JP3198236U - 複合インペラ式渦巻電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】有用で、ポンプの限界を拡張する渦巻式多段ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケースに設置された、電動モータ１と、コンデンサケース２と、複数の吸込段３とを含む。複数の吸込段は、ケース４の内部に設置され、カバー５及び６と支持部材７とによって集約される。電動モータの軸受端部シールド１０は、弾性膜１１によって密閉される。コンデンサケースは、コンデンサ１３と、電動モータのケーブルコネクタ１４、１５とが配置された、耐漏性のキャビティである。温度スイッチ３０が、コンデンサケース内で温度接触子２９上に設置される。複数の吸込段は、誘導回転部と、耐摩擦ワッシャとを含む。誘導回転部は、六面体のシャフト１６に搭載される。ワッシャは、案内環部２２に挿入される、軸方向支持体であるセラミック挿入体と協働する。挿入体は、誘導回転部の端部の端部クランプ上に載置される。案内環部は、放射状の挿入体により密閉され、複数の吸込段と共に密閉タンクを形成する。【選択図】図１

Description

本考案は、液圧式機械構造の分野に関するものであり、特に、主管路のポンプとして、或いは、浸漬可能ポンプとして使用できる、複合インペラ式渦巻電動ポンプに関するものである。Ｖｏｄｏｍｅｔポンプの主管路形態は、給水路内の圧力を増大するために利用される。Ｖｏｄｏｍｅｔポンプの浸漬可能形態は、家庭給水及び庭散水の装置において、井戸、貯水槽、及び地表水域から水を汲み上げるために利用される。

次のような浸漬可能な渦巻電動ポンプは、当業界では周知であり、軸上の吸引口及び放出管を備えたケースとして作成される、カバープレートを備えたボディと、複合インペラ及びシャフトを含むポンプと、中空シャフトに固定されるロータ、ケースの内面に固定されるステータ、及び、穴ぐりに配置された軸受に中空シャフトが取り付けられる端部シールドを含む電動モータと、を含んでおり、シャフトは、吸い込んだ媒体のための流路を提供し、一端が開放端で他端が放射状の複数の孔であり、端部シールドには、シールが密着しており、密封された吸引口を備える電気ケーブルは、密封ブッシュを含んでいる。電動モータは、ステータとポンプのインペラ側に設置される軸受の端部との間に設置される間隔スリーブと、円形部品の弾性リングとを有している。軸受の平坦な端部は、ボルト及びナットにより、間隔スリーブとケースとから圧力をかけられ、ボルトは、中空シャフト内に設置され、ナットは、軸受の平坦な端部に対して圧力をかけることができる。軸受は、ストッパから圧力をかけられている間の軸方向移動が可能に、中空シャフト内に設置されている。ステータに対向する、端部シールドの穴ぐり側は、軸受の移動を制限する棚部を有しており、軸受と端部シールドの穴ぐりの棚部との間に、弾性リングが設置されている。カバーは、ねじ穴と、円錐状の外面とを有しており、円形部品の弾性リングによりケース内に固定されている（ロシア特許第２１９８３２１号公報参照）。

次のような浸漬可能な渦巻電動ポンプは、当業界では周知であり、耐摩耗性材料で作られる主軸支持部に適合する案内部と、複数のカバーと、複数のインペラとを備えるインペラ部を含んでおり、各インペラは、吸引空間と放出空間とを分けるシールである、自体の付加的な軸方向支持部を有しており、軸方向支持部は、カバープレートの面により支持される、インペラの平坦な端部上に、突起として形成される。更に、渦巻電動ポンプは、非円形部材のシャフトを含んでおり、このシャフトは、インペラのシャフト用冠状部に適した隙間と、耐摩擦材料で作られる間座とを備え、シャフト用冠状部の取り付け穴がシャフトの非円形部に対応しており、インペラの環状部は、インペラ（latter）の流入側の平坦な端部よりも突出しており、間座は、インペラの冠状部の両側において軸方向移動可能に、シャフトに設置され、各間座は、シャフトの非円形部に対応した孔と、冠状部の平坦な端部と主支持部の平坦な端部とにより形成される軸方向の隙間より小さい厚みとを有しており、１つ目のインペラより前に案内装具が設置され、主軸支持部の平坦な端部が、間座により軸方向の隙間を形成しているインペラに面しており、この隙間は、付加的な軸方向支持部の突起よりも小さいものである（ロシア特許第２２３４６２０号公報参照）。

