JP2005315121A - Shaft seal structure for axial flow pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インペラが正逆両方向に回転して被送液体の輸送方向を反転可能な軸流ポンプの軸封構造に関する。 The present invention relates to a shaft sealing structure of an axial flow pump in which an impeller can rotate in both forward and reverse directions to reverse the transport direction of a liquid to be fed.
液体の輸送にポンプが用いられるが、被送液体の輸送方向を反転させる場合、バルブ制御によりポンプの輸送管路の構成を変更して、その輸送方向を反転している。
しかし、バルブ制御によりポンプの輸送管路の構成を変更するためには、ポンプの周辺に多くのバルブや配管を配置する必要があり、配管の構成や一連の制御が複雑なものとなっている。
かかる問題に対処するため、インペラが正逆両方向に回転可能であり、インペラの回転方向に応じて被送液体の吸い込みと吐き出しを切り替え可能な2つの吸込吐出口を備える軸流ポンプが提唱されている(特許文献1を参照)。かかる軸流ポンプを図6及び図7に示す。
A pump is used for transporting the liquid. When the transport direction of the liquid to be transported is reversed, the transport direction of the pump is changed by valve control to reverse the transport direction.
However, in order to change the structure of the transport pipeline of the pump by valve control, it is necessary to arrange many valves and pipes around the pump, and the structure of the pipe and a series of controls are complicated. .
In order to cope with such a problem, an axial flow pump is proposed in which an impeller is rotatable in both forward and reverse directions, and has two suction discharge ports capable of switching between suction and discharge of a liquid to be fed according to the rotation direction of the impeller. (See Patent Document 1). Such an axial flow pump is shown in FIGS.
軸流ポンプ1は、チューブ状のケーシング3、ケーシング3内で正逆両方向に回転可能なインペラ9、インペラ9が中間に固定されたシャフト11、ケーシング3の両端にある2つの吸込吐出口5A、5B、シャフト11を正逆両方向に回転させる駆動装置(図示せず)を備える。シャフト11の両端が、ケーシング3に形成された2つの軸封装置取付管13をそれぞれ貫通して外部に突出し、軸受17に支承されている。軸封装置取付管13の端部に装着された軸封装置15が、シャフト11の突出部分とケーシング3との間をシールしている。軸封装置15には無注水のメカニカルシールを用いることが多い。
The
この軸流ポンプ1において、インペラ9が正方向に回転すると、被送液体が吸込吐出口5Aから吸い込まれ、ケーシング3内で昇圧され、吸込吐出口5Bから吐出される。インペラ9が逆方向に回転すると被送液体の輸送方向が反転し、被送液体が吸込吐出口5Bから吸い込まれ、ケーシング3内で昇圧され、吸込吐出口5Aから吐出される。ケーシング3内を流れる被送液体の一部は軸封装置取付管13に流入する。軸封装置取付管13に流入した被送液体は、回転するシャフト11の周りを渦を描いて流れる。被送液体を輸送中の軸流ポンプ1においては、インペラ9の上流側が低圧となり、インペラ9の下流側が高圧となる。
In the
また、軸流ポンプ1により輸送される被送液体がガスを含む場合がある。被送液体に含まれるガスとしては、液体に元来含まれているガス、軸流ポンプ1の配管に残存していた空気、偶発的に混入してきた何らかのガス等がある。
軸流ポンプ1が下水処理場等の汚泥等のガスを含む被送液体を輸送する場合、軸封装置取付管13において、ガスが被送液体とともにシャフト11の周りを渦を描いて流れ、特に、低圧となるインペラ9の上流側の軸封装置取付管13において、シャフト11の外周にガスが集まりやすい。シャフト11の外周にガスが集まると、軸封装置15の摺動面がドライ摺動となりやすく、軸封装置15が損傷する原因となる。しかも、軸流ポンプ1は被送液体の輸送方向を反転可能であるので、シャフト11の両端部分の軸封装置15がそれぞれドライ摺動となって損傷しやすい。軸封装置15が損傷すると、被送液体が軸封装置取付管13から漏出する原因となる。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、インペラが正逆両方向に回転して被送液体の輸送方向を反転可能な軸流ポンプにおいて、ケーシング外部に突出するシャフト両端の突出部分の軸封装置がドライ摺動となることを防止可能な軸流ポンプの軸封構造を提供することである。
When the
The present invention solves the above problem, and an object of the present invention is to provide a shaft that protrudes outside the casing in an axial pump that can reverse the transport direction of the liquid to be fed by rotating the impeller in both forward and reverse directions. It is to provide a shaft seal structure of an axial flow pump capable of preventing the shaft seal devices at the protruding portions at both ends from being dry-sliding.
