JP3140882B2 - Seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pump - Google Patents
Seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pumpInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多段キャンドモータポ
ンプに係り、特にそのポンプ段部間のシール構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multistage canned motor pump, and more particularly to a seal structure between pump stages.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、多段キャンドモータポンプは、
例えば図７に示すように、回転軸１０を共有する多段ポ
ンプ部１２とキャンドモータ部１４とからなり、回転軸
１０を、モータ部１４に設けた一対の軸受１６、１６を
介して軸支すると共に、この軸受１６およびモータ部１
４を、循環パイプ１８によりモータ部１４内を循環する
ポンプ部１２からの一部循環取扱液を介して潤滑および
冷却するよう構成されている。2. Description of the Related Art Generally, a multistage canned motor pump is
For example, as shown in FIG. 7, the motor unit 14 includes a multi-stage pump unit 12 and a canned motor unit 14 that share the rotating shaft 10, and the rotating shaft 10 is supported by a pair of bearings 16 provided on the motor unit 14. Together with the bearing 16 and the motor unit 1
The lubrication unit 4 is configured to be lubricated and cooled through a partly circulating liquid from the pump unit 12 circulating in the motor unit 14 by the circulation pipe 18.
【０００３】従って、この種の多段キャンドモータポン
プにおいては、ポンプ全体がシール部分のない完全無漏
洩構造を有しており、取扱液が外部に漏洩することがな
いことから、例えば化学工場等における特種溶液等を取
扱うポンプとして広く賞用されている。Therefore, in this type of multi-stage canned motor pump, the entire pump has a completely leak-free structure without a seal portion, and the handled liquid does not leak outside. It is widely used as a pump for handling special kinds of solutions.
【０００４】なお、ここでポンプ部１２の各ポンプ段部
２０、２０、…は、図８に、その隣接する高圧および低
圧側の２つのポンプ段部２０ｎ、２０ｍを拡大して示す
ように、各ポンプ段部の区画固定壁部２２、２２間の係
合穴部から形成される固定接合部２６と、区画固定壁部
２２およびインペラ２４の回転ボス部２４ａ間の回転軸
１０方向の通路から形成される摺動接合部２８とを介し
て順次接合されている。そして、前記固定接合部２６お
よび摺動接合部２８には、それぞれＯリング３０および
円環シールリング３２がそれぞれ介装されており、高圧
側ポンプ段部から低圧側ポンプ段部へ逆流しようとする
取扱液の漏洩を阻止するようにシールされている。Each of the pump steps 20, 20,... Of the pump section 12 has two pump steps 20n, 20m on the high pressure side and the low pressure side adjacent to each other as shown in FIG. A fixed joint 26 formed from an engaging hole between the partition fixing walls 22 and 22 of each pump step, and a passage in the direction of the rotating shaft 10 between the partition fixing wall 22 and the rotating boss 24 a of the impeller 24. They are sequentially joined via the formed sliding joint 28. An O-ring 30 and an annular seal ring 32 are interposed in the fixed joint 26 and the sliding joint 28, respectively, so as to flow backward from the high-pressure pump step to the low-pressure pump step. Sealed to prevent leakage of handling liquid.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の多段キャンドモータポンプのポンプ段部間シー
ル構造は、以下に述べるような、なお改善すべき大きな
難点を有していた。However, the seal structure between the pump step portions of the conventional multi-stage canned motor pump described above has a great difficulty to be improved as described below.
【０００６】すなわち、前記従来のポンプ段部間シール
構造は、前述したように、Ｏリング３０を有する固定接
合部２６と、円環シールリング３２を有する摺動接合部
２８とから構成されている。この場合、前記接合部から
の漏洩は、一方の固定接合部２６においては、この接合
部は固定的な係合穴部から形成されているので、前記Ｏ
リング３０によって確実に阻止される。しかしながら、
他方の摺動接合部２８においては、この接合部は、改め
て後述するように、モータ部１４内の軸受１６とは別
に、ポンプ部１２内にも軸受を有する通常の多段ポンプ
の場合とは異なり、円環シールリング３２が大きなシー
ル面部隙間ε（図８参照）を必要とすることから、前記
円環シールリング３２によるシールが、前記通常の多段
ポンプに対する場合のようには、確実に達成することが
できなかった。In other words, the conventional pump interstage seal structure includes the fixed joint 26 having the O-ring 30 and the sliding joint 28 having the annular seal ring 32, as described above. . In this case, the leakage from the joint is caused at the one fixed joint 26 because the joint is formed from a fixed engagement hole.