又、次のような好適な渦巻電動ポンプは、当業界では周知であり、環状の吸引口及び円筒状の吸引口フィルタと、吸引管を備えたカバーと、インペラ及びシャフトと、電動モータとを備えた円筒状ケースを含んでおり、電動モータは、ロータと、ステータと、密閉された端部シールドを備えるスリーブ状のボディと、端部シールドの穴ぐりに設置されるシャフトとを含んでおり、端部シールド内に設置されるブッシュを介して密閉ケーブルが入れられ、端部シールドは、ボルト及びナットにより、電動モータのスリーブから圧力がかけられており、ナットは、シャフト内の軸方向のねじ穴に相当するものであり、ボルトは、軸受の平坦な端部に対して圧力をかけることが可能なものであり、シャフト上かつ端部シールドの穴ぐり内の軸受は、ストッパから圧力がかけられる間の軸方向移動が可能に設置され、端部シールドの穴ぐり側が、軸受の移動を制限するための棚部を備えたステータに面しており、軸受と端部シールドの穴ぐりの棚部との間に、弾性リングが設置されている。更に、端部シールドの外周に溝が形成されており、ポンプの環状の吸引口が、吸引開口及び端部ブリッジ（end bridges）により形成され、端部ブリッジ（latter）は、前記溝内へと曲げられ、円錐面として形成されたその平坦な端部に接触しており、その頂部がポンプの軸に向いている。ポンプケースは、ネジ結合によりカバーと結合されており、そのカバーは、最後のインペラの平坦な端部に接触するように設置され、フィルタは、ケースの内部に設置され、端部シールドと１つ目のインペラとの平坦な端部により圧力がかけられ、ポンプのインペラを支持している。電気ケーブルの入口を密閉するために、端部シールドに棚状の開口部が形成され、又、キャリアブッシュに円錐状の開口部が形成されており、棚状の開口部には弾性リングが設置され、キャリアブッシュの円錐状開口部と、端部シールドの棚状開口部と、電気ケーブルとの面の間で、圧力がかけられる（ロシア特許第２２０８７０８号公報参照）。

当業界で知られているポンプの短所は、複雑な設計、増大する内部漏れ及びポンプケースへの負荷に起因する、不十分な耐用年数及び動作の信頼性、及び、インペラにより高められポンプにより伝えられる圧力によって発生する膜の分離である。

次のような複合インペラ式渦巻電動ポンプは、当業界では周知であり、それらのケース内に設置される、電動モータ及び複数のインペラを含んでおり、複数のインペラは、耐摩耗性の軸方向支持部と、インペラカバーと、インペラとを含む案内装具を有しており、各インペラは、吸引空間と放出空間とを分けるシールを備え、このシールは、インペラの平坦な端部上に、突起として形成され、カバープレートの面上に固定されたシール部材により支持される。更に、複合インペラ式渦巻電動ポンプは、インペラの冠状部が軸移動を許容する隙間をもって設置される、非円形部材のシャフトと、軸方向の軸受と相互に作用する耐摩擦材料で作られた間座と、ケーブルと、前部及び後部カバープレートを有する共通のケースに適合した電動ポンプと、キャパシタ、及びケーブルと電動モータの巻線とを接続する端子を含む、組込み式キャパシタボックスと、前部カバープレートに固定される耐摩擦のブッシュとして形成されるポンプ部シャフト支持部と、インペラの出力側に配置され、そのボディが環状流路及び中間支持部を形成しているケース内に設置される電動モータと、を含んでおり、電動モータの前端シールドが弾性膜で密閉されており、カバープレート上に固定されているシール部材が、薄肉の環状挿入体として形成されている。浸漬可能なポンプの形態では、ポンプの吸引口（吸引側）が、前部カバープレートにおける網状吸引開口の形状で形成されるが、主管路のポンプの形態では、ポンプの吸引口が、前部カバープレートにおける接合管（union）の形状で形成される（ロシア特許第７７６５２号公報参照、試作品（prototype））。

