JP3647956B2 - Vertical shaft pump - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立軸ポンプ、特に、インペラシャフトの下端部をセラミックス軸受で支持する立軸ポンプの前記セラミックス軸受の潤滑および冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、雨水排水機場においては立軸ポンプが広く採用されている。
ところで、この立軸ポンプのインペラ側の軸受にはセラミックス軸受を使用する傾向にある。
一方、近年、都市圏の排水機場においては、ヒートアイランド化による局所的な大雨や道路等のアスファルト化による土地の雨水吸収能力の低下により、雨水排水機場への雨水の流入が急激でかつ流入量が大になる傾向にある。
これに対処するため、降雨量を予想してポンプを予め運転状態で待機させておく、いわゆる先行待機運転を行なうことが多くなりつつある。
しかしながら、前記先行待機運転中においては、水槽への雨水流入量が少ないため、長時間ドライ運転をすることとなるが、このドライ運転が長くなると、前記セラミックス軸受が発熱により破損するため、先行待機運転時に外部から潤滑水をセラミックス軸受に供給する必要がある。
そのため、外部から直接セラミックス軸受に潤滑水を供給する方法と、ポンプのセラミックス軸受装置の一部に水ためを設け、ここから潤滑水を供給する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では、外部給水配管を必要とするためそのメンテナンスが必要であり、後者においては水ためを余り大きくできず潤滑水が不足する危険性があるという課題を有する。
本発明は、前記立軸ポンプにおいては、保護管容積が大きいことに着目してこの保護管を貯水槽として機能させてこの貯水をもってセラミックス軸受を潤滑、冷却する立軸ポンプを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、インペラシャフト下端部をベーンケーシングに設けたセラミックス軸受により支持する立軸ポンプにおいて、前記ベーンケーシングより上方に延びるインペラシャフトを、前記ベーンケーシングとインペラシャフトが貫通する揚水管の屈曲部との間に設けた保護管で保護するとともに、該保護管の上部に揚水流入口を設ける一方、前記ベーンケーシングのセラミックス軸受より下方に軸封装置を設け、該軸封装置とセラミックス軸受との間に形成される室と前記揚水流入口の下方とを循環パイプで連通するとともに、前記保護管内のインペラシャフトに液循環機構を設けたものである。
なお、前記揚水流入口にストレーナを設けてもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図１，２にしたがって説明する。
図１は本発明の立軸ポンプを示し、１は上部が屈曲した揚水管、４は上端が前記揚水管１の屈曲部２を貫通し、下端にインペラ５を備えたインペラシャフトで、該シャフト４は上端部を軸受６で、下端部は揚水管１のベーンケーシング３に設けたセラミックス軸受８で支持されている。なお、セラミックス軸受８には図３に示すように下記するセラミックス軸受１１と同様、潤滑水通過用の多数の孔Ｈが設けられている。
また、前記インペラシャフト４の揚水路Ｐに露出する部分は、前記ベーンケーシング３と揚水管１の屈曲部２間に設けた保護管１０内にあり、揚水中の異物による損傷が防止されている。なお、インペラシャフト４との中間部は保護管１０のほぼ中央に設けたセラミックス軸受１１で支持されている。
【０００６】
一方、前記保護管１０の上部には多数の小孔からなる揚水流入口１２が設けられ、また、前記ベーンケーシング３の下端内壁とインペラシャフト４との間にメカニカルシールやグランドパッキング装置等の軸封装置９が設けられ、前記セラミックス軸受８と軸封装置９とで形成される室１３と、前記揚水流入口１２より下方部とは循環パイプ１４で連通されている。また、前記セラミックス軸受８より若干上方のインペラシャフト４には、インペラシャフト４の回転により保護管１０内の水を下方に移動させる液循環機構の１つである羽根車１５が設けてある。その他、７は軸封装置である。
【０００７】
本発明にかかる立軸ポンプは、前記構成からなるため、初めに何らかの外部注水装置等によりで前記保護管１０内に循環水を給水する。もしくは、この給水は実際にポンプを揚水運転することによっても自動的に行なってもよい。
【０００８】
このように、保護管１０内に大量の潤滑水が貯留されているため、長時間後に先行待機運転にもとづくドライ運転を行なっても、セラミックス軸受８，１１は常に潤滑水に浸された状態にあり、しかも、保護管１０内の潤滑水は羽根車１５により循環パイプ１４を介して循環してその間に冷却されるため、セラミックス軸受８，１１が焼損することはない。また、ポンプ運転時には、保護管１０内の水は羽根車１４により強制流通されるため、砂等の異物がセラミックス軸受８近傍に堆積することなく、セラミックス軸受８、インペラシャフト４の異常摩耗等を防止することになる。そして、揚水運転に入れば、それまでに減少した潤滑水は揚水流入口１２から自動的に補給される。
【０００９】
なお、前記実施の形態においては、液循環機構として羽根車１５を使用したがねじポンプ等であってもよい。また、前記揚水流入口１２を大径とし、これにストレーナ１６を設けることにより異物の保護管１０内への侵入を防止してもよい。
【００１０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、特別に貯水槽を設けることなく保護管を潤滑水の貯水部とするものであって構成が簡単であり、しかも貯水部の容積が大きく、かつ、ポンプ全てのセラミックス軸受は浸水状態となっているため、長期間後先行待機運転に入ってもセラミックス軸受は損傷することはない。また、運転停止期間中に蒸発、少量の漏れ等が生じても貯水量が十分であるため潤滑水が不足する恐れもない。さらに、循環水はポンプ運転時に強制的に循環するため、砂等の異物がセラミックス軸受部に堆積することを防止、軸受の損傷も少ないものである。
また、保護管上部に設ける揚水流入口にストレーナを設けることにより異物の侵入を防止し、セラミックス軸受および回転体の損傷をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる立軸ポンプの概略図。
【図２】 図１の部分拡大図。
【図３】 セラミックス軸受の断面図。
【符号の説明】
１…揚水管、２…屈曲部、３…ベーンケーシング、４…インペラシャフト、５…インペラ、８…セラミックス軸受、９…軸封装置、１０…保護管、１２…揚水流入口、１３…室、１４…循環パイプ、１５…液循環機構、１６…ストレーナ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical shaft pump, and more particularly to a ceramic bearing lubrication and cooling device for a vertical shaft pump in which a lower end portion of an impeller shaft is supported by a ceramic bearing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vertical shaft pumps have been widely used in rainwater drainage stations.
By the way, a ceramic bearing tends to be used for the impeller side bearing of this vertical shaft pump.