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。本発明に係る軸流ポンプの軸封構造は、ケーシング内で正逆両方向に回転して被送液体の輸送方向を反転可能なインペラと、インペラの回転方向に従って被送液体を一方が吸い込み他方が吐き出す2つの吸込吐出口と、中間にインペラが固定されて両端がケーシング外に突出するシャフトと、シャフトの突出部分をシールする軸封装置と、を備える軸流ポンプにおいて、軸封装置の内側と、インペラを挟んでこの軸封装置の反対側に位置するケーシングとを互いに連結する連結管を有する。 The present invention adopts the following configuration in order to solve the problem. The shaft seal structure of the axial flow pump according to the present invention includes an impeller that can rotate in both forward and reverse directions in a casing to reverse the transport direction of the liquid to be fed, and one that sucks the liquid to be fed according to the direction of rotation of the impeller In an axial flow pump comprising two suction discharge ports for discharging, a shaft having an impeller fixed in the middle and projecting both ends projecting out of the casing, and a shaft seal device for sealing the projecting portion of the shaft, And a connecting pipe for mutually connecting the casing located on the opposite side of the shaft seal device with the impeller interposed therebetween.
本発明によれば、被送液体が軸流ポンプの回転するインペラによって昇圧され、インペラの上流側が低圧、下流側が高圧となる。したがって、軸封装置の内側と、インペラを挟んでこの軸封装置の反対側に位置するケーシングとは、一方が低圧、他方が高圧となり、高圧側から低圧側に連結管を通って被送液体が流れる。この高圧側から低圧側への被送液体の流れが、軸封装置近傍のシャフトの外周にガスが集まることを防止して、軸封装置のドライ摺動を防止する。被送液体の輸送方向にかかわらず、連結管を通る被送液体が軸封装置の内側を流れ、軸封装置近傍のシャフトの外周からガスを押し流すので、シャフトの両端の軸封装置のドライ摺動が防止される。 According to the present invention, the liquid to be fed is pressurized by the impeller rotating by the axial flow pump, and the upstream side of the impeller has a low pressure and the downstream side has a high pressure. Therefore, the inner side of the shaft seal device and the casing located on the opposite side of the shaft seal device with the impeller interposed therebetween are low pressure and the other is high pressure, and the liquid to be fed through the connecting pipe from the high pressure side to the low pressure side. Flows. The flow of the liquid to be fed from the high pressure side to the low pressure side prevents gas from collecting on the outer periphery of the shaft in the vicinity of the shaft seal device, thereby preventing dry sliding of the shaft seal device. Regardless of the transport direction of the liquid to be transported, the liquid to be transported that passes through the connecting pipe flows inside the shaft seal device and pushes the gas from the outer periphery of the shaft in the vicinity of the shaft seal device. Movement is prevented.
本発明は、上記のような軸流ポンプの軸封構造であるので、被送液体がガスを含む場合であっても、軸流ポンプの軸封装置のドライ摺動が防止される。 Since the present invention has the shaft seal structure of the axial flow pump as described above, dry sliding of the shaft seal device of the axial flow pump is prevented even when the liquid to be fed contains gas.
本発明を実施するための最良の形態を図1から図5を参照しつつ説明する。図1は下水処理場の消化槽の構成図であり、図1(i)は消化槽の縦断面図、図1(ii)は図1(i)のA―A線横断面図、図2は本発明に係る軸封構造を備える軸流ポンプの上面図、図3は本発明に係る軸封構造を備える軸流ポンプの側面図、図4は正方向に被送液体を輸送する軸流ポンプの状態図であり、図4(i)は消化槽における正方向の被送液体の流れの説明図、図4(ii)は軸流ポンプにおける正方向の被送液体の流れの説明図、図5は逆方向に被送液体を輸送する軸流ポンプの状態図であり、図5(i)は消化槽における逆方向の被送液体の流れの説明図、図5(ii)は軸流ポンプにおける逆方向の被送液体の流れの説明図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a digestion tank in a sewage treatment plant, FIG. 1 (i) is a longitudinal sectional view of the digestion tank, FIG. 1 (ii) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a top view of an axial flow pump having a shaft sealing structure according to the present invention, FIG. 3 is a side view of an axial flow pump having a shaft sealing structure according to the present invention, and FIG. 4 is an axial flow for transporting a liquid to be fed in the positive direction. FIG. 4 (i) is an explanatory view of the flow of the liquid to be fed in the forward direction in the digestion tank, FIG. 4 (ii) is an explanatory view of the flow of the liquid to be fed in the forward direction in the axial flow pump, FIG. 5 is a state diagram of the axial flow pump for transporting the liquid to be fed in the reverse direction, FIG. 5 (i) is an explanatory view of the flow of the liquid to be fed in the reverse direction in the digester, and FIG. 5 (ii) is the axial flow. It is explanatory drawing of the flow of the to-be-delivered liquid of the reverse direction in a pump.