ロシア特許第２１９８３２１号公報 ロシア特許第２２３４６２０号公報 ロシア特許第２２０８７０８号公報 ロシア特許第７７６５２号公報

当業界で知られているポンプの短所は、複雑な設計、増大する内部漏れ及びポンプボディへの負荷に起因する、不十分な耐用年数及び動作の信頼性、及び、インペラにより高められポンプにより伝えられる圧力によって発生する膜の分離である。

技術的な観点から、本考案の課題は、有用な複合インペラ式渦巻電動ポンプの作成し、複合インペラ式渦巻電動ポンプの限界を拡張することである。

上記課題を解決する技術的な成果は、内部漏れを低減すること、ポンプボディへの負荷とインペラにより高められる圧力によって発生する膜の分離との軽減を保証すること、より優れた設計の中間ボディを用いること、及び、温度スイッチをポンプのオイルで満たされる容積部の外側に配置することによって、ポンプの耐用年数と動作の信頼性とを高めている。電動モータの軸受の成形を、端部シールドの成形と同時に行うことは、ポンプの耐用年数と動作の信頼性とを高めることを意図したものである。

本考案の本質は、電動モータと複数のインペラを備えるインペラ部とを含むケースを有する、複合インペラ式渦巻電動ポンプにあり、電動モータとインペラ部とは、ケースのボディ内に連続して配置され、シャフトと相互接続されており、電動モータは、インペラ部の放出側に設置され、又、吸い込んだ媒体のための環状流路を形成しているケース内に設置され、電動モータは、中間支持部材と、弾性膜で密閉された前端シールドとを有しており、電動モータシャフト内に２つのシールに連続して、複合直径の前部カバープレートと複合直径の中間ボディとが設置されており、これらには、膜の外面と複数のインペラの吸引側とを接続する流路が形成され、又、ケースの環状流路と複数のインペラの放出側とを接続する流路が形成されている。

好ましくは、電動モータの前部カバープレートと中間ボディとは、電動モータの端部シールドと連結部材との間に連続して設置されており、電動モータの前部カバープレートは、貫通孔を有し、一端が膜により支持されて環状キャビティを形成しており、又、電動モータシャフトから密閉されており、ケース及び中間ボディの内壁は、電動モータの前部カバープレートに対して支持し、電動モータ（latter）のシャフトから密閉されている、円錐状の中央棚部を備えたブッシュとして形成されており、又、中間支持部材とポンプのインペラセット支持体とから密閉されている周辺端部スリーブの円錐状の中央棚部に対して、ブリッジにより接続されており、更に、軸方向の孔及びこれらと交差しない放射方向の孔を有しており、軸方向の孔は、ケースの環状流路とインペラセットの放出側とに接続されており、放射方向の孔は、インペラセットの吸引側と、端部シールドの膜と電動モータの前部カバープレートとの間に形成された環状キャビティとに接続されている。

更に、ポンプの複数のインペラは、誘導回転具と軸方向支持体とを備えており、各インペラは、吸引空間と放出空間とを隔てるシール部材と、軸方向支持体と相互作用する耐摩擦ワッシャと、インペラの軸方向移動を可能に具備された、インペラセットのシャフトの非円形部と、を有しており、電動モータシャフトの軸受は、端部シールドが成形される際に、端部シールド内に成形されるものである。

インペラのシールは、薄肉の挿入体として形成され、電動ポンプは、温度スイッチと、キャパシタと、ケーブルと電動モータの巻線とを接続する端子とを含む、組込み式のキャパシタボックスを備えており、インペラの軸方向支持体は、耐摩耗性材料により形成され、ケースには、前端及び後端カバープレートが形成され、耐摩擦ブッシュは、前端カバープレート内に設置され、電動モータは、後端カバープレート内に設置される接合管を備えており、電動モータは、長方かご形（square-cage）ロータと、オイルで満たされたケースとを有している。

