JP7441034B2 - Mechanical seal for pumps and magnetic pumps equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、ポンプ用メカニカルシールおよびこれを備えるポンプに関する。 The present invention relates to a mechanical seal for a pump and a pump equipped with the same.

ポンプの軸封装置としてメカニカルシールが使用されている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１記載の技術では、回転軸の外周を囲繞するハウジング内の空間に、静止環が固定されるとともに、静止環に対して軸方向に対向するように回転環が取り付けられ、静止環と回転環とは、互いの対向面同士が摺接している。
回転軸の外周にはコイルスプリングが取り付けられ、コイルスプリングが回転環を静止環の方向に押圧付勢している。かかる構成のポンプの軸封装置では、静止環と回転環との間の摺接面によって、ポンプの被送流体がケーシング外に漏れ出すことを防止している。 A mechanical seal is used as a shaft sealing device for a pump (see, for example, Patent Document 1).
In the technique described in Patent Document 1, a stationary ring is fixed in a space inside a housing surrounding the outer periphery of a rotating shaft, and a rotating ring is attached to face the stationary ring in the axial direction. The rotating rings have opposing surfaces that are in sliding contact with each other.
A coil spring is attached to the outer periphery of the rotating shaft, and the coil spring presses and urges the rotating ring toward the stationary ring. In the shaft sealing device for a pump having such a configuration, the sliding surface between the stationary ring and the rotating ring prevents the fluid to be pumped from leaking out of the casing.

実公平２－２９３１６号公報（第２図）Publication No. 2-29316 (Figure 2)

しかし、特許文献１記載の技術では、装着されているコイルスプリングの長さだけ回転軸の長さが長くなり、ポンプが大型化するという問題がある。特に、ポンプの被送流体がスラリである場合には、軸封装置のハウジング内に浸入したスラリ中の成分がコイルスプリングに固着して作動不良が発生するという問題がある。 However, the technique described in Patent Document 1 has a problem in that the length of the rotating shaft increases by the length of the attached coil spring, resulting in an increase in the size of the pump. In particular, when the fluid to be delivered by the pump is slurry, there is a problem that components of the slurry that have entered the housing of the shaft sealing device stick to the coil spring, causing malfunction.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ポンプをコンパクトに構成しつつ、ポンプの被送流体がスラリであっても作動不良や損傷が発生することを防止または抑制し得るポンプ用メカニカルシールおよびこれを備えるマグネットポンプを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made with attention to such problems, and it is possible to construct a pump compactly and to prevent malfunction or damage from occurring even if the fluid to be pumped by the pump is slurry. An object of the present invention is to provide a mechanical seal for a pump that can prevent or suppress the problem, and a magnet pump equipped with the same.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールは、液室内にインペラを備えるポンプに用いられるメカニカルシールであって、前記インペラの背面側のボス部分に前記インペラの駆動軸と同軸に配置される円環状の回転環と、前記液室内面に前記インペラの駆動軸と同軸に配置されて前記回転環の摺接面に対して軸方向に対向する摺接面を有する円環状の静止環と、前記液室内面に前記インペラの駆動軸と同軸に配置されて前記静止環を前記回転環の方向に押圧付勢する円環状のゴムスプリングと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a mechanical seal for a pump according to one aspect of the present invention is a mechanical seal used in a pump having an impeller in a liquid chamber, and a boss portion on the back side of the impeller is provided with a drive portion for driving the impeller. an annular rotating ring disposed coaxially with the shaft; and a sliding surface disposed coaxially with the drive shaft of the impeller on the inner surface of the liquid chamber and facing the sliding surface of the rotating ring in the axial direction. It is characterized by comprising an annular stationary ring and an annular rubber spring disposed on the inner surface of the liquid chamber coaxially with the drive shaft of the impeller to press and bias the stationary ring in the direction of the rotating ring. do.

ここで、本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールにおいて、前記ゴムスプリングは、前記液室内面に形成された円環状凹部に嵌め込まれる円環状の固定部と、該固定部を基端側として前記静止環を押圧付勢する部分に向けて斜めに張り出す円錐面部と、該円錐面部の先端の位置から前記液室内面側に向けて軸方向に沿って延びる円筒状の耐圧用直胴シール部と、を有することは好ましい。 Here, in the mechanical seal for a pump according to one aspect of the present invention, the rubber spring includes an annular fixing portion that is fitted into an annular recess formed on the inner surface of the liquid chamber, and a ring-shaped fixing portion that is fitted into the annular recess formed on the inner surface of the liquid chamber. a conical surface portion that projects obliquely toward a portion that presses and biases the stationary ring; and a cylindrical pressure-resistant straight body seal that extends along the axial direction from the tip of the conical surface portion toward the inside of the liquid chamber. It is preferable to have the following.

また、本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールにおいて、前記インペラは、自身背面に複数の裏羽根を有するものであり、前記回転環は、前記複数の裏羽根の基端部よりも軸心寄りの位置に、円環状のサポートシールを介して装着されており、前記静止環は、自身軸方向断面視形状が、径方向環状部と、軸方向環状部と、を有するＬ字形状をなし、前記径方向環状部のうちの前記回転環側の一部が前記回転環との摺接面とされるとともに、前記軸方向環状部のうちの前記液室内面側の一部に回り止め溝が形成され、該回り止め溝が前記液室内面に嵌め込まれた回り止めピンに対して軸方向にはスライド移動可能に且つ周方向には回転が拘束されるように嵌合されており、前記ゴムスプリングは、前記円錐面部の先端が、前記径方向環状部の背面側の面を前記回転環の方向に押圧付勢するように装着されるとともに、前記耐圧用直胴シール部の内周面が、前記軸方向環状部の外周面に摺接するように嵌め込まれていることは好ましい。 Further, in the mechanical seal for a pump according to one aspect of the present invention, the impeller has a plurality of back blades on its back surface, and the rotating ring is located closer to the axis than the base end of the plurality of back blades. The stationary ring is attached to a nearby position via an annular support seal, and the stationary ring has an L-shaped axial cross-sectional shape having a radial annular portion and an axial annular portion. A portion of the radial annular portion on the rotating ring side is a sliding surface with the rotating ring, and a portion of the axial annular portion on the inner surface side of the liquid chamber is provided with a detent groove. is formed, and the anti-rotation groove is fitted to the anti-rotation pin fitted into the inner surface of the liquid chamber so as to be slidable in the axial direction and restrained from rotating in the circumferential direction. The rubber spring is installed so that the tip of the conical surface portion presses the rear surface of the radial annular portion in the direction of the rotating ring, and the rubber spring is attached to the inner circumferential surface of the pressure-resistant straight body seal portion. It is preferable that the axially annular portion is fitted in such a manner as to be in sliding contact with the outer circumferential surface of the axially annular portion.

本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールによれば、回転環がインペラの背面側のボス部に配置され、静止環が回転環の摺接面に対して軸方向に対向して液室内面に配置されるとともに、液室内面に配置された円環状のゴムスプリングによって静止環を回転環の方向に押圧付勢するので、ポンプをコンパクトに構成することができる。
そして、静止環を回転環の方向に押圧付勢する手段が、円環状のゴムスプリングなので、ポンプの被送流体がスラリである場合であっても、コイルスプリングのようにスラリ中の成分が固着することが防止または抑制されるので、作動不良や損傷が発生することを防止または抑制できる。 According to the mechanical seal for a pump according to one aspect of the present invention, the rotating ring is disposed at the boss portion on the back side of the impeller, and the stationary ring is axially opposed to the sliding surface of the rotating ring, and the stationary ring is arranged on the inner surface of the liquid chamber. Since the stationary ring is pressed in the direction of the rotating ring by an annular rubber spring placed inside the liquid chamber, the pump can be constructed compactly.
The means for pressing the stationary ring in the direction of the rotating ring is an annular rubber spring, so even if the fluid being pumped by the pump is slurry, the components in the slurry will stick to it like a coil spring. This prevents or suppresses the occurrence of malfunction or damage.

