JP2007231874A

JP2007231874A - Gas sealed type canned motor pump

Info

Publication number: JP2007231874A
Application number: JP2006056297A
Authority: JP
Inventors: Koji Kagen; 孝司加減; Tsukasa Motobayashi; 司本林
Original assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas sealed type canned motor pump 21 capable of operating with liquid surface level in a gas seal chamber 23 automatically stabilized. <P>SOLUTION: A level switch 61 detecting a position of liquid surface in the gas seal chamber 23 is provided. An electric valve 63 operating interlocked with the level switch 61 is provided on a gas refilling part refilling gas 72 to the gas seal chamber 23. Gas 72 is automatically refilled in the gas seal chamber 23 by the electric valve 63 interlocking with the level switch 61, and liquid surface level in the gas seal chamber 23 is automatically stabilized. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスシール室の液面制御機能を備えたガスシール型キャンドモータポンプに関する。 The present invention relates to a gas seal type canned motor pump having a liquid level control function of a gas seal chamber.

一般に、キャンドモータポンプは、ポンプ取扱液の一部をキャンドモータ部に循環させることによって、キャンドモータ部の冷却と軸受の潤滑とを行っているが、スラリー含有液、高粘度液、重合やゲル化を生じ易い液および特に軸受に対する腐食性の高い液などポンプ取扱液をキャンドモータ部へ循環させると故障の原因となる場合は、ガスシール型キャンドモータポンプが採用されている。 In general, a canned motor pump circulates a part of the pump handling liquid to the canned motor part to cool the canned motor part and lubricate the bearing. Gas-seal type canned motor pumps are used when pump handling liquids such as liquids that are liable to be reduced and especially liquids that are highly corrosive to bearings cause a failure.

このガスシール型キャンドモータポンプは、図２に示すように、ポンプ部１の上側にガスシール室２を介してキャンドモータ部３のロータ室４とガスシール室２とをメカニカルシール５にて軸封することにより、ポンプ部１からガスシール室２内へ流入したポンプ取扱液６をガスシール室２内に封入したガス７にて遮断してメカニカルシール５へ到達させず、すなわちキャンドモータ部３をポンプ取扱液６からシールする構成となっている。 As shown in FIG. 2, the gas seal type canned motor pump is configured such that the rotor chamber 4 and the gas seal chamber 2 of the canned motor unit 3 are shafted by a mechanical seal 5 via a gas seal chamber 2 above the pump unit 1. By sealing, the pump handling liquid 6 that has flowed into the gas seal chamber 2 from the pump section 1 is blocked by the gas 7 sealed in the gas seal chamber 2 and does not reach the mechanical seal 5, that is, the canned motor section 3. Is sealed from the pump handling liquid 6.

また、回転軸８の回転に伴って、ガスシール室２内のガス７が、ポンプ取扱液６に擾乱が生じることによりガスシール室２内のガス７がポンプ取扱液６に巻き込まれて、ポンプ部１へと漏出し、その分、ポンプ部１からポンプ取扱液６がガスシール室２内へ流入して、ガスシール室２内の液面が上昇し、遂にはメカニカルシール５を破損に至らすという問題があった。 Further, as the rotating shaft 8 rotates, the gas 7 in the gas seal chamber 2 is disturbed in the pump handling liquid 6, whereby the gas 7 in the gas seal chamber 2 is caught in the pump handling liquid 6, and the pump It leaks to the part 1, and the pump handling liquid 6 flows into the gas seal chamber 2 from the pump part 1 to that extent, the liquid level in the gas seal chamber 2 rises, and finally the mechanical seal 5 is broken. There was a problem.

そこで、ガスシール室２内のポンプ取扱液６の擾乱を防ぐ手段としてガスシール室２内に複数の邪魔板９を放射状に配設する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, a configuration has been proposed in which a plurality of baffle plates 9 are arranged radially in the gas seal chamber 2 as means for preventing disturbance of the pump handling liquid 6 in the gas seal chamber 2 (see, for example, Patent Document 1).

