JP5283868B2 - Vertical shaft pump and method of checking vertical shaft pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、河川水や排水などの液体を揚水する立軸ポンプおよび該立軸ポンプの点検方法に関するものである。 The present invention relates to a vertical shaft pump for pumping liquid such as river water or drainage, and a method for checking the vertical pump.
図1は、従来の立軸ポンプを示す模式図である。図1に示すように、一般に、立軸ポンプは、水槽上部のポンプ据付床500に設置され、吊下管502を介して羽根車504を収容するケーシング506が吊り下げられる。このような立軸ポンプは、羽根車504や水中軸受508が水中に浸漬された状態で運転され、使用時間の経過とともにこれらの部材に徐々に摩耗や腐食が起こる。このため、立軸ポンプの点検作業を定期的に行って軸受部(外軸受510や水中軸受508)や羽根車504の摩耗状況、ケーシング506の腐食状況を確認し、必要に応じて補修または交換を行うことが必要となる。その中でも、水中軸受508の損傷や摩耗は、ポンプの異常振動の原因となり、最終的にポンプ故障(運転不能)にまで至る要因となる。このため、水中軸受508の点検は重要点検項目の1つとされる。
FIG. 1 is a schematic view showing a conventional vertical shaft pump. As shown in FIG. 1, generally, a vertical shaft pump is installed on a
立軸ポンプの点検・整備方法としては、1)ポンプを据え付けたまま行う方法と、2)ポンプを引き上げて行う方法とがある。1)の点検方法は、ポンプを引き上げずに済むため、費用が安く、かつ点検・整備にかかる期間も短くできる。しかしながら、例えば、立軸ポンプの水中軸受508は通常水中に没水しているため、上記1)の方法では、水中軸受508の摩耗状態を適切に測定または検知することは難しく、また水中軸受508を交換することもできない。また、水槽内の水を排水してドライにした状態でも、水中軸受508は羽根車504の上部に位置しているため、やはり水中軸受508の点検や整備および交換はできない。すなわち、水槽内の水を抜き、軸受部を大気中に露出させても軸受の設置位置の問題により、満足な点検ができない。
There are two methods for checking and servicing the vertical shaft pump: 1) a method in which the pump is installed, and 2) a method in which the pump is lifted. Since the inspection method 1) does not require the pump to be pulled up, the cost is low and the inspection and maintenance period can be shortened. However, for example, the submerged
このため、地上部で測定できる外軸受510やポンプベース514などの振動を測定し、間接的に水中軸受508の状態を推測することになる。しかしながら、この方法では、振動源となる水中軸受508付近で測定を行うわけではないため、測定点までの種々の減衰要因により、水中軸受の摩耗等による異常振動を計測することが難しく、適切に損傷や摩耗状況を判断することができない。
For this reason, vibrations of the
横軸ポンプの場合には、ケーシングや羽根車等の回転体が機場の床面上にあり、分解やケーシングの外壁の任意の位置に振動ピックアップなどを取り付けることが容易であるが、立軸ポンプの場合には、羽根車504やガイドベーン516、吊下管502は床下の水槽内にあり、測定位置が床上に限定されてしまう。すなわち、外軸受510、ポンプベース514、原動機520などにセンサを取り付けることになる。
In the case of a horizontal axis pump, a rotating body such as a casing or an impeller is on the floor of the machine place, and it is easy to disassemble and attach a vibration pickup etc. at an arbitrary position on the outer wall of the casing. In this case, the
立軸ポンプにおいては、水槽内に位置する羽根車504や水中軸受508の振動は、その振動源から離れるにつれて応答が小さくなるため、羽根車504や水中軸受508から離れた位置で振動を測定したとしても、振動源である水中軸受508の摩耗や損傷の状態を確実に把握するのは難しい。すなわち、羽根車504や水中軸受508から離れた位置では、外軸受510やポンプベース514などの支点の影響により羽根車504や水中軸受508で発生した振動が減衰しやすい。また、より厳密には、軸封に用いるグランドパッキンの締め具合によっても上記減衰効果が変わる。
In the vertical shaft pump, the vibration of the
これに対して、上記2)の方法によれば、水中軸受508の摩耗状態を適切に測定または検知することが可能であり、また水中軸受508の交換も可能である。このため、従来、立軸ポンプの水中軸受508の摩耗を確認するために、上記2)の方法を行っていた。
On the other hand, according to the above method 2), the wear state of the underwater bearing 508 can be appropriately measured or detected, and the underwater bearing 508 can be replaced. For this reason, in order to confirm the wear of the submerged
しかしながら、上記2)の方法は、費用がかかり、点検・整備にかかる時間も長くなってしまう。例えば、天井クレーンを用いて立軸ポンプを引き上げる場合には、点検員となる機械技術者、作業員およびクレーンオペレータなどが必要となり、引き上げのために相当の作業費用を要する。また、重量物であるポンプの引き上げ、再組立作業は危険作業といえる。 However, the method 2) is expensive and requires a long time for inspection and maintenance. For example, when a vertical shaft pump is lifted using an overhead crane, a mechanical engineer, an operator, a crane operator, and the like who are inspectors are required, and considerable work costs are required for the lifting. Also, lifting and reassembling a heavy pump can be a dangerous operation.