下水処理場に図1(i)及び(ii)に示す消化槽21が設置されており、消化槽21にはガスを含有する汚泥が貯留されており、この汚泥が後述する軸流ポンプ1の被送液体となっている。
消化槽21には外から2本のパイプ23A、23Bが挿入されており、パイプ23Aの一端が消化槽21の汚泥の液面よりもやや下方に開口し、パイプ23Aの他端が軸流ポンプ1の吸込吐出口5Aに接続されており、パイプ23Bの一端が消化槽21の底面よりもやや上方に開口し、パイプ23Bの他端が軸流ポンプ1の吸込吐出口5Bに接続されている。
A
Two
図2及び図3に示すように、軸流ポンプ1は、チューブ状のケーシング3、ケーシング3内で正逆両方向に回転可能なインペラ9、インペラ9が中間に固定されたシャフト11、ケーシング3の両端にある2つの吸込吐出口5A、5B、シャフト11を正逆両方向に回転させる駆動装置(図示せず)を備える。
ケーシング3の吸込吐出口5Aとインペラ9との間の区間7Aに、軸封装置取付管13Aが形成されており、吸込吐出口5Bとインペラ9との間の区間7Bに、軸封装置取付管13Bが形成されている。シャフト11の一端が軸封装置取付管13Aを貫通してケーシング3の外部に突出し、他端も軸封装置取付管13Bを貫通してケーシング3の外部に突出し、それぞれ、軸受17に支承されている。軸封装置取付管13Aの端部に軸封装置15Aが装着されており、軸封装置取付管13Bの端部に軸封装置15Bが装着されており、軸封装置15A、15Bがシャフト11の突出部分とケーシング3との間をシールしている。なお、軸封装置15A、15Bは無注水のメカニカルシールである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
A shaft seal
軸封装置15Aの内側に位置する軸封装置取付管13Aと、ケーシング3の区間7Bとが、連結管19Aによって接続されており、軸封装置15Bの内側に位置する軸封装置取付管13Bと、ケーシング3の区間7Aとが、連結管19Bによって接続されている。
軸流ポンプ1は、インペラ9が正方向に回転すると、吸込吐出口5Aから吸い込まれた被送液体を吸込吐出口5Bから吐出し、インペラ9が逆方向に回転すると、吸込吐出口5Bから吸い込まれた被送液体を吸込吐出口5Aから吐出し、消化槽21の汚泥を撹拌可能に構成されている。
The shaft seal
When the
次にその作用について説明する。
まず、図4(i)及び(ii)を参照しつつ、軸流ポンプ1のインペラ9が正方向に回転する場合について述べる。ケーシング3内でインペラ9が正方向に回転すると、消化槽21の上方にある汚泥がパイプ23Aに吸い込まれ、吸込吐出口5Aを通ってケーシング3の区間7Aに流入する。区間7Aに流入した汚泥は、インペラ9によって昇圧され高圧となって区間7Bに流入し、区間7Bから吸込吐出口5Bを通ってパイプ23Bに吐出され、パイプ23Bから消化槽21の下方に吐出される。最初、区間7Aに流入した汚泥の一部は軸封装置取付管13Aに流入し、区間7Bに流入した汚泥の一部は軸封装置取付管13Bに流入する。インペラ9の上流側に位置する区間7A及び軸封装置取付管13Aが低圧となっており、インペラ9の下流側に位置する区間7B及び軸封装置取付管13Bが高圧となっている。
Next, the operation will be described.