また、ガスシール室２内の圧力が高くなると、ガスシール室２内の液面の上昇速度は速くなり、ガスシール室２内の圧力が低くなると、ガスシール室２内の液面の上昇速度は遅くなることから、ガスシール室２内の圧力を低くするための構成が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。 Further, when the pressure in the gas seal chamber 2 increases, the rising speed of the liquid level in the gas seal chamber 2 increases, and when the pressure in the gas seal chamber 2 decreases, the rising speed of the liquid level in the gas seal chamber 2. Therefore, a configuration for reducing the pressure in the gas seal chamber 2 has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

しかしながら、上記いずれの方法を用いても、ガスシール室２内の液面の上昇速度を抑えることはできても、液面の上昇自体は抑えきれない。そのため、長期にわたってガスシール室２内の液面を安定させるために、外部ガス源から適宜ガス７を補給する構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。 However, even if any of the above methods is used, even if the rising speed of the liquid level in the gas seal chamber 2 can be suppressed, the rising of the liquid level itself cannot be suppressed. Therefore, in order to stabilize the liquid level in the gas seal chamber 2 over a long period of time, a configuration in which the gas 7 is appropriately replenished from an external gas source has been proposed (for example, see Patent Document 4).

このガス７の補給方法は、作業者が液面監視用覗き窓10から目視にてガスシール室２内の液面を監視し、ガス補給量を適宜定めて運転を行っている。
実公昭４５−８２８５号公報（第１−２頁、第１−２図）実公平１−１０４６９号公報（第２−３頁、第１−２図）実開平４−６５９８４号公報（第１頁、第１図）特開昭６２−１８２４９６号公報（第４−５頁、第１図） In this gas 7 replenishment method, the operator visually monitors the liquid level in the gas seal chamber 2 from the liquid level monitoring observation window 10 and operates with the gas replenishment amount appropriately determined.
Japanese Utility Model Publication No. 45-8285 (page 1-2, Fig. 1-2) Japanese Utility Model Publication No. 1-10469 (page 2-3, Fig. 1-2) Japanese Utility Model Publication No. 4-65984 (page 1, Fig. 1) JP 62-182496 (page 4-5, Fig. 1)

しかしながら、従来のガス７の補給方法は、作業者が液面監視用覗き窓10から目視にてガスシール室２内の液面を監視し、ガス補給量を適宜定めて運転を行っていたため、ガスシール室２内の液面高さを安定させて運転するためには、作業者が現場でガス補給量の微調整を行う必要があり、作業者個人の操作技量に依存している部分があった。 However, in the conventional gas 7 replenishment method, the operator visually monitors the liquid level in the gas seal chamber 2 from the liquid level monitoring observation window 10 and operates with the gas replenishment amount appropriately determined. In order to operate with the liquid level in the gas seal chamber 2 stabilized, it is necessary for the operator to fine-tune the gas replenishment amount at the site, and there are parts that depend on the operator's individual operating skills. there were.

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、特別な技量を持った作業者を必要とせずに、ガスシール室内の液面高さを安定させて運転できるガスシール型キャンドモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and a gas seal type canned motor that can be operated with a stable liquid level in the gas seal chamber without requiring an operator with a special skill. The purpose is to provide.

請求項１記載のガスシール型キャンドモータポンプは、ポンプ部の上側に仕切板を介してガスシール室を気密に構成し、メカニカルシールにて軸封して前記ガスシール室の上方へ突出させた回転軸をキャンドモータ部に連結したガスシール型キャンドモータポンプ装置において、前記ガスシール室内の液面の位置を検出するレベルスイッチと、このレベルスイッチと連動して動作するバルブを有し、このバルブの動作にて前記ガスシール室にガスを補給するガス補給部とを具備しているものである。 The gas seal type canned motor pump according to claim 1 is configured such that the gas seal chamber is hermetically configured via a partition plate on the upper side of the pump unit, and the shaft is sealed with a mechanical seal so as to protrude above the gas seal chamber. In a gas seal type canned motor pump device in which a rotating shaft is connected to a canned motor section, the gas seal type canned motor pump device has a level switch for detecting the position of the liquid level in the gas seal chamber and a valve operating in conjunction with the level switch. And a gas replenishing section for replenishing the gas seal chamber with the above operation.