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るポンプは、液室内にインペラを備えるマグネットポンプであって、本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールを備えることを特徴とする。本発明の一態様に係るポンプによれば、液室内に本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールが装備できる。
そのため、マグネットポンプをコンパクトに構成しつつ、マグネットポンプの被送流体がスラリであっても作動不良や損傷が発生することを防止または抑制できる。特に、このメカニカルシールのレイアウトにより、重スラリにも対応可能なノンリークマグネットポンプがコンパクトに構成可能になる。 Further, in order to solve the above problems, a pump according to one embodiment of the present invention is a magnet pump that includes an impeller in a liquid chamber, and is characterized in that it includes a mechanical seal for a pump according to one embodiment of the present invention. . According to the pump according to one aspect of the present invention, the pump mechanical seal according to one aspect of the present invention can be installed in the liquid chamber.
Therefore, while the magnet pump is configured compactly, malfunction or damage can be prevented or suppressed even if the fluid to be delivered by the magnet pump is slurry. In particular, this mechanical seal layout allows a compact non-leak magnet pump that can handle heavy slurries.

上述のように、本発明によれば、ポンプをコンパクトに構成しつつ、ポンプの被送流体がスラリであっても作動不良や損傷が発生することを防止または抑制できる。 As described above, according to the present invention, the pump can be configured compactly and malfunction or damage can be prevented or suppressed even if the fluid to be delivered by the pump is slurry.

本発明の一態様に係るポンプ用メカニカルシールを備えるマグネットポンプの一実施形態の説明図であり、同図では、軸線に沿った断面を示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a magnet pump including a mechanical seal for a pump according to one aspect of the present invention, and the diagram shows a cross section along an axis. 図１の軸封装置の部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the shaft sealing device in FIG. 1;

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本実施形態のマグネットポンプは、被送流体として、微粒懸濁物や、土砂、砂、小石等の固形物粒子を含むスラリを輸送する例である。
なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with appropriate reference to the drawings. The magnetic pump of this embodiment is an example of transporting slurry containing fine suspended matter and solid particles such as dirt, sand, and pebbles as the fluid to be delivered.
Note that the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationships, ratios, etc. between thickness and planar dimensions are different from those in reality, and the drawings also include portions where the relationships and ratios of dimensions are different.
In addition, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc., are not limited to the embodiments described below.

図１に示すように、本実施形態のマグネットポンプ１は、送液室４０を内部に有するケーシング３０と、ケーシング３０内に突設する駆動軸８の先端に支持されるインペラ３４と、を備える。
ケーシング３０は、フロントケーシング３１と、リアケーシング３２と、後部カバー３３と、を有して構成される。フロントケーシング３１の正面中心部には、吸込口３５が設けられ、フロントケーシング３１およびリアケーシング３２との合わせ面を中心（ＣＬ２）とする側面（この例では駆動軸８の軸線ＣＬ１よりも上部）には吐出口３６が設けられている。 As shown in FIG. 1, the magnet pump 1 of this embodiment includes a casing 30 having a liquid feeding chamber 40 therein, and an impeller 34 supported by the tip of a drive shaft 8 protruding inside the casing 30. .
The casing 30 includes a front casing 31, a rear casing 32, and a rear cover 33. A suction port 35 is provided at the front center of the front casing 31, and a side surface centered on the mating surface (CL2) of the front casing 31 and the rear casing 32 (in this example, above the axis CL1 of the drive shaft 8). A discharge port 36 is provided therein.

ケーシング３０の接液面には、耐食性に優れたライナを設けることが好ましい。本実施形態では、ケーシング３０の接液面にライナ４１が装着されている。本実施形態のライナ４１は、主ライナ４１ａと、主ライナ４１ａの背面側中央部を軸方向の後方側から覆うように形成された円盤状の後部ライナ４１ｂと、を有して構成される。
特に、本実施形態の後部ライナ４１ｂは、端面前側のライナ先端４１ｓが、インペラ３４のボス部３４ｊに対向して張り出しており、ライナ先端４１ｓが、後述する液室メカニカルシール８０のゴムスプリング８３に当接されている。 It is preferable to provide a liner with excellent corrosion resistance on the liquid contact surface of the casing 30. In this embodiment, a liner 41 is attached to the liquid contact surface of the casing 30. The liner 41 of the present embodiment includes a main liner 41a and a disk-shaped rear liner 41b formed to cover the central part of the back side of the main liner 41a from the rear side in the axial direction.
Particularly, in the rear liner 41b of this embodiment, a liner tip 41s on the front side of the end face protrudes opposite the boss portion 34j of the impeller 34, and the liner tip 41s is connected to a rubber spring 83 of a liquid chamber mechanical seal 80, which will be described later. is in contact with.

インペラ３４の背面には、複数の裏羽根３４ｒが設けられている。複数の裏羽根３４ｒは、インペラ３４の背面側に浸入したスラリを、裏羽根３４ｒによる遠心力の作用で液室メカニカルシール８０とは反対の送液室４０側に戻すことにより、液室メカニカルシール８０へのスラリの浸入を防止または抑制するようになっている。
このケーシング３０に対し、送液室４０とは反対の後部側から、不図示の締めねじによって、水中軸受部２０を有するオイル室ケーシング５０と、マグネットカップリング部１０を有する駆動部ハウジング６０と、がこの順に連結されている。オイル室ケーシング５０には、上下の対向する位置に、給排油口５１，５２が設けられており、オイル室ケーシング５０内が、二次流体としてのオイルが満たされるオイル室になっている。 A plurality of back blades 34r are provided on the back surface of the impeller 34. The plurality of back blades 34r return the slurry that has entered the back side of the impeller 34 to the side of the liquid feeding chamber 40 opposite to the liquid chamber mechanical seal 80 by the action of centrifugal force by the back blades 34r, thereby sealing the liquid chamber mechanical seal. The infiltration of slurry into 80 is prevented or suppressed.
An oil chamber casing 50 having an underwater bearing part 20 and a drive unit housing 60 having a magnetic coupling part 10 are attached to this casing 30 from the rear side opposite to the liquid feeding chamber 40 by tightening screws (not shown). are connected in this order. The oil chamber casing 50 is provided with oil supply/drain ports 51 and 52 at upper and lower opposing positions, and the inside of the oil chamber casing 50 is an oil chamber filled with oil as a secondary fluid.

駆動部ハウジング６０には、マグネットカップリング部１０の基端側（同図右側）の側面に、モータブラケット２が複数のボルト２ａによって連結され、このモータブラケット２に駆動モータ３が一体で固定されている。駆動軸８は、その基端側がケーシング３０の後方の後部カバー３３の中心部を貫通しており、駆動軸８の途中部分が、オイル室メカニカルシール９０よりも後方の位置で水中軸受部２０によって回転自在に支持されている。 A motor bracket 2 is connected to the side surface of the base end side (right side in the figure) of the magnetic coupling part 10 in the drive part housing 60 by a plurality of bolts 2a, and the drive motor 3 is integrally fixed to the motor bracket 2. ing. The drive shaft 8 has its base end passing through the center of the rear cover 33 at the rear of the casing 30, and the middle part of the drive shaft 8 is held by the underwater bearing section 20 at a position behind the oil chamber mechanical seal 90. It is rotatably supported.

