를 설치할 수 있도록 상기 봉으로부터 피스톤을 완전히 제거할 필요가 있다.

전술한 과정은 아주 간단한 부품을 교체하는 것에 비해서는 비교적 긴 작업이다.

게다가, 플랩밸브가 실린더안에 위치해 있기 때문에, 펌프가 정지하였을 때 피스톤 내부의 물속에 있는 현탁상태의 고체 입자들은 점차적으로 바닥에 쌓인다. 피스톤은 완전히 닫혀 있지 않기 때문에, 피스톤에 대해 마찰하지 않고 플랩밸브가 상승되도록 하는데 필요한 시간간격 동안, 물이 누출되어 격판(diaphragm)의 모서리와 피스톤의 내벽사이에 침전될 수 있는 현탁상의 고체 입자들이 그와 함께 운반된다.

이런 상황은 물에 잠기지 않은 피스톤에 대해서는 불리하다; 만약 어떤 이유에서건 펌프가 주어진 시간, 즉 몇시간 또는 며칠동안 정지한다면, 고체 입자는 상기 밸브를 막을 것인데, 경험에 의하면, 이러한 경우 피스톤을 분해하여 고착된 격막을 풀기 위하여, 물에서 모든 피스톤을 제거해야 한다.

이것은 실질적인 작업을 구성하게 되므로 중대하고도 불가피한 단점인데, 왜냐하면 설사 단지 수동으로 작동되거나, 계속적인 작동을 위한 충분한 용량을 갖춘 버퍼(buffer) 전지없이 태양전지에서 전력을 얻는 전기모터에 의해 작동되는 펌프일지라도, 펌프가 필연적으로 종종 정지되기 때문이다.

본 발명은, 본원 청구범위의 전제부에 기재된 것과 같은, 지상에 존재하는 유체를 상승시키기 위한 수직 왕복 펌프에 관한 것이다.

본 발명은 이제부터 다음과 같이 첨부된 도면에 의해 더 자세히 설명된다:

-도 1은 수직 왕복 펌프의 개략적인 종단면도이다;

-도 2는 상기한 봉을 상승시키는 피스톤의 개략적인 부분 종단면도이다;

-도 3은 상기한 봉을 하강시키는 피스톤의 개략적인 종단면도이다;

-도 4는 도 5의 Ⅳ-Ⅳ 선분에 따른 피스톤 지지대의 축상 단면도이다;

-도 5는 피스톤 지지대의 윗면도이다;

-도 6은 피스톤의 분해 조립도이다;

-도 7은 피스톤의 또다른 실시예에 대한 투시도이다;

-도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 지지 뼈대에 대한 측면도이다;

-도 9는 설치위치에 있는 2개의 지지 부분에 대한 윗면도이다;

-도 10은 Ⅸ선분에 따라, 상기한 봉 7 위에 조립되어 있는 완전한 지지대를 보여주는

부분 종단면도이다;

-도 11은 피스톤의 또다른 실시예와 조립방법에 대한 투시도이인데, 이 도면은 지지대

의 상부에 국한되어 있다;

-도 12는 덮개(skirt)가 제공된 피스톤의 부분 단면도이다;

-도 13A∼15B는 피스톤 지지대의 다른 실시예이다; 그리고

-도 16은 앞의 실시예 중의 하나에 따라 지지대가 제공된 완전한 피스톤을

보여준다.

본 발명의 목적은, 매우 깊은 유체평면으로부터 유체를 효율적으로 상승시킬 수 있으며, 장시간 사용후에도 매우 규칙적인 유동율을 가지고 있으며, 필요하면 간단하게 보수 또는 교체될 수 있으며, 펌프가 정지하였을 때 수면위에 있는 피스톤들 또는 피스톤의 플랩밸브가 물속에서 현탁상태의 어떤 입자에 의해서도 막히는 것을 방지하면서도 간단한 구조를 가진 신뢰성 있는 왕복 펌프을 제조함으로써 이러한 단점을 제거하는데 있다.

이러한 목적을 위해서, 본 발명은 하기 기재된 청구범위에 따라, 전술한 유형에 대응하는 수직 왕복 펌프와 관련된다.

상기 피스톤은 상기한 봉이나 상당한 깊이를 위한 한조의 펌프 봉을 구성하는 요소조립체로부터 쉽게 설치/제거될 수 있다.

상기 피스톤을 구성하는 적은 수의 간단한 부품 덕분으로 생산이 간단하기 때문에, 미비한 설치환경에서도 숙련되지 않은 작업자가 상기 피스톤을 조립 및 설치하는 것이 가능하다. 이러한 장점은 유지보수에도 적용된다.