First, the case where the
連結管19Aが軸封装置取付管13Aと区間7Bとを連結しているので、区間7Bの高圧の汚泥が、連結管19Aを通って軸封装置取付管13Aに勢い良く流入し、さらに、軸封装置取付管13Aから区間7Aに流出する。軸封装置取付管13Aで回転するシャフト11の外周に汚泥に含まれるガスが集まろうとしても、軸封装置取付管13Aから区間7Aに流出する汚泥とともに、ガスが区間7Aに流出してしまい、軸封装置取付管13Aのシャフト11の外周にガスが集まることはない。
Since the connecting
連結管19Bが軸封装置取付管13Bと区間7Aとを連結しているので、軸封装置取付管13Bの高圧の汚泥が、連結管19Bを通って区間7Aに勢い良く流出するとともに、区間7Bの汚泥が軸封装置取付管13Bに流入する。軸封装置取付管13Bで回転するシャフト11の外周に汚泥に含まれるガスが集まろうとしても、軸封装置取付管13Bから連結管19Bを通って区間7Aに流出する汚泥とともに、ガスが区間7Aに流出してしまい、軸封装置取付管13Bのシャフト11の外周にガスが集まることはない。
Since the connecting
したがって、インペラ9が正方向に回転すると、軸封装置取付管13Aから区間7Aへの汚泥の流れと、軸封装置取付管13Bから区間7Aへの汚泥の流れとが、それぞれ形成されて、これらの汚泥の流れが軸封装置取付管13A、13Bでシャフト11の外周にガスが集まることを防止し、軸封装置15A、15Bがドライ摺動となることをも防止している。
Therefore, when the
次に、図5(i)及び(ii)を参照しつつ、軸流ポンプ1のインペラ9が逆方向に回転する場合について述べる。ケーシング3内でインペラ9が逆方向に回転すると、消化槽21の下方にある汚泥がパイプ23Bから吸込吐出口5Bを通ってケーシング3の区間7Bに流入し、インペラ9によって昇圧されて区間7Aに流入し、吸込吐出口5Aを通ってパイプ23Aから消化槽21の上方に吐出される。最初、汚泥の一部が区間7Bから軸封装置取付管13Bに流入し、区間7Aから軸封装置取付管13Aに流入する。インペラ9の上流側の区間7B及び軸封装置取付管13Bが低圧となっており、インペラ9の下流側の区間7A及び軸封装置取付管13Aが高圧となっている。
Next, the case where the
連結管19Bが軸封装置取付管13Bと区間7Aとを連結しており、高圧の汚泥が、区間7Aから連結管19Bを通って軸封装置取付管13Bに勢い良く流入し、さらに区間7Bに流出する。連結管19Aが軸封装置取付管13Aと区間7Bとを連結しており、高圧の汚泥が、軸封装置取付管13Aから連結管19Aを通って区間7Bに勢い良く流出するとともに、区間7Aの汚泥が軸封装置取付管13Aに流入する。
The connecting
軸封装置取付管13A、13Bで回転するシャフト11の外周に汚泥に含まれるガスが集まろうとしても、軸封装置取付管13A、13Bを流れる汚泥とともに、ガスが流されてしまい、軸封装置取付管13A、13Bのシャフト11の外周にガスが集まることはない。
したがって、インペラ9が逆方向に回転すると、軸封装置取付管13A、13Bを通過する汚泥の流れが形成され、これらの汚泥の流れが軸封装置取付管13A、13Bからガスを押し流し、軸封装置15A、15Bのドライ摺動を防止している。
Even if the gas contained in the sludge is collected on the outer periphery of the
Therefore, when the
1 軸流ポンプ
3 ケーシング
5A、5B 吸込吐出口
7A、7B 区間
9 インペラ
11 シャフト
13A、13B 軸封装置取付管
15A、15B 軸封装置
17A、17B 軸受
19A、19B 連結管
21 消化槽
23A、23B パイプ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
軸封装置の内側と、インペラを挟んでこの軸封装置の反対側に位置するケーシングとを互いに連結する連結管を有することを特徴とする軸流ポンプの軸封構造。 An impeller that can rotate in both forward and reverse directions in the casing and reverse the transport direction of the liquid to be transported, two suction discharge ports that one sucks the liquid to be transported according to the rotation direction of the impeller, and the other, and an impeller that is fixed in the middle In an axial flow pump comprising: a shaft whose both ends protrude outside the casing; and a shaft seal device that seals a protruding portion of the shaft.
A shaft seal structure for an axial flow pump, comprising a connecting pipe that connects the inside of the shaft seal device and a casing located on the opposite side of the shaft seal device with an impeller interposed therebetween.
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