JP2006194201A - ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 部品の摩耗が極めて少なく、また軸封機構への水の供給を不要とすることができるポンプを提供する。
【解決手段】 ケーシング1に収容された羽根車3と、羽根車3が固定された回転軸7と、羽根車3の回転により昇圧された液体がモータ側に流れることを防止する減圧羽根車5と、減圧羽根車5のモータ側に配置された軸封機構20とを備え、軸封機構20のシール機能は、該軸封機構20が液体の圧力を受けたときに作動するように構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】 ケーシング1に収容された羽根車3と、羽根車3が固定された回転軸7と、羽根車3の回転により昇圧された液体がモータ側に流れることを防止する減圧羽根車5と、減圧羽根車5のモータ側に配置された軸封機構20とを備え、軸封機構20のシール機能は、該軸封機構20が液体の圧力を受けたときに作動するように構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明はポンプに係り、特に製紙工場で用いられるパルプ液などのスラリーを移送するためのポンプに関するものである。
従来からパルプ液などのスラリーの移送には遠心式の渦巻ポンプが広く使用されている。この種のポンプを図5及び図6に示す。遠心式ポンプは、図5に示すように、吐出し口1aを有するケーシング1と、ケーシング1に固定された吸込カバー2及びケーシングカバー6´とを備えている。羽根車3は、その開口部が吸込み口2aを向くようにケーシング1内に配置され、軸受21に支持されたポンプ軸7に固定されている。ポンプ軸7には図示しないモータが連結されており、このモータによりポンプ軸7を介して羽根車3が回転駆動される。
羽根車3の背面側には軸封機構としてのグランドパッキン16が設けられている。ポンプ軸7はグランドパッキン16を貫通するように配置されている。グランドパッキン16は、円筒状のシールケース16aと、シールケース16a内に充填されたパッキン16bと、パッキン16bを押え付けるパッキン押さえ16cとから基本的に構成されている。パッキン16bは、ポンプ軸7の外周面に固定されたスリーブ7aに摺接し、これにより、ケーシング1内の液体がポンプ外部に漏れてしまうことが防止される。
図6に示すポンプは、軸封機構としてメカニカルシール17を用いており、その他の構成は図5に示すポンプと同様である。このメカニカルシール17は、スリーブ7aの外周面に取り付けられた回転側摺動部材17aと、シールカバー9´に固定された固定側摺動部材17bと、回転側摺動部材17aを固定側摺動部材17bに押圧するスプリング17cとから基本的に構成されている。回転側摺動部材17aは固定側摺動部材17bに摺接しながら回転し、これにより、ケーシング1内の液体がポンプ外部に漏れてしまうことが防止される。
上述したグランドパッキン16では、ポンプ軸7のスリーブ7aがパッキン16に摺接しながら回転するため、発熱を伴う。このため、ポンプ運転中は、冷却のために清浄な水が外部からパッキン16bに常時供給されるようになっている。メカニカルシール17においても、回転側摺動部材17aが固定側摺動部材17bに摺接しながら回転するため、発熱を伴う。また、取扱液がスラリーの場合、メカニカルシール17にスラリーが付着すると、シール機能が損なわれ、また、回転側摺動部材17aと固定側摺動部材17bの摩耗を促進させてしまう。このため、ポンプ運転中は、メカニカルシール17の冷却及び洗浄を目的として清浄な水が外部からメカニカルシール17に常時供給されるようになっている。
しかしながら、上記軸封機構には次のような不都合がある。グランドパッキン16においては、パッキン16bは回転するポンプ軸7と摺接するため、ポンプ軸7とパッキン16bが摩耗する。図5の例では、ポンプ軸7の摩耗を防ぐためにポンプ軸7の摺接部にスリーブ7aを装着しているが、この場合はスリーブ7aが摩耗することになる。また、摺接に伴って熱が発生するので、ポンプ運転中は清浄な水を外部から常時注水する必要があり、多量の水を消費する。
メカニカルシール17においては、回転側摺動部材17aと固定側摺動部材17bが互いに摺接するため、これらの部材が摩耗する。また、上述したように、メカニカルシール17の冷却及び洗浄を目的として、ポンプ運転中は清浄な水を外部から常時注水する必要があり、多量の水を消費する。
いずれの場合も、パッキン16b、ポンプ軸7あるいはスリーブ7a、回転側摺動部材17a、及び固定側摺動部材17bなどの部品が摩耗するため、これらの摩耗した部品を定期的に交換する必要があり、そのために、ポンプを停止して交換する作業が必要となる。また、従来の軸封機構では、水を供給するための部品費用、水の費用などが発生することになる。また、供給された水が外部に漏れてポンプ周辺を汚すなどの問題もある。
