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KR20160004989A - 고점성 재료를 수용하기 위한 용기 - Google Patents

고점성 재료를 수용하기 위한 용기 Download PDF

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KR20160004989A
KR20160004989A KR1020157011140A KR20157011140A KR20160004989A KR 20160004989 A KR20160004989 A KR 20160004989A KR 1020157011140 A KR1020157011140 A KR 1020157011140A KR 20157011140 A KR20157011140 A KR 20157011140A KR 20160004989 A KR20160004989 A KR 20160004989A
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bearing sleeve
shaft
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KR1020157011140A
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랄프 바이어
라이문트 맥클
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푸츠마이스터 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

본 발명은 액체 콘크리트와 같은 고점성 재료를 수용하기 위한 용기에 관한 것이다. 용기(10)는 액체가 새지 않는 방식으로 용기 벽 내에 고정되고 벽 개구를 통해 연장되는 하나 이상의 베어링 슬리브(58)를 가진다. 샤프트(28)가 환형 틈(62)이 개방된 채로 유지되도록 베어링 슬리브(58)를 통해 연장된다. 엘라스토머 재료로 제작되고 환형 틈(62)에 걸쳐 형성되는 샤프트 밀봉부(64)가 베어링 슬리브(58)의 용기-내부 단부에 위치된다. 윤활제가 용기 외부로부터 환형 틈(62)에 제공된다. 본 발명에 따르면, 샤프트 밀봉부(64)는 반경 방향으로 샤프트(28)를 향하는 면 위에서 이송 스레드(68)를 가지며, 상기 이송 스레드는 용기 내부 방향으로 윤활제의 이송을 보조하고 용기 내부로 개방되는 논-리턴 밸브(70)를 통해 용기 내부와 소통되는 것을 특징으로 한다.

Description

고점성 재료를 수용하기 위한 용기{CONTAINER FOR ACCOMMODATING HIGH-VISCOSITY MATERIALS}
본 발명은 액체 콘크리트와 같은 고점성 재료를 수용하기 위한 용기에 관한 것으로서, 상기 용기는 액체가 새지 않는 방식으로 용기 벽 내에 고정되며 벽 개구를 통해 연장되는 베어링 슬리브를 가지고, 샤프트가 환형 틈이 개방된 채로 유지되도록 베어링 슬리브를 통해 연장되며, 엘라스토머 재료로 제작되고 환형 틈에 걸쳐 형성되는 샤프트 밀봉부가 베어링 슬리브의 용기-내부 단부에 위치되며, 상기 환형 틈은 용기 외부로부터 제공된 윤활제와 작용된다.
이러한 타입의 용기는 가령, 예를 들어, 모르타르 혼합 기계 내의 혼합 용기 또는 콘크리트 펌프 내의 재료 공급 용기로서 사용된다. 예를 들어, 교반 및 혼합 메커니즘을 위하여 구동 샤프트의 장착을 위해 또는 파이프 분지 조립체의 압력 이음부 또는 구동 샤프트의 장착을 위하여 베어링 슬리브가 사용된다. 압력 이음부 베어링의 경우, 샤프트는 압력 이음부로서 파이프 분지 조립체의 일부분인 중공 샤프트(hollow shaft)로서 구성된다. 여기서, 사용되는 샤프트 밀봉부는 주로 스트리퍼(stripper)로서 사용된다. 또한, 환형 틈의 영역에서 베어링 지점(bearing point)에는, 샤프트 밀봉부의 밀봉 립을 통해 용기 내부 방향으로 형성되지 않은 위치(undefined position)에서 제공되는 윤활제가 공급된다. 이러한 밀봉 장치(sealing arrangement)의 단점으로는, 오염물질로부터 자유롭고 전체 주변(circumference)에 걸쳐 균일하게 베어링(bearing)이 제공되지 않는다는 것이다. 또한, 교반 메커니즘 또는 파이프 분지 조립체는 유지보수를 위해 제거되어야 한다.