또한, 상기 피스톤의 구조에 따르면, 고체 입자의 침전 및 피스톤의 플랩밸브 또는 관내의 피스톤 자체의 고착상태가 실질적으로 방지되는데, 이것은 상기 피스톤이 동작중 및 펌핑과정 말기에 세척되기 때문이다.

상기 피스톤의 특정한 형태는 피스톤을 상승관의 내부표면에 최소한으로 접촉하도록 유지시키는 잇점을 가지고 있다.

가장 간단한 플랩밸브의 경우, 이 밸브는 작동에 유리한 특성에 맞추어진, 물기둥을 지탱하기 위해 지지대에 안착되어 있는 상승 가능한 격막으로 구성되어 있다.

상기 플랩밸브를 형성하는 격막은 바깥 모서리에서 구멍에 이르는 거리 까지 절단되며 상기 봉은 상기 구멍에 의해 통과되어 상기 격막을 상기 봉에 대해 꿰지 않고 결합시키게 된다.

갈라진 디스크 모양의 상기 격막은, 지지대를 지탱하는 두 개의 너트중 하나를 간단히 풀어줌으로써 상기 지지대위에 매우 쉽게 위치될 수 있다. 이러한 작업은 매우 신속히 실시될 수 있으며 상기 봉 지지대를 제거하는 작업, 즉 문제시 되는 너트 풀기 작업을 할 필요가 전혀 없게 된다.

상기 격막은 또한 부분적으로 서로 겹치는 복수개의 단편으로 구성될 수 있다. 이러한 형태의 실시예는 설치와 해체가 간단하다는 잇점을 가지는데, 즉 상기 격막은 서로 다른 단편들이 부분적으로 또는 서로 상대적으로 상승케 하는 유연성을 갖는다.

상기 펌프의 사용과 작동 조건에 따라 피스톤은 상승 관의 내부 단면의 크기와 거의 비슷한 크기를 갖는다.

상기 펌프를 용이하게 작동시키고 펌프 작동에 필요한 전력을 줄이기 위해서, 상대적으로 제한된 에너지원보다는 전력선으로 전기 에너지가 공급되는 모터에 의해 펌프를 작동시키는 경우보다, 더 큰 효과를 갖게된다.

또한 상승 관이 지상요동의 결과로 변형되었을 때에도 기껏해야 피스톤과 관 내부표면 사이에서 발생하는 현주상의 선형 접촉만이 있기 때문에, 상기 선형접촉은 실질적으로 피스톤의 왕복운동을 전혀 방해하지 않고, 특히 피스톤과 관 내부 표면간의 마찰력을 증가시키지 않는다.

깊은 수심의 물에서 사용되는 펌프의 경우에, 격막형태의 플랩밸브는 물기둥을 저항하지 않을 것이며, 이 경우 플랩밸브는 강체 물질로 이루어져 있으며, 좀 더 구체적으로 말하면, 상기 지지대는 수직 삼각형 모양의 다리(leg)로 구성되며, 상기 다리는, 그의 한면이 상부 및 보조 허브에 부착되며 또한 지지대의 전체높이의 주변부에 결합되어 플랩밸브의 지지와 부착을 위해 지지대 가지의 상부부분에 형성되며; 상기 플랩밸브는, 그의 한 반경면이 다리의 상부 반경 부분에 각각 연결되어 있는 디스크 단편으로 구성되어 있으며, 다른 한 반경면은 후속하는 다리의 상부 반경 부분상에닫힘 상태로 지지된다.

이러한 실시예는, 피스톤의 하강 편이성 또는 피스톤의 힘을 손상시킴 없이 매우 높은 물기둥을 특히 효율적으로 펌핑할 수 있게 하는 잇점을 제공한다.

또한 유체피막이 관벽과 피스톤 또는 피스톤들간에 형성되며, 이 수단에 의해 실질적으로 마찰이 제로상태로 감소되는데, 이것은 피스톤과 이 유체피막을 긁어내는 벽 사이에 가스켓이 적용되지 않았기 때문에 특히 그러하다.

도 1에 의하면, 본 발명에 따른 수직 왕복 펌프는 지상2위에 지지되는 기부(base) 1로 구성되어 있다. 수직 통로관 3은 기부 1와 합체되며; 상기 수직 통로관은 탱크 5로 방류하는 유체 배출관 4으로 구성되어 있다. 상기 통로 관 3의 하부 말단은 상승 관 6에 의해 연장된다. 상기 상승 관 6은 앞으로 설명되는 하나 또는 복수개의 피스톤 8이 제공된 피스톤 제어봉 7을 수용하고 있다. 상승 관 6의 하부 말단에는 바닥 (base) 플랩밸브 9가 제공된다.