駆動軸８の基端部には、マグネットカップリング部１０の出力軸４が、モータ３の駆動力を、磁力を介して伝達可能に接続される。本実施形態では、マグネットカップリング部１０は、モータ３の出力軸４とともに一体で回転する駆動側マグネット部５と、駆動側マグネット部５の内側に隙間を隔てて設けられた隔壁部材であるキャン６と、キャン６内部に隙間を隔てて設けられて駆動側マグネット部５から磁力を介して追従回転可能に設けられた従動側マグネット７と、を有する。
駆動側マグネット部５の内周面には、周方向に沿って複数のアウタマグネット５ａが配置される一方、従動側マグネット７の外周面には、周方向に沿って複数のインナマグネット７ａがアウタマグネット５ａに対向配置されている。 The output shaft 4 of the magnetic coupling section 10 is connected to the base end of the drive shaft 8 so that the driving force of the motor 3 can be transmitted via magnetic force. In this embodiment, the magnetic coupling section 10 includes a drive-side magnet section 5 that rotates together with the output shaft 4 of the motor 3, and a campanion member that is a partition wall member provided inside the drive-side magnet section 5 with a gap therebetween. 6, and a driven side magnet 7 which is provided inside the can 6 with a gap therebetween and is provided so as to be rotatable following the driving side magnet part 5 via magnetic force.
A plurality of outer magnets 5a are arranged along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the driving side magnet section 5, while a plurality of inner magnets 7a are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the driven side magnet 7. It is arranged opposite to the magnet 5a.

水中軸受部２０は、軸受ブラケット２１と、軸方向に離間した二つの水中軸受２２，２３と、を有する。軸受ブラケット２１は、その支持フランジ部２１ｆが、オイル室ケーシング５０の後端面と駆動部ハウジング６０の前端面との間に介装された状態で固定されている。この軸受ブラケット２１によって、上記駆動軸８の先端側（同図左側）を、二つの水中軸受２２，２３によって回転自在に支承している。
また、水中軸受部２０には、駆動軸８のインペラ３４側の段部８ｄの端面に、スラスト軸受２５が装着されており、上記送液室４０のインペラ３４から受けるスラスト荷重をスラスト軸受２５で支持している。本実施形態のマグネットポンプ１では、上述したマグネットカップリング部１０および水中軸受部２０により、駆動部（シャフトアッセンブリ）が構成されている。 The underwater bearing section 20 includes a bearing bracket 21 and two underwater bearings 22 and 23 spaced apart in the axial direction. The bearing bracket 21 is fixed with its support flange portion 21f interposed between the rear end surface of the oil chamber casing 50 and the front end surface of the drive unit housing 60. The bearing bracket 21 rotatably supports the distal end side (left side in the figure) of the drive shaft 8 by means of two underwater bearings 22 and 23.
In addition, a thrust bearing 25 is attached to the end surface of the stepped portion 8d of the drive shaft 8 on the impeller 34 side of the underwater bearing section 20, and the thrust bearing 25 absorbs the thrust load received from the impeller 34 of the liquid feeding chamber 40. I support it. In the magnet pump 1 of this embodiment, the above-described magnetic coupling section 10 and underwater bearing section 20 constitute a drive section (shaft assembly).

本実施形態の水中軸受部２０は、オイル室ハウジング５０内に且つ給排油口５１，５２に対向する位置まで軸方向に延出して設けられている。この例では、対向する上下の給排口５１，５２の中心軸ＣＬ３の延長線上の位置よりも、スラスト軸受２５の軸方向の後部の位置が送液室４０側に張り出す位置まで延出して配置されている。これにより、オイルによる水中軸受部２０の冷却効果が向上するとともに、水中軸受部２０のドライ運転によるトラブル等を防止または抑制する効果を奏する。 The underwater bearing part 20 of this embodiment is provided in the oil chamber housing 50 and extends in the axial direction to a position facing the oil supply and discharge ports 51 and 52. In this example, the rear position of the thrust bearing 25 in the axial direction extends beyond the position on the extension line of the central axis CL3 of the upper and lower supply/discharge ports 51 and 52 that are opposed to each other to a position that projects toward the liquid feeding chamber 40 side. It is located. This improves the cooling effect of the underwater bearing section 20 by the oil, and also has the effect of preventing or suppressing troubles caused by dry operation of the underwater bearing section 20.

ここで、本実施形態のインペラ３４は、その基端部分に、軸方向後方に伸びるボス部３４ｂが設けられている。ボス部３４ｂは、水平に配置された駆動軸８の先端に直結される。そして、本実施形態のマグネットポンプ１は、複数段階のシール機構を備え、送液室４０内のインペラ３４のボス部３４ｂの外周面の位置に、送液室メカニカルシール８０が一次シール機構として装備されている。
本実施形態の送液室メカニカルシール８０は、後部カバー３３の前面と、インペラ３４のボス部３４ｂとの間に装備される。また、後部カバー３３の背面とスラスト軸受２５の前面との間に、オイル室メカニカルシール９０が二次シール機構として設けられている。 Here, the impeller 34 of this embodiment is provided with a boss portion 34b extending rearward in the axial direction at its base end portion. The boss portion 34b is directly connected to the tip of the horizontally arranged drive shaft 8. The magnet pump 1 of this embodiment includes a multi-stage sealing mechanism, and a liquid feeding chamber mechanical seal 80 is installed as a primary sealing mechanism at the outer peripheral surface of the boss portion 34b of the impeller 34 in the liquid feeding chamber 40. has been done.
The liquid feeding chamber mechanical seal 80 of this embodiment is installed between the front surface of the rear cover 33 and the boss portion 34b of the impeller 34. Further, an oil chamber mechanical seal 90 is provided as a secondary seal mechanism between the back surface of the rear cover 33 and the front surface of the thrust bearing 25.

本実施形態では、送液室メカニカルシール８０とオイル室メカニカルシール９０との間の領域であって、ケーシング３０の背面中央に固定された後部カバー３３の内周面側の領域に空気室７０が画成されている。本実施形態のマグネットポンプ１では、送液室メカニカルシール８０とオイル室メカニカルシール９０とにより、後部カバー３３の内部が前後から隔絶された空気室７０になっている。 In this embodiment, the air chamber 70 is located in a region between the liquid feeding chamber mechanical seal 80 and the oil chamber mechanical seal 90, and in a region on the inner peripheral surface side of the rear cover 33 fixed to the center of the back surface of the casing 30. It is defined. In the magnet pump 1 of the present embodiment, the liquid feeding chamber mechanical seal 80 and the oil chamber mechanical seal 90 form an air chamber 70 inside the rear cover 33 that is isolated from the front and rear.

本実施形態のマグネットポンプ１は、送液室４０の送液がオイル室ケーシング５０内のオイルに混入しないように、上述した、複数段階のシール機構を備える。本実施形態では、一次シール機構として、送液室４０の内部に、インペラ３４の背面に取付けられた液室メカニカルシール８０を設けている。
詳しくは、液室メカニカルシール８０は、図２に拡大図示するように、インペラ３４の背面側のボス部３４ｊに配置される円環状の回転環８１と、液室４０内に配置されて回転環８１の摺接面８１ｓに対して軸方向に対向する摺接面８２ｓを有する円環状の静止環８２と、液室４０内に配置されて静止環８２を回転環８１の方向に押圧付勢する略円環状のゴムスプリング８３と、を備える。 The magnet pump 1 of this embodiment includes the multi-stage sealing mechanism described above so that the liquid sent from the liquid sending chamber 40 does not mix with the oil in the oil chamber casing 50. In this embodiment, a liquid chamber mechanical seal 80 attached to the back surface of the impeller 34 is provided inside the liquid feeding chamber 40 as a primary sealing mechanism.
Specifically, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the liquid chamber mechanical seal 80 includes a circular rotating ring 81 disposed on the boss portion 34j on the back side of the impeller 34, and a rotating ring disposed within the liquid chamber 40. An annular stationary ring 82 having a sliding contact surface 82s axially opposed to the sliding contact surface 81s of 81, and a stationary ring 82 disposed within the liquid chamber 40 to press and urge the stationary ring 82 in the direction of the rotating ring 81. A substantially annular rubber spring 83 is provided.

