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JP2001041193A - Pump with self-liquid fluid bearing - Google Patents

Pump with self-liquid fluid bearing

Info

Publication number
JP2001041193A
JP2001041193A JP11209418A JP20941899A JP2001041193A JP 2001041193 A JP2001041193 A JP 2001041193A JP 11209418 A JP11209418 A JP 11209418A JP 20941899 A JP20941899 A JP 20941899A JP 2001041193 A JP2001041193 A JP 2001041193A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
wear ring
side wear
impeller
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11209418A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yamashiro
憲治 山代
Norihiko Ide
紀彦 井手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Nippon Machinery Co Ltd
Original Assignee
Shin Nippon Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Nippon Machinery Co Ltd filed Critical Shin Nippon Machinery Co Ltd
Priority to JP11209418A priority Critical patent/JP2001041193A/en
Publication of JP2001041193A publication Critical patent/JP2001041193A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the maintenance for lubrication and shaft sealing by forming a rotating wear ring fitted into the shroud part of an impeller out of a material having excellent seizure resistance, and supporting a rotor by means of dynamic fluid of self-liquid fluid produced by operating a pump. SOLUTION: A multiple stage centrifugal pump, having an impeller 2 fitted onto a pump shaft 1 forming a rotor, is provided with a stationary wear ring 10 and a rotating wear ring 9 so that they may face with a clearance S therebetween, with the former fitted onto the inner-periphery surface of an inner casing 6 and the latter formed out of a material having excellent seizure resistance and fitted onto the outer periphery surface of the shroud part 8 of the impeller 2. When the pump is rotated, axial flow by a pressure difference across it and circumferential flow by the rotation occur in the clearance S. The axial flow, out of those occurring in the clearance S, acts dominantly, so that the part between both wear rings 10, 9 serves as a leaky seal by means of self-liquid of the pump, thus it is possible to keep fluid dynamics in a stable condition for stable driving condition of the pump.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多段遠心ポンプに
関するものであって、自液流体軸受を有する同ポンプに
係わるものである。
The present invention relates to a multistage centrifugal pump, and more particularly to a multistage centrifugal pump having a self-fluid bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種ポンプは図2に示すよう
に、ポンプ軸1にインペラー2を多段に装着したロータ
ーをポンプケーシング3内に収納し、ポンプ軸1はポン
プケーシング3の外側まで延在して設け、ポンプケーシ
ング3の外側で油潤滑軸受4で支持する構造となってい
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 2, a conventional pump of this type houses a rotor in which a plurality of impellers 2 are mounted on a pump shaft 1 in a pump casing 3, and the pump shaft 1 extends to the outside of the pump casing 3. And is supported by an oil-lubricated bearing 4 outside the pump casing 3.

【0003】油潤滑軸受は潤滑油のメンテナンスが必要
であるし、大型の軸受では潤滑用給油装置も必要にな
る。また、油潤滑軸受においては潤滑油を保持するた
め、軸受囲い5も必要となり、部品数が多くなって、こ
のため総合的にメンテナンスが多岐にわたり複雑であっ
た。
[0003] Oil-lubricated bearings require maintenance of lubricating oil, and large-sized bearings require a lubricating oil supply device. Further, in the case of oil-lubricated bearings, a bearing enclosure 5 is also required to hold the lubricating oil, and the number of parts is increased.

【0004】さらに、ポンプ軸1をポンプケーシング3
の外側まで延設するので、ポンプ軸が長くなると共に、
このため、ポンプの全長が長大なものとなっている。図
中6はインペラー2を割室に区画するインナーケーシン
グであり、ポンプケーシング3の内面に固定されてい
る。なお、7はポンプ軸1の吐出側端部に嵌装され、ポ
ンプケーシング3に支持され、ポンプ軸1にかかるスラ
スト荷重を受けるスラスト軸受である。
Further, a pump shaft 1 is connected to a pump casing 3
So that the pump shaft becomes longer
For this reason, the overall length of the pump is long. In the figure, reference numeral 6 denotes an inner casing that partitions the impeller 2 into split chambers, and is fixed to an inner surface of the pump casing 3. Reference numeral 7 denotes a thrust bearing fitted to the discharge side end of the pump shaft 1 and supported by the pump casing 3 to receive a thrust load applied to the pump shaft 1.