한 조, 즉 차례로 부착된 봉의 조립체로도 될 수 있는 상기한 봉 7은, 펌핑이 실행되고 있는 평면의 깊이에 따라, 매우 개략적으로만 보여진 기구(mechanism) 10에 의해 왕복 운동으로 조절된다. 이 기구 10는 프레임 10에 의해 지지된다. 기구 10는 수동에 의하거나, 동물에 의하거나, 열 또는 전기 모터에 의해서 작동될 수 있으며, 후자의 경우에는, 예를 들면, 태양전력 전지와 같은 자주적인 전기 전원 장치가 사용될 수 있다.

상기 봉 7과 피스톤 8의 수직 왕복 운동은, 우선 피스톤 8위에 지지되어 있는 유체기둥을 상승시켜, 특정한 량의 유체를 상기 탱크 5안으로 방출한다; 그런 다음 상기 봉 7은 상승 관 6에 들어있는 유체 기둥 내부의 피스톤 8을 하강시키고 바닥 플랩밸브 9에 의해 지탱된다. 피스톤 8이 통로의 하부 말단에 도달하면, 피스톤 8은 봉에 의해 상승되어 각각의 피스톤 8위에 있는 유체기둥을 상승시킨다. 동시에, 바닥 플랩밸브 9위에 있는 피스톤은, 플랩랩브 9위에 기압 강하(depression)를 생성한다. 이 기압 강하는 바닥 플랩밸브 9를 통해 유체를 관 6안으로 빨아들이고, 이로써 싸이클은 지속되게 된다.

도 2 와 3에는 피스톤 8의 첫 번째 실시예의 구조가 나타나 있는데, 즉 도 2에서는 우선 상기 봉 7에 의해 움직이는 피스톤 8의 하강 상태가 설명되어 있고, 도 3에는 피스톤의 상승상태가 나타나 있다.

이러한 도면들에는 동일한 요소를 지칭하기 위해 도 1과 동일한 참조번호가 사용된다.

도 2는, 홈이 내어진 수관(sleeve) 74에 의해 봉 부분 72에 연결되어 있는 또 다른 봉 부분 71으로 구성된 상기 봉 7 또는 한 조의 봉 7들을 보여주는 상승 관 6에 대한 부분 축단면도인데; 봉 71의 하부 말단 73은 단순히 수관 74을 죄기 위해 필요한 길이이상으로 홈이 내어져서 피스톤 8을 수용한다. 하부 너트 12 와 상부 너트 13 사이에 부착된 상기 피스톤 8은, 반경 82에 의해 상부 허브(hub) 82에 연결되어 있는 외부 링 81으로 이루어진 디스크 형태의 지지대로 구성되어 있는데, 상기 봉 71(또는 홈이 내어진 부분 73)은 이 허브를 통과하고 상기 지지대는 봉 71이 또한 하부 허브 84를 통과하는 것으로 구성되어 있다; 이 하부 허브 84는 링 81에 연결된 다리 85에 의해 지지대를 유지한다.

상기 피스톤 8은 지지대 위에 플랩밸브를 가지고 있는데, 플랩밸브는 이 경우 유연성 있는 격막 87으로 구성되어 있다.

상기 지지대가 반경 형태이기 때문에, 화살표 C에 나타난 것과 같이, 상기피스톤이 상승 관 6의 유체기둥에서 하강할 때 (상승된) 유체를 화살표 A,B방향으로 통과시키는 것이 가능하다.

상기 피스톤 8의 이러한 하강은 격막 87을 상승시킨다.

도 3은, 화살표 D에 지시된 상승운동에 따라, 도 2의 봉과 동일한 봉 7 (또는 한조의 봉일 경우에는 봉요소 71,72)을 상승시키는 운동을 나타낸다.

이러한 상승운동이 일어나는 동안, 유체기둥은 지지대에 대해 플랩밸브 87를 지탱하고, 특히 피스톤 8 지지대의 상부, 즉 링 81, 반경 82 및 상부 허브 83는 그럼으로써 피스톤 8을 봉함되는(sealed) 방식으로 닫는다; 이로써 유체기둥을 상승시키는 것이 가능하다.

이미 언급한 대로 피스톤 8은 플랩밸브 87를 또한 지지하는 너트 12,13에 의해 봉 7위에 고착돼 있다.

상승운동이 일어나는 동안 다리 85는 지지대 외부에 가해진 힘의 일부를 하부 허부 84로 전동(transmit)한다.