請求項１記載のガスシール型キャンドモータポンプによれば、ガスシール室内の液面の位置を検出するレベルスイッチと連動するバルブによりガスシール室にガスを自動補給し、ガスシール室内の液面高さが自動的に制御されるため、作業者による現場での微調整は必要とせずにガスシール室内の液面高さを安定させて運転することができる。そして、ガス補給に関しての人為的なミスを回避できる。 According to the gas seal type canned motor pump according to claim 1, gas is automatically supplied to the gas seal chamber by a valve interlocked with a level switch for detecting the position of the liquid level in the gas seal chamber, and the liquid level in the gas seal chamber is increased. Therefore, the liquid level in the gas seal chamber can be stabilized and operated without requiring fine adjustment on site by the operator. Further, it is possible to avoid an artificial mistake related to gas supply.

また、レベルスイッチにてガスシール室内の液面を確認できるため、液面監視用覗き窓を不要にできる。 Further, since the liquid level in the gas seal chamber can be confirmed with the level switch, the liquid level monitoring observation window can be eliminated.

さらにまた、レベルスイッチからの信号を遠隔地にてパソコン等で制御することが可能となり、運転の簡略化および自動化ができる。 Furthermore, the signal from the level switch can be controlled by a personal computer or the like at a remote location, and the operation can be simplified and automated.

以下、本発明の一実施の形態を図１を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

ガスシール型キャンドモータポンプ21は、遠心ポンプであるポンプ部22の上側にガスシール室23を介してキャンドモータ部24が気密に一体に構成され、ガスシール室23とキャンドモータ部24のロータ室25とを貫通して配置される回転軸26がメカニカルシール27にて軸封され、すなわちキャンドモータ部24のロータ室25とガスシール室23とがメカニカルシール27にて軸封されている。 The gas seal type canned motor pump 21 is configured such that a canned motor unit 24 is airtightly integrated with a gas seal chamber 23 above a pump unit 22 that is a centrifugal pump, and the rotor chamber of the gas seal chamber 23 and the canned motor unit 24 is integrated. The rotary shaft 26 disposed through the shaft 25 is sealed with a mechanical seal 27, that is, the rotor chamber 25 and the gas seal chamber 23 of the canned motor portion 24 are sealed with the mechanical seal 27.

キャンドモータ部24のロータ室25の上側に突出された回転軸26には補助インペラ28が取着されており、メカニカルシール27のロータ室25側の圧力が、ガスシール室23側の圧力よりも高くなるように、ロータ室25、キャンドモータ部24の上部に設けられた上部ポット29、およびキャンドモータ部24に接続された熱交換器30に封入されている清澄な液31が補助インペラ28にて加圧され、かつ回転軸26の上部軸受32、ステータキャン33とロータキャン34との間隙35、および回転軸26の下部軸受36とロータ室25を通り、ガスシール室23を構成するアダプタ37の上部に設けられてメカニカルシール27を内包したシール液室38、循環パイプ39、熱交換器30、循環パイプ40、および上部ポット29を経て補助インペラ28へと循環されてキャンドモータ部24の冷却と各軸受32，36の潤滑を行う循環経路が形成されている。 An auxiliary impeller 28 is attached to the rotating shaft 26 protruding above the rotor chamber 25 of the canned motor unit 24, and the pressure on the rotor chamber 25 side of the mechanical seal 27 is higher than the pressure on the gas seal chamber 23 side. The clear liquid 31 sealed in the heat exchanger 30 connected to the rotor chamber 25, the upper pot 29 provided in the upper part of the canned motor unit 24, and the canned motor unit 24 is added to the auxiliary impeller 28 so as to be higher. Of the adapter 37 constituting the gas seal chamber 23 through the upper bearing 32 of the rotating shaft 26, the gap 35 between the stator can 33 and the rotor can 34, and the lower bearing 36 and the rotor chamber 25 of the rotating shaft 26. Cooling of the canned motor unit 24 is performed by circulating to the auxiliary impeller 28 through the sealing liquid chamber 38 provided in the upper part and containing the mechanical seal 27, the circulation pipe 39, the heat exchanger 30, the circulation pipe 40, and the upper pot 29. Lubrication of bearings 32 and 36 Circulation path for performing is formed.