また、引き上げおよび点検作業は、引き上げ後に、点検整備を行い、その後、再設置、芯出し、試運転という工程を経なければならず、かなりの日数を要する。さらに、機場によっては、点検・整備時でも、常に必要量の排水をできる状態にしておく必要があるが、点検期間中は、点検を行っているポンプを運転することができないため、仮設ポンプを設置するなどして、排水能力を確保する必要がある。 In addition, the lifting and inspection work requires inspection and maintenance after the lifting, and then undergoes steps of re-installation, centering, and trial operation, and requires a considerable number of days. In addition, depending on the machine, it is necessary to keep the required amount of drainage at all times even during inspections and maintenance, but the pump being inspected cannot be operated during the inspection period. It is necessary to secure drainage capacity by installing it.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプを据え付けた状態で水中軸受の摩耗状態を適切に推定または検知でき、該水中軸受の適切な交換時期を把握することができる立軸ポンプおよび該立軸ポンプの点検方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and can properly estimate or detect the wear state of the underwater bearing while the pump is installed, and can grasp the appropriate replacement time of the underwater bearing. It is an object of the present invention to provide a vertical shaft pump that can be used and a method for inspecting the vertical pump.
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、回転軸と、前記回転軸に固定された羽根車と、前記回転軸を回転自在に支持する水中軸受と、前記羽根車と前記水中軸受とを収容するケーシングと、前記ケーシングをポンプ据付床に連結するポンプベースとを備えた立軸ポンプであって、前記ケーシングの外面には座が取り付けられ、前記座は、前記ポンプベースより下方で、かつ該ポンプベースの近傍に位置し、前記座は、前記立軸ポンプの振動を測定する振動計が設置される略平坦部を有し、前記ポンプベースには、前記座の上方に位置する貫通孔が形成されており、前記立軸ポンプは、前記振動計を前記貫通孔から前記座まで案内する保護管を備え、前記座は前記保護管の内部に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an aspect of the present invention includes a rotating shaft, an impeller fixed to the rotating shaft, an underwater bearing that rotatably supports the rotating shaft, the impeller, and the underwater A vertical shaft pump comprising a casing for housing a bearing and a pump base for connecting the casing to a pump installation floor, wherein a seat is attached to an outer surface of the casing, and the seat is located below the pump base. And the seat has a substantially flat portion on which a vibration meter for measuring the vibration of the vertical pump is installed, and the pump base has a through hole located above the seat. A hole is formed, and the vertical shaft pump includes a protective tube that guides the vibrometer from the through hole to the seat, and the seat is disposed inside the protective tube .
本発明の好ましい態様は、前記保護管と前記貫通孔とは弾性体を介して接続されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記座は、前記ケーシングの外面から前記貫通孔まで延びる剛体であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、自身の固有振動数が可変に構成される固有振動数可変部材をさらに備え、前記固有振動数可変部材は、前記ケーシング、前記ポンプベース、および前記座のいずれかに取り付けられていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the protective tube and the through hole are connected via an elastic body.