도 2 와 3에 의하면, 지지대의 외부 링 81은 비스듬이 잘라지거나 둥글게 처리된 모서리를 가지고 있어서, 상기 피스톤 8과 상승 관 6 내부 표면간의 접촉을 최소한으로 줄인다. 원을 그리며 원통형 표면을 따르지 않는 이러한 선형 접촉 때문에, 예를 들면, 상기 봉 7과 상승 관 6 사이의 뒤틀림에 있어서, 모든 정렬의 편차 또는 차이를 흡수하는 것이 가능하여, 상승운동에 반하는 마찰력을 최소한으로 줄이게 된다.

또한 상기 플랩밸브 87는 지지대 81,82,83로부터 유연하게 상승될 수 있으며, 유체로 하여금 지지대를 세척할 수 있게 하여, 상승운동에 일어날 때 피스톤을 닫는 것을 방해하는 어떤 고체 입자라도 쌓이는 것을 방지한다.

펌프가 오랜동안 정지하고 있는 동안, 현탁상태에 있는 입자가 링 83의 모서리와 상승 관 6 내부 표면간의 틈 주변에 침전될 때 조차도, 상승 또는 하강운동이 재계될 때, 입자들의 유착은 제거될 것인데, 이렇게 되는 것은 움직임이 봉 또는 한조의 봉 7,71,72에 의해서 피스톤 8으로 직접 전달될 것이기 때문이다.

상승 관 6과 피스톤 8의 단면은 원형이지만, 이 형태에 제한이 있는 것은 아니며 육각형이나 정사각형같은 다각형도 배제되지 않는다.

도 4,5,6에는 상기 설명된 피스톤의 구조가 자세히 나타나 있다. 도 4에는 외부 링 81을 가진 지지대, 가지(branch) 82, 상부 허브 83의 플랜지(flange)의 단면도가 나타나 있는데, 다리 85 하나는 단면으로, 나머지 하나는 단면이 아닌 모습으로 나타나 있고 중간 링 86, 하부 허브 84의 플랜지도 나타나 있다.

도 5는 도 4에 대응하는 윗면도인데 격막 87의 절반과 지지대의 서로 다른 부분 특히, 반경 82, 링 81,86 그리고 링들 사이에 펌핑될 유체를 통과시키기 위한 틈을 가지고 있는 상부 허브 83가 나타나 있다.

도 6의 분해 조립도에는 이러한 서로 다른 부분, 즉, 격막 87형태의 플랩밸브, 지지대, 그리고 그 요소 부품들 81, 82, 83, 84, 85,86이 나타나 있다.

상기 피스톤 지지대는 예를 들면, 주물 플라스틱 물질로부터 단품으로 생산되는 부품이다. 상기 플랩밸브 87는 합성고무 또는 플라스틱 물질과 같은 유연성 있는 물질로 만드는 것이 바람직하다.

상기 플랩밸브의 크기는 지지대의 구멍을 덮고 상승 관의 내부 표면 근처까지 미치는데, 이 밸브는 상승 관 벽에 따라 유체막을 남길 수 있을 만큼 충분한 틈을 가지고 있다.

상기 플랩밸브 87는 봉 7위에 설치될 수 있는 디스크 형태의 부품일 수도 있지만, 도 6에 의하면 그것은 편리하게도 스플릿(split)인데, 즉 플랩밸브를 형성하는 디스크는 선 88에 따라 절단돼 있다. 이 절단선은 디스크의 절단된 두 모서리를 결합하는 선이 될 수 있다. 이 절단선 88은 외부 모서리 89로부터 봉 71 7을 수용하는 플랩밸브 87의 중간에 있는 구멍 90까지 연장돼 있다.

절단선 88 모서리는 또한, 보이는 것과 같이 파선 91에 의해 겹쳐질 수 있다. 사실상 이 파선은 상부 모서리 아래에 위치하는 디스크 부분의 모서리인데, 상기 디스크의 두 모서리는 상기 선 88,91사이에 형성된 각구획(angle segment)위에 겹치도록 되어 있다.

상기 플랩밸브에 대한 이 실시예에 의하면, 실제 지지대를 분해하지 않고, 마멸 또는 손상된 플랩밸브를 간단히 교체하는 것이 가능하다.

도 7은 상기 피스톤의 변형 실시예에 대한 분해 조립도인데, 이 실시예는 플랩밸브의 특정한 형태와 플랩밸브를 부착하는 방법에 의해, 이전 피스톤과 구별된다.

이전의 실시예의 부품과 동일한 모든 부품은 동일한 참조번호를 갖는다.