後部カバー３３は、円筒状のボディ部３３ａと、ボディ部３３ａの外周面にリアケーシング３２の前面に二つの周縁部がインロー勘合によって嵌め合わされるように軽方向に張り出して設けられた円板状のインロー勘合部３３ｂと、ボディ部３３ａの前面に軸方向に沿って円環状に突設されてゴムスプリング８３が内周側に嵌め込まれた状態で保持されるとともに外面側が液接部とされている円環状凸部３３ｃと、ボディ部３３ａに対して円環状凸部３３ｃよりも内周側前面に形成された円環状凹部３３ｄと、を有する。 The rear cover 33 includes a cylindrical body part 33a, and a disc-shaped body part 33a, which is provided on the outer circumferential surface of the body part 33a and protrudes in the light direction so that two peripheral edge parts are fitted to the front surface of the rear casing 32 by spigot fitting. The spigot fitting part 33b and the front surface of the body part 33a are protruded in an annular shape along the axial direction, and a rubber spring 83 is held in a fitted state on the inner circumferential side, and the outer surface side is used as a liquid contact part. It has an annular convex portion 33c, and an annular concave portion 33d formed on the front surface of the body portion 33a on the inner peripheral side of the annular convex portion 33c.

送液室メカニカルシール８０は、円環状凹部３３ｄに静止環８２が支持ピン８４によって軸方向にスライド移動可能に支持されている。円環状凸部３３ｃの前端面は、ケーシング３０の背面側の後部ライナ４１ｂの背面に圧接されている。
本実施形態の送液室メカニカルシール８０は、後部カバー３３のボディ部３３ａの軸方向前側の内周部の位置に、駆動軸８と同軸に形成されたインペラ３４のボス部３４ｂが配置され、このボス部３４ｂの外周面に沿って円筒状の静止環８２が、インペラ３４の駆動軸８と同軸に円環状凹部３３ｄに固定される。静止環８２は、基部後側が、支持ピン８４を介して円環状凹部３３ｄに連結される。 In the liquid feeding chamber mechanical seal 80, a stationary ring 82 is supported in the annular recess 33d by a support pin 84 so as to be slidable in the axial direction. The front end surface of the annular convex portion 33c is pressed against the back surface of the rear liner 41b on the back side of the casing 30.
In the liquid feeding chamber mechanical seal 80 of the present embodiment, the boss portion 34b of the impeller 34, which is formed coaxially with the drive shaft 8, is disposed at the inner peripheral portion on the axially front side of the body portion 33a of the rear cover 33. A cylindrical stationary ring 82 is fixed to the annular recess 33d along the outer peripheral surface of the boss portion 34b coaxially with the drive shaft 8 of the impeller 34. The stationary ring 82 has a base rear side connected to the annular recess 33d via a support pin 84.

静止環８２は、軸方向環状部である円筒状の基部８２ａと、基部８２ａから径方向外側に立ち上がるように形成された径方向環状部である円環状の腕部８２ｂと、を有する。基部８２ａの後側端面には、支持ピン８４が挿入される挿入溝８２ｍが、軸方向に沿って形成されている。腕部８２ｂの前方を向く面の先端が前方に張り出した摺動面８２ｓになっている。
後部カバー３３のボディ部３３ａには、ボディ部３３ａの内面の軸方向略中央に、ゴムスプリング８３を装着するための円環状の装着段部３３ｎが形成されている。ゴムスプリング８３は、装着段部３３ｎにインペラ３４の駆動軸８と同軸に嵌め込まれる固定部である基部８３ａと、基部８３ａから斜め前方に張り出す円錐面部である腕部８３ｂと、腕部８３ｂの先端から後方に向けて軸線に沿って円環状に延びる耐圧用直胴シール部である保持リップ部８３ｃと、を有する。 The stationary ring 82 has a cylindrical base portion 82a that is an axial annular portion, and an annular arm portion 82b that is a radial annular portion that is formed to rise radially outward from the base portion 82a. An insertion groove 82m into which the support pin 84 is inserted is formed in the rear end surface of the base 82a along the axial direction. The tip of the front-facing surface of the arm portion 82b is a sliding surface 82s that projects forward.
The body portion 33a of the rear cover 33 is provided with an annular mounting step portion 33n for mounting the rubber spring 83 at approximately the center of the inner surface of the body portion 33a in the axial direction. The rubber spring 83 has a base portion 83a which is a fixed portion that is fitted into the mounting step portion 33n coaxially with the drive shaft 8 of the impeller 34, an arm portion 83b which is a conical surface portion that projects diagonally forward from the base portion 83a, and an arm portion 83b that is a conical surface portion that projects obliquely forward from the base portion 83a. It has a holding lip portion 83c that is a pressure-resistant straight-body seal portion that extends in an annular shape along the axis from the tip toward the rear.

ゴムスプリング８３の保持リップ部８３ｃは、その内周面が、基部８２ａの外周面に嵌め合わされるとともに、保持リップ部８３ｃの前端面が、腕部８２ｂの後面に当接する状態で装着される。腕部８２ｂの前方を向く面の先端が、前方に張り出した摺動面８２ｓになっている。静止環８２は、その基部８２ａが、保持リップ部８３ｃに嵌合した状態で支持ピン８４を介してボディ部３３ａの円環状凹部３３ｄに連結されてボディ部３３ａに保持される。 The holding lip portion 83c of the rubber spring 83 is attached such that its inner circumferential surface is fitted to the outer circumferential surface of the base portion 82a, and the front end surface of the holding lip portion 83c is in contact with the rear surface of the arm portion 82b. The tip of the front-facing surface of the arm portion 82b is a sliding surface 82s that projects forward. The stationary ring 82 is connected to the annular recess 33d of the body portion 33a via the support pin 84 with its base portion 82a fitted into the holding lip portion 83c, and is held by the body portion 33a.

一方、インペラ３４のボス部３４ｂの軸方向前側の位置には、インペラ３４の駆動軸８と同軸に配置されるとともに、静止環８２に対向配置されてインペラ３４とともに回転する回転環８１が装着される。回転環８１および静止環８２には、硬度の高いセラミックス（例えばＳｉＣ）や超硬合金材料等を用いることが好ましい。
インペラ３４のボス部３４ｂには、回転環８１よりも軸方向前側の位置に、サポートシール８５が設けられている。サポートシール８５は、円筒状段部８５ｄの内周面が、基部３４ｋの外側面に嵌め合わされるとともに、サポートシール８５の後端面８５ｒが、回転環８１の前面８１ｍに当接する状態で装着される。回転環８１は、回転環８１の前側に装着されたサポートシール８５により弾性的に支持される。サポートシール８５は、インペラ３４と一体で回転するとともに回転環８２を保持する。 On the other hand, a rotating ring 81 is attached to a position on the axial front side of the boss portion 34b of the impeller 34, which is arranged coaxially with the drive shaft 8 of the impeller 34, and which is arranged opposite to the stationary ring 82 and rotates together with the impeller 34. Ru. For the rotating ring 81 and the stationary ring 82, it is preferable to use a highly hard ceramic material (for example, SiC), a cemented carbide material, or the like.
A support seal 85 is provided on the boss portion 34b of the impeller 34 at a position further axially forward than the rotating ring 81. The support seal 85 is installed such that the inner circumferential surface of the cylindrical step portion 85d is fitted to the outer surface of the base portion 34k, and the rear end surface 85r of the support seal 85 is in contact with the front surface 81m of the rotating ring 81. . The rotating ring 81 is elastically supported by a support seal 85 attached to the front side of the rotating ring 81. The support seal 85 rotates together with the impeller 34 and holds the rotating ring 82.