In a preferred aspect of the present invention, the seat is a rigid body extending from an outer surface of the casing to the through hole.
A preferred aspect of the present invention further includes a natural frequency variable member whose variable natural frequency is variably configured, and the natural frequency variable member is attached to any of the casing, the pump base, and the seat. It is characterized by being.
本発明の一参考例は、回転軸と、前記回転軸に固定された羽根車と、前記回転軸を回転自在に支持する水中軸受と、前記羽根車と前記水中軸受とを収容するケーシングと、前記ケーシングをポンプ据付床に連結するポンプベースとを備えた立軸ポンプであって、前記ケーシングの外面には座が取り付けられ、前記座は、前記ポンプベースより下方で、かつ該ポンプベースの近傍に位置し、前記座は、前記立軸ポンプの振動を測定する振動計が設置される略平坦部を有し、前記ポンプベースには、前記座の上方に位置する貫通孔が形成されており、前記立軸ポンプは、自身の固有振動数が可変に構成される固有振動数可変部材を備え、前記固有振動数可変部材は、前記ケーシング、前記ポンプベース、および前記座のいずれかに取り付けられ、前記固有振動数可変部材は棒状のねじ構造を有しており、前記固有振動数可変部材は、その長さまたは質量が可変に構成されていることを特徴とする。
本発明の一参考例は、回転軸と該回転軸を回転自在に支持する水中軸受とを有する立軸ポンプの点検方法であって、前記立軸ポンプの振動を測定し、前記立軸ポンプの固有振動数を含む周波数帯域における前記振動の大きさを監視し、運転時間経過に伴う前記振動の変化量から前記水中軸受の摩耗状態を判断することを特徴とする。
One reference example of the present invention includes a rotating shaft, an impeller fixed to the rotating shaft, an underwater bearing that rotatably supports the rotating shaft, a casing that houses the impeller and the underwater bearing, A vertical shaft pump having a pump base connecting the casing to a pump installation floor, wherein a seat is attached to an outer surface of the casing, and the seat is below the pump base and in the vicinity of the pump base. And the seat has a substantially flat portion on which a vibrometer for measuring the vibration of the vertical shaft pump is installed, and the pump base has a through hole located above the seat, The vertical shaft pump includes a natural frequency variable member whose variable natural frequency is variably configured, and the natural frequency variable member is attached to any of the casing, the pump base, and the seat, Serial natural frequency varying member has a screw structure of the rod-like, the natural frequency of the variable member is characterized in that the length or mass is configured variably.
One reference example of the present invention is a method for inspecting a vertical pump having a rotary shaft and a submersible bearing that rotatably supports the rotary shaft, the vibration of the vertical pump being measured, and the natural frequency of the vertical pump The magnitude of the vibration in a frequency band including is monitored, and the wear state of the underwater bearing is determined from the amount of change in the vibration with the passage of operating time.
上記参考例の好ましい態様は、前記立軸ポンプに取り付けられた固有振動数可変部材の自身の固有振動数を変化させながら、前記固有振動数可変部材の振動を測定し、前記固有振動数可変部材の振動の大きさから前記立軸ポンプの固有振動数を含む卓越周波数を決定することを特徴とする。 A preferred embodiment of the above reference example is to measure the vibration of the natural frequency variable member while changing its own natural frequency of the natural frequency variable member attached to the vertical pump, and to measure the natural frequency variable member. The dominant frequency including the natural frequency of the vertical pump is determined from the magnitude of vibration.