이 피스톤 변형은, 4개의 단편들 92,93,94,95로 구성된 플랩밸브의 형태에 의해 구별된다. 단편 중 하나 92는, 조립된 위치에 있는 다른 단편으로부터 분리되어 있다. 이러한 단편들은 동일한 형태와 동일한 크기를 가질 수 있고 물고기 비늘 방식으로 겹칠 수 있다. 도 7에 나타난 변형에서 볼 수 있듯이 먼저 지지대 81∼86위에 두 단편 93,95을 직경방향으로 반대인 위치에 놓은 다음, 나머지 두 단편 92,94을 이전의 단편 93,95위에 놓아서 파선에 의해 표시된 것과 같이 약간 포개지게 한다. 이러한 종류의 플랩밸브의 경우에는, 피스톤이 물속으로 하강할 때, 상부 단편 92,94는 나머지 단편 93,95보다 먼저 상승된다. 상기 단편중 하나 92는 도면에 나타난 것과 같이 겹칠 수 있도록 상부 디스크 각의 1/4을 덮는다.

상기 단편들은, 구멍에 있는 2개의 굽은 돌기 또는 갈고리 96,97에 의해 연장된다. 이 2개의 돌기 96,97 사이에는 슬릿(slit) 98이 있다.

상기 돌기 96,97과 슬릿 98에 의하여 각 단편을, 예를 들면 상기 단편중 하나 92를 반경가지(radial branch) 82에 걸쳐, 이 단편이 내부 링 83과 직접 이웃한 중간 링 86 사이에 배치될 수 있도록 할 수 있다. 보여지는 예에서는, 제1의 중간 링 86은 상부 허브에 매우 가까이 있고, 이 두링간의 간격은 돌기 96,97를 위한 공간을 제공한다.

상기 플랩밸브 92∼95의 단편이 미리 봉 7(보이지 않음)에 부착된 지지대위에 위치되었을 때 상부 부착 장치는 설치되는데, 이 장치는 각각이 조립 돌기 100,101로 종결되는 2개의 반쪽 부품 99A,99B으로 구성되어 있다. 이 2개의 부품 99A,99B은, 2개의 부품이 합쳐져 단일한 연속적인 홈을 이루도록 홈이 내어진 내부표면을 가지고 있다. 이 부품들은 예를 들면, 파선 104에 의해 지시된 것과 같이 표시되지 않은 나사에 의해 조립된다.

상기 부품 99A,99B은 그의 기부(base)가 반쪽-플랜지 105,106에 의해 연장된다; 부품이 조립되면 반쪽-플랜지는 완전케 되어, 미리 봉에 놓여진 피스톤 8 지지대에 대하여 단편 92∼95을 지지하는 플랜지를 형성한다.

실제로, 상기 단편 92∼95이 놓여지고 난 후, 상부 부착 장치 99의 두 부품 99A,99B은 봉 71의 홈이 내진 부분 73(도 2,3)상에 조립되고, 그 다음 이 장치 99A,99B는 나사로 죄어져 단편 92∼95을 고정한다.

진동의 효과에 의해 나사가 풀리지 않도록 이 너트를 잠그기 위해서 두 부품 99A,99B은 서로에 대하여 죄어질 수 있으며, 이로써 두 부품간에 주어진 량의 움직임이 있는 경우에도, 홈이 내어진 부분 71에 있는, 표면 102,103으로 이루어진 홈을 잠글 수 있게 되어 나사가 풀리는 것을 방지할 수 있다.

표시되지 않은 변형에 의하면, 플랩밸브는 외부 링 81의 바깔 모서리 가까이에 부착된 튤립 형태이며; 이 플랩밸브는, 플랩밸브의 모서리를 위한 대(seat)를 형성하기 위해서 봉함(seal)이 선택적으로 제공되는 봉주위에 개방된다. 이 변형에서 개방면에 있는 플랩밸브의 "판(petal)" 모서리는 봉에 맞물려 있는 링에 의해 결합될 수 있다.

또 다른 변형에 의하면, 튤립 형태의 상기 플랩밸브는 외부 모서리에 의해 부착된 프러스토(frusto)-원뿔형 모양을 가진 단격막(single diaphragm)으로 구성되는데, 내부 모서리는 봉을 둘러싸는 링이 선택적으로 제공되는 구멍에 접하고; 이 격막에는 또한 잠금 대(shutting seat)를 형성하는 부품이 제공될 수 있는데, 플랩밸브의 구멍 모서리는 이것에 대해 지지된다.

