CN110966205A - 立轴式泵 - Google Patents

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原贺广和
成瀬友博
宫地孝义
三桥佑规
角挂裕树
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Hitachi Industrial Products Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Abstract

本发明提供一种立轴式泵，其能够抑制由设置于立轴式泵的泵的压力脉动引起的泵配管的膜振动。本发明的立轴式泵包括：具有叶轮和覆盖该叶轮的泵壳体的泵；经由连结部与泵壳体连结的、用于吸入流体的吸入口；经由连结部与泵壳体连结的、用于供流体流通的泵配管；和经由连结部与泵配管连结的、用于供流体向排出流体的排出口流通的排出壳体，还具有形成在泵配管的外侧并且形成在泵配管的圆周方向上的避免共振的环。

Description

立轴式泵
技术领域
本发明涉及一种用于供水或供液的立轴式泵。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，有日本专利特开2017-125451号公报(专利文献1)。在该公报中，为了有效地抑制在具有旋转驱动源的立轴式泵的地上部分在运行期间发生的共振现象，记载了一种立轴式泵，其包括：设置在基底部下方的叶轮；设置在基底部上方的旋转驱动源；将叶轮和旋转驱动源彼此连接的主轴；设置于基底部的支承旋转驱动源的支承结构；和能够在以主轴为中心的径向上调节连结部的连结位置的连结位置调节装置，该连结部由两个部件构成，在至少一个部件中包括支承结构(参见摘要)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－125451号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1中公开了一种立轴式泵，其用于抑制在具有旋转驱动源的立轴式泵的地上部分在运行期间发生的共振现象。然而，专利文献1没有记载关于由设置在立轴式泵中的泵的压力脉动引起的泵配管的膜振动的抑制。
于是，本发明提供一种立轴式泵，其用于抑制由设置于立轴式泵的泵的压力脉动引起的泵配管的膜振动。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的立轴式泵包括：具有叶轮和覆盖该叶轮的泵壳体的泵；经由连结部与泵壳体连结的、用于吸入流体的吸入口；经由连结部与泵壳体连结的、用于供流体流通的泵配管；和经由连结部与泵配管连结的、用于供流体向排出流体的排出口流通的排出壳体，还具有形成在泵配管的外侧并且形成在泵配管的圆周方向上的避免共振的环。
发明效果
根据本发明，能够提供一种立轴式泵，其能够抑制由设置于立轴式泵的泵的压力脉动引起的泵配管的膜振动。
根据以下对实施例的说明，除了上述内容之外的课题、结构和效果能够更为明确。
附图说明
图1是用于说明本实施例的立轴式泵的截面图。
图2是用于说明本实施例的泵配管的立体图。
图3是表示本实施例中的避免共振的环的有无所导致的固有频率的差异的说明图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施例。需要说明的是，对于相同的结构标注相同的附图标记，在说明重复时省略其说明。
实施例1
图1是用于说明本实施例的立轴式泵的截面图。
在本实施例中所记载的立轴式泵100包括：叶轮1、泵壳体2、连结部(凸缘)3、泵配管4、旋转轴(主轴)5、吸入口6、排出口7、联轴器部9、密封部10、排出壳体11、轴承部12、中间联轴部13、导向叶片14、支承部15、加强肋16和避免共振的环20。
在本实施例中记载的立轴式泵100具有单个叶轮1和覆盖该叶轮1的单个泵壳体2，但也可以具有多个叶轮1和覆盖该多个叶轮1的多个泵壳体2。
在本实施例中记载的立轴式泵100经由支承部15悬挂在形成于泵井中的设置部(开口部)8。加强肋16对支承部15进行加强。
叶轮1(impeller)、导向叶片14和泵壳体2形成泵30。
通过经由联轴器部9连接的电机(未示出)的驱动，叶轮1利用旋转轴5进行驱动。通过叶轮1的驱动，从吸入口6(也称为喇叭口)吸入的流体被升压、由导向叶片14整流后，流经泵配管4(也称为柱管)和排出壳体11，从排出口7排出。
在旋转轴5上在多个位置(在该实施例中为两个位置)形成有中间联轴部13。旋转轴5在多个位置(在该实施例中为两个位置)经由轴承部12可旋转地支承于泵配管4。此外，在旋转轴5连通排出壳体11的部分形成有密封部10。
吸入口6和泵壳体2、泵壳体2和泵配管4、泵配管4和排出壳体11分别通过形成有凸缘的连结部3连结。
即，本实施例所记载的立轴式泵100包括：具有叶轮1和覆盖叶轮1的泵壳体2的泵30；经由连结部3与泵壳体2连结的、用于吸入流体(液体)的吸入口6；经由连结部3与泵壳体2连结的、用于流通流体(液体)的泵配管4；和经由连结部3与泵配管4连结的、用于使流体(液体)向用于排出流体(液体)的排出口7流通的排出壳体11。
此外，泵配管4由多根(在本实施例中为两根)管连结而成，该多根泵配管4通过形成有凸缘的连结部3连结。该多根泵配管4并非必须具有相同的长度。在本实施例中，连结于排出壳体11的泵配管4比连结于泵30的泵壳体2的泵配管4长。
在本实施例中记载的立轴式泵100中，具有形成在泵配管4的外侧，且形成在泵配管4的圆周方向上的避免共振的环20。在本实施例中，避免共振的环20形成在比连结于泵30的泵壳体2的泵配管4长的连结于排出壳体11的泵配管4上。也就是说，当连结具有不同配管长度的泵配管4时，优选的是，避免共振的环20形成在配管长度较长的泵配管4上。
在具有叶轮1的立轴式泵100的泵配管4中，由叶轮1产生的压力脉动经由流通的流体传递到泵30的排出侧的泵配管4，由于与泵配管4的固有频率共振，产生较大的膜振动。
在本实施例中，通过在泵配管4设置避免共振的环20，来抑制这种在泵配管4产生的膜振动。
图2是用于说明本实施例的泵配管的立体图。
图2所示的泵配管4立体地表示连结于排出壳体11的泵配管4。
泵配管4在两端具有连结部(凸缘)3，泵配管4具有圆形截面。在连结部(凸缘)3形成有用于设置螺栓等的孔。利用该连结部(凸缘)3连结与泵30的泵壳体2连结的泵配管4和排出壳体11各自的连结部(凸缘)3。
避免共振的环20形成在泵配管4的外表面，具有与泵配管4的截面为同心圆的环形，并且设置在泵配管4的配管长度的1/2(一半)的位置。由此，能够有效地抑制泵配管4的膜振动。这是因为，由分析的结果可知，当泵配管4发生膜振动时，在泵配管4的配管长度方向上的中央部分附近发生大的变形。此外，也可以将避免共振的环20设置在泵配管的配管长度的1/4、1/2、3/4的位置。
避免共振的环20优选由与泵配管4、连结部(凸缘)3相同的材料形成，使用不锈钢或碳素钢，通过焊接等形成于泵配管4。也就是说，形成该凸缘的连结部3的材料优选是具有与泵配管4同等强度的材料。
避免共振的环20形成在泵配管4的外侧并且形成在泵配管4的圆周方向。
避免共振的环20的厚度优选小于连结部(凸缘)3的厚度的两倍并且大于连结部(凸缘)3的厚度。避免共振的环20的厚度优选为连结部(凸缘)3的厚度的1.2～1.8倍。由此，能够有效地抑制在泵配管4产生的膜振动。
避免共振的环20的直径优选小于连结部(凸缘)3的直径。而且必须大于泵配管4的直径。由此，能够有效地抑制在泵配管4产生的膜振动。
图3是表示本实施例中的避免共振的环的有无所导致的固有频率的差异的说明图。
由叶轮1产生的压力脉动的频率(NZ频率：Hz)是叶轮1的转速(旋转速度)N与叶轮1的叶片数Z的乘积或与其接近的值。
另一方面，泵配管4的膜振动的振动频率(固有频率)根据泵配管4的配管长度而变化，通常，当泵配管4短时，固有频率高，当泵配管4长时，固有频率低。泵配管4具有规定范围的膜振动的固有频率，由叶轮1产生的压力脉动的频率处于该范围内的泵配管4发生共振，产生膜振动。
在本实施例中，在由叶轮1产生的压力脉动的频率处于该范围内的泵配管4(没有避免共振的环)，形成避免共振的环20。由此，固有频率增加而超出该范围，从而抑制了泵配管4的膜振动。
如此，通过在泵配管4形成避免共振的环20，能够成为泵配管4的固有频率与叶轮1的转速(旋转速度)和叶片数的乘积不一致的结构。
以长条形状制造泵配管4的话，能够减少连结件(凸缘)3的数量，从而降低制造成本。然而，在制造成长条形状的情况下，固有频率降低，因此泵配管4发生膜振动成为问题。于是，在本实施例中，通过在泵配管4形成避免共振的环20，能够降低制造成本。
根据该实施例，能够提高泵配管4的固有频率，能够抑制泵配管4的膜振动(共振)的发生。
本发明不限于上述实施例，能够包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解本发明而进行的详细说明，并不限定于要具有所说明的全部结构。
附图标记说明
1：叶轮
2：泵壳体
3：连结部
4：泵配管
5：旋转轴
6：吸入口
7：排出口
8：设置部
9：联轴器部
10：密封部
11：排出壳体
12：轴承部
13：中间联轴部
14：导向叶片
15：支承部
16：加强肋
20：避免共振的环
30：泵
100：立轴式泵。