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、部品の摩耗が極めて少なく、また軸封機構への水の供給を不要とすることができるポンプを提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、ケーシングに収容された羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記羽根車の回転により昇圧された液体がモータ側に流れることを防止する減圧羽根車と、前記減圧羽根車のモータ側に配置された軸封機構とを備え、前記軸封機構のシール機能は、該軸封機構が液体の圧力を受けたときに作動することを特徴とするポンプである。
本発明の好ましい態様は、前記軸封機構は、前記回転軸に取り付けられた変形可能な回転側シール部材と、前記回転側シール部材との間に隙間が形成されるように配置された固定側シール部材とを備え、前記回転側シール部材は、液体の圧力を受けて前記固定側シール部材に当接することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記羽根車の裏面には、液体を減圧させるための複数の減圧羽根が設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記固定側シール部材は遊動可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転側シール部材は、前記回転軸と共に回転する固定リングに固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記羽根車の裏面には、液体を減圧させるための複数の減圧羽根が設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記固定側シール部材は遊動可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転側シール部材は、前記回転軸と共に回転する固定リングに固定されていることを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、ポンプ運転中は、減圧羽根車の中において、内周側に存在する空気と外周側に存在する減圧された液体とがバランスし、液体が減圧羽根車内に留まる。従って、液体が軸封機構に流入することがなく、液体がポンプ外部に漏れてしまうことが防止される。一方、ポンプ停止中は、羽根車の昇圧作用及び減圧羽根車の減圧作用がなくなり、液体は羽根車及び減圧羽根車を通過して軸封機構に到達する。このとき、軸封機構に液体の圧力が作用してそのシール機能が作動し、これにより液体の漏洩が防止される。
上述した本発明によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
(1)摩耗による交換部品数が少ない。
(2)摩耗が少ないので部品の寿命が長くなる。
(3)ポンプ運転中に清浄な水を供給する必要がないので、給水のための諸費用を省くことができる。また、ポンプ外部に水が漏れるといった問題も解決される。
(1)摩耗による交換部品数が少ない。
(2)摩耗が少ないので部品の寿命が長くなる。
(3)ポンプ運転中に清浄な水を供給する必要がないので、給水のための諸費用を省くことができる。また、ポンプ外部に水が漏れるといった問題も解決される。
以下、本発明の一実施形態に係るポンプについて図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るポンプを示す断面図である。図1に示すように、ポンプは、吐出し口1a及び渦巻室1bを有するケーシング1と、吸込み口2aを有する吸込カバー2と、ケーシング1に固定されたケーシングカバー6と、ケーシング1の内側に配置された減圧室カバー4とを備えている。吸込カバー2はケーシング1に固定され、ケーシングカバー6は吸込カバー2の反対側に位置している。
図1は本発明の一実施形態に係るポンプを示す断面図である。図1に示すように、ポンプは、吐出し口1a及び渦巻室1bを有するケーシング1と、吸込み口2aを有する吸込カバー2と、ケーシング1に固定されたケーシングカバー6と、ケーシング1の内側に配置された減圧室カバー4とを備えている。吸込カバー2はケーシング1に固定され、ケーシングカバー6は吸込カバー2の反対側に位置している。
ケーシング1、吸込カバー2、及び減圧室カバー4により画成された空間内には羽根車3が配置されている。この羽根車3は遠心式羽根車であり、複数の表羽根3aを有している。羽根車3の裏面には複数の裏羽根(第1の減圧羽根)3bが設けられている。これらの裏羽根3bは液体を減圧するために設けられている。
減圧室カバー4とケーシングカバー6により画成された空間内には、複数の減圧羽根(第2の減圧羽根)5aを備えた減圧羽根車5が配置されている。この減圧羽根車5は羽根車3の背面側に配置され、羽根車3及び減圧羽根車5は、いずれもポンプ軸(回転軸)7に固定されている。ポンプ軸7は軸受21によって回転自在に支持されており、ポンプ軸7には図示しないモータが連結されている。すなわち、ポンプ軸7の一方の端部に羽根車3が固定され、他方の端部にモータが連結される。ポンプ軸7に固定された羽根車3及び減圧羽根車5は、モータによって一体に回転駆動される。減圧羽根車5は、その外周部から液体が流入するように配置されていて、回転する減圧羽根車5により液体が減圧されるようになっている。