【0005】図3にインペラー2とインナーケーシング
6との関係を拡大図で示している。インペラー2のシュ
ラウド部8の外周面には回転側ウェアリング9が嵌着さ
れており、前記インナーケーシング6の内周面に装着さ
れた固定側ウェアリング10と対面している。なお、図
中11はポンプ吸込口、12はポンプ吐出口である。
FIG. 3 is an enlarged view showing the relationship between the impeller 2 and the inner casing 6. A rotation-side wear ring 9 is fitted on the outer peripheral surface of the shroud portion 8 of the impeller 2, and faces the fixed-side wear ring 10 attached to the inner peripheral surface of the inner casing 6. In the figure, reference numeral 11 denotes a pump suction port, and 12 denotes a pump discharge port.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポンプの部
品数を減らし、ポンプのメンテナンス性を向上させると
共に、ポンプ軸を短縮し、ポンプの全長を縮めてコンパ
クトな多段遠心ポンプを得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a compact multi-stage centrifugal pump by reducing the number of parts of the pump, improving the maintainability of the pump, shortening the pump shaft and shortening the overall length of the pump. Aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】ポンプ軸にインペラーを
装着したローターを有するポンプにおいて、インペラー
のシュラウド部に嵌装した回転側ウェアリングを耐焼付
性に優れた材料で構成し、該回転側ウェアリングとイン
ナーケーシングの内周面に装着された固定側ウェアリン
グとの間隔を微小間隙として、ポンプの運転により前記
回転側ウェアリングと固定側ウェアリングとの隙間に発
生する自液流体の動的流体力によってローターを支持す
るようにした。
SUMMARY OF THE INVENTION In a pump having a rotor having an impeller mounted on a pump shaft, a rotating wear ring fitted to a shroud portion of the impeller is made of a material having excellent seizure resistance. The gap between the ring and the fixed-side wear ring attached to the inner peripheral surface of the inner casing is defined as a small gap, and the dynamics of the self-liquid fluid generated in the gap between the rotating-side wear ring and the fixed-side wear ring by operation of the pump. The rotor was supported by fluid force.

【0008】また、回転側ウェアリングを耐焼付き性に
優れたエンジニアリングプラスチック材とした。さら
に、回転側ウェアリングと固定側ウェアリングとの隙間
を0,065〜0,165mmの微小間隙とした。
Further, the rotating side wear ring is made of an engineering plastic material having excellent seizure resistance. Further, the gap between the rotating side wear ring and the fixed side wear ring was set to a minute gap of 0,065 to 0,165 mm.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下図に沿って本発明の実施の形
態について説明する。図1は本発明によるポンプの断面
図である。なお、図2で説明した従来型の部品と同等の
部品については、同じ番号を付し、詳細な説明は省略す
る。図において、13は短縮されたポンプ軸であって、
図2に示す従来型のものと比較して、ポンプケーシング
3の外で油潤滑軸受4に支持されておらず、その分短縮
されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a pump according to the present invention. Parts that are the same as the conventional parts described with reference to FIG. 2 are given the same numbers, and detailed descriptions thereof are omitted. In the figure, 13 is a shortened pump shaft,
As compared with the conventional type shown in FIG. 2, the lubrication bearing 4 is not supported by the oil-lubricated bearing 4 outside the pump casing 3 and is shortened accordingly.

【0010】該ポンプ軸13にはインペラー2が装着さ
れ、ローターが構成されている。インナーケーシング6
の内周面に装着された固定側ウェアリング10とインペ
ラー2のシュラウド部8の外周面に嵌着された回転側ウ
ェアリング9とは隙間Sを空けて対面している。なお、
隙間Sは片側の隙間を指しており、直径隙間でみればS
×2となる。
The impeller 2 is mounted on the pump shaft 13 to form a rotor. Inner casing 6
The fixed-side wear ring 10 attached to the inner peripheral surface of the impeller 2 and the rotating-side wear ring 9 fitted to the outer peripheral surface of the shroud portion 8 of the impeller 2 face each other with a gap S therebetween. In addition,
The gap S indicates a gap on one side.
× 2.

【0011】この構成においてポンプを停止していると
きは、ローターはインペラー2の回転側ウェアリング9
がインナーケーシング6の固定側ウェアリング10上に
乗った状態で支持され、静止している。このとき、下側
の隙間Sはなくなり、上側の隙間Sは大きくなってい
る。ポンプを作動、つまり、ローターを回転させると、
固定側ウェアリング10および回転側ウェアリング9と
の隙間Sには、その前後の差圧による軸方向の流れと、
回転による周方向の流れが発生する。
In this configuration, when the pump is stopped, the rotor is mounted on the rotating side wear ring 9 of the impeller 2.
Are supported on the fixed-side wear ring 10 of the inner casing 6 and are stationary. At this time, the lower gap S has disappeared, and the upper gap S has increased. Activating the pump, that is, rotating the rotor,
The gap S between the fixed-side wear ring 10 and the rotation-side wear ring 9 has an axial flow due to a differential pressure between before and after the gap S,
The rotation causes a circumferential flow.