本発明の他の参考例は、回転軸と該回転軸を回転自在に支持する水中軸受とを有する立軸ポンプの点検方法であって、前記立軸ポンプの振動を測定し、所定の測定周波数を含む周波数帯域における前記振動の大きさを監視し、運転時間経過に伴う前記振動の変化量から前記水中軸受の摩耗状態を判断する工程を有し、前記測定周波数は、前記立軸ポンプの回転速度をN[min−1]、αを自然数とすると、α×(N/60)で表されることを特徴とする。 Another reference example of the present invention is an inspection method for a vertical shaft pump having a rotary shaft and a submerged bearing that rotatably supports the rotary shaft, and measures vibrations of the vertical pump and includes a predetermined measurement frequency. Monitoring the magnitude of the vibration in a frequency band, and determining the wear state of the submersible bearing from the amount of change in the vibration with the passage of operating time, wherein the measurement frequency is the rotational speed of the vertical shaft N [Min −1 ], where α is a natural number, is represented by α × (N / 60).
本発明によれば、ポンプを据え付けた状態で水中軸受の摩耗状態を適切に推定または検知でき、該水中軸受の適切な交換時期を把握することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately estimate or detect the wear state of the underwater bearing while the pump is installed, and to grasp an appropriate replacement time of the underwater bearing.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図2は本発明の第1の実施形態である立軸ポンプの全体構成を示す模式図である。
図2に示すように、立軸ポンプは、吸込ベルマウス1a及びポンプボウル1bを有するインペラケーシング1と、インペラケーシング1を水槽内に吊り下げる吊下管3と、吊下管3の上端に接続される吐出曲管4と、インペラケーシング1内に収容される羽根車10と、羽根車10が固定される回転軸6とを備えている。吊下管3は、水槽上部のポンプ据付床22に形成された挿通孔24を通して下方に延び、吊下管3の上端に設けられたポンプベース23を介してポンプ据付床22に固定される。回転軸(立軸)6は、吐出曲管4、吊下管3、及びインペラケーシング1内を通って鉛直方向に延びている。なお、インペラケーシング1及び吊下管3によりケーシング2が構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the vertical shaft pump according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the vertical pump is connected to an
吸込ベルマウス1aは下方を向いて開口し、吸込ベルマウス1aの上端はポンプボウル1bの下端に固定されている。羽根車10は回転軸6の下端に固定されており、羽根車10と回転軸6とは一体的に回転するようになっている。この羽根車10の上方(吐出側)には複数のガイドベーン14が配置されている。これらのガイドベーン14はポンプボウル1bの内周面に固定されている。
The
回転軸6は外軸受11,水中軸受12,および水中軸受(中間軸受)15により回転自在に支持されている。水中軸受12はポンプボウル1bに収容されており、水中軸受15は吊下管3に収容されている。水中軸受12を支持する支持部材7はボウルブッシュ13の内面に固定されており、さらに、ボウルブッシュ13はガイドベーン14を介してインペラケーシング1に支持されている。また、水中軸受15を支持する支持部材17は、吊下管3の内周面に固定されている。水中軸受12,15は、回転軸6に滑り接触する、いわゆる滑り軸受である。
The rotating
図2に示すように、回転軸6は吐出曲管4から上方に突出している。回転軸6の上端は駆動軸16に連結されており、駆動軸16は駆動源18に連結されている。駆動源18により回転軸6を介して羽根車10を回転させると、水槽内の水(取扱液)が吸込ベルマウス1aから吸い込まれ、ポンプボウル1b、吊下管3、吐出曲管4を通って図示しない吐出配管に移送される。なお、立軸ポンプ運転時においては、羽根車10や水中軸受12を収容するインペラケーシング1は、水面よりも下に位置している。
As shown in FIG. 2, the
ケーシング2の吊下管3の外周面には座30が固定されている。この座30は硬質の材料から形成されており、振動計31が設置される平坦部30aを有している。また、ポンプベース23には、座30の上方に位置して貫通孔32が形成されている。この貫通孔32は略鉛直方向に延び、その内部を振動計31が自在に移動できる程度の大きさの断面形状を有している。この貫通孔32は作業員の手が挿入可能な程度の大きさを有していることが好ましい。振動計31は座30の平坦部30aに取り付けられ、ケーシング2(すなわち立軸ポンプ)の振動を計測する。振動計31はケーブル35を介してモニタリング部36に接続されている。
A
座30はポンプベース23のすぐ下に配置されている。この座30とポンプベース23の上面との距離は1m以内であることが好ましい。なお、振動計31は磁石などにより座30に常設してもよく、または点検時に作業員が手作業で振動計31を座30に押し当てて振動を計測してもよい。