Claims (6)

1.一种立轴式泵，其特征在于，包括：
具有叶轮和覆盖所述叶轮的泵壳体的泵；
经由连结部与所述泵壳体连结的、用于吸入流体的吸入口；
经由连结部与所述泵壳体连结的、用于供所述流体流通的泵配管；和
经由连结部与所述泵配管连结的、用于供所述流体向排出所述流体的排出口流通的排出壳体，
所述立轴式泵具有用于抑制所述泵配管的膜振动的避免共振的环。
2.根据权利要求1所述的立轴式泵，其特征在于：
所述避免共振的环形成在所述泵配管的外侧，且形成在所述泵配管的圆周方向上。
3.根据权利要求2所述的立轴式泵，其特征在于：
所述避免共振的环具有与所述泵配管的截面为同心圆的环形形状。
4.根据权利要求3所述的立轴式泵，其特征在于：
所述避免共振的环设置在所述泵配管的配管长度的1/2的位置。
5.根据权利要求3所述的立轴式泵，其特征在于：
所述避免共振的环的厚度小于所述连结部的厚度的两倍并且大于所述连结部的厚度。
6.根据权利要求3所述的立轴式泵，其特征在于：
所述避免共振的环的直径小于所述连结部的直径并且大于所述泵配管的直径。
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