メカニカルシール27は、回転軸26に取着された回転環27aを上側に、固定環27bを下側にして配設されている。この固定環27bは、ガスシール室23とシール液室38を区画するアダプタ37の仕切壁41に取着された固定環支え42に装着固定されている。 The mechanical seal 27 is disposed with the rotary ring 27a attached to the rotary shaft 26 on the upper side and the fixed ring 27b on the lower side. The fixed ring 27b is mounted and fixed to a fixed ring support 42 attached to a partition wall 41 of an adapter 37 that partitions the gas seal chamber 23 and the seal liquid chamber 38.

アダプタ37とポンプ部22のポンプケーシング43との接合部にはポンプ部22とガスシール室23とを区画する仕切板44が取着され、この仕切板44を貫通してポンプ部22へ突出された回転軸26の下端部に主インペラ45が取着されている。 A partition plate 44 that divides the pump portion 22 and the gas seal chamber 23 is attached to a joint portion between the adapter 37 and the pump casing 43 of the pump portion 22, and passes through the partition plate 44 and protrudes to the pump portion 22. A main impeller 45 is attached to the lower end of the rotating shaft 26.

ガスシール室23には仕切板44から上方へ突出した複数の邪魔板46が放射状に配設されている。また、図示しないがスリーブが仕切板44から上方へ突出されて配設されており、仕切板44の下面の環状突起と主インペラ45の後面シュラウドの環状突起とにより構成されたオリフィス47の内側環状空間がバランス室48として形成されており、このバランス室48は上部では仕切板44の軸貫通部間隙49を介しガスシール室23に連通され、下部では後面シュラウドに穿削されたバランスホール50を介して主インペラ45の吸込側に連通されており、すなわちガスシール室23が仕切板44の軸貫通部間隙49を介してポンプ低圧部に連通されている。 In the gas seal chamber 23, a plurality of baffle plates 46 protruding upward from the partition plate 44 are arranged radially. Although not shown, a sleeve is disposed so as to protrude upward from the partition plate 44, and an inner ring of an orifice 47 constituted by an annular projection on the lower surface of the partition plate 44 and an annular projection on the rear shroud of the main impeller 45. A space is formed as a balance chamber 48, and this balance chamber 48 communicates with the gas seal chamber 23 through the shaft penetration part gap 49 of the partition plate 44 at the upper part, and a balance hole 50 drilled in the rear shroud at the lower part. The gas seal chamber 23 is communicated with the pump low-pressure part via the shaft penetration part gap 49 of the partition plate 44. The gas seal chamber 23 communicates with the suction side of the main impeller 45.

キャンドモータ部24および上部ポット29に冷却ジャケット51，52が設けられ、これら冷却ジャケット51，52に冷却パイプ53，54を介して熱交換器30へ供給される冷却水が順次流れるように構成されている。 Cooling jackets 51 and 52 are provided in the canned motor unit 24 and the upper pot 29, and the cooling water supplied to the heat exchanger 30 via the cooling pipes 53 and 54 is sequentially flowed through the cooling jackets 51 and 52. ing.