It is reliably blocked by the ring 30. However,
In the other sliding joint 28, this joint is different from a normal multi-stage pump having a bearing in the pump section 12 separately from the bearing 16 in the motor section 14, as will be described later. Since the annular seal ring 32 requires a large seal surface gap ε (see FIG. 8), the seal by the annular seal ring 32 is reliably achieved as in the case of the ordinary multi-stage pump. I couldn't do that.
【０００７】しかるに、キャンドモータを使用する多段
ポンプにおいては、前述したように、共通回転軸１０は
モータ部１４の一対の軸受１６、１６によって軸支され
ており、しかもこの軸受１６は、その材質を、通常の多
段ポンプの場合における銅合金等に代えて、特種取扱溶
液に適応するカーボンあるいはセラミック等を使用して
いるので、その軸受面部隙間ε′（図８参照）が、摺動
特性の劣化のために通常の多段ポンプの場合より大きく
設定されている。この結果、ポンプ部１２の各ポンプ段
部２０間のシール構造を構成する摺動接合部２８は、回
転軸１０が大きく振れ回るために、前述のように、その
円環シールリング３２のシール面部隙間εを大きく、す
なわち軸受１６の前記軸受面部隙間ε′よりも更に大き
く設定しなければならず、従ってそのシール性も確実に
達成することは困難であった。However, in the multi-stage pump using the canned motor, as described above, the common rotary shaft 10 is supported by the pair of bearings 16 of the motor unit 14, and the bearing 16 is made of a material Is replaced with a copper alloy or the like in the case of an ordinary multi-stage pump, carbon or ceramic or the like adapted to a special handling solution is used, so that the bearing surface gap ε ′ (see FIG. 8) has Due to deterioration, the value is set larger than in the case of a normal multi-stage pump. As a result, as described above, the sliding joint 28 that forms the seal structure between the pump step portions 20 of the pump portion 12 has the sealing surface portion of the annular seal ring 32 because the rotary shaft 10 swings largely. The gap ε must be set to be large, that is, larger than the gap ε ′ of the bearing surface portion of the bearing 16, and it has been difficult to reliably achieve the sealing performance.
【０００８】なお、前記したように、大きなシール面部
隙間εは、それ自体では（そのままの状態では）、シー
ル性を損なうことは明らかである。殊に、図５の破線か
らなる特性曲線Ｌａ′で示すように、ポンプ段部間の差
圧ΔＰが上昇すると、漏れ量ｑが急激に上昇し、従って
図６の破線からなる特性曲線Ｌｂ′で示すように、ポン
プ効率ηも通常の多段ポンプに比較して相当低下する。
しかしながら、前記シール面部隙間εは、軸受１６の摩
耗による回転軸１０の付加的偏心振れによって、円環シ
ールリング３２が摩耗することにより、この隙間量自体
が更に増大するので、前述した難点であるポンプ効率
（特にポンプ揚程に伴うもの）の低下および経年変化に
よる低下を、さらに増大することになる。なお、漏れ量
ｑの増大（ポンプ効率の低下）は、円環シールリング３
２の軸方向長さｌ（図８参照）を増大することにより、
ある程度防止することができるが、これは基本的な解決
ではない。この場合には、摺動接合部２８が大形化して
各ポンプ段部２０が長大化し、このためポンプ部１２全
体が大形化する等の別の難点が発生する。As described above, it is apparent that the large sealing surface gap ε itself (in the same state) impairs the sealing performance. In particular, as shown by the characteristic curve La 'consisting of a broken line in FIG. 5, when the pressure difference ΔP between the pump stages increases, the leakage amount q rises sharply, and therefore the characteristic curve Lb' consisting of the broken line in FIG. As shown by, the pump efficiency η is also considerably lower than that of a normal multi-stage pump.
However, the seal surface gap ε is the above-mentioned difficulty because the annular seal ring 32 wears due to the additional eccentric deflection of the rotating shaft 10 due to the wear of the bearing 16 and the gap itself further increases. The reduction in pump efficiency (especially associated with pump lift) and aging will further increase. It should be noted that an increase in the leak amount q (a decrease in pump efficiency) is caused by the ring seal ring 3
By increasing the axial length 1 of FIG. 2 (see FIG. 8),
Although it can be prevented to some extent, this is not a fundamental solution. In this case, the sliding joint 28 becomes larger and each pump step 20 becomes longer, which causes another problem such as an increase in the size of the entire pump section 12.