도 8부터 10에는 본 발명에 따른 피스톤 지지대의 또다른 실시예가 나타나 있다. 이 지지대는 예를 들면, 완전히 동일한 2개의 부품 200,201으로 구성되어 있는데, 즉 도 1의 지지대에 실질적으로 대응하고, 이 지지대는 지름 평면에 의해 교차된다(이 평면은 봉의 축을 통과한다). 그러므로 상기 2개의 반쪽 부품은 단일한 주형으로부터 생산된다. 또한 상기 두 부품 200,201은 고리타입(collar type)의 조립체에 의해 봉 7위에 조립된다. 이러한 목적을 위해서, 각 부품의 상부 영역과 하부 영역에 있는 돌기가 부품을 완성하여 고리(collar)를 형성한다.

좀 더 자세히 설명하면, 도 8에 따라, 왼쪽 부품 200은, 반경 82A에 의해 허브 83A 또는 내부 링에 연결되는 외부 링 81A으로 구성되어 있다. 실제로, 링 81A과 또 다른 링 83A의 두 경우 모두에 있어서, 반쪽-링이 필요하다. 이와 같은 사실은 중간의 반쪽-링 86A에도 적용된다.

"오른쪽" 부품 201은 "왼쪽" 부품 200과 동일한 요소로 구성되어 있으며, 동일한 참조를 가지고 있는데, 즉 접미사 A가 접미사 B로 교체되는 식이다.

반쪽-링 83A은 또한, 돌기 108A,109A를 두 부품 200,201을 조립하는데 이용할 수 있도록 반경 82A 또는 외부 링 81A의 두께보다 더 길게 되어 있다.

상기 하부 허브 84A 또한 양쪽면이 돌기 110A,111A에 의해 연장되는 반쪽-허브에 대응하는데, 이것은 또한 다른 한 부품 201의 하부 허브 84B의 유사한 돌기 110B,111B와 함께 링 방식으로 조립되도록 설계되어 있다(도 10).

도 10에는 또한 두 부품 200,201의 가지 85A,85B의 처음부분이 나타나 있다.

도 9에 의하면, 두 부품 200,201은 상기 봉 7의 양면에 배치되어 있다. 상기 상부 고리 (이 고리는 반경 82A,82B에 의해 일부가 우연히 가려진다)의 돌기에 의해 두 부품을 조립하면 충분하다.

상기 하부 고리(collars)도 역시 조립된다.

상기 지지대에 대한 이 실시예에는 생산을 간단하게 함으로써 얻을 수 있는 부가적인 잇점이 나타나 있는데, 이것은 주형이 단순히 지지대의 반쪽 형태에 대응하기 때문이다. 대칭성으로 인해 부품 200,201을 생산하기 위해서 동일한 주형을 사용할 수 있다.

전술한 고리는 또한 설치된 펌프에 대한 유지보수를 상당히 용이하게 하는데, 이는 단순히 나사를 풀어서 봉 7에 따라 지지대를 풀어주거나, 또는 두 봉 요소 71의 연결체에 의해 봉 7의 축에 따라 지지대를 다시 맞물리면 되기 때문이다. 지지대는 이 고리로 만들어진 조립체에 의해 어떤 위치로도 부착될 수 있다. 상기 플랩밸브를 설치하는 것은 도 6의 플랩밸브의 경우와 같이 간단하다. 이 플랩밸브는, 도면에는 표시되지 않은 고리와 비슷한 부착 부품에 의해 지지대의 상부에 대하여 지탱된다.

도 11의 투시도에 의하면, 도 9의 지지대와 유사한 2개의 부품 200,201으로 구성된 지지대가 나타나 있다. 단순화를 위해 다리 85A...등등은 도 11에 나타나 있지 않다.

이러한 다리들은 2개의 반쪽 부품 200,201을 맞붙이는 평면과는 다른 평면에 배치하는 것이 바람직하다.

결합 평면에 따라 하부 부분상에 두 부품 200,201은 죔쇠 113,114가 맞물리는 늑재 112A,112B를 구성한다. 어떤 경우에는 이러한 조립방법이 지지대의 상부 부분을 연결하기 위한 다소 용이하지 않은 나사연결 방법보다 더 편리하다. 한편 하부 허브의 높이에 있는 하부 영역에서, 부품 200,201은 여기에 설명되어 있는 것과 같이 나사 연결 또는 죔쇠 연결에 의해 연결될 수 있다. 이러한 경우에 늑재는 지지대의 수평 축과 평행할 수 있으며 상승관에 따라 수직으로 활동할 수 있다. 죔쇠는 진동효과에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위해 작은 나사에 의해 잠궈질 수 있다.