また、61はレベルスイッチであり、ガスシール室23内の液面の位置を検出可能なようにアダプタ37に取付けられている。レベルスイッチ61は、スラリー環境下での動作を考慮して音叉式を採用している。なお、ポンプ取扱液の性状によっては他の方式のレベルスイッチを適宜採用できるものである。そして、レベルスイッチ61は、ガスシール室23内の液面の位置が設定した液面位置より高くなると動作する。 A level switch 61 is attached to the adapter 37 so that the position of the liquid level in the gas seal chamber 23 can be detected. The level switch 61 adopts a tuning fork type in consideration of operation in a slurry environment. Depending on the properties of the pump handling liquid, other types of level switches can be used as appropriate. The level switch 61 operates when the position of the liquid level in the gas seal chamber 23 becomes higher than the set liquid level position.

また、62はガス補給部であり、レベルスイッチ61の動作に連動してガス補給流路を開閉する例えばモータバルブやソレノイドバルブなどの電気的駆動手段によって動作するバルブである電動バルブ63と、この電動バルブ63とガスシール室23とを連通するパイプ64とを備えている。このガス補袷部62は、図示しないガス源に接続されており、また、図示しないパージメータを備えている場合もある。 Reference numeral 62 denotes a gas replenishing unit, which is an electric valve 63 that is operated by an electric driving means such as a motor valve or a solenoid valve that opens and closes the gas replenishment flow path in conjunction with the operation of the level switch 61, and this A pipe 64 that communicates the electric valve 63 and the gas seal chamber 23 is provided. The gas supplementing unit 62 is connected to a gas source (not shown) and may include a purge meter (not shown).

次に、以上のように構成されたガスシール型キャンドモータポンプ21の動作を説明する。 Next, the operation of the gas seal type canned motor pump 21 configured as described above will be described.

このガスシール型キャンドモータポンプ21では、ポンプ部22からガスシール室23内へ流入したポンプ取扱液71をガスシール室23内に封入したガス72にて遮断してメカニカルシール27へ到達させず、すなわちキャンドモータ部24をポンプ取扱液71からシールする構成となっている。 In this gas seal type canned motor pump 21, the pump handling liquid 71 that has flowed into the gas seal chamber 23 from the pump unit 22 is blocked by the gas 72 sealed in the gas seal chamber 23, and does not reach the mechanical seal 27. That is, the canned motor unit 24 is sealed from the pump handling liquid 71.

ポンプ運転中において、ガスシール室23のガス72が微量ずつポンプ部22側へ漏出されてガスシール室23内のガス72が減少されるために生じる液面上昇により、ガスシール室23内の液面が設定した液面の位置より高くなると、レベルスイッチ61が動作し、ついでレベルスイッチ61と連動してガス補給部62の電動バルブ63が開き、ガスシール室23にガス72が補給され、液面が下降する。そして、ガスシール室23内の液面が設定した液面より低くなると、レベルスイッチ61が動作し、ついでレベルスイッチ61と連動してガス補給部62の電動バルブ63が閉じ、ガス72の補給は停止する。以降この操作が繰り返され、ガスシール室23内の液面高さは安定する。 During the pump operation, the gas 72 in the gas seal chamber 23 leaks to the pump unit 22 side by a small amount and the liquid level in the gas seal chamber 23 is reduced due to the decrease in the gas 72 in the gas seal chamber 23. When the surface becomes higher than the set liquid level position, the level switch 61 operates, and then in conjunction with the level switch 61, the electric valve 63 of the gas replenishing unit 62 opens, and the gas seal chamber 23 is replenished with the gas 72, and the liquid The surface descends. Then, when the liquid level in the gas seal chamber 23 becomes lower than the set liquid level, the level switch 61 operates, and in conjunction with the level switch 61, the electric valve 63 of the gas supply unit 62 is closed, and the gas 72 is supplied. Stop. Thereafter, this operation is repeated, and the liquid level in the gas seal chamber 23 is stabilized.