The
水中軸受12,15が摩耗すると、駆動源18により回転する回転軸6が水中軸受12,15に当たり、振動が発生する。また、水中軸受12,15の摩耗量がさらに大きくなると、回転する羽根車10がケーシング2に接触し、振動が発生する。これら振動は水中軸受12,15の摩耗量に応じて大きくなる傾向にある。したがって、立軸ポンプの振動の計測値から水中軸受12,15の摩耗状態を推定することができる。上述のモニタリング部36は、振動計31により測定された計測値(振動の振幅、振動速度、振動加速度など)から水中軸受12,15の摩耗量や損傷を判断し、水中軸受12,15の交換時期を推定又は検知するように構成されている。なお、振動の測定は定期的に行ってもよく、または常に振動を監視してもよい。また、座30は複数設けることもできる。
When the
本実施形態では、座30はポンプベース23のすぐ下に配置されているので、座30の位置は通常水面よりも上方である。したがって、振動計31に防水加工を施す必要がない。また、振動計31は、作業員が手作業により貫通孔32に挿入可能な程度のサイズであればよいので、市販の振動計を用いることができる。
In the present embodiment, since the
図3は本発明の第2の実施形態に係る立軸ポンプの一部を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は第1の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 3 is a schematic view showing a part of a vertical shaft pump according to the second embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as that of the first embodiment, and thus redundant description thereof is omitted.
図3に示すように、ポンプベース23には、貫通孔32から座30まで延びる保護管40が配置されている。保護管40は貫通孔32に隙間なく嵌合されており、座30は保護管40内に収容されている。保護管40の下端(開口端部)はケーシング2(吊下管3)の外周面に固定されている。すなわち、液体が保護管40内に浸入しないように、保護管40の下端は密閉されている。保護管40の断面は円形状または矩形状のいずれでもよい。
As shown in FIG. 3, a
このような構成によれば、座30が保護管40によって囲まれているので、液面位置が上昇した場合でも、立軸ポンプの取扱液が座30に接触することがない。したがって、取扱液が海水や汚水のような場合でも、座30の腐食が防止される。仮に結露水や塵芥が保護管40の底部に溜まっても、座30はポンプベース23のすぐ下に配置されているので、これら結露水や塵芥を容易に取り除くことができる。さらに、振動計測時に振動計31が誤って落下してしまうことを防止することができる。また、貫通孔32が保護管40により塞がれているので、液面位置が上昇した場合でも、液体がポンプベース23の上面に溢れることがない。
According to such a configuration, since the
図4は本発明の第3の実施形態に係る立軸ポンプの一部を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は第2の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 4 is a schematic view showing a part of a vertical shaft pump according to the third embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as that of the second embodiment, and therefore redundant description thereof is omitted.
図4に示すように、保護管40がケーシング2の振動を抑制しないように、保護管40の外面と貫通孔32の内面との間には隙間が形成されている。保護管40の外面にはゴムなどの弾性体42が取り付けられており、保護管40と貫通孔32とは弾性体42によって気密に接続されている。このような構成によれば、ケーシング2の振動が保護管40の拘束により減衰することがないので、精度の高い振動の計測が可能となる。また、保護管40と貫通孔32との間の隙間が弾性体42によってシールされているので、取扱液が汚水である場合に、悪臭の拡散を防止することができる。
As shown in FIG. 4, a gap is formed between the outer surface of the
図5に示すように、振動計測を行っていない間は、貫通孔32に蓋43を被せることが好ましい。蓋43を被せることにより、液面が上昇した場合に液体の保護管40内への浸入を防ぐことができるため、弾性体42を設けなくてもよい。
As shown in FIG. 5, it is preferable to cover the through
図6は本発明の第4の実施形態に係る立軸ポンプの一部を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は第1の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 6 is a schematic view showing a part of a vertical shaft pump according to the fourth embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as that of the first embodiment, and thus redundant description thereof is omitted.