【０００９】このように、前記従来の多段キャンドモー
タポンプのポンプ段部間シール構造は、比較的多量のポ
ンプ段部間の漏れ量等に基因するポンプ効率の低下およ
びその経年変化、並びに比較的低いポンプ段部間の揚程
から規定されるポンプ部の多段化は避けられない難点を
有していた。As described above, the seal structure between the pump stages of the conventional multi-stage canned motor pump has a problem that the pump efficiency is deteriorated due to a relatively large amount of leakage between the pump stages and the secular change thereof, and the pump efficiency is relatively low. There is an inevitable difficulty in increasing the number of stages of the pump section defined by the low head between the pump sections.
【００１０】そこで、本発明の目的は、ポンプ効率を向
上すると共にその経年変化を防止し、ポンプ段数を減少
すると共に各ポンプ段部をコンパクトに構成することが
できる多段キャンドモータポンプのポンプ段部間シール
構造を提供することにある。It is an object of the present invention to improve the pump efficiency and prevent its aging, to reduce the number of pump stages, and to make each pump stage compact. It is to provide an inter-seal structure.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】先の目的を達成するため
に、本発明に係る多段キャンドモータポンプのポンプ段
部間シール構造は、回転軸を共有する多段ポンプ部とキ
ャンドモータ部とからなり、前記回転軸をモータ部に設
けた一対の軸受を介して軸支すると共に、前記軸受およ
びモータ部をポンプ部からの一部循環取扱液を介して潤
滑および冷却を行うよう構成した多段キャンドモータポ
ンプにおいて、ポンプ部の互いに隣接する各ポンプ段部
間に形成した摺動接合部内に、円筒状シールリングを回
転軸方向に摺動自在に介装し、このシールリングの一端
面を、前記隣接するポンプ段部間の圧力差により低圧側
ポンプ段部側へ押圧し摺接させることにより、前記摺動
接合部をシールすることを特徴とする。In order to achieve the above object, a seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pump according to the present invention comprises a multi-stage pump unit sharing a rotating shaft and a canned motor unit. A multistage canned motor configured to rotatably support the rotating shaft via a pair of bearings provided in a motor unit and to lubricate and cool the bearing and the motor unit through a partially circulating liquid from a pump unit. In the pump, a cylindrical seal ring is slidably interposed in a rotational axis direction in a sliding joint formed between adjacent pump step portions of the pump portion, and one end surface of the seal ring is connected to the adjacent one. The sliding joint portion is sealed by pressing and sliding to the low pressure side pump step portion side due to a pressure difference between the pump step portions.
【００１２】この場合、摺動接合部は、ポンプ段部の区
画固定壁部とインペラの回転ボス部との間を、高圧側ポ
ンプ段部から低圧側ポンプ段部へ向けて延在する回転軸
方向通路と、これに直交する半径方向通路とからなり、
シールリングは、前記回転軸方向通路内において固定壁
部に対し液密的に回転軸方向へ摺接し移動することによ
り、前記半径方向通路においてインペラの回転ボス部と
の間に半径方向シール面部を形成することができる。In this case, the sliding joint is a rotary shaft extending from the high-pressure pump step to the low-pressure pump step between the partition fixing wall of the pump step and the rotary boss of the impeller. Direction passage, and a radial passage orthogonal thereto,
The seal ring slides in the direction of the rotational axis in a fluid-tight manner with respect to the fixed wall portion in the rotational axis direction passage and moves, thereby forming a radial seal surface portion between the impeller and the rotary boss portion in the radial path. Can be formed.
【００１３】また、シールリングは、その低圧側の受圧
面積を高圧側の受圧面積より大きく設定することができ
る。In the seal ring, the pressure receiving area on the low pressure side can be set larger than the pressure receiving area on the high pressure side.
【００１４】さらに、シールリングは、摺動側外周面に
金属スリーブを囲繞固定することにより、その摺動性と
耐久性とを向上させることができる。[0014] Further, the sealability of the seal ring can be improved by surrounding and fixing the metal sleeve to the outer peripheral surface on the slide side.