본 발명의 목적은, 이러한 타입의 샤프트 베어링을 포함하는 용기를 개선시켜, 용기 내부로부터 오염 위험을 현저하게 줄이고 이에 따라 베어링이 파손될 가능성이 실질적으로 방지되며 샤프트 베어링의 유지보수가 촉진시키고자 하는 것이다.
상기 목적을 구현하기 위하여, 청구항 제1항에 따른 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 바람직한 변형예 및 개선예들은 종속항들에 기술된다.
본 발명에 따른 해결방안은 샤프트 베어링 내의 샤프트 밀봉부가 2중 기능 즉 샤프트 베어링의 환형 틈을 통과하는 마모성 밀봉 재료의 위험을 줄이고 용기 내부 방향으로 샤프트 베어링을 균일하게 제공하고 베어링 지점의 전체 주변에 걸쳐 제공된 윤활제로 샤프트 밀봉부의 영역에 샤프트 베어링을 안정적으로 공급하는 기능을 수행하는 개념에 따른다. 이를 위해, 본 발명에 따르면, 샤프트 밀봉부는 반경 방향으로 샤프트를 향하는 면(side) 위에서 이송 스레드(conveying thread)를 가지며, 상기 이송 스레드는 용기 내부 방향으로 윤활제의 이송을 보조하고 용기 내부를 향해 개방되는 논-리턴 밸브(non-return valve)를 통해 용기 내부와 소통한다(communicate). 따라서, 윤활제는 이송 스레드의 단부에서 용기 내부 안으로 통과하며, 포위하는 립 밀봉부를 통해 비-특정 위치에서는 통과하지 않는다.
본 발명의 추가적인 바람직한 변형예에서, 논-리턴 밸브는 용기-내부 단부에서 이송 스레드와 결합된(bounding) 밀봉 립(74) 또는 슬롯 개구(slot opening)에 의해 형성된다. 윤활제가 동일한 지점에 항상 제공되게 하기 위하여, 샤프트 밀봉부와 베어링 슬리브 사이에 비틀림-방지 수단이 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이송 스레드로 인해, 윤활 압력(lubricating pressure) 하에서 밀봉부의 접촉 압력이 증가되며 이에 따라 오염물질이 통과되는 것이 방지된다. 이송 스레드가 복수의 감김(revolution)을 가지거나 다중-시작 코일(multi-start coil)을 형성하면, 윤활제는 전체 샤프트 주변을 활성적으로 세척하기 위해(actively flushing) 사용되며 목표 오염물질이 환형 공간으로부터 이송될 수 있다. 이런 점에서 볼 때, 이송 스레드의 피치(pitch)가 윤활제의 이송 방향으로 줄어드는 것이 바람직하다. 게다가, 이송 스레드는 수거 포켓(collecting pocket)의 기능을 가지며, 전체 샤프트 주변을 초과하여(beyond) 오염물질을 통과시키기 위해 축방향에서 다단계(multiple stage)에서 작용한다. 다중-시작 이송 스레드는 축방향으로 복수의 과잉 밀봉 평면(redundant sealing plane)을 가지며, 상기 밀봉 평면은 기능의 손실 없이 전체 길이에 걸쳐 마모될 수 있다. 여기서, 샤프트 밀봉부는 다중-부분 디자인으로 구성되며 따라서 파이프 분지 조립체를 제거하지 않고도 교체될 수 있다. 샤프트 밀봉부는 베어링 슬리브의 환형 홈 내에 결합되는 것이 바람직하며, 환형 홈은 샤프트 표면을 향해 개방되고, 유지보수를 위해, 다중-부분 디자인으로 구성되고 따라서 보다 용이하게 제거될 수 있다. 개별 밀봉 부분들은 윤활 압력에 의해 밀봉 방식으로 함께 압축된다. 샤프트 밀봉부의 이송 스레드 출력(output)은 논-리턴 밸브가 상대적으로 낮은 윤활 압력에서 개방되고 용기 면으로부터 이송 스레드가 오염되는 것으로 보호되도록 형성될 수 있다. 샤프트 밀봉부에 비틀림-방지 수단이 제공되면, 베어링 슬리브 위의 윤활제는 똑같은 위치에서 배출된다(outlet). 이에 따라, 기계가 작동되는 동안 단순한 육안 검사로써 윤활제의 기능 체크가 가능해진다.