図2は図1に示す羽根車をモータ側から見たときの平面図である。図2に示すように、羽根車3の表面(吸込側面)には螺旋状に延びる4枚の表羽根3aが設けられ、羽根車3の裏面(モータ側面)には螺旋状に延びる4枚の裏羽根3bが設けられている。裏羽根3bの入口角度β1´及び出口角度β2´は、表羽根3aの入口角度β1及び出口角度β2よりもそれぞれ大きく設定されている。なお、図2に示す矢印Cは羽根車3の回転方向を示している。
図3は図1に示す減圧羽根車をモータ側から見たときの平面図である。図3に示すように、減圧羽根車5の裏面(モータ側面)には6枚の減圧羽根5aが設けられている。これらの減圧羽根5aは放射状に延び、周方向において等間隔に配置されている。
図1に示すように、ポンプ軸7の外周面には、円筒状のスリーブ7aが取り付けられており、このスリーブ7aの一部を取り囲むように軸封機構20が設けられている。この軸封機構20は減圧羽根車5のモータ側に位置している。ポンプ軸7上には、羽根車3、減圧羽根車5、及びスリーブ7aが、この順に配置されている。ポンプ軸7は、軸封機構20、ケーシングカバー6、及び減圧室カバー4を貫通し、その一端はケーシング1内に位置している。
図4は図1に示す軸封機構を示す拡大断面図である。図4に示すように、軸封機構20は、ケーシングカバー6に固定されたシールケース8と、シールケース8に固定された円筒状のシールカバー9と、シールカバー9の内周面に取り付けられた環状の固定側シールリング(固定側シール部材)11と、スリーブ7aの外周面に設けられた回転シール板(回転側シール部材)10とを備えている。回転シール板10は固定側シールリング11の上流側(吸込み側)に位置している。
固定側シールリング11の外周面には周方向に延びる断面凹状の溝が形成されており、この溝にはゴムなどの弾性材から形成されたシールリング(例えばOリング)15が嵌入されている。シールリング15の外径は、固定側シールリング11の外径よりもやや大きくなっている。従って、シールカバー9内に嵌入された固定側シールリング11は、シールリング15の弾性により軸方向及び径方向に遊動可能となっている。シールカバー9のシールケース8と反対側の端部には、径方向内側に突出する段部9aが形成されており、この段部9aによって固定側シールリング11の回転シール板10と反対方向への動きが規制されている。
シールカバー9の径方向内側には、押さえリング12及び固定リング13が配置されている。固定リング13は、ポンプ軸7のスリーブ7aの外周面に固定されており、回転シール板10は押さえリング12と固定リング13との間に挟まれている。なお、スリーブ7aを省いて、回転シール板10、押さえリング12、及び固定リング13を直接ポンプ軸7に取り付けてもよい。回転シール板10は薄い円板形状を有し、液体の圧力を受けたときに弾性変形しやすくなっている。固定リング13、回転シール板10、押さえリング12は、この順に配列され、固定リング13が吸込み側(羽根車側)に位置している。回転シール板10は押さえリング12によって固定リング13に固定され、回転シール板10、押さえリング12、及び固定リング13はポンプ軸7と共に回転する。
押さえリング12の内周面には周方向に延びる溝が形成されており、溝、スリーブ7a、及び回転シール板10によって形成された空間にシールリング(例えばOリング)14が収容されている。回転シール板10の外径は固定側シールリング11の内径よりも大きく、かつ固定側シールリング11の外径よりも小さく設定されている。回転シール板10と固定側シールリング11とは互いに近接して配置され、回転シール板10の側面と固定側シールリング11の側面との間には微小な隙間が形成されている。回転シール板10の固定側シールリング11と反対側の側面は所定の径方向位置から外周端部に向かって傾斜し、その側面の全周に亘ってテーパ部が形成されている。
次に、上述のように構成されたポンプの動作について説明する。モータにより羽根車3を回転させると、吸込み口2aから吸い込まれた液体は、羽根車3の回転により昇圧され、吐出し口1aから吐出される。羽根車3から出た液体の一部は、羽根車3の裏羽根3bに流れ込み、回転する裏羽根3bにより減圧される。液体は減圧羽根車5の外周部に流入し、減圧羽根車5により更に減圧される。減圧羽根車5により減圧された液体は、減圧羽根車5の中で環状をなして存在する。すなわち、減圧羽根車5の中では、内周側に存在する空気と外周側に存在する液体との間でバランスした状態が保たれる。このようにして、減圧された液体は回転する減圧羽根車5によって保持されるので、液体は軸封機構20へは流入しない。このとき、回転シール板10と固定側シールリング11は非接触に保たれており、これら間に摩耗が生じることはない。
ポンプが停止すると羽根車3による昇圧作用はなくなり、裏羽根3bによる減圧作用と減圧羽根車5による減圧作用もなくなる。この状態では、吸込み口2aから流入した液体は裏羽根3bと減圧羽根車5を通過して、軸封機構20に到達する。このとき、液体の圧力(吸込み口2aにおける液体の押込み圧力)が回転シール板10に働き、回転シール板10が固定側シールリング11に当接する。このようにして軸封機構20のシール機能が作動し、液体がポンプの外に漏れるのが防止される。