これにより、回転環８１と静止環８２とは、インペラ３４のボス部３４ｂの外周上に、メカニカルシールを構成するように軸方向に対向して装着される。換言すれば、本実施形態では、メカニカルシールとして、インペラ３４とともに回転する回転環８１と、回転環８１の摺動面８１ｓと摺接する摺動面８２ｓが対向配置される静止環８２と、を有する。
そして、回転環８１と静止環８２とは、対向配置された相互の径方向に沿った摺動面８１ｓ，８２ｓ同士が、互いに摺動されるシール摺動部を形成する。シール摺動部は、マグネットポンプ１の送液室４０内（液室メカニカルシール８０の軸方向前方の接液部側）から外部（液室メカニカルシール８０の軸方向後方のオイル室５１側）または外部から内部へのスラリの漏れを防止するように構成される。 Thereby, the rotating ring 81 and the stationary ring 82 are mounted on the outer periphery of the boss portion 34b of the impeller 34 so as to face each other in the axial direction so as to constitute a mechanical seal. In other words, in this embodiment, the mechanical seal includes a rotating ring 81 that rotates together with the impeller 34, and a stationary ring 82 in which a sliding surface 82s that is in sliding contact with a sliding surface 81s of the rotating ring 81 is disposed to face each other. .
The rotating ring 81 and the stationary ring 82 form a seal sliding portion in which sliding surfaces 81s and 82s of the rotating ring 81 and the stationary ring 82, which are arranged to face each other and extend along the radial direction, slide against each other. The seal sliding part extends from the inside of the liquid feeding chamber 40 of the magnet pump 1 (the liquid-contacted part side axially forward of the liquid chamber mechanical seal 80) to the outside (the oil chamber 51 side axially rearward of the liquid chamber mechanical seal 80) or Constructed to prevent leakage of slurry from the outside to the inside.

つまり、このシール摺動部は、回転環８１側の付勢手段がサポートシール８５であり、サポートシール８５により軸方向後方に向けて回転環８１が付勢されている。そして、静止環８２側の付勢手段はゴムスプリング８３であり、ゴムスプリング８３により軸方向前方に向けて静止環８２が付勢されている。
これにより、回転環８１と静止環８２との摺動面８１ｓ，８２ｓ同士が、互いに所定の押圧力で摺接されるメカニカルシール機構のシール摺動部を形成し、マグネットポンプ１の送液室４０内からオイル室への流体の漏れを防止可能になっている。 That is, in this seal sliding portion, the biasing means on the rotary ring 81 side is the support seal 85, and the rotary ring 81 is biased rearward in the axial direction by the support seal 85. The biasing means on the stationary ring 82 side is a rubber spring 83, and the stationary ring 82 is biased axially forward by the rubber spring 83.
As a result, the sliding surfaces 81s and 82s of the rotating ring 81 and the stationary ring 82 form a seal sliding part of a mechanical seal mechanism in which the sliding surfaces 81s and 82s of the rotating ring 81 and the stationary ring 82 slide against each other with a predetermined pressing force, and the liquid feeding chamber of the magnetic pump 1 This makes it possible to prevent fluid from leaking from inside 40 to the oil chamber.

ここで、本実施形態は、上述した構成に加え、更に、空気室７０に、スラリ中の固形粒子をオイル室メカニカルシール９０とは反対の送液室４０側に戻すための複数段階の粒子排除機構を備えている。本実施形態の空気室７０には、第一の粒子排除機構として、液室メカニカルシール８０の後方にラビリンスシール７１を設けるとともに、第二の粒子排除機構として、ラビリンスシール７１の後方に多段（この例では３段）の油溝７２，７３，７４を設けている。 Here, in addition to the above-mentioned configuration, the present embodiment further includes a plurality of stages of particle removal in order to return solid particles in the slurry to the liquid feeding chamber 40 side opposite to the oil chamber mechanical seal 90 in the air chamber 70. Equipped with a mechanism. In the air chamber 70 of this embodiment, a labyrinth seal 71 is provided behind the liquid chamber mechanical seal 80 as a first particle exclusion mechanism, and a multi-stage (this In the example, three stages of oil grooves 72, 73, and 74 are provided.

すなわち、本実施形態の空気室７０は、第一の粒子排除機構として、ボス部３４ｊの後縁外周部に円環状の突起部７１ａを有するとともに、突起部７１ａがボス部３４ｊの後縁外周部に勘合するように、ボディ部３３ａの前面に円環状の凹部７１ｂを形成してラビリンスシール７１を構成している。
さらに、本実施形態の空気室７０は、第二の粒子排除機構として、後部カバー３３の内周面に、それぞれ円環状をなす３列の油溝７２，７３，７４が、軸方向に所定の離隔距離を隔てて形成されている。この例では、各円環溝７２，７３，７４は、横断面形状が、径方向外側に向かうにつれて狭幅する台形形状になっている。 That is, the air chamber 70 of the present embodiment has an annular protrusion 71a on the outer periphery of the rear edge of the boss 34j as a first particle removal mechanism, and the protrusion 71a has a ring-shaped protrusion 71a on the outer periphery of the rear edge of the boss 34j. The labyrinth seal 71 is configured by forming an annular recess 71b on the front surface of the body portion 33a so as to fit into the body portion 33a.
Further, in the air chamber 70 of this embodiment, three rows of oil grooves 72, 73, and 74 each having an annular shape are provided on the inner circumferential surface of the rear cover 33 as a second particle removal mechanism in a predetermined direction in the axial direction. They are formed at a distance. In this example, each of the annular grooves 72, 73, and 74 has a trapezoidal cross-sectional shape that becomes narrower toward the outside in the radial direction.

また、オイル室メカニカルシール９０には、オイル室ケーシング５０の外部から、二次流体供給部５１、５２を用いて、オイルが連続的または間欠的に供給される。これにより、オイル室５１の内部空間にはオイルが充填される。
なお、本実施形態の例では、オイル室ケーシング５０に満たす二次流体としてオイルを例に示したが、これに限定されず、必要に応じて、水、オイル、グリスなどの種々の二次流体を供給して充填することができる。本実施形態のマグネットポンプ１では、送液として高濃度スラリを扱う場合であって、水中軸受部２０およびマグネットカップリング部１０を満たす二次流体として、送液でなくオイルを満たしている。 Further, oil is continuously or intermittently supplied to the oil chamber mechanical seal 90 from outside the oil chamber casing 50 using the secondary fluid supply sections 51 and 52. As a result, the internal space of the oil chamber 51 is filled with oil.
In the example of the present embodiment, oil is used as an example of the secondary fluid that fills the oil chamber casing 50, but the invention is not limited to this, and various secondary fluids such as water, oil, and grease may be used as necessary. can be supplied and filled. In the magnetic pump 1 of the present embodiment, when a highly concentrated slurry is handled as a liquid to be fed, oil is used as the secondary fluid that fills the submersible bearing part 20 and the magnetic coupling part 10 instead of liquid to be fed.