본 발명의 추가적인 바람직한 변형예에 따르면, 샤프트 밀봉부는 윤활제의 이송 방향에 대해 축방향으로 반대 방향으로 개방되는 포위 포켓(encircling pocket)을 가지며, 윤활제의 작용 하에서, 샤프트 표면에 대해 추가적인 접촉 압력 작용이 발생한다. 여기서, 샤프트 밀봉부는 포위 포켓에 의해 베어링 슬리브의 환형 홈 내에 결합되며, 따라서 상기 샤프트 밀봉부는 베어링 슬리브의 면 위에서 충분하게 지지된다.
본 발명에 따른 용기는 파이프 분지 조립체를 포함하는 2-실린더 고점성 재료 펌프의 재료 공급 용기로서 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 베어링 슬리브는 파이프 분지 조립체의 압력 이음부 베어링 및/또는 플랜지 베어링으로서 구성될 수 있다. 원칙적으로, 베어링 슬리브는 교반 메커니즘 베어링을 형성할 수도 있다.
본 발명은 개략적으로 예시된 첨부도면들을 참조하여 대표적인 실시예들에 관해 밑에서 보다 상세하게 설명될 것이다:
도 1a, 1b 및 c는 파이프 분지 조립체와 2개의 교반 메커니즘을 가진 재료 공급 용기의 전방도, 후방도 및 상부도;
도 1d는 도 1c를 화살표(A) 방향으로 도시한 도면;
도 2는 2-실린더 고점성 재료 펌프의 일부로서 도 1a 내지 1d의 파이프 분지 조립체를 가진 재료 공급 용기에 대해 변형된, 대표적인 실시예를 개략적으로 예시한 투시도;
도 3a는 도 2에 따른 파이프 분지 조립체의 구동 메커니즘의 측면도;
도 3b는 도 3a의 교차선 A-A을 따라 절단한 단면도;
도 4a는 샤프트 밀봉부를 가진 샤프트 베어링의 일부분을 상세하게 도시한 도면;
도 4b는 도 4a의 부분의 확대도;
도 4c는 도 4a 및 4b에 따른 샤프트 밀봉부의 일부분을 도시한 도면;
도 4d는 내부에 접착 결합된 밀봉 립을 가진 샤프트 밀봉부를 도 4c에 상응하게 예시한 도면;
도 5a 및 5b는 샤프트 밀봉부 및 그 일부분을 확대하여 도시한 전방도;
도 6a 및 6b는 샤프트 밀봉부 및 그 일부분을 확대하여 도시한 후방도이다.