また、ポンプ運転中は回転シール板10が回転するので、パルプ液などのスラリーが回転シール板10に付着しにくい。仮にスラリーが回転シール板10に付着しても、回転により飛ばされてポンプ停止時のシール性能を損なうことが防止される。固定側シールリング11は、弾性体のシールリング15を介して遊動可能に取り付けられているので、ポンプ停止時に回転シール板10が変形して固定側シールリング11に接触した時に、固定側シールリング11が回転シール板10の傾きに追随しやすくなる。このように、上記構成を有する回転シール板10及び固定側シールリング11によれば、シール性能を向上させることができる。
1 ケーシング
1a 吐出し口
1b 渦巻室
2 吸込カバー
2a 吸込み口
3 羽根車
3a 表羽根
3b 裏羽根
4 減圧室カバー
5 減圧羽根車
5a 減圧羽根
6,6´ ケーシングカバー
7 ポンプ軸
7a スリーブ
8 シールケース
9,9´ シールカバー
9a 段部
10 回転シール板(回転側シール部材)
11 固定側シールリング(固定側シール部材)
12 押さえリング
13 固定リング
14,15 シールリング
16 グランドパッキン
16a シールケース
16b パッキン
16c パッキン押さえ
17 メカニカルシール
17a 回転側摺動部材
17b 固定側摺動部材
17c スプリング
20 軸封機構
21 軸受
1a 吐出し口
1b 渦巻室
2 吸込カバー
2a 吸込み口
3 羽根車
3a 表羽根
3b 裏羽根
4 減圧室カバー
5 減圧羽根車
5a 減圧羽根
6,6´ ケーシングカバー
7 ポンプ軸
7a スリーブ
8 シールケース
9,9´ シールカバー
9a 段部
10 回転シール板(回転側シール部材)
11 固定側シールリング(固定側シール部材)
12 押さえリング
13 固定リング
14,15 シールリング
16 グランドパッキン
16a シールケース
16b パッキン
16c パッキン押さえ
17 メカニカルシール
17a 回転側摺動部材
17b 固定側摺動部材
17c スプリング
20 軸封機構
21 軸受
Claims (5)
- ケーシングに収容された羽根車と、
前記羽根車が固定された回転軸と、
前記羽根車の回転により昇圧された液体がモータ側に流れることを防止する減圧羽根車と、
前記減圧羽根車のモータ側に配置された軸封機構とを備え、
前記軸封機構のシール機能は、該軸封機構が液体の圧力を受けたときに作動することを特徴とするポンプ。 - 前記軸封機構は、前記回転軸に取り付けられた変形可能な回転側シール部材と、前記回転側シール部材との間に隙間が形成されるように配置された固定側シール部材とを備え、前記回転側シール部材は、液体の圧力を受けて前記固定側シール部材に当接することを特徴とする請求項1にポンプ。
- 前記羽根車の裏面には、液体を減圧させるための複数の減圧羽根が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ。
- 前記固定側シール部材は遊動可能であることを特徴とする請求項2に記載のポンプ。
- 前記回転側シール部材は、前記回転軸と共に回転する固定リングに固定されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008385A JP2006194201A (ja) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008385A JP2006194201A (ja) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006194201A true JP2006194201A (ja) | 2006-07-27 |
Family
ID=36800470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005008385A Pending JP2006194201A (ja) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006194201A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009149513A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Weir Minerals Australia Ltd | Improvements relating to pump seal assemblies |
JP2015059487A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 古河産機システムズ株式会社 | 遠心ポンプ |
AU2013202744B2 (en) * | 2008-06-13 | 2016-01-28 | Weir Minerals Australia Ltd | Improvements relating to pump seal assemblies |
CN106050729A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-26 | 郭学文 | 一种抗结垢动力密封加反压停车密封*** |
-
2005
- 2005-01-14 JP JP2005008385A patent/JP2006194201A/ja active Pending
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