複合インペラ式渦巻電動ポンプＶｏｄｏｍｅｔ−Ｐｒｏを浮動可能スイッチと共に示す縦方向断面図である。 図１の符号Ａ部の詳細図である。 電動モータのシール領域の拡大断面図である。 複合直径の中間ケースの斜視図である。 複合直径の中間ケースの正面図である。 図５の符号Ａ−Ａ線における断面図である。 図５の断面図である。

本考案に関連する複合インペラ式渦巻電動ポンプである「Ｖｏｄｏｍｅｔ」は、ケース内に設置される、電動モータ１と、組込み式キャパシタボックス（コンデンサケース）２と、複数のインペラ（インペラセット、吸込段）３とを含んでおり、これらは、単一ケース４内に配置され、前端及び後端カバー５、６と中間支持部材７とによって、中心軸上に整列して集約されている。電動モータ１は、オイルに漬され、非同期式であり、長方かご形ロータ８を備え、回転する軸受９に設置される。電動モータ１の前端シールド１０が、弾性膜１１によって密閉されている。軸受９は、シールド１０を射出成形機で形成する際に、シールド１０内に組み込まれる。従って、軸受９の外側のリングは、プラスチックで覆われており、端部シールド１０内へ確実に固定される。

組込み式キャパシタボックス２は、キャパシタ（コンデンサ）１３と、ケーブル１５を電動モータ１の巻線へ接続するための端子１４とを収容する、密閉されたキャビティである。更に、このキャパシタボックスは、温度接触子２９へ取り付けられた温度スイッチ３０を収容している。インペラセット３のシャフト１６は、例えば六角形の、非円形部を有しており、連結部材１８を介して、モータ１のシャフト１７と接続されている。インペラセット３は、インペラ（誘導回転部）１９と、耐摩擦ワッシャ２０とを含んでいる。インペラ１９は、インペラ１９の冠状部がシャフト１６の非円形部に対応する装着穴を備えるように、組み付け状態で軸方向移動可能な隙間を確保しながら、六角シャフト１６へ取り付けられている。

耐摩擦ワッシャ２０は、耐摩耗性材料によりセラミックの挿入体（軸方向支持体）２１の形態で作られた軸受部と協働するものであり、これらは案内装具２２内に設置されている。更に、複数のインペラ３は、インペラ１９と接触する環状密閉部を有する、案内装具２２とそれらの間に設置されるカバー２３とを含んでいる。挿入体２１は、インペラ１９の平坦な端部において突起により支持されており、吸引空間と放出空間（図示省略）とを分離するシールを形成している。案内装具２２は、複数のインペラ３と共に密閉パッケージを形成する、放射状シールにより密閉されている。次に、インペラセット３は、ポンプ部シール２７が内部に取り付けられた複合直径（複数の異なる直径部を有する）の中間ケース（intermediate multi-diameter case）２６と統合された、支持体２８により支持されている。ケース２６と電動モータ１の前部カバープレート２５とは、協働して、流路系統３２、３７、３８を形成している。流路３２は、前部カバープレート２５内にその軸に沿って形成される。流路３７、３８は、相互に交わらずにケース２６内に形成され、ケース２６の軸に沿って配置される縦方向（流路３８は放射状）流路を有している。ポンプの後端カバープレート６は、ケーブルを固定するためのアイボルト（図示省略）を収容すると共に、別体の（floating）スイッチケーブル３１及びメインケーブル１５の入口を保護している。別体のケーブル３１を備えないポンプの形態では、メインケーブル１５の入口の保護のみが行われる。インペラセット３のシャフト１６を支持している耐摩擦ブッシュ２４は、電動ポンプの前端カバープレート５内に設置される。注視される吸引口（図示省略）は、電動ポンプの前端カバープレート５内に形成され、ポンプ内への多量の浸入を防いでおり、流路（図示省略）が、膜１１内のキャビティ３３と電動ポンプの周囲とを連通している。