도 1a 내지 1d에 따르면, 프레임워크(12) 위에 장착된 재료 공급 용기(10)는 2-실린더 고점성 재료 펌프의 일부로 구성되며, 이송 실린더(14)가 용기 벽(18) 내의 이송 실린더 개구(16)를 통해 재료 공급 용기(10)에 연결된다. 고점성 재료 펌프의 이송 라인(24)이 연결된 압력 이음부(22)가 용기 벽(18)의 맞은편에 있는 재료 공급 용기의 단부 벽(20) 위에 위치된다. 여기서, 용기 내부에는 S 파이프로서 구성되는 파이프 분지 조립체(26)가 포함되는데, 상기 파이프 분지 조립체는 한 단부에서 압력 이음부(22)에 연결되고 다른 단부는 2개의 플런저 실린더(39)의 도움으로 2개의 이송 실린더 개구(16) 앞에서 교대로 구동 샤프트(28)의 축 주위로 피벗회전될 수 있다. 실린더-쪽 단부에서, 파이프 분지 조립체(26)는 이송 실린더 개구(16) 영역에 배열된 마모 안경(wearing spectacle)-유사 조립체(30) 위에서 이동될 수 있는 마모 링(29)을 지지한다(bear). 재료 공급 용기(10)의 측벽(32)은 재료 공급 용기(10)에 결합된 각각의 클로저 플랩(34)에 의해 밀폐될 수 있는 유지보수 개구(33)를 포함한다. 이를 위하여, 클로저 플랩(34)은 피벗 메커니즘(36')을 통해 용기(10)에 연결된다. 또한, 구동 샤프트(38)와 각각의 유압 모터(40)에 의해 구동되는 교반 메커니즘(36)은 클로저 플랩(34) 위에서 회전 가능하게 장착된다(mounted rotatably). 도시된 대표적인 실시예에서, 교반 메커니즘(36)은 용기(10) 내에 배열된 고점성 재료와 완전히 혼합되며 이와 동시에 상기 재료를 이송 실린더 개구(16)를 향해 이송하는 이송 나사(conveying screw)로서 구성된다. 재료 공급 용기(10)는 개구(42)를 통해 충진되며(charged), 선택적으로는 플랜지(44) 위에 배열될 수 있는 충진 호퍼(46)를 통해 충진된다.
파이프 분지 조립체(26) 및 파이프 분지 조립체 구동부(42)의 디자인을 추가로 도시하기 위하여, 도 2는 변형된 고점성 재료 펌프를 도시하는데, 상기 변형된 고점성 재료 펌프는 2개의 이송 실린더(14)를 가지며, 상기 이송 실린더의 정바 개구(16)는 재료 공급 용기(10) 내로 이어지고(lead) 압력 행정(화살표 48) 동안 파이프 분지 조립체(26)를 통해 이송 라인(24)에 교대로 연결될 수 있으며 흡입 행정(화살표 50) 동안에는 재료 공급 용기(10)를 향해 개방되어 재료가 흡입된다. 이송 실린더의 피스톤(52)은 유압 수단(예시되지 않음)에 의해 푸시-풀 모드(push-pull mode)로 구동된다.
도 1a 내지 1d에 따른 대표적인 실시예에서와 같은 방식으로, 이송 실린더(14)의 전방 개구(16)는 마모 안경-유사 조립체(30)에 의해 덮힌다(covered). 재료 공급 용기(10)의 내부 위에서, 전방 면이 마모 링(29)을 지지하는 파이프 분지 조립체(26)의 S-형 피벗회전 파이프(pivoting pipe)는 회전축 주위에서 앞뒤로 피벗회전될 수 있도록 마모 안경-유사 조립체(30)의 전방에 배열되며, 실린더 쪽 개구가 이송 실린더(14)의 하나 또는 그 외의 개구(16)의 앞에서 교대로 통과하고 재료 공급 용기(10)의 내부에 대해 다른 개구(16)를 개방시킨다. 파이프 분지 조립체(26)는 유압 플런저 실린더(39)에 의해 작동될 수 있는 스위칭 레버(56)를 통해 작동되며 구동 샤프트(28)는 베어링 슬리브(58)를 통해 용기 벽(18)에 연장된다. 베어링 슬리브(58)는 액체가 새지 않는 방식으로 용기 벽(18) 내에 고정된다. 구동 샤프트(28)가 반경방향 유극(radial play)이 있는 상태로 환형 틈(62)이 개방된 채로 유지되도록 베어링 슬리브(58)를 통해 연장된다. 엘라스토머 재료로 제작된 샤프트 밀봉부(64)가 환형 틈(62)에 걸쳐 형성되고(spanning), 이 샤프트 밀봉부는 베어링 슬리브(58)의 용기-내부 단부에 위치된다. 또한, 환형 틈(62)은 윤활 보어(66)를 통해 용기 외부로부터 제공된 윤활제와 작용된다(acted upon).