도 12에는, 예를 들면, 도 4에 보이는 것과 같은 지지대의 변형된 실시예가 나타나 있다. 이 지지대는, 어떤 마찰이라도 방지하기 충분한 틈 116을 상승 관 벽에 따라 남기는 덮개 115에 의해 둘레가 완성되는 반면, 그럼에도 불구하고 하중손실 영역을 생성하여 펌핑되는 물의 흐름을 늦춘다. 도 12에 분명히 나타나듯이, 이 덮개 115는 플랩밸브 87의 측면이 아니라 지지대 아래에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 피스톤의 또 다른 실시예는 지금부터 도 13A∼15B,16에 의해 설명되는데, 이 실시예에는 지지대와 피스톤 조립에 대한 다른 변형이 나타나 있다.

도 13A에 의하면, 지지대 300는 관모양의 허브 384로 구성되어 있는데, 이 허브는 상부 허브와 이전 실시예의 보조 허브를 결합한다.

다리 385는, 한면이 허브 384에 부착되어 있고 나머지 한면은 표시되지 않은 플랩밸브의 지지대 표면을 형성하는 반경 382으로 되어있는 사각형의 측면을 가진 삼각형의 물갈퀴 모양으로 구성되어 있다.

지지대에 대한 다른 변형이 4개의 삼각형의 물갈퀴 모양으로 구성되지만 이 수는 짝수가 제공하는 평면 대칭성으로 인해 생산을 위해서는 짝수가 더 바람직한데도 불구하고, 예를 들어 3 또는 5로 변할 수 있다.

도 13B의 변형은, 이 형태가 봉축을 통과하는 평면에 따른 2개의 대칭적인 반쪽인 점을 제외하면 도 13A의 지지대 형태에 대응한다. 지지대 300'의 이러한 두 반쪽 301',302'은 연결 구멍 386'이 개략적으로 제공된 물갈퀴 모양에 의해 조립된다.

도 14A에 따른 지지대 변형 400과 도 14B에 나타난 2개의 대칭적인 부품 400'에 있어서의 실시예는, 물갈퀴 모양의 반경면이 물갈퀴 모양의 두께보다 넓은 표면 482에 의해 교체되었다는 점을 제외하면 실질적으로 도 13A, 13B에 대응한다.

도 14B의 경우, 상기 지지 평면 482'은 대칭 평면에 의해 교차되어 반으로 감소된 표면 482'A에 대응한다.

도 15A의 지지대 변형 500과 도 15B에 따른 2개의 대칭적인 반쪽에 의한 실시예는, 꼭대기부터 바닥까지 변하는 두께를 가진 물갈퀴 모양 585,585'에 의해 이전 변형과 구별된다. 상부 부분에는, 물갈퀴 모양 585,585'이 길이 전체에 따라 동일한 크기로 비교적 넓은 지지 표면을 형성한다. 이 두께는 바닥으로 갈수록 감소된다.

상기 두 부품으로 된 지지대 500'의 경우, 물갈퀴 모양 585'은 대칭 평면에 의해 교차되어 반으로 감소되는 전체 두께를 가지고 있다.

도 14A∼15B의 다른 변형에서, 도 13A, 13B와 공통인 부품에 대한 설명은 반복되지 않는다.

도 16에 의하면, 피스톤은 도 13A∼15B의 지지대 중의 하나로 이루어진 지지대 600와 강체 물질로 만들어진 디스크 단편 형태인 플랩밸브 610로 구성되어 있다.

상기 플랩밸브 단편 610은, 그의 곧은 한면 611이 각각의 물갈퀴 모양 685의 지지표면 682 상에 접합되는 한편, 다른 한 곧은 면 612은 후속하는 물갈퀴 모양의 지지 표면 682위에 자유롭게 얹혀 있다(플랩밸브의 서로 다른 부분에 대한 참조 번호는 동일하다).

상기 플랩밸브 단편 610은 상기 곧은 한 면 611의 접합체 주위로 회전될 수 있는데, 예를 들면, 도 16에 나타난 것과 같이 상승 위치를 취하여 유체(물)속으로 하강할 수 있게 된다.

상승운동이 일어나는 동안, 상기 플랩밸브 610의 부품은 지지대의 지지 표면 682에 대하여 접혀진다.

상기 부품 610을 상승시키는 동작은, 실질적으로 수직위치를 초과함 없이 실행되는데, 이렇게 됨으로써 피스톤이 상승할 때 발생되는 물의 추진력이 플랩뱁브의 각 단편을 항상 동일한 쪽으로 접을 수 있게 된다.

상기 부품 610을 개방하는 방향은, 단일 피스톤의 나머지 모든 단편들에 있어서 동일한 것이 바람직하다. 그러나 이 방향은 도 7에서 토오크의 발생을 방지하기 위해서 피스톤 마다 반대로 될 수 있다.

