더 간단한 폭기 펌프 설계로 유지 관리 요구 사항 감소

Jan 24, 2024

마이크 산토라 | 2023년 5월 22일

특히 지저분하고 더러운 폐수 처리 분야에서는 펌프 사용자가 단순한 펌프 설계와 적은 유지 관리를 선호하는 경우가 있습니다.

남아프리카에 있는 한 폐수 처리장 운영업체의 경우가 그러한데, 이 회사는 회사가 유지 관리하는 시설 중 하나에서 폐수 펌프를 제거, 분해 및 청소하라는 요청을 2주에 한 번씩 요청받았습니다.

폭기 펌프는 폐수 처리 댐에 떠 있으며 폐수가 추가로 처리되기 전에 더러운 물의 화학적 분해가 일어나는지 확인합니다. 펌프는 물이 산소화된 상태를 유지하고 일반적으로 메탄과 같은 휘발성 및 유독 가스를 생성하는 혐기성 분해가 아닌 호기성 분해가 이루어지도록 보장합니다.

적용된 펌프 설계는 출력이 5kW에서 10kW 사이인 표준 수직 샤프트 펌프 설계였습니다.

그러나 Vesconite 소재가 도입되기 전에는 베어링 설계가 복잡하고 실패하기 쉬웠습니다.

메인 샤프트 베어링 설계는 양쪽에 탄소 기계적 씰이 있는 볼 베어링으로 ​​구성되었으며 볼 베어링은 시스템에 압력을 공급하는 오일로 윤활되었으므로 오일의 압력이 양쪽의 물 압력보다 높았습니다. 카본 씰의 측면에 대해 Vesconite Bearings 엔지니어인 Pertrus Fourie가 설명합니다.

가장 큰 문제는 카본 씰이 자연적으로 마모되는 물에 있는 먼지와 오물을 흡수하여 부식된다는 점이었습니다. 그러면 씰이 파손되고 폐수가 볼 베어링으로 ​​유입됩니다.

"볼 베어링을 사용해 본 사람이라면 누구나 볼 베어링과 물이 친구가 아니라는 것을 알 것입니다."라고 Fourie는 설명합니다.

"물 근처에 물이 있으면 매우 빨리 부식됩니다. 특히 연마성 물인 경우에는 더욱 그렇습니다."라고 그는 말합니다.

볼 베어링 고장으로 인해 펌프가 정지되거나 정지되는 원인이 바로 이 문제였으며, 이로 인해 에어레이터 펌프 회사는 펌프 유지 관리를 위해 2~3주에 한 번씩 출동하게 되었습니다.

그런 다음 유지 관리를 위해서는 폐수에서 펌프를 꺼내야 했습니다. 그것을 열어; 내부에 갇힌 모든 물과 먼지를 청소합니다. 그리고 볼베어링 교체.

폭기 펌프 회사는 솔루션을 찾기 위해 Vesconite Bearings에 접근했고 Vesconite Bearings와 펌프의 OEM(Original Equipment Manufacturer)은 적절하고 효과적인 설계가 확정되기 전에 여러 번의 설계 반복을 거쳤습니다.

첫 번째 설계에는 볼 베어링, 2개의 카본 씰, 윤활 시스템을 기존 하우징의 부풀림 방지 내마모성 Vesconite Hilube 부싱으로 교체하는 작업이 포함되었습니다.

설계는 결합된 스러스트 베어링과 레이디얼 가이드 베어링이었습니다. 즉, 메인 샤프트 베어링과 스러스트 베어링이 결합되어 있어 축방향 및 반경방향 주행면을 ​​모두 갖습니다.

Fourie는 "우리는 기본적으로 샤프트의 계단이 플랜지에 위치하는 플랜지 베어링 설계를 제안했습니다."라고 말했습니다.

"수직 샤프트는 플랜지 상단에 위치하여 수직력, 즉 축력을 흡수하며, 부싱은 횡력 또는 방사형 힘을 흡수하게 됩니다."라고 그는 말합니다.

"처음부터 일반 베어링을 사용하는 펌프에는 별도의 스러스트 와셔 또는 웨어 링과 메인 샤프트 베어링이 있습니다"라고 Fourie는 말합니다.

"그러나 여기서 우리는 두 부분을 혼합했습니다." 그는 볼 베어링이 축 방향 힘을 흡수했기 때문에 Vesconite Bearings는 축 방향 힘도 받는 평면 부싱을 설계했다고 말했습니다.

그러나 첫 번째 디자인은 OEM 회사 작업장에서 더러운 물을 사용하는 테스트 벤치에서 테스트하는 데 부적합한 것으로 판명되었습니다.

펌프를 통과한 물은 플랜지 표면에 도달하지 않았으며 이로 인해 특정 표면이 과도하게 들리고 녹게 되었습니다.

Fourie는 "나는 펌프 회사에 물이 흘러내릴 수 있도록 플랜지 표면에 홈을 일부 자르자고 제안했습니다"라고 말합니다.

"나는 또한 축에 힘이 가해지는 면적을 늘리기 위해 샤프트에 스테인리스강 칼라를 추가할 것을 제안했습니다."라고 그는 덧붙였습니다. 면적을 늘리면 압력이 감소하고 전체적인 힘이 감소할 것이라고 덧붙였습니다. 베어링에 부하를 가하면 과열될 가능성이 줄어듭니다.