【0012】従来型では、ローターと固定部との間の隙
間は、ローターが固定部に回転接触しないように0,1
25〜0,275mm程度に設定されていた。本発明で
はこの隙間Sを0,065〜0,165mm程度の極め
て薄い隙間とした。そして、該隙間Sに発生する流れ
は、軸方向の流れが支配的に働き、固定側ウェアリング
10および回転側ウェアリング9間はポンプ自液による
漏れ式シールとして働き、この働きによる流体の動的な
特性として軸受効果および振れ廻り防止効果が生じる。
In the conventional type, the gap between the rotor and the fixed part is 0, 1 so that the rotor does not come into rotational contact with the fixed part.
It was set to about 25 to 0.275 mm. In the present invention, the gap S is an extremely thin gap of about 0,065 to 0,165 mm. The flow generated in the gap S is dominated by the axial flow, and acts as a leak-type seal between the fixed-side wear ring 10 and the rotation-side wear ring 9 by the pump's own liquid. As a characteristic, a bearing effect and a whirling prevention effect occur.

【0013】つまり、ローターの軸心を固定側ウェアリ
ング10の中心へと導くような動的流体力が発生し、ロ
ーターが浮き始める。そして、ローターの軸心が固定側
ウェアリング10の中心に導かれたら、その状態で定常
運転に入れば、動的流体力が安定するので、ポンプの安
定した運転状態が得られる。
That is, a dynamic fluid force is generated to guide the axis of the rotor to the center of the fixed-side wear ring 10, and the rotor starts to float. Then, if the axis of the rotor is guided to the center of the fixed-side wear ring 10, if steady operation is started in that state, the dynamic fluid force is stabilized, and a stable operation state of the pump is obtained.

【0014】ポンプの運転を停止するときには、停止直
前になると、固定側ウェアリング10および回転側ウェ
アリング9の前後の差圧や、ローターの回転数が低下す
ることにより固定側ウェアリング10と回転側ウェアリ
ング9との隙間Sでの動的流体力が低下し、徐々にロー
ターが沈み、回転側ウェアリング9が固定側ウェアリン
グ10に接触して停止する。そして、ローターが停止し
た状態では、ローターは、インペラー2の回転側ウェア
リング9が、インナーケーシング6の固定側ウェアリン
グ10上に乗って静止する状態に戻る。
When the operation of the pump is stopped, immediately before the stop, the pressure difference between the front and rear of the fixed-side wear ring 10 and the rotating-side wear ring 9 and the rotation speed of the rotor are reduced, so that the rotation of the fixed-side wear ring 10 and the rotation of the fixed-side wear ring 10 are reduced. The dynamic fluid force in the gap S with the side wear ring 9 decreases, the rotor gradually sinks, and the rotating side wear ring 9 comes into contact with the fixed side wear ring 10 and stops. When the rotor is stopped, the rotor returns to a state in which the rotating wear ring 9 of the impeller 2 rides on the fixed wear ring 10 of the inner casing 6 and stops.

【0015】なお、回転側ウェアリング9のみを嵌着
し、固定側のウェアリングは省略してもよい。そのとき
は、回転側ウェアリング9とインナーケーシング6の内
周面との隙間がSとなるし、回転側ウェアリング9はイ
ンナーケーシング6の内周面上に乗って静止することに
なる。そして、このようにラジアル荷重については、ポ
ンプ自液の動的流体力によつて支持するが、スラスト荷
重については、バランスディスク14によって支えてい
る。このスラスト荷重支持の手段は従来から使用されて
いる技術である。
Note that only the rotation-side wear ring 9 may be fitted, and the fixed-side wear ring may be omitted. At that time, the gap between the rotation-side wear ring 9 and the inner peripheral surface of the inner casing 6 is S, and the rotation-side wear ring 9 rides on the inner peripheral surface of the inner casing 6 and stops. The radial load is supported by the dynamic fluid force of the pump's own liquid, while the thrust load is supported by the balance disk 14. The means for supporting the thrust load is a conventionally used technique.

【0016】本発明は始動および停止直前には、回転体
と固定部が接触する構成であるから、焼付きを起こし易
い。このため、固定側ウェアリング10と回転側ウェア
リング9の隙間Sでの動的流体力を速やかに高めるよう
該隙間Sを0,065〜0,165mm程度の微細隙間
としている。また、回転側ウェアリング9には耐焼付性
に優れた材料、例えば、エンジニアリングプラスチック
材(PEEK ポリエーテルエーテルケトン等)を使用
している。
In the present invention, the rotating body and the fixed portion are in contact with each other immediately before starting and stopping, so that seizure is easily caused. For this reason, the gap S is set to a minute gap of about 0,065 to 0,165 mm so as to quickly increase the dynamic fluid force in the gap S between the fixed-side wear ring 10 and the rotation-side wear ring 9. The rotation side wear ring 9 is made of a material having excellent seizure resistance, for example, an engineering plastic material (PEEK polyetheretherketone, etc.).