본 발명의 특별한 특징에 따르면, 샤프트 밀봉부(64)는, 반경 방향으로 샤프트(28)를 향하는 면 위에서, 용기 내부 방향으로 윤활제의 이송을 보조하고 용기 내부로 개방되는 논-리턴 밸브(70)를 통해 용기 내부와 소통하는(communicate) 이송 스레드(68)를 가진다. 도시된 대표적인 실시예에서, 논-리턴 밸브(70)는 상기 논-리턴 밸브(70) 내에 형성되거나 접착 결합되는 밀봉 립(74', 74) 내에 배열될 수 있으며 용기-내부 단부에서 이송 스레드(68)와 교차되는(intersect) 슬롯 개구(slot opening)에 의해 형성된다. 입구(input) 쪽에서, 이송 스레드(68)는 넓은 입구 틈(76)을 통해 환형 틈(62)과 소통된다.
도 4a 내지 4b에서 볼 수 있듯이, 샤프트 밀봉부(64)는 베어링 슬리브(58)의 환형 홈(78) 내에 결합되는데, 상기 환형 홈은 구동 샤프트(28)를 향해 개방된다. 상기 샤프트 밀봉부(64)는 포위 포켓(80)을 추가로 가지는데, 상기 포켓은 윤활제의 이송 방향에 대해 축방향으로 반대 방향으로(axially counter) 개방되고, 윤활제의 통과 시에, 베어링 내측 표면과 샤프트 표면에 대해 샤프트 밀봉부(64)에 추가의 접촉 압력(contact pressure)이 제공된다. 도시된 대표적인 실시예에서, 샤프트 밀봉부(64)는 포위 포켓(80)에 의해 베어링 슬리브(58)의 환형 홈(78) 내에 결합된다. 논-리턴 밸브(70)를 주변 방향으로 균일하게 일정하게 위치시키기 위하여, 샤프트 밀봉부(64)와 베어링 슬리브(58) 사이에 비틀림-방지 수단(예시되지 않음)이 배열된다. 도 4d에 도시된 대표적인 실시예에서, 샤프트 밀봉부(64)는 윤활제의 작용 하에서 서로에 대해 압축되는(pressed) 2개의 부분들로부터 조립된다.
도시된 대표적인 실시예에서, 샤프트 밀봉부(64)는 재료 공급 용기(10) 내에 있는 파이프 분지 조립체(68)의 구동 샤프트(28)의 경우를 위해 예시된다. 또한, 기본적으로, 도 1a 내지 1d에 따른 교반 메커니즘 베어링을 위해 베어링 슬리브(84)의 영역 내에 또는 파이프 분지 조립체(26)의 압력 이음부 베어링(82)의 영역 내에 이러한 샤프트 밀봉부를 배열하는 것도 가능하다.
요약하면, 다음과 같다:
본 발명은 액체 콘크리트와 같은 고점성 재료를 수용하기 위한 용기에 관한 것이다. 용기(10)는 액체가 새지 않는 방식으로 용기 벽 내에 고정되고 벽 개구(wall opening)를 통해 연장되는 하나 이상의 베어링 슬리브(58)를 가진다. 샤프트(28)가 환형 틈(62)이 개방된 채로 유지되도록 베어링 슬리브(58)를 통해 연장된다. 엘라스토머 재료로 제작되고 환형 틈(62)에 걸쳐 형성되는 샤프트 밀봉부(64)가 베어링 슬리브(58)의 용기-내부 단부에 위치된다. 환형 틈(62)은 용기 외부로부터 제공된 윤활제와 작용된다(acted upon). 본 발명의 특별한 특징에 따르면, 샤프트 밀봉부(64)는 반경 방향으로 샤프트(28)를 향하는 면 위에서 이송 스레드(68)를 가지며, 상기 이송 스레드는 용기 내부 방향으로 윤활제의 이송을 보조하고 용기 내부로 개방되는 논-리턴 밸브(70)를 통해 용기 내부와 소통한다(communicate).