【００１５】[0015]
【作用】本発明によれば、各隣接するポンプ段部間の摺
動接合部から逆流し漏洩しようとする取扱液は、摺動接
合部内において回転軸方向に摺動自在に介装されている
円筒状シールリングが、その一端面を、隣接するポンプ
段部間の圧力差により自動的に低圧側のポンプ段部側へ
押圧し摺接することにより、シールされるよう構成され
ている。言い換えれば、本発明のシール構造は、そのシ
ールリングの一端面が、摺動接合部に対して回転軸の半
径方向の摺接する面シールをメカニカルに形成するよう
構成されている。According to the present invention, the liquid to be flowed back and leaked from the sliding joint between the adjacent pump steps is slidably disposed in the sliding joint in the rotational axis direction. The cylindrical seal ring is configured to be sealed by automatically pressing one end surface thereof toward the low-pressure side pump step portion by a pressure difference between adjacent pump step portions and slidingly contacting the same. In other words, the seal structure of the present invention is configured such that one end face of the seal ring mechanically forms a face seal that is in sliding contact with the sliding joint in the radial direction of the rotating shaft.
【００１６】このように、本発明のシール構造は、その
面シールが回転軸の半径方向に構成されるので、回転軸
の周方向に構成される従来のシール構造とは異なり、そ
のシール面部隙間が、可及的に小さな寸法に設定され
る。しかも、この寸法は、ポンプ段部間の差圧の上昇に
伴って、さらに圧接し縮小される。従って、本発明によ
れば、漏れ量が低減され、ポンプ効率が向上すると共に
その経年変化も防止され、各ポンプ段部の揚程が上昇し
て、ポンプ段数が減少しかつこの各ポンプ段部もコンパ
クトに構成される。As described above, in the seal structure of the present invention, since the face seal is formed in the radial direction of the rotary shaft, unlike the conventional seal structure formed in the circumferential direction of the rotary shaft, the seal face gap is different. Are set as small as possible. In addition, this dimension is further pressed and reduced as the pressure difference between the pump steps increases. Therefore, according to the present invention, the amount of leakage is reduced, the pump efficiency is improved and its aging is prevented, the head of each pump step is increased, the number of pump steps is reduced, and each pump step is also reduced. It is compact.
【００１７】[0017]
【実施例】次に、本発明に係る多段キャンドモータポン
プのポンプ段部間シール構造の実施例につき、添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜
上、図７および図８に示す従来の構造と同一の構成部分
には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a multistage canned motor pump according to an embodiment of the present invention; For convenience of description, the same components as those of the conventional structure shown in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
【００１８】本実施例の多段キャンドモータポンプにお
いて、その摺動接合部のポンプ段部間シール構造を除
き、その他の構成、すなわち多段キャンドモータポンプ
自体並びに固定接合部のポンプ段部間シール構造は、前
記従来技術と同一である。従って、以下の説明において
は、前記摺動接合部のポンプ段部間シール構造に限定す
る。In the multi-stage canned motor pump of this embodiment, except for the seal structure between the pump step portions at the sliding joints, the other structure, that is, the multi-stage canned motor pump itself and the seal structure between the pump step portions at the fixed joint portion are the same. , And the same as the above-mentioned prior art. Therefore, in the following description, it is limited to the seal structure between the pump steps of the sliding joint.
【００１９】図１において、本発明に係る摺動接合部の
ポンプ段部間シール構造は、基本的には、ポンプ部１２
の互いに隣接する各ポンプ段部間、すなわち高圧および
低圧側ポンプ段部２０ｎ、２０ｍの区画固定壁部２２お
よびインペラ２４の回転ボス部２４ａの間に形成した摺
動接合部４０内に、円筒状シールリング５０を回転軸１
０方向に摺動自在に介装し、このシールリング５０の一
端面５０ａを、隣接する両ポンプ段部２０ｎ、２０ｍ間
の圧力差ΔＰにより低圧側ポンプ段部２０ｍ側へ押圧し
摺接することにより、前記摺動接合部４０のシールを達
成するよう構成されている。In FIG. 1, the seal structure between the pump step portions of the sliding joint portion according to the present invention basically includes a pump portion 12.
Is formed in a sliding joint portion 40 formed between the adjacent pump step portions, that is, between the partition fixing wall portion 22 of the high and low pressure side pump step portions 20n and 20m and the rotating boss portion 24a of the impeller 24. Rotate seal ring 50 to rotating shaft 1
The one end face 50a of the seal ring 50 is slidably interposed in the zero direction, and is pressed against the low-pressure side pump step portion 20m side by a pressure difference ΔP between the adjacent pump step portions 20n and 20m to make sliding contact. , Is configured to achieve sealing of the sliding joint 40.