オイル室５１の内部空間への二次流体のパージングにより、シール摺動部とサポートシール８５の間から接液側に微量ずつ二次流体が押し出され、これにより、被送流体内の固形物粒子等がオイル室５１内に侵入するのを防止するとともに、侵入した固形物粒子等の異物を被送流体側に押し戻す作用がある。
そして、本実施形態のマグネットポンプ１では、二次流体としてのオイルが送液中に漏れないように、多段の油溝７２，７３，７４の後方に、二次シール機構として、油室メカニカルシール９０を送液室メカニカルシール８０とは別途に配置している。 By purging the internal space of the oil chamber 51 with the secondary fluid, the secondary fluid is pushed out from between the seal sliding part and the support seal 85 to the liquid contact side little by little, thereby causing solid particles in the fluid to be sent. This has the effect of preventing foreign substances such as solid particles from entering the oil chamber 51 and pushing back foreign substances such as solid particles that have entered into the fluid to be sent.
In the magnet pump 1 of this embodiment, an oil chamber mechanical seal is installed as a secondary seal mechanism behind the multistage oil grooves 72, 73, and 74 to prevent oil as a secondary fluid from leaking during liquid feeding. 90 is arranged separately from the liquid feeding chamber mechanical seal 80.

油室メカニカルシール９０は、後部カバー３３とスラスト軸受２５との間の空間に配置されている。
後部カバー３３は、ボディ部３３ａのオイル室５１側に、ボディ部３３ａの後端に凸設されたボス状のシール装着部３３ｅを有し、このシール装着部３３ｅに、オイル室メカニカルシール９０の静止環９２が装着されている。静止環９２は、静止環９２とシール装着部３３ｅの内面３３ｆとの間に介装された保持器８５によって保持される。 The oil chamber mechanical seal 90 is arranged in a space between the rear cover 33 and the thrust bearing 25.
The rear cover 33 has a boss-shaped seal mounting part 33e that is protruded from the rear end of the body part 33a on the oil chamber 51 side of the body part 33a. A stationary ring 92 is attached. The stationary ring 92 is held by a retainer 85 interposed between the stationary ring 92 and the inner surface 33f of the seal mounting portion 33e.

油室メカニカルシール９０は、静止環９２が後部カバー３３側に固定されるとともに、シール装着部３３ｅの内面３３ｆに装着された保持器９５で保持された静止環９２に対して、軸方向に対向するように回転環９１が取り付けられ、静止環９２と回転環９１とは、互いの対向面同士が摺接している。
駆動軸８の外周には、コイルバネ支持部材９４で水平姿勢が支持された円筒コイルバネ９３が駆動軸８の外周を囲繞するように取り付けられ、この円筒コイルバネ９３が回転環９１を静止環９２の方向に押圧付勢している。これにより、油室メカニカルシール９０は、静止環９２と回転環９１との間の摺接面によって、後部カバー３３側からのスラリがオイル室ハウジング５０内に漏れ出すことを防止している。 The oil chamber mechanical seal 90 has a stationary ring 92 fixed to the rear cover 33 side and axially opposed to the stationary ring 92 held by a retainer 95 attached to the inner surface 33f of the seal attachment part 33e. The rotating ring 91 is attached in such a manner that the stationary ring 92 and the rotating ring 91 have opposing surfaces that are in sliding contact with each other.
A cylindrical coil spring 93 whose horizontal position is supported by a coil spring support member 94 is attached to the outer periphery of the drive shaft 8 so as to surround the outer periphery of the drive shaft 8 . It is pressed and biased. Thereby, the oil chamber mechanical seal 90 prevents slurry from leaking into the oil chamber housing 50 from the rear cover 33 side by the sliding surface between the stationary ring 92 and the rotating ring 91.

次に、本実施形態のマグネットポンプ１の動作および作用効果について説明する。
本実施形態のマグネットポンプ１では、マグネットポンプ１の運転時には、モータ３が駆動されると出力軸４とともに駆動側マグネット部５が一体で回転し、駆動側マグネット部５のアウタマグネット５ａから従動側マグネット７のインナマグネット７ａに伝達された回転力によって従動側マグネット部７が回転駆動される。 Next, the operation and effects of the magnet pump 1 of this embodiment will be explained.
In the magnet pump 1 of this embodiment, when the magnet pump 1 is operated, when the motor 3 is driven, the drive side magnet part 5 rotates together with the output shaft 4, and the drive side magnet part 5 rotates from the outer magnet 5a of the drive side magnet part 5 to the driven side. The driven side magnet portion 7 is rotationally driven by the rotational force transmitted to the inner magnet 7a of the magnet 7.

これにより、水中軸受部２０により回転自在に支持された駆動軸８が従動側マグネット部７とともに一体で回転すると、この駆動軸８に直接接続されたインペラ３４がケーシング３０の送液室４０で回転する。ケーシング３０内でインペラ３４がその回転軸線ＣＬ１を中心として回転すると、送液室４０では、インペラ３４の動きに伴って、被送流体であるスラリを昇圧して、吸込口３５から吐出口３６に向けてスラリを圧送することができる。 As a result, when the drive shaft 8 rotatably supported by the underwater bearing section 20 rotates together with the driven side magnet section 7, the impeller 34 directly connected to the drive shaft 8 rotates in the liquid feeding chamber 40 of the casing 30. do. When the impeller 34 rotates around its rotation axis CL1 within the casing 30, the slurry, which is the fluid to be fed, is increased in pressure in the liquid feeding chamber 40 with the movement of the impeller 34, and flows from the suction port 35 to the discharge port 36. Slurry can be pumped towards the target.

ここで、スラリを移送するポンプの軸封装置として、「背景技術」で説明したように、スラリ等の送液に直接接する部分に、コイルスプリングを用いたメカニカルシールを使用した場合、スラリ中の成分がコイルスプリングに固着して作動不良が発生するという問題がある。
また、従来から、水中軸受部とマグネットカップリング部とを用いたマグネットポンプが用いられているところ、通常、この種のマグネットポンプは、送液可能なスラリ粒子径が、およそ１～２ｍｍ（濃度３０ｗｔ％）である。これは、使用する水中軸受の耐摩耗性等の規制条件により、送液可能なスラリ粒子径が制限されるからである。 Here, as explained in the "Background Technology" section, as a shaft sealing device for a pump that transfers slurry, if a mechanical seal using a coil spring is used in the part that comes into direct contact with the liquid such as slurry, it is possible to There is a problem that the components stick to the coil spring and cause malfunction.
In addition, conventionally, magnetic pumps have been used that use an underwater bearing part and a magnetic coupling part, but normally, this type of magnetic pump has a slurry particle diameter of approximately 1 to 2 mm (concentration 30 wt%). This is because the diameter of slurry particles that can be fed is limited by regulatory conditions such as the wear resistance of the underwater bearing used.

これに対し、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、送液室メカニカルシール８０は、回転環８１がインペラ３４の背面側のボス部３４ｊに配置され、静止環８２が回転環８１の摺接面８１ｓに対して軸方向に対向して液室４０内面に配置されるとともに、液室４０内面に配置された円環状のゴムスプリング８３によって静止環８２を回転環８１の方向に押圧付勢するので、マグネットポンプ１をコンパクトに構成しつつ、マグネットポンプ１の被送流体がスラリであってもメカニカルシール８０の作動不良や損傷が発生することを防止または抑制できる。 On the other hand, according to the magnetic pump 1 of the present embodiment, the liquid feeding chamber mechanical seal 80 has the rotating ring 81 disposed on the boss portion 34j on the back side of the impeller 34, and the stationary ring 82 slidingly contacting the rotating ring 81. The stationary ring 82 is pressed in the direction of the rotating ring 81 by an annular rubber spring 83 which is arranged on the inner surface of the liquid chamber 40 so as to face the surface 81s in the axial direction. Therefore, while the magnet pump 1 is configured compactly, malfunction or damage to the mechanical seal 80 can be prevented or suppressed even if the fluid to be sent by the magnet pump 1 is slurry.