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明は、液体ポンプにおいて、ロータ
ーを、固定側ウェアリングおよび回転側ウェアリングと
の隙間での、自液流体による動的流体力で支持するよう
にしたので、ポンプケーシング外での油潤滑軸受による
支持をすることがなくなり、部品数を減らし、潤滑、軸
シールに関してメンテナンスの簡略化が図れた。また、
ポンプケーシング外での油潤滑軸受を使用しない分、ポ
ンプ軸を短かくでき、ポンプの全長を短縮して、コンパ
クト化することができた。
According to the present invention, in the liquid pump, the rotor is supported by the dynamic fluid force of the own liquid fluid in the gap between the fixed-side wear ring and the rotating-side wear ring. This eliminates the need for support by oil-lubricated bearings, reduces the number of parts, and simplifies maintenance of lubrication and shaft seals. Also,
Because the oil-lubricated bearing outside the pump casing is not used, the pump shaft can be shortened, and the overall length of the pump can be shortened and the pump can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるポンプの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a pump according to the present invention.

【図2】従来型のポンプの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a conventional pump.

【図3】インペラーとインナーケーシングとの関係を示
す拡大図。
FIG. 3 is an enlarged view showing a relationship between an impeller and an inner casing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ軸 2 インペラー 3 ケーシング 4 油潤滑軸受 5 軸受囲い 6 インナーケー
シング 7 スラスト軸受 8 インペラーシ
ュラウド部 9 回転側ウェアリング 10 固定側ウェア
リング 11 ポンプ吸込口 12 ポンプ吐出
口 13 ポンプ軸 14 バランスデ
ィスク S 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump shaft 2 Impeller 3 Casing 4 Oil lubricated bearing 5 Bearing enclosure 6 Inner casing 7 Thrust bearing 8 Impeller shroud part 9 Rotation side wear ring 10 Fixed side wear ring 11 Pump suction port 12 Pump discharge port 13 Pump shaft 14 Balance disk S Gap

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポンプ軸にインペラーを装着したローター
を有するポンプにおいて、インペラーのシュラウド部に
嵌装した回転側ウェアリングを耐焼付性に優れた材料で
構成し、該回転側ウェアリングとインナーケーシングの
内周面に装着された固定側ウェアリングとの間隙を微小
隙間として、ポンプの運転により前記回転側ウェアリン
グと固定側ウェアリングとの隙間に発生する自液流体の
動的流体力によってローターを支持することを特徴とす
る自液流体軸受を有するポンプ。
1. A pump having a rotor in which an impeller is mounted on a pump shaft, wherein a rotation-side wear ring fitted to a shroud portion of the impeller is made of a material having excellent seizure resistance, and the rotation-side wear ring and an inner casing are provided. The gap between the fixed-side wear ring and the fixed-side wear ring attached to the inner peripheral surface of the rotor is set as a small gap, and the rotor is driven by the dynamic fluid force of the self-liquid fluid generated in the gap between the rotary-side wear ring and the fixed-side wear ring by operation of the pump. A pump having a self-fluid bearing.
【請求項2】耐焼付性に優れた材料としてエンジニアリ
ングプラスチックを使用したことを特徴とする請求項1
記載の自液流体軸受を有するポンプ。
2. An engineering plastic is used as a material having excellent seizure resistance.
A pump having the self-fluid bearing described in the above.
【請求項3】回転側ウェアリングと固定側ウェアリング
との隙間を0,065〜0,165mmとしたことを特
徴とする請求項1記載の自液流体軸受を有するポンプ。
3. A pump having a self-fluid bearing according to claim 1, wherein a gap between the rotating side wear ring and the fixed side wear ring is set to be 0,065 to 0,165 mm.
JP11209418A 1999-07-23 1999-07-23 Pump with self-liquid fluid bearing Pending JP2001041193A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7887285B2 (en) * 2006-09-22 2011-02-15 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Pump and fluid supplying apparatus
US10233937B1 (en) 2015-02-24 2019-03-19 Franklin Electric Co., Inc. Submersible pump thrust surface arrangement

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7887285B2 (en) * 2006-09-22 2011-02-15 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Pump and fluid supplying apparatus
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