このように、ガスシール室23内の液面の位置を検出するレベルスイッチ61と連動する電動バルブ63によりガスシール室23にガス72を自動補給し、ガスシール室23内の液面高さが自動的に制御されるため、作業者による現場での微調整は必要とせずにガスシール室23内の液面高さを安定させて運転することができる。そして、ガス補給に関しての人為的なミスを回避できる。 In this way, the gas seal chamber 23 is automatically replenished with the gas 72 by the electric valve 63 interlocked with the level switch 61 that detects the position of the liquid level in the gas seal chamber 23, and the liquid level height in the gas seal chamber 23 is adjusted. Since it is automatically controlled, it is possible to operate with the liquid level in the gas seal chamber 23 stabilized without requiring fine adjustment on site by the operator. Further, it is possible to avoid an artificial mistake related to gas supply.

また、レベルスイッチ61からの信号を遠隔地にてパソコン等で制御することが可能となり、運転の簡略化および自動化ができる。 In addition, the signal from the level switch 61 can be controlled by a personal computer or the like at a remote location, and the operation can be simplified and automated.

また、レベルスイッチ61にてガスシール室23内の液面を確認できるため、液面監視用覗き窓を不要にできる。なお、レベルスイッチ61にてガスシール室23内の液面を確認できるため、液面監視用覗き窓が不要となるが、液面監視用覗き窓をつけたままでもよい。 Further, since the liquid level in the gas seal chamber 23 can be confirmed by the level switch 61, a liquid level monitoring observation window can be eliminated. Since the liquid level in the gas seal chamber 23 can be confirmed with the level switch 61, a liquid level monitoring observation window is not required, but the liquid level monitoring observation window may be left attached.

なお、バルブは、電動バルブ63に限らず、空気動バルブ等の遠隔操作が可能なバルブなら、どのようなバルブでもよい。また、ガス供給部62は、図示しないパージメータを備えている場合もある。 The valve is not limited to the electric valve 63, and any valve may be used as long as it can be remotely operated such as a pneumatic valve. Further, the gas supply unit 62 may include a purge meter (not shown).

本発明の一実施の形態を示すガスシール型キャンドモータポンプ装置の断面図である。It is sectional drawing of the gas seal type canned motor pump apparatus which shows one embodiment of this invention. 従来のガスシール型キャンドモータポンプ装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional gas seal type canned motor pump apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

21 ガスシール型キャンドモータポンプ
22 ポンプ部
23 ガスシール室
24 キャンドモータ部
26 回転軸
27 メカニカルシール
44 仕切板
61 レベルスイッチ
62 ガス補給部
63 バルブとしての電動バルブ 21 Gas seal type canned motor pump
22 Pump section
23 Gas seal chamber
24 Canned motor section
26 Rotation axis
27 Mechanical seal
44 divider
61 Level switch
62 Gas supply part
63 Electric valve as a valve

Claims

ポンプ部の上側に仕切板を介してガスシール室を気密に構成し、メカニカルシールにて軸封して前記ガスシール室の上方へ突出させた回転軸をキャンドモータ部に連結したガスシール型キャンドモータポンプ装置において、
前記ガスシール室内の液面の位置を検出するレベルスイッチと、
このレベルスイッチと連動して動作するバルブを有し、このバルブの動作にて前記ガスシール室にガスを補給するガス補給部と
を具備していることを特徴とするガスシール型キャンドモータポンプ。 A gas seal chamber in which a gas seal chamber is hermetically configured via a partition plate on the upper side of the pump unit, and a shaft that is sealed with a mechanical seal and protrudes upward from the gas seal chamber is connected to a can motor unit. In the motor pump device,
A level switch for detecting the position of the liquid level in the gas seal chamber;
A gas seal type canned motor pump comprising: a valve that operates in conjunction with the level switch; and a gas supply unit that supplies gas to the gas seal chamber by the operation of the valve.