【００２０】すなわち、摺動接合部４０を拡大して示す
図２において、摺動接合部４０は、区画固定壁部２２と
インペラの回転ボス部２４ａとの間を、高圧側ポンプ段
部２０ｎから低圧側ポンプ段部２０ｍへ向けて延在する
回転軸１０の軸方向通路４２と、これに直交する半径方
向通路４４とから形成している。一方、シールリング５
０は、軸方向通路４２内において、区画固定壁部２２に
対しＯリング５２を介して液密的に回転軸１０の軸方向
へ摺接し移動するよう形成されている。そして、これに
より、シールリング５０が両ポンプ段部２０ｎ、２０ｍ
間の圧力差ΔＰにより、低圧側ポンプ段部２０ｍ側へ押
圧し摺接することにより、シールリング５０の一端面５
０ａとインペラの回転ボス部２４ａの対向面２４ａ′と
の間に、回転軸１０に半径方向のシール面部４６が自動
的に形成されるよう構成されている。That is, in FIG. 2 showing the sliding joint 40 in an enlarged manner, the sliding joint 40 extends between the partition fixing wall 22 and the rotary boss 24a of the impeller from the high pressure side pump step 20n. It is formed of an axial passage 42 of the rotating shaft 10 extending toward the low-pressure side pump step 20m and a radial passage 44 orthogonal to the passage 42. On the other hand, the seal ring 5
Numeral 0 is formed so as to slide in the axial direction of the rotary shaft 10 in the axial direction 42 in a liquid-tight manner with respect to the partition fixed wall portion 22 via the O-ring 52 and to move. And, by this, the seal ring 50 is connected to both the pump steps 20n, 20m.
By pressing against the low pressure side pump step 20m side and slidingly contacting with the low pressure side pump step portion 20m by the pressure difference ΔP between
A radial seal surface portion 46 is automatically formed on the rotating shaft 10 between the shaft 0a and the facing surface 24a 'of the rotating boss portion 24a of the impeller.
【００２１】この場合、シールリング５０は、従来技術
と同様に、カーボンあるいはセラミック等で構成し、こ
れをピン５４またはキーにより回り止めを行うと共に軸
方向に対して摺動可能に取付けられる。In this case, as in the prior art, the seal ring 50 is made of carbon, ceramic, or the like, and is prevented from rotating by a pin 54 or a key and is slidably mounted in the axial direction.
【００２２】前記構成において、高圧側ポンプ段部２０
ｎからの取扱液の漏れ量ｑは、シールリング５０と区画
固定壁部２２との間の流路４２ａが可及的に狭く、かつ
Ｏリング５２で液密にシールされているので、シールリ
ング５０とインペラ２４の回転ボス部２４ａとの間の軸
方向流路４２ｂおよび半径方向シール面部４６を通り、
低圧側ポンプ段部２０ｍへ流れようとする。しかるに、
この漏れ量ｑは、半径方向シール面部４６が両ポンプ段
部２０ｎ、２０ｍの間の圧力差ΔＰを介してメカニカル
にシールされているので、可及的に少量に抑制される。
しかも、この漏れ量ｑは、シール面部が回転軸の周方向
に構成されている従来の構造とは異なり、回転軸の軸方
向流路４２ｂの隙間には、実質的に関係することなく、
また圧力差ΔＰに対しては、その増大に反比例して抑制
される。In the above configuration, the high pressure side pump step 20
The leakage amount q of the handling liquid from the seal ring 50 is as small as possible because the flow path 42a between the seal ring 50 and the partition fixing wall 22 is as narrow as possible and the O-ring 52 is liquid-tightly sealed. Through the axial flow path 42b and the radial sealing surface 46 between the rotary shaft 50 and the rotating boss 24a of the impeller 24,
Attempts to flow to the low pressure side pump step 20m. However,
This leakage amount q is suppressed as small as possible because the radial sealing surface portion 46 is mechanically sealed via the pressure difference ΔP between the two pump step portions 20n and 20m.
Moreover, unlike the conventional structure in which the sealing surface portion is formed in the circumferential direction of the rotary shaft, the leak amount q is substantially independent of the gap of the axial flow path 42b of the rotary shaft,
The pressure difference ΔP is suppressed in inverse proportion to the increase.
【００２３】従って、本発明によれば、漏れ量ｑは、こ
の状態を示す前記図５において、従来の特性曲線Ｌａ′
に対比して実線からなる特性曲線Ｌａで示されるよう
に、特に圧力差ΔＰの上昇時において低下する。そし
て、これにより、ポンプ効率ηは、これを示す前記図６
において、従来の特性曲線Ｌｂ′に対比して実線からな
る特性曲線Ｌｂで示されるように、上昇することは明ら
かである。また、その経年変化も防止される。さらに、
圧力差ΔＰが上昇しても、漏れ量ｑが大きくは増大しな
いことから、各ポンプ段部の揚程を上昇させることが可
能となるので、ポンプ段数が減少して装置全体がコンパ
クト化されることも明らかである。このように、本発明
によれば、ポンプ効率の上昇による省エネルギ効果と、
コンパクト化による省スペースおよびコストダウン効果
とを、同時に達成することができる。Therefore, according to the present invention, the leakage amount q is determined by the conventional characteristic curve La 'in FIG.