つまり、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、送液は、まず、一次シール機構としてインペラ背部に設置された液室メカニカルシール８０でシールされる。本実施形態のマグネットポンプ１では、液室メカニカルシール８０は、インペラ背部にシール摺動面を設けることにより、シール摺動面が送液に直接触れるため、シール摺動面の液膜形成状態が安定する（ドライ摺動防止）。 That is, according to the magnet pump 1 of this embodiment, the liquid is first sealed by the liquid chamber mechanical seal 80 installed at the back of the impeller as a primary sealing mechanism. In the magnetic pump 1 of this embodiment, the liquid chamber mechanical seal 80 is provided with a seal sliding surface on the back of the impeller, so that the seal sliding surface comes into direct contact with the liquid being fed, so that the state of liquid film formation on the seal sliding surface is reduced. Stable (prevents dry sliding).

特に、本実施形態のマグネットポンプ１では、液室メカニカルシール８０は、シール摺動面の面圧調整に、ゴムスプリング８３の弾性力を利用しているので、円筒コイルバネのような複雑な形状の金属スプリングに比べて、ポンプをコンパクトに構成しつつ、ポンプの被送流体がスラリであっても、スラリ中の成分がコイルスプリングに固着して作動不良が発生するようなことはなく、ゴムスプリング８３が送液に接液しても作動不良等のトラブルが防止または抑制される。また、本実施形態のマグネットポンプ１では、摺動面８１ｓ、８２ｓの位置が裏羽根３４ｒの内径よりも内側に設置されているので、摺動面８１ｓ、８２ｓの位置では周速が低くなり潤滑に有利であるといえる。 In particular, in the magnet pump 1 of the present embodiment, the liquid chamber mechanical seal 80 uses the elastic force of the rubber spring 83 to adjust the surface pressure on the seal sliding surface, so that it can be Compared to metal springs, the pump is more compact, and even if the pump's fluid is slurry, the components in the slurry will not stick to the coil springs and cause malfunction. Even if 83 comes into contact with the liquid being fed, troubles such as malfunctions are prevented or suppressed. In addition, in the magnet pump 1 of this embodiment, since the positions of the sliding surfaces 81s and 82s are installed inside the inner diameter of the back blade 34r, the circumferential speed is low at the positions of the sliding surfaces 81s and 82s, which lubricates the lubrication. This can be said to be advantageous.

さらに、本実施形態のマグネットポンプ１は、上述したように、駆動部（シャフトアッセンブリ）を構成する、水中軸受部２０とマグネットカップリング部１０に、送液とは違う媒体（オイル）を二次流体として封入する構造である。すなわち、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、水中軸受部２０やマグネットカップリング部１０を含むシャフトアッセンブリを送液で満たすのではなく、（清浄な）オイルで満たすように、オイル室ハウジング５０のオイル室内に配置している。 Furthermore, as described above, the magnetic pump 1 of this embodiment uses a secondary medium (oil) different from liquid feeding to the submersible bearing section 20 and the magnetic coupling section 10 that constitute the drive section (shaft assembly). It has a structure in which it is sealed as a fluid. That is, according to the magnetic pump 1 of this embodiment, the oil chamber housing 50 is filled with (clean) oil instead of filling the shaft assembly including the underwater bearing part 20 and the magnetic coupling part 10 with liquid. It is located inside the oil chamber.

そのため、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、シャフトアッセンブリは、オイル室ハウジング５０内にオイルが満たされた状態で回転するため、ポンプ外部への送液の漏洩は完全に遮断される上、送液が高濃度スラリであっても、シャフトアッセンブリが送液とは隔絶された状態で回転するので、シャフトアッセンブリ自体が送液による早期ダメージを防止または抑制して、長寿命化を図ることができる。 Therefore, according to the magnet pump 1 of this embodiment, the shaft assembly rotates with the oil chamber housing 50 filled with oil, so that leakage of liquid to the outside of the pump is completely blocked, and Even if the liquid being fed is a highly concentrated slurry, the shaft assembly rotates in a state that is isolated from the liquid being fed, so the shaft assembly itself can prevent or suppress early damage due to liquid feeding and extend its life. can.

特に、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、スラリ粒子径が２ｍｍ以上のスラリ液であっても送液を可能にする。
つまり、本実施形態のマグネットポンプ１において、高濃度スラリによるダメージを最初に受けるのは、一次シール機構としてインペラ３４の背面に位置するように送液室４０に配された送液室メカニカルシール８０であり、送液室メカニカルシール８０から高濃度スラリのリークが始まっても、空気室７０から二次シール機構としてのオイル室メカニカルシール９０を順に介してオイル室５１内に高濃度スラリが浸入することになる。そのため、シャフトアッセンブリのダメージが早期に進行することが防止または抑制される。 In particular, according to the magnet pump 1 of this embodiment, it is possible to feed even slurry liquid having a slurry particle size of 2 mm or more.
That is, in the magnet pump 1 of this embodiment, the first thing to be damaged by the high concentration slurry is the liquid feeding chamber mechanical seal 80, which is disposed in the liquid feeding chamber 40 and is located on the back side of the impeller 34 as a primary sealing mechanism. Therefore, even if the high-concentration slurry starts to leak from the liquid feeding chamber mechanical seal 80, the high-concentration slurry infiltrates into the oil chamber 51 from the air chamber 70 through the oil chamber mechanical seal 90 as a secondary sealing mechanism. It turns out. Therefore, early progress of damage to the shaft assembly is prevented or suppressed.

特に、本実施形態のマグネットポンプ１では、空気室７０に、第一の粒子排除機構としてラビリンスシール７１を有するので、オイル室５１のシール摺動部に到達する固形粒子の量を抑制できる。よって、オイル室メカニカルシール９０のシール機能の長寿命化を図ることができる。
さらに、本実施形態の送液室メカニカルシール８０によれば、空気室７０に、第二の粒子排除機構として、多段の油溝７２，７３，７４を設けているので、各油溝７２，７３，７４内で生じた渦流によって、スラリ中の固形粒子を捕捉（トラップ）できる。そのため、オイル室メカニカルシール９０のシール摺動部に到達する固形粒子の量を抑制する上で好適であり、オイル室メカニカルシール９０の長寿命化を図る上で優れている。 In particular, in the magnet pump 1 of this embodiment, since the air chamber 70 has the labyrinth seal 71 as the first particle removal mechanism, the amount of solid particles that reach the seal sliding portion of the oil chamber 51 can be suppressed. Therefore, the life of the sealing function of the oil chamber mechanical seal 90 can be extended.
Furthermore, according to the liquid feeding chamber mechanical seal 80 of the present embodiment, the air chamber 70 is provided with multi-stage oil grooves 72, 73, 74 as a second particle removal mechanism. , 74 can trap solid particles in the slurry. Therefore, it is suitable for suppressing the amount of solid particles that reach the seal sliding portion of the oil chamber mechanical seal 90, and is excellent for extending the life of the oil chamber mechanical seal 90.