도 16에 따른 피스톤 타입은 매우 깊이 하강할 경우, 물기둥의 실질적인 높이를 효과적으로 견디기 위해 특히 유리하다.

Claims (11)

1. 유체평면에 잠김으로써, 펌프의 방출구 높이를 펌핑될 유체평면에 연결시키는 상승 관 6과; 상기 상승 관 6의 하부 말단위에 제공되어 유체를 상기 상승 관으로 유입시키는 한편, 유체기둥을 상승관안에 유지시키는 바닥 플랩밸브 9와; 유체기둥을 상승시키기 위한 왕복 운동(C, D)에 의해 제어되는 한 개 또는 복수개의 피스톤 8을 지지하는 봉 7,71,72과; 상기 유체기둥에서 하강될 때는 유체를 통과시키고, 상승될 때는 닫히는 상기 피스톤 8과; 상기 봉 7에 연결되어 있으며 상기 상승 관 6안의 피스톤의 상승, 하강운동을 제어하는 조절수단 10,11으로 구성되어 있는, 지상에 존재하는 유체를 상승시키기 위한 수직 왕복 펌프에 있어서,

   하향 연장하는 허브와 보강 다리가 구비된 지지대 81,82,83으로 구성되어 있으며, 상기 봉 7,71,72이 상기 허브를 통과하며, 상기 허브가 상기 봉에 평행하게 구성요소로서 탑재된 피스톤 8; 및

   상기 피스톤 8 위에 있는 유체기둥의 무게에 의해 피스톤 8을 폐쇄시키거나, 또는 상기 상승 관안의 물기둥에서 피스톤이 하강할 때 유체를 통과하도록, 지지대 81,82,83 위에 배치되어 있는 플랩밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직 왕복 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 플랩밸브 87는, 격막을 상기 봉에 꿰지 않고 봉에 맞물릴 수 있도록, 상기 플랩밸브의 외부 모서리 89와 봉 7의 통과를 위해 이용되는 구멍 90사이에서 잘려진 격막 88으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지대는 상부 허브 83와, 그 허브 83의 아래에 배치되며 다리 85에 의해 바퀴의 링 81에 연결된 보조 허브 84에 결합되는 바퀴 형태의 부품으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지대는 수직 삼각 모양의 다리(leg)로 구성되며, 상기 다리는 그의 한면이 상부 및 보조 허브에 부착되며 또한 지지대 전체 높이의 주변부에 결합되어 플랩밸브의 지지와 부착을 위해 지지대 가지의 상부 부분에 형성되며;

   상기 플랩밸브는, 그의 한 반경면이 다리의 상부 반경 부분에 각각 연결되어 있는 디스크 단편으로 구성되어 있으며, 다른 한 반경면은 후속하는 다리의 상부 반경 부분상에 닫힘 상태로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
5. 제4항에 있어서, 상기 지지대는 상기 다리와 더불어 4개의 상부 반경 부분을 형성하고, 각각의 상부 반경 부분은 4개의 조각으로 이루어진 플랩밸브 단편을 수용하는 것을 특징으로 하는 펌프.
6. 제1항에 있어서, 상기 지지대의 상부 부분은 반경에 의해 상부 허브 83에 연결된 외부 링 81으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
7. 제1항에 있어서, 상기 플랩밸브 87는 지지대 81,82,83의 상부 표면 전체를 덮는 디스크 형태의 격막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
8. 제1항에 있어서, 상기 지지대는 2개의 부품 200, 201, 특히 서로 대칭되는 평판 부품으로 구성되며, 상기 부품은 그 사이에 수용된 봉 7과 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 펌프.
9. 제8항에 있어서, 각 지지 부품 200, 201의 상부 반쪽-허브 83A, 83B와 하부 반쪽-허브 84A, 84B는, 고리(collar)방식으로 조립되도록 결합 평면에서 상부 부분의 허브 반쪽 83A, 83B에 대한 돌기 108A, 109A:108B, 109B와 하부 부분의 허브 반쪽 84A, 84B에 대한 돌기 110A, 111A:110B, 111B에 의해 각 측면으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
10. 제7항에 있어서, 상기 플랩밸브 87는 분할 디스크(split disc)로 구성되어 상기 봉 7에 꿰어질 필요없이 설치가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
11. 제7항에 있어서, 상기 플랩밸브는 허브 83의 링과 중간 링 86간의 틈에 삽입되도록 고안된 구부러진 돌기 96,97의 중앙에서 종결되며 서로 겹치는 단편 92∼95으로 구성되고, 두 부품 99A,99B 의 상부 부착 장치는 지지대에 대하여 상기 단편을 잠그도록 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.

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