As shown by the characteristic curve La composed of a solid line, the pressure drop particularly occurs when the pressure difference ΔP increases. Thus, the pump efficiency η is changed according to FIG.
It is evident that the characteristic curve Lb increases as shown by a characteristic curve Lb consisting of a solid line in comparison with the conventional characteristic curve Lb '. Moreover, the secular change is also prevented. further,
Even if the pressure difference ΔP increases, the amount of leakage q does not increase so much that it is possible to increase the head of each pump stage, so that the number of pump stages is reduced and the entire apparatus is made compact. Is also clear. As described above, according to the present invention, an energy saving effect due to an increase in pump efficiency and
The space saving and the cost reduction effect by the compactness can be achieved at the same time.
【００２４】図３は、本発明に係るポンプ段部間シール
構造の別の実施例を示すものである。この実施例におい
ては、先の実施例におけるシールリングの低圧側の受圧
面積を、高圧側の受圧面積より大きく設定したものであ
る。FIG. 3 shows another embodiment of the seal structure between the pump steps according to the present invention. In this embodiment, the pressure receiving area on the low pressure side of the seal ring in the previous embodiment is set to be larger than the pressure receiving area on the high pressure side.
【００２５】すなわち、シールリング５０は、摺動接合
部４０の半径方向通路４４内に配置される部分（一端面
５０ａ部分）を、軸方向通路４２内に配置される部分
（他端面５０ｂ部分）より横方向へ拡大した階段状に形
成することにより、低圧側ポンプ段部２０ｍ側の受圧面
積（一端面５０ａの面積）Ｓａを、高圧側ポンプ段部２
０ｎ側の受圧面積（他端面５０ｂの面積）Ｓｂより大き
く設定されている。このように構成することにより、両
ポンプ段部２０ｎ、２０ｍ間の圧力差ΔＰに基づくシー
ル面部４６の面圧は、前述の実施例の場合のＳａ／Ｓｂ
倍まで減少し得るので、前記圧力差ΔＰが大きくて前記
面圧が大きくなるような場合に、有効に適用することが
できる。なお、本実施例においては、シールリング５０
の回り止め用として、キー５６を使用した場合を示す。
その他の全体的作用および効果は、前述の実施例の場合
と同様であるので、説明を省略する。That is, the seal ring 50 has a portion (the one end surface 50a) disposed in the radial passage 44 of the sliding joint 40 and a portion (the other end surface 50b) disposed in the axial passage 42. The pressure receiving area (the area of the one end face 50a) Sa on the low pressure side pump step portion 20m side is formed by forming the step portion in a laterally enlarged step shape.
The pressure receiving area (the area of the other end face 50b) Sb on the 0n side is set to be larger. With this configuration, the surface pressure of the seal surface 46 based on the pressure difference ΔP between the two pump steps 20n and 20m is Sa / Sb in the case of the above-described embodiment.
Since the pressure difference can be reduced by a factor of two, it can be effectively applied when the pressure difference ΔP is large and the surface pressure is large. In this embodiment, the seal ring 50 is used.
The case where the key 56 is used to prevent the rotation of the key is shown.
The other overall operations and effects are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description will be omitted.
【００２６】図４は、本発明に係るポンプ段部間シール
構造のさらに別の実施例を示すものである。この実施例
は、前記図３に示す実施例において、シールリング５０
の外周部すなわち区画固定壁部２２との摺動部側に金属
スリーブ５８を囲繞固定し、この金属スリーブ５８を囲
繞したシールリング５０に対して適宜回り止め用のピン
５４を取付けて、前記各実施例と同様に軸方向に対して
摺動可能に構成したものである。このように構成するこ
とにより、シールリング５０の摩耗防止と共に区画固定
壁部２２に対する摺動性を改善し、シールリング５０の
耐久性を向上さることができる。FIG. 4 shows still another embodiment of the seal structure between the pump steps according to the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
A metal sleeve 58 is surrounded and fixed to the outer peripheral portion, that is, the sliding portion side with the partition fixing wall portion 22, and a detent pin 54 is appropriately attached to the seal ring 50 surrounding the metal sleeve 58. It is configured to be slidable in the axial direction as in the embodiment. With such a configuration, wear of the seal ring 50 can be prevented, slidability with respect to the partition fixing wall portion 22 can be improved, and durability of the seal ring 50 can be improved.