図6に示すように、本実施形態の座30は、ケーシング2(吊下管3)からポンプベース23まで延びる剛体により形成されている。より詳しくは、座30の一方の端部はケーシング2(吊下管3)の外周面に固定され、他方の端部はポンプベース23に形成された貫通孔32内又は近傍に位置している。この他方の端部(図6では上端)には、上述の平坦部30aが形成されている。貫通孔32の上端には蓋43が被されている。振動測定時には、図7に示すように、蓋43を取り外し、座30の平坦部30a上に振動計31が設置される。なお、平坦部30aはポンプベース23の上方に位置してもよい。また、蓋43に代えて、図8に示すように、平坦部30aの下方にゴムなどの弾性体42を取り付け、貫通孔32と座30との間の隙間をシールしてもよい。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態によれば、振動計31をポンプベース23の貫通孔32に通す必要がなく、ポンプ据付床22上で振動測定作業を行うことができる。したがって、第1乃至第3の実施形態に比べて、容易に測定作業を行うことができる。特に、駆動源18の架台などの配置に起因してポンプベース23の下方に振動計31を取り付けることが困難な場合には、本実施形態の構成は有効である。
According to this embodiment, it is not necessary to pass the
次に、上述した立軸ポンプの点検方法の一実施形態について詳細に説明する。
図9は立軸ポンプの振動の大きさと周波数との関係を示すグラフである。図9において、縦軸は振動の大きさ(振幅、振動速度、または振動加速度)を示し、横軸は振動の周波数[Hz]を示している。図10は振動の大きさと経過時間との関係を示すグラフである。
Next, an embodiment of the above-described vertical shaft pump inspection method will be described in detail.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the magnitude of vibration and the frequency of the vertical shaft pump. In FIG. 9, the vertical axis indicates the magnitude of vibration (amplitude, vibration speed, or vibration acceleration), and the horizontal axis indicates the vibration frequency [Hz]. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the magnitude of vibration and the elapsed time.
図9から分かるように、振動の大きさ(振幅、振動速度、または振動加速度)は、立軸ポンプの固有振動数において顕著に現れる。また、立軸ポンプの回転速度に応じて決定される所定の測定周波数においても、振動の大きさは顕著に現れる。ここで、所定の測定周波数とは、立軸ポンプの回転速度をN[min−1]、αを自然数(1,2,3,…)としたときに、α×(N/60)[Hz]で表される周波数をいう。以下、卓越周波数である上記固有振動数および上記所定の測定周波数を総称して特定周波数という。図10に示すように、上記特定周波数での振動の大きさは、運転時間の経過と共に徐々に大きくなる。これは、水中軸受12,15が運転時間の経過と共に徐々に摩耗するためである。したがって、運転時間の経過に伴う振動の大きさの変化(増加)から水中軸受12,15の摩耗量を推定することができる。
As can be seen from FIG. 9, the magnitude of vibration (amplitude, vibration speed, or vibration acceleration) appears significantly in the natural frequency of the vertical pump. In addition, the magnitude of the vibration appears remarkably even at a predetermined measurement frequency determined according to the rotation speed of the vertical shaft pump. Here, the predetermined measurement frequency is α × (N / 60) [Hz] when the rotational speed of the vertical pump is N [min −1 ] and α is a natural number (1, 2, 3,...). The frequency represented by. Hereinafter, the natural frequency that is the dominant frequency and the predetermined measurement frequency are collectively referred to as a specific frequency. As shown in FIG. 10, the magnitude of the vibration at the specific frequency gradually increases as the operating time elapses. This is because the
より具体的には、上述のモニタリング部36は、固有振動数を含む周波数帯域F1(または、ポンプの回転速度から決定される上記測定周波数を含む周波数帯域F2)における振動の大きさ(振幅、振動速度、または振動加速度)を監視し、時間経過に伴う振動の変化量が所定の値に達したときに水中軸受12,15の交換時期に達したと判断することができる。
More specifically, the
一般に、立軸ポンプは、水槽内の液面位置によって運転状態が変わってくるため、常に同じ条件の下で立軸ポンプの振動を測定することが難しい。本実施形態によれば、振動の大きさが顕著に現れる周波数(特定周波数)または該特定周波数を含む周波数帯域における振動の大きさを監視することにより、水槽内の水位にほぼ関係なく、水中軸受12,15の摩耗によって発生する振動の大きさの変化(増加)を把握することができる。したがって、水中軸受12,15の摩耗量を適正に推定することができる。