10 : 재료 공급 용기 12 : 프레임워크
14 : 이송 실린더 16 : 이송 실린더 개구
18 : 용기 벽 20 : 단부 벽
22 : 압력 이음부 24 : 이송 라인
26 : 파이프 분지 조립체 28 : 구동 샤프트
29 : 마모 링 30 : 마모 안경-유사 조립체
32 : 측벽 33 : 유지보수 개구
34 : 클로저 플랩 36' : 피벗 메커니즘
36 : 교반 메커니즘 38 : 구동 샤프트
39 : 플런저 실린더 40 : 유압 모터
42 : 개구 44 : 플랜지
46 : 충진 호퍼 48 : 화살표 (압축 행정)
50 : 화살표 (흡입 행정) 52 : 피스톤 펌프
54 : 축 56 : 스위칭 레버
58 : 베어링 슬리브 60 : 용기 벽
62 : 환형 틈 64 : 샤프트 밀봉부
66 : 윤활 보어 68 : 이송 스레드
70 : 논-리턴 밸브 72 : 용기 내부
74', 74 : 밀봉 립 76 : 입구 틈
78 : 환형 홈 80 : 포켓
82 : 압력 이음부 베어링 84 : 베어링 슬리브

Claims (12)

  1. 액체 콘크리트와 같은 고점성 재료를 수용하기 위한 용기로서, 상기 용기는 액체가 새지 않는 방식으로 용기 벽(18) 내에 고정되며 벽 개구를 통해 연장되는 베어링 슬리브(58)를 가지고, 샤프트(28)가 환형 틈(62)이 개방된 채로 유지되도록 베어링 슬리브(58)를 통해 연장되며, 엘라스토머 재료로 제작되고 환형 틈(62)에 걸쳐 형성되는 샤프트 밀봉부(64)가 베어링 슬리브(58)의 용기-내부 단부에 위치되며, 환형 틈(62)은 용기 외부로부터 제공된 윤활제와 작용되는(acted upon), 고점성 재료를 수용하기 위한 용기에 있어서,
    샤프트 밀봉부(64)는 반경 방향으로 샤프트(28)를 향하는 면 위에서 이송 스레드(88)를 가지며, 상기 이송 스레드는 용기 내부 방향으로 윤활제의 이송을 보조하고 용기 내부와 소통하는(communicate) 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  2. 제1항에 있어서, 이송 스레드(88)는 용기 내부로 개방되는 논-리턴 밸브(70)를 통해 용기 내부와 소통되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  3. 제2항에 있어서, 논-리턴 밸브(70)는 용기-내부 단부에서 이송 스레드(88)와 결합된(bounding) 밀봉 립(74) 또는 슬롯 개구에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 스레드(88)의 피치(pitch)는 윤활제의 이송 방향으로 감소되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 밀봉부(64)는 베어링 슬리브(58)의 환형 홈(78) 내에 결합되며, 상기 환형 홈은 구동 샤프트(28)를 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 밀봉부(64)는 윤활제의 이송 방향에 대해 축방향으로 반대 방향으로(axially counter) 개방되는 포위 포켓(80)을 가지는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  7. 제6항에 있어서, 샤프트 밀봉부(64)는 포위 포켓(80)에 의해 베어링 슬리브(58)의 환형 홈(78) 내에 결합되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 밀봉부(64)와 베어링 슬리브(58) 사이에 비틀림-방지 수단이 배열되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 샤프트 밀봉부(64)는 윤활제의 작용 하에서 서로에 대해 압축되는(pressed) 2개 이상의 부분들로부터 조립되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 고점성 재료 펌프를 위한 재료 공급 용기(10)로서 구성되며, 샤프트(28, 38)는 파이프 분지 조립체(26) 또는 교반 메커니즘(36)에 결합되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  11. 제10항에 있어서, 베어링 슬리브(58)는 파이프 분지 조립체(26)의 압력 이음부 베어링(82) 및/또는 플랜지 베어링으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 베어링 슬리브(58)는 혼합 용기 또는 재료 공급 용기(10)의 교반 메커니즘 베어링으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 고점성 재료를 수용하기 위한 용기.
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