【００２７】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更が可
能である。The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多段
キャンドモータポンプのポンプ段部間シール構造は、回
転軸を共有する多段ポンプ部とキャンドモータ部とから
なる多段キャンドモータポンプにおいて、ポンプ部の互
いに隣接する各ポンプ段部間に形成した摺動接合部内に
円筒状シールリングを回転軸方向に摺動自在に介装し、
このシールリングの一端面を隣接する両ポンプ段部間の
圧力差により低圧側ポンプ段部側へ押圧し摺接させて、
摺動接合部をシールするように構成したことにより、シ
ールリングのシール面部を、従来の回転軸の周方向とは
異なり、回転軸の半径方向に構成すると共に、そのシー
ル作用をメカニカルに作動するよう構成され、これによ
りポンプ段部間の取扱液漏れ量を低下させ、ポンプ効率
の向上と共にその経年変化を防止し、各ポンプ段部の揚
程を上昇させ、さらにポンプ段数を減少すると共にその
ポンプ段部自体もコンパクトに構成することができる。As described above, the seal structure between the pump stages of the multistage canned motor pump according to the present invention is a multistage canned motor pump comprising a multistage pump portion and a canned motor portion sharing a rotating shaft. A cylindrical seal ring is slidably interposed in the rotational axis direction within a sliding joint formed between each adjacent pump step portion of the portion,
One end face of this seal ring is pressed against the low pressure side pump step side by the pressure difference between the adjacent two pump step sections to make sliding contact,
Since the sliding joint is configured to be sealed, the sealing surface of the seal ring is configured in the radial direction of the rotating shaft, unlike the circumferential direction of the conventional rotating shaft, and the sealing action is mechanically operated. Thus, the amount of liquid leakage between the pump stages is reduced, the pump efficiency is improved and the secular change is prevented, the head of each pump stage is raised, the number of pump stages is reduced, and the pump The step itself can also be made compact.
【００２９】従って、本発明によれば、ポンプ効率の上
昇による省エネルギ効果と、コンパクト化による省スペ
ースおよびコストダウン効果とを、同時に達成すること
ができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to simultaneously achieve the energy saving effect by increasing the pump efficiency and the space saving and cost reduction effects by downsizing.
【図１】本発明に係る多段キャンドモータポンプのポン
プ段部間シール構造の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a seal structure between pump step portions of a multistage canned motor pump according to the present invention.
【図２】図１に示すシール構造の要部拡大断面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the seal structure shown in FIG.
【図３】本発明に係る多段キャンドモータポンプのポン
プ段部間シール構造の別の実施例を示す要部拡大断面図
である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing another embodiment of the seal structure between the pump steps of the multistage canned motor pump according to the present invention.
【図４】本発明に係る多段キャンドモータポンプのポン
プ段部間シール構造のさらに別の実施例を示す要部拡大
断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing still another embodiment of the seal structure between the pump steps of the multistage canned motor pump according to the present invention.
【図５】多段キャンドモータポンプのポンプ段部間圧力
差ΔＰに対する漏れ量ｑを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a leak amount q with respect to a pressure difference ΔP between pump stages of a multi-stage canned motor pump.
【図６】多段キャンドモータポンプのポンプ流量Ｑに対
するポンプ効率ηを示す特性曲線図である。FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing a pump efficiency η with respect to a pump flow rate Q of the multi-stage canned motor pump.
【図７】従来の多段キャンドモータポンプの構成を示す
一部切欠側面図である。FIG. 7 is a partially cutaway side view showing a configuration of a conventional multistage canned motor pump.