In general, since the operation state of a vertical pump varies depending on the liquid level position in the water tank, it is difficult to always measure the vibration of the vertical pump under the same conditions. According to the present embodiment, by monitoring the frequency (specific frequency) at which the magnitude of vibration appears noticeably or the magnitude of vibration in a frequency band including the specific frequency, the submersible bearing is almost independent of the water level in the aquarium. It is possible to grasp the change (increase) in the magnitude of vibration generated by the wear of 12,15. Therefore, the amount of wear of the
また、立軸ポンプの固有振動数は、立軸ポンプの据付状態(例えば、立軸ポンプのポンプ据付床への固定方法)により若干異なってくる。立軸ポンプの据付状態をポンプ製作工場において再現することは不可能であり、さらに計算により求めた固有振動数と実際の固有振動数との間にも差がある。したがって、立軸ポンプが実際にポンプ据付床に固定された状態で固有振動数を求め、その固有振動数を含む周波数帯域での振動の大きさによって水中軸受の摩耗量を判断することが好ましい。 Further, the natural frequency of the vertical pump slightly differs depending on the installation state of the vertical pump (for example, the method of fixing the vertical pump to the pump installation floor). It is impossible to reproduce the installation state of the vertical shaft in the pump manufacturing factory, and there is also a difference between the natural frequency obtained by calculation and the actual natural frequency. Therefore, it is preferable that the natural frequency is obtained in a state where the vertical shaft pump is actually fixed to the pump installation floor, and the wear amount of the submerged bearing is determined based on the magnitude of vibration in the frequency band including the natural frequency.
以下、現地等に設置している立軸ポンプの固有振動数の測定方法の一例について説明する。この例では、立軸ポンプが水槽上部のポンプ据付床22に固定されている状態で、立軸ポンプに外力を与えて固有振動数を測定する。具体的には、図11に示すように、ポンプベース23に形成されている挿入口50から蓋51を取り外し、この挿入口50にハンマなどの打撃具52を挿入し、打撃具52でケーシング2を打撃する。このとき、上述の振動計31により立軸ポンプの振動を測定し、固有振動数を求める。このように、立軸ポンプがポンプ据付床22に固定されている状態で立軸ポンプの固有振動数を求めることにより、より高い精度で水中軸受12,15の摩耗量を推定することができる。
Hereinafter, an example of a method for measuring the natural frequency of a vertical shaft pump installed in the field will be described. In this example, the natural frequency is measured by applying an external force to the vertical pump while the vertical pump is fixed to the
次に、立軸ポンプの固有振動数の他の測定方法について説明する。図12(a)に示すように、ポンプベース23の上部には棒状の固有振動数可変部材53が取り付けられている。この固有振動数可変部材53はねじ構造を有しており、図12(b)に示すように、その長さを変化させることで自身の固有振動数を変化させることが可能となっている。そして、固有振動数可変部材53の固有振動数を変化させながら(すなわち、固有振動数可変部材53の長さを変化させながら)、この固有振動数可変部材53の振動を測定する。
Next, another method for measuring the natural frequency of the vertical shaft pump will be described. As shown in FIG. 12A, a rod-like natural
具体的には、立軸ポンプの運転時や打撃時に固有振動数可変部材53が大きく振動したとき、つまり共振したときの卓越周波数をとらえ、この卓越周波数から立軸ポンプの固有振動数を判断する。このように、固有振動数可変部材53の振動の大きさから立軸ポンプの固有振動数を求めることができる。この場合も、立軸ポンプをポンプ据付床22に固定した状態で立軸ポンプの固有振動数を求めることができるので、運転時間経過に伴う立軸ポンプの振動の大きさの変化を適正に監視することができる。