以上説明したように、本実施形態のマグネットポンプ１によれば、ポンプをコンパクトに構成しつつ、ポンプの被送流体がスラリであっても作動不良や損傷が発生することを防止または抑制できる。
なお、本発明に係るポンプ用メカニカルシールおよびこれを備えるマグネットポンプは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。 As described above, according to the magnet pump 1 of the present embodiment, the pump can be configured compactly and malfunction or damage can be prevented or suppressed even if the fluid to be delivered by the pump is slurry.
It should be noted that the mechanical seal for a pump according to the present invention and the magnetic pump equipped with the same are not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .

１ マグネットポンプ
２ モータブラケット
３ モータ
４ 出力軸
５ 駆動側マグネット部
６ キャン（隔壁部材）
７ 従動側マグネット部
８ 駆動軸
１０ マグネットカップリング部
２０ 水中軸受部
３０ ケーシング
３１ フロントケーシング
３２ リアケーシング
３３ 後部カバー
３４ インペラ
３４ｊ ボス部
３４ｒ 裏羽根
３５ 吸込口
３６ 吐出口
４０ 送液室
４１ ライナ
４１ａ 主ライナ
４１ｂ 後部ライナ
５０ オイル室ケーシング
５１ オイル室（二次流体室）
６０ 駆動部ハウジング
７０ 空気室
７１ ラビリンスシール
７２ 油溝
７３ 油溝
７４ 油溝
８０ 送液室メカニカルシール（メカニカルシール）
８１ 回転環
８２ 静止環
８３ ゴムスプリング
８４ 支持ピン
８５ サポートシール（ゴムパッキン）
９０ オイル室メカニカルシール
９１ 回転環
９２ 静止環
９３ 円筒コイルバネ
９４ コイルバネ支持部材
９５ 保持器 1 Magnetic pump 2 Motor bracket 3 Motor 4 Output shaft 5 Drive side magnet part 6 Can (bulkhead member)
7 Driven side magnet part 8 Drive shaft 10 Magnetic coupling part 20 Underwater bearing part 30 Casing 31 Front casing 32 Rear casing 33 Rear cover 34 Impeller 34j Boss part 34r Back blade 35 Suction port 36 Discharge port 40 Liquid feeding chamber 41 Liner 41a Main Liner 41b Rear liner 50 Oil chamber casing 51 Oil chamber (secondary fluid chamber)
60 Drive unit housing 70 Air chamber 71 Labyrinth seal 72 Oil groove 73 Oil groove 74 Oil groove 80 Liquid feeding chamber mechanical seal (mechanical seal)
81 Rotating ring 82 Stationary ring 83 Rubber spring 84 Support pin 85 Support seal (rubber packing)
90 Oil chamber mechanical seal 91 Rotating ring 92 Stationary ring 93 Cylindrical coil spring 94 Coil spring support member 95 Retainer

Claims (4)

液室内にインペラを備えるポンプに用いられるメカニカルシールであって、
前記インペラは、自身背面に設けられた複数の裏羽根と、駆動軸に嵌合されて自身背面の中心部分から軸方向後方に伸びるボス部と、該ボス部の外周面と前記裏羽根の内径側端面との間に形成されて自身背面側を凹とする円環状の基部と、を有するものであり、
前記インペラの前記基部に嵌合される円環状のゴムパッキンと、
前記インペラの駆動軸と同軸に配置されて前記ゴムパッキンによって前記ボス部の外周面と前記裏羽根の内径側端面との間の位置に支持される円環状の回転環と、
前記液室内面に前記インペラの駆動軸と同軸に且つ前記ボス部の外周面と前記裏羽根の内径側端面との間の位置に配置されて前記回転環の摺接面に対して軸方向に対向する摺接面を有する円環状の静止環と、
前記液室内面に前記インペラの駆動軸と同軸に配置されて前記静止環を前記回転環の方向に押圧付勢する円環状のゴムスプリングと、
を備えることを特徴とするポンプ用メカニカルシール。 A mechanical seal used in a pump having an impeller in a liquid chamber,
The impeller includes a plurality of back blades provided on its back surface, a boss portion that is fitted onto a drive shaft and extends axially rearward from a central portion of its back surface, and an outer circumferential surface of the boss portion and an inner diameter of the back blade. and an annular base formed between the side end face and the back side thereof being concave,
an annular rubber packing fitted to the base of the impeller;
an annular rotating ring disposed coaxially with the drive shaft of the impeller and supported by the rubber packing at a position between the outer peripheral surface of the boss portion and the inner diameter side end surface of the back blade;
Disposed on the inner surface of the liquid chamber coaxially with the drive shaft of the impeller and at a position between the outer peripheral surface of the boss portion and the inner diameter end surface of the back blade, and axially with respect to the sliding surface of the rotating ring. an annular stationary ring having opposing sliding surfaces;
an annular rubber spring disposed on the inner surface of the liquid chamber coaxially with the drive shaft of the impeller to press and bias the stationary ring in the direction of the rotating ring;
A mechanical seal for a pump characterized by comprising: 前記ゴムスプリングは、前記液室内面に形成された円環状凹部に嵌め込まれる円環状の固定部と、該固定部を基端側として前記静止環を押圧付勢する部分に向けて斜めに張り出す円錐面部と、該円錐面部の先端の位置から前記液室内面側に向けて軸方向に沿って延びる円筒状の耐圧用直胴シール部と、を有する請求項１に記載のポンプ用メカニカルシール。 The rubber spring includes an annular fixing part that is fitted into an annular recess formed on the inner surface of the liquid chamber, and an annular fixing part that extends obliquely toward a part that presses and biases the stationary ring with the fixing part as a base end side. The mechanical seal for a pump according to claim 1, comprising: a conical surface portion; and a cylindrical pressure-resistant seal portion extending in the axial direction from the tip of the conical surface portion toward the inner surface of the liquid chamber. 前記静止環は、自身軸方向断面視形状が、径方向環状部と、軸方向環状部と、を有するＬ字形状をなし、前記径方向環状部のうちの前記回転環側の一部が前記回転環との摺接面とされるとともに、前記軸方向環状部のうちの前記液室内面側の一部に回り止め溝が形成され、該回り止め溝が前記液室内面に嵌め込まれた回り止めピンに対して軸方向にはスライド移動可能に且つ周方向には回転が拘束されるように嵌合されており、
前記ゴムスプリングは、前記円錐面部の先端が、前記径方向環状部の背面側の面を前記回転環の方向に押圧付勢するように装着さるとともに、前記耐圧用直胴シール部の内周面が、前記軸方向環状部の外周面に摺接するように嵌め込まれている請求項２に記載のポンプ用メカニカルシール。 The stationary ring has an L-shaped axial cross-sectional shape including a radial annular portion and an axial annular portion, and a portion of the radial annular portion on the rotating ring side A detent groove is formed in a portion of the axial annular portion on the inner surface of the liquid chamber, and serves as a sliding surface with the rotating ring, and the rotation of the detent groove is fitted into the inner surface of the liquid chamber. It is fitted to the stop pin so that it can slide in the axial direction and is restrained from rotating in the circumferential direction.
The rubber spring is attached such that the tip of the conical surface portion presses and urges the rear surface of the radial annular portion in the direction of the rotating ring, and the rubber spring is attached to the inner circumferential surface of the pressure-resistant straight body seal portion. 3. The mechanical seal for a pump according to claim 2 , wherein the mechanical seal is fitted so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface of the axial annular portion. 液室内にインペラを備えるマグネットポンプであって、
請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ用メカニカルシールを備えることを特徴とするマグネットポンプ。 A magnetic pump having an impeller in a liquid chamber,
A magnet pump comprising the mechanical seal for a pump according to any one of claims 1 to 3.
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