【図８】図７に示す多段キャンドモータポンプのポンプ
段部間シール構造を示す要部拡大断面図である。8 is an enlarged sectional view of a main part showing a seal structure between pump step portions of the multi-stage canned motor pump shown in FIG. 7;
１０ 回転軸 １２ ポンプ部 ２０ｎ 高圧側ポンプ段部 ２０ｍ 低圧側ポンプ段部 ２２ 区画固定壁部 ２４ インペラ ２４ａ 回転ボス部 ２４ａ′ 対向面 ４０ 摺動接合部 ４２ 軸方向通路 ４２ａ、４２ｂ 流路 ４４ 半径方向通路 ４６ シール面部 ５０ シールリング ５０ａ 一端面 ５０ｂ 他端面 ５２ Ｏリング ５４ ピン ５６ キー ５８ 金属スリーブ ε シール面部隙間 ε′ 軸受面部隙間 ΔＰ ポンプ段部間圧力差 ｑ 漏れ量 η ポンプ効率 Ｑ ポンプ流量 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotary shaft 12 Pump part 20n High pressure side pump step part 20m Low pressure side pump step part 22 Partition fixed wall part 24 Impeller 24a Rotation boss part 24a 'Opposing surface 40 Sliding joint part 42 Axial passage 42a, 42b Flow path 44 Radial direction Passageway 46 Seal face 50 Seal ring 50a One end face 50b Other end face 52 O-ring 54 Pin 56 Key 58 Metal sleeve ε Seal face gap ε ′ Bearing face gap ΔP Pump stage pressure difference q Leakage η Pump efficiency Q Pump flow
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/48 F04D 29/08 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16J 15/48 F04D 29/08
Claims (4)
ドモータ部とからなり、前記回転軸をモータ部に設けた
一対の軸受を介して軸支すると共に、前記軸受およびモ
ータ部をポンプ部からの一部循環取扱液を介して潤滑お
よび冷却を行うよう構成した多段キャンドモータポンプ
において、 ポンプ部の互いに隣接する各ポンプ段部間に形成した摺
動接合部内に、円筒状シールリングを回転軸方向に摺動
自在に介装し、このシールリングの一端面を、前記隣接
するポンプ段部間の圧力差により低圧側のポンプ段部側
へ押圧し摺接させることにより、前記摺動接合部をシー
ルすることを特徴とする多段キャンドモータポンプのポ
ンプ段部間シール構造。1. A multi-stage pump unit having a common rotary shaft and a canned motor unit. The rotary shaft is supported via a pair of bearings provided in the motor unit, and the bearing and the motor unit are separated from the pump unit. In a multistage canned motor pump configured to perform lubrication and cooling via a partially circulated handling liquid, a cylindrical seal ring is mounted on a rotary shaft in a sliding joint formed between adjacent pump stages of the pump unit. The one end face of the seal ring is slidably interposed in the direction, and the one end face of this seal ring is pressed against the low pressure side pump step side by a pressure difference between the adjacent pump step sections to make sliding contact with the sliding joint section. A seal structure between pump step portions of a multi-stage canned motor pump, characterized by sealing.
部とインペラの回転ボス部との間を、高圧側ポンプ段部
から低圧側ポンプ段部へ向けて延在する回転軸方向通路
と、これに直交する半径方向通路とからなり、シールリ
ングは、前記回転軸方向通路内において固定壁部に対し
液密的に回転軸方向へ摺接し移動することにより、前記
半径方向通路においてインペラの回転ボス部との間に半
径方向シール面部を形成してなる請求項１記載の多段キ
ャンドモータポンプのポンプ段部間シール構造。2. A sliding joint portion extends between the partition fixing wall of the pump step and the rotating boss of the impeller in the direction of the rotating shaft extending from the high-pressure pump step to the low-pressure pump step. The seal ring includes a passage and a radial passage orthogonal to the passage, and the seal ring slides in a fluid-tight manner with respect to the fixed wall portion in the rotation axis direction in the rotation axis direction passage to move in the rotation axis direction. The seal structure between pump step portions of a multi-stage canned motor pump according to claim 1, wherein a radial sealing surface portion is formed between the rotary boss portion of the impeller and the impeller.
を高圧側の受圧面積より大きく設定してなる請求項１記
載の多段キャンドモータポンプのポンプ段部間シール構
造。3. The seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pump according to claim 1, wherein the pressure receiving area on the low pressure side of the seal ring is set larger than the pressure receiving area on the high pressure side.
リーブを囲繞固定してなる請求項１ないし３のいずれか
に記載の多段キャンドモータポンプのポンプ段部間シー
ル構造。4. The seal structure between pump steps of a multi-stage canned motor pump according to claim 1, wherein the seal ring surrounds and fixes a metal sleeve on the outer peripheral surface on the sliding side.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05166581A JP3140882B2 (en) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | Seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pump |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05166581A JP3140882B2 (en) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | Seal structure between pump stages of a multi-stage canned motor pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719350A JPH0719350A (en) | 1995-01-20 |
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- 1993-07-06 JP JP05166581A patent/JP3140882B2/en not_active Expired - Fee Related
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