Specifically, when the natural
図13(a)および図13(b)は固有振動数可変部材の他の例を示す模式図である。この例では、固有振動数可変部材54は、その質量を変えることにより自身の固有振動数が変化させることが可能となっている。すなわち、固有振動数可変部材54は、着脱可能な複数の重り54aを有しており、取り付けられた重り54aの数によって固有振動数可変部材54全体の固有振動数が可変となっている。なお、固有振動数可変部材54の内部に中空部を設け、この中空部に液体等のある程度の質量を有する物質を入れることにより固有振動数可変部材54全体の質量を変えるようにすることもできる。
FIGS. 13A and 13B are schematic views showing other examples of the natural frequency variable member. In this example, the natural
なお、上記固有振動数可変部材の取り付け箇所はポンプベース23に限られない。例えば、ケーシング2に固有振動数可変部材を取り付けてもよい。また、図14に示すように、座30に固有振動数可変部材53(または54)を固定してもよい。このような構成によれば、固有振動数可変部材の固有振動数を、立軸ポンプの固有振動数または上記測定周波数に合わせておくことにより、立軸ポンプの振動を増幅して計測することができ、より精度の高い振動測定が可能となる。
In addition, the attachment location of the natural frequency variable member is not limited to the
また、上述の実施形態では、水中軸受12,15の摩耗量を推定する例について説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、羽根車10よりも下方に設けられる水中軸受(例えば、回転軸の先端を支持する水中軸受など)を監視対象としてもよい。また、振動の計測箇所は、外軸受11やポンプベース23であってもよい。
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which estimates the abrasion loss of the
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
1 インペラケーシング
1a 吸込ベルマウス
1b ポンプボウル
2 ケーシング
3 吊下管
4 吐出曲管
6 回転軸
7,17 支持部材
10 羽根車
11 外軸受
12,15 水中軸受
13 ボウルブッシュ
14 ガイドベーン
16 駆動軸
18 駆動源
19 ハンドホール
22 ポンプ据付床
23 ポンプベース
24 ポンプ挿通孔
30 座
30a 平坦部
31 振動計
32 貫通孔
35 ケーブル
36 モニタリング部
40 保護管
42 弾性体
43 蓋
44 延長管
50 挿入口
52 打撃具
53,54 固有振動数可変部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記回転軸を回転自在に支持する水中軸受と、
前記羽根車と前記水中軸受とを収容するケーシングと、
前記ケーシングをポンプ据付床に連結するポンプベースとを備えた立軸ポンプであって、
前記ケーシングの外面には座が取り付けられ、
前記座は、前記ポンプベースより下方で、かつ該ポンプベースの近傍に位置し、
前記座は、前記立軸ポンプの振動を測定する振動計が設置される略平坦部を有し、
前記ポンプベースには、前記座の上方に位置する貫通孔が形成されており、
前記立軸ポンプは、前記振動計を前記貫通孔から前記座まで案内する保護管を備え、
前記座は前記保護管の内部に配置されていることを特徴とする立軸ポンプ。 A rotation axis;
An impeller fixed to the rotating shaft;
An underwater bearing that rotatably supports the rotating shaft;
A casing for housing the impeller and the underwater bearing;
A vertical shaft pump comprising a pump base connecting the casing to a pump installation floor,
A seat is attached to the outer surface of the casing,
The seat is located below and near the pump base;
The seat has a substantially flat portion on which a vibrometer that measures the vibration of the vertical shaft pump is installed,
The pump base has a through hole located above the seat,
The vertical shaft pump includes a protective tube for guiding the vibrometer from the through hole to the seat,
The vertical shaft pump, wherein the seat is disposed inside the protective tube.
前記固有振動数可変部材は、前記ケーシング、前記ポンプベース、および前記座のいずれかに取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の立軸ポンプ。 It further comprises a natural frequency variable member configured to variably have its own natural frequency,
The vertical shaft pump according to claim 1, wherein the natural frequency variable member is attached to any of the casing, the pump base, and the seat.
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