On the other hand, in recent years, drainage stations in urban areas have a rapid inflow of rainwater into the rainwater drainage station due to local heavy rain due to heat islands and a decline in rainwater absorption capacity due to asphalt on roads. It tends to be large.
In order to cope with this, a so-called pre-standby operation, in which the pump is made to wait in advance in an operating state in anticipation of rainfall, is increasing.
However, during the preceding standby operation, since the amount of rainwater flowing into the water tank is small, the dry operation will be performed for a long time. However, if this dry operation becomes longer, the ceramic bearing will be damaged by heat generation. It is necessary to supply lubricating water to the ceramic bearing from the outside during operation.
For this reason, there have been proposed a method of supplying lubricating water directly to the ceramic bearing from the outside and a method of supplying water to a part of the ceramic bearing device of the pump and supplying the lubricating water therefrom.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former method, since an external water supply pipe is required, the maintenance thereof is necessary, and in the latter method, there is a risk that the amount of water cannot be increased so much that there is a risk of lack of lubricating water.
It is an object of the present invention to provide a vertical pump that lubricates and cools a ceramic bearing with this water storage by making the protective tube function as a water storage tank, focusing on the fact that the volume of the protective tube is large in the vertical shaft pump. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vertical shaft pump in which a lower end portion of an impeller shaft is supported by a ceramic bearing provided in a vane casing, and the vane casing and the impeller shaft pass through an impeller shaft extending above the vane casing. A protection pipe provided between the bent part of the pumping pipe and a pumping water inlet provided on the upper part of the protection pipe, and a shaft sealing device provided below the ceramic bearing of the vane casing. A chamber formed between the apparatus and the ceramic bearing is communicated with a lower portion of the pumped water inlet by a circulation pipe, and a liquid circulation mechanism is provided on the impeller shaft in the protection pipe.
A strainer may be provided at the pumped water inlet.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a vertical shaft of the present invention, wherein 1 is a pumping pipe having an upper part bent, 4 is an impeller shaft having an upper end penetrating a bent portion 2 of the pumping pipe 1 and an impeller 5 at a lower end. The upper end is supported by a bearing 6 and the lower end is supported by a ceramic bearing 8 provided on the vane casing 3 of the pumped-up pipe 1. As shown in FIG. 3, the ceramic bearing 8 is provided with a large number of holes H for passing lubricating water, as in the ceramic bearing 11 described below.
Moreover, the part exposed to the pumping path P of the impeller shaft 4 is in the protective pipe 10 provided between the bent portion 2 of the vane casing 3 and the pumping pipe 1, and damage due to foreign matters in the pumped water is prevented. . In addition, the intermediate part with the impeller shaft 4 is supported by a ceramic bearing 11 provided at substantially the center of the protective tube 10.