電動モータ１の前部カバー２５と中間ケース２６とは、電動モータ１の端部シールド１０と圧着部材１８との間に、一貫して配置されており、電動モータ１の前部カバー２５は、環状のキャビティ３３を形成するように、膜１１によって片側が簡単に支持された、貫通穴３２が形成されており、又、電動モータ１のシャフト１７に関連して小型に作られており、これはハウジング４及び中間ケース２６の内壁と同様である。ケース２６は、前部カバー２５上で支持され中央円錐状の突起部３４を備える、スリーブとして作成されており、シャフト１７に対して密閉されている。突起部３４は、ジャンパーバー３５によって、ハウジング２６の周辺環状のスリーブ３６と接続されており、中間支持部材７とインペラセット３の支持体２８とに対して密閉されている。ケース２６には、交わらない孔３７、３８が形成されている。孔３７は縦方向（ボディ２６の軸と平行）であり、孔３８（図３では破線でのみ示している）は、ケース２６の軸に対して半径方向に延びている。孔３７は、ケース４の環状流路と、インペラセット３の圧力側とに接続され、放射孔３８は、インペラセット３の吸引側と、端部シールド１０の膜１１及びモータ１の前部カバー２５の間に形成された、環状キャビティ３３とに接続される。本考案に関連する「Ｖｏｄｏｍｅｔ−Ｐｒｏ」ポンプに必須の特徴は、円錐状の突起部内に配置される、異なる目的を有するガスケット１２、２７を備えた、前部カバー２５及び中間ケース２６の存在である。ポンプ部のガスケット２７は、インペラセット３により発生する過剰な圧力の影響から電動モータ１を切り離すものであるが、電動モータ１のガスケット１２は、電動モータ１を直接的に密閉し、オイルで満たされる内部容積部を、一方から、そして単に電動ポンプを漬す媒体から、分けるものである。

電動ポンプは、以下のように動作する。吸い込まれた流体は、メッシュカバー５の穴に入る。そして、吸い込まれた流体は、インペラセット３のインペラ１９の回転によって、案内装具２２内で圧力へと変換される動的エネルギーが増大される。支持体２８の内部、中間ケース２６の流路系統３７、及び、そのモータ１の前部カバー２５との隙間を通る圧力下で、吸い込まれた流体は、ハウジング４とモータ１のボディとの間の環状流路へ流れ込み、更に、モータ１を冷却するキャパシタ収容ボックス２、外側のホースからの接続を通って、使用者へと送られる。ポンプ作動中に発生する半径方向及び軸方向の力は、モータ１の軸受９に加えて、耐摩耗ワッシャ２４へ影響する。複数のインペラ３の突起部１９間の接触シールと、カバー２３のＯリング部材のシールとの存在により、吸い込んだ流体の漏れが防止される。弾性膜１１は、電動モータ１の内外の圧力バランスを保つことができ、電動モータ１のガスケット１２への吐出圧を軽減する。流路系統３２、３７、３８は、軸受９を備える端部シールド１０、電動モータ１のガスケット１２、及び、膜１１を、ポンプによって発生する圧力から分離し、それらのキャビティ３３へ、電動ポンプが漬される媒体を連通する。ケース４の環状流路３内で突き上げられる、インペラからの吸い込まれた媒体の移動は、孔３７を通って、及び、膜１１のキャビティ３３の、孔３８、３２を通る媒体（インペラ取込口３）との連通によって発生する。温度接触子２９は、オイルの温度が７５℃を超えたときに、電動モータ１の動作を防止する。これにより、吸い込み部（複数のインペラ３）と共にケース４内に設置されている電動モータ１の部材、特にガスケット１２及び膜１１への、高圧の影響が排除され、電動ポンプの信頼性及び耐久性が高められる。更に、案内装具２２が放射状シールを有しているため、それは吸い込んだ流体の漏れをなくし、インペラセット３の完全な整合性を保証する。キャパシタボックス２までの容量でオイルが満たされる電動モータ１から離れた、温度スイッチ２９の配置は、その動作の信頼性を高め、使用中の電動ポンプの診断及び修理を容易にする。これらの全てには、ポンプ全体としての信頼性及び耐久性を高める意図がある。これらの改善が、提案の電動「Ｖｏｄｏｍｅｔ−Ｐｒｏｆ」の、信頼性、耐久性、保全性を生み出している。

本考案は、産業で広範囲に利用される多目的な装備と共に例示されている。

１：電動モータ、２：キャパシタボックス、３：複数のインペラ、インペラセット、４：単一ケース、５：前端カバー、６：後端カバー、７：中間支持部材、８：長方かご形ロータ、９：軸受、１０：前端シールド、１１：弾性膜、１２：ガスケット、１３：キャパシタ、１４：端子、１５：ケーブル、１６：シャフト、１７：モータのシャフト、１８：連結部材、１９：インペラ、２０：耐摩擦ワッシャ、２１：セラミック挿入体、２４：耐摩擦ブッシュ、２５：前部カバープレート、２６：複合直径の中間ケース、２７：ポンプ部シール、３０：温度スイッチ、３２：流路、３４：中央円錐状の突起部、３７：孔、３８：孔

Claims (10)

1. 電動モータと、シャフトにより接続され設置されたロータを備える複数の吸込段とを含むケースを有する渦巻式多段ポンプであって、
   前記電動モータは、前記複数の吸込段の圧力側に配置され、かつ、吸い上げられた媒体のための環状流路を形成している前記ケース内に設置されており、
   前記電動モータは、付加的な支持部材と、弾性膜により密閉された前部軸受端部シールドとを備えており、
   前記電動モータのシャフトには、前部カバーと、２つのシールと連続して設置された中間ケースとが位置しており、
   前記前部カバー及び中間ケースは、前記膜の外側を前記複数の吸込段の吸引側へと接続する流路と、前記ケースの環状流路を前記複数の吸込段の圧力側へと接続する流路とを有していることを特徴とするポンプ。
2. 前記前部カバー及び中間ケースは、前記モータ軸受端部シールドと連結部材との間に連続して設置されていると共に、前記前部カバーは、貫通した孔を有し、前記環状流路を形成している前記膜により支持されており、
   前記前部カバーは、前記モータシャフトよりも太く、前記ケース及び前記中間ケースの内壁は、テーパ状開口部を備えたブッシュを形成しており、前記テーパ状開口部は、前記モータの前部カバーにより支持され、前記モータのシャフトに対して密閉されており、
   前記前部カバーは、中間支持部材と吸込段セットの支持体とに対して密閉されている、末端開口リングの前記テーパ状開口部と接続され、
   前記ケースは、交差していない、軸方向の孔と放射方向の孔とを有しており、
   前記軸方向の孔は、前記ケースの環状流路と前記複数の吸込段の圧力側とに接続されており、前記放射方向の孔は、吸引側と、軸受端部シールドの膜と前記前部カバーとの間の環状流路とに接続されていることを特徴とする請求項１記載のポンプ。
3. 前記複数の吸込段は、誘導回転部と軸方向支持体とを備え、
   前記誘導回転部は、圧力領域と吸引領域とを分離するように密閉され、耐摩擦ワッシャが前記軸方向支持体と協働し、
   前記吸込段のシャフトは、非円形の外形であり、前記誘導回転部を軸に沿って移動させることが可能であり、
   更に、前記吸込段のシャフトは、前記電動モータとは反対側に耐摩擦ブッシュである付加的な支持体を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
4. 前記モータシャフトのブッシュは、成形中に前記軸受端部シールド内に密閉されることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
5. 温度スイッチと、コンデンサと、モータの巻線へのケーブルコネクタとが設置される、コンデンサケースを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
6. 前記複数の吸込段の前記軸方向支持体が、耐摩耗性材料により形成されていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
7. 前記ポンプケースは、前端カバーと後端カバーとを有しており、前記ケースの前記前端カバー上に、前記耐摩擦ブッシュが設置されていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
8. 後端カバーを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
9. 前記電動モータは、短絡ロータと、オイルで満たされたボディとを有することを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
10. 前記複数の吸込段のシールが、薄肉の円形挿入体であることを特徴とする請求項１又は２記載のポンプ。
    

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