[0006]
On the other hand, a pumping water inlet 12 made up of a large number of small holes is provided in the upper part of the protective tube 10, and a shaft such as a mechanical seal or a ground packing device is provided between the lower end inner wall of the vane casing 3 and the impeller shaft 4. A sealing device 9 is provided, and a chamber 13 formed by the ceramic bearing 8 and the shaft sealing device 9 and a portion below the pumped water inlet 12 are communicated by a circulation pipe 14. Further, the impeller shaft 4 slightly above the ceramic bearing 8 is provided with an impeller 15 which is one of liquid circulation mechanisms for moving the water in the protective tube 10 downward by the rotation of the impeller shaft 4. In addition, 7 is a shaft seal device.
[0007]
Since the vertical shaft pump according to the present invention has the above-described configuration, first, circulating water is supplied into the protective tube 10 by some external water injection device or the like. Alternatively, this water supply may be automatically performed by actually pumping the pump.
[0008]
As described above, since a large amount of lubricating water is stored in the protective tube 10, the ceramic bearings 8 and 11 are always immersed in the lubricating water even when the dry operation based on the preceding standby operation is performed after a long time. In addition, since the lubricating water in the protective tube 10 is circulated by the impeller 15 via the circulation pipe 14 and cooled during that time, the ceramic bearings 8 and 11 are not burned out. Further, during the pump operation, water in the protective tube 10 is forcibly distributed by the impeller 14, so that foreign matters such as sand do not accumulate near the ceramic bearing 8, and abnormal wear of the ceramic bearing 8 and the impeller shaft 4 is caused. Will prevent. When the pumping operation is started, the lubricating water reduced so far is automatically replenished from the pumping water inlet 12.
[0009]
In the above embodiment, the impeller 15 is used as the liquid circulation mechanism, but a screw pump or the like may be used. Further, the pumping water inlet 12 may have a large diameter, and a strainer 16 may be provided on the pumping water inlet 12 to prevent foreign matter from entering the protective tube 10.
[0010]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the protective tube is used as the lubricating water reservoir without any special water reservoir, and the configuration is simple, and the volume of the reservoir is large. Moreover, since the ceramic bearings of all the pumps are in a water-immersed state, the ceramic bearings are not damaged even if the standby operation is started after a long period of time. In addition, even if evaporation, a small amount of leakage, etc. occur during the operation stop period, the amount of stored water is sufficient, so there is no risk of running out of lubricating water. Furthermore, since the circulating water is forced to circulate during the pump operation, foreign matters such as sand are prevented from accumulating on the ceramic bearing portion, and the bearing is less damaged.
Further, by providing a strainer at the pumping water inlet provided at the upper part of the protective tube, foreign matter can be prevented from entering, and damage to the ceramic bearing and the rotating body can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a vertical shaft pump according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a ceramic bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pumping pipe, 2 ... Bending part, 3 ... Vane casing, 4 ... Impeller shaft, 5 ... Impeller, 8 ... Ceramic bearing, 9 ... Shaft seal device, 10 ... Protection pipe, 12 ... Pumping water inlet, 13 ... Chamber, 14 ... circulation pipe, 15 ... liquid circulation mechanism, 16 ... strainer.

Claims (2)

インペラシャフト下端部をベーンケーシングに設けたセラミックス軸受により支持する立軸ポンプにおいて、前記ベーンケーシングより上方に延びるインペラシャフトを、前記ベーンケーシングとインペラシャフトが貫通する揚水管の屈曲部との間に設けた保護管で保護するとともに、該保護管の上部に揚水流入口を設ける一方、前記ベーンケーシングのセラミックス軸受より下方に軸封装置を設け、該軸封装置とセラミックス軸受との間に形成される室と前記揚水流入口の下方とを循環パイプで連通するとともに、前記保護管内のインペラシャフトに液循環機構を設けたことを特徴とする立軸ポンプ。In a vertical shaft pump that supports a lower end portion of an impeller shaft by a ceramic bearing provided in a vane casing, an impeller shaft extending above the vane casing is provided between the vane casing and a bent portion of a pumping pipe through which the impeller shaft passes. A chamber formed between the shaft seal device and the ceramic bearing, which is protected by a protective tube and provided with a pumping water inlet at the top of the protective tube, and a shaft seal device is provided below the ceramic bearing of the vane casing. And a lower portion of the pumped water inlet through a circulation pipe, and a liquid circulation mechanism is provided on the impeller shaft in the protective pipe. 前記揚水流入口にストレーナを設けたことを特徴とする前記請求項１に記載の立軸ポンプ。The vertical shaft pump according to claim 1, wherein a strainer is provided at the pumping water inlet.

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