JP2013224714A - 軸封装置及び立軸ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のグランドパッキン方式の如きナットの増し締めによることなく、ポンプ主軸周りでグランドパッキンを均等且つ一定の付勢力で押圧して漏水量を調整可能とする。
【解決手段】グランドパッキン方式の軸封装置において、パッキン押さえ１０を上下方向に変位自在に設け、このパッキン押さえ１０の上面でリング状の重し板１１を支持し、パッキン押さえ１０に作用する重し板１１の重量による下向きの荷重により、パッキン押さえ１０がグランドパッキン９を下方へ押圧付勢するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプケーシングの軸貫通部に設けられるグランドパッキン方式の軸封装置の構造に関する。

ポンプの軸封装置として最も一般的で広く採用されているグランドパッキン方式は、図５に示されるように、ポンプ主軸１００が貫通したパッキン箱１０１内に複数本のグランドパッキン１０２を挿入し、このグランドパッキン１０２の上面を押さえるパッキン押さえ１０３を、パッキン箱１０１の上面に突設させたグランドボルト１０１ａにナット１０４を締め付けて固定することにより、グランドパッキン１０２とポンプ主軸１００の軸スリーブ１００ａとの隙間を流れる流体の漏れ量を調整するものである（例えば特許文献１参照）。

この方式は、安価で簡便であるが、流体の漏れ量が少ないとグランドパッキン１０２が焼き付き、逆に漏れ量が多すぎると排水が間に合わず、ポンプ周りが水浸しになったりポンプ効率が低下したりする問題がある。よって、前記ナット１０４の増し締めにより漏れ量の調整が不可欠であるが、調整を適正に行っても、ポンプの運転点が変化すると突然漏れ量が増大することがあり、また、内部流体にスラリーが混入していると、グランドパッキン１０２の早期劣化や軸スリーブ１００ａの摩耗を引き起こして漏れ量が増大することがある。

このような問題点の対策として、例えば図６に示されるように、パッキン押さえ１０３を、パッキン箱１０１の上面に突設したガイドボルト１０１ａに沿って変位し得るように取り付けるとともに、パッキン押さえ１０３の上面とガイドボルト１０１ａの上端間にコイルバネ１０５を介装させ、前記コイルバネ１０５を圧縮した状態でパッキン押さえ１０３をセットし、圧縮したコイルバネ１０５の反発力でパッキン押さえ１０３を押圧してグランドパッキン１０２に一定の付勢力を加え、これによりポンプの運転点の変化やグランドパッキン１０２の経年劣化により漏れ量の変化の軽減を図った構成のものが知られている（例えば特許文献２参照）。

実開昭６３−７８７６２号公報 特開平１１−３４３９９５号公報

前記コイルバネ１０５の反発力を利用してグランドパッキン１０３の封止力の低下防止を図った構成のものは、パッキン箱１０１の上面にポンプ主軸１００周りに沿って適宜な間隔を開けてガイドボルト１０１ａが複数突設され、各ガイドボルト１０１ａの上端とパッキン押さえ１０２の上面間にコイルバネ１０５を巻き付けてあり、漏れ量の調整は各ガイドボルト１０１ａの上部に螺合したナット１０４を締め付けることにより行われる。

しかし、ナット１０４を回転して締め付ける量とそれにより下方へ弾圧付勢されるコイルバネ１０５の反発力との関係が不明なため、全てのコイルバネ１０５の反発力を均等に設定することが難しく、とりわけ、コイルバネ１０５が圧縮しきってしまうと、コイルバネ１０５による反発力よりもナット１０４による締め付け力が支配的になって、より漏れ量の調整が難しくなるという問題がある。

また、漏水は、ポンプ主軸１００の軸スリーブ１００ａとグランドパッキン１０２の隙間を通ってパッキン押さえ１０３の上面から溢れ出るが、漏水によりコイルバネ１０５が常に濡れた状態となって腐食し易く、特に、取り扱う流体が海水などの腐食性の強い液体の場合はコイルバネ１０５が短期間で腐食し破損する可能性がある。さらに、取り扱う流体がシルトや砂、藻などの異物を多く含む場合、それら異物がコイルバネ１０５に付着して、コイルバネ１０５の伸縮による弾発機能を阻害する虞があるため、コイルバネ１０５の周辺を定期的に清水で洗浄する必要があるなどメンテナンス性に劣るという問題がある。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、従来のグランドパッキン方式の如きナットの増し締めによることなく、ポンプ主軸周りでグランドパッキンを均等且つ一定の付勢力で押圧して漏水量を調整することができようにすることを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、ポンプケーシングの軸貫通部に設けられたパッキン箱内にグランドパッキンを挿入し、このグランドパッキンをパッキン押さえで下方へ押圧して、ポンプ主軸の外周面にグランドパッキンの内面を圧接させる軸封装置において、前記パッキン押さえを上下方向に変位自在に設けるとともに、このパッキン押さえの上面で当該上面に載るリング状の重し板を支持し、パッキン押さえに作用する前記重し板の重量による下向きの荷重により、パッキン押さえがグランドパッキンを下方へ押圧付勢するように構成されていることを特徴とする。

これによれば、リング状の重し板の重量による下向きの荷重がパッキン押さえの上面全体に掛るので、パッキン押さえがグランドパッキンを下方へ押圧する付勢力はポンプ主軸周りで均等且つ一定となり、グランドパッキンの上面全周を下向きの均一な付勢力で押圧して、その内面をポンプ主軸の外周面に圧接させることができる。
グランドパッキンを押圧する付勢力は、重し板の重量による下向きの荷重によるため常に一定に保たれ、従来の如きナットの締め付け量を操作する機械的調整が不要であるとともに、ポンプ運転点の変化やグランドパッキンの経年劣化によりパッキン押さえが沈んでその上面の重し板とともに下方へ変位したとしても、前記付勢力は変化することはなく、長期間に亘って付勢力を調整する作業が不要となる。

前記構成の軸封装置において、互いに重量の異なる重し板を複数枚備え、これらから一枚以上を選択してパッキン押さえの上面で支持させることにより、パッキン押さえに作用する下向きの荷重の大きさを適宜に調整することができる。

これによれば、重量の異なる重し板を複数枚取り揃え、その中から一枚、又は複数枚を組み合わせて選択し、パッキン押さえの上面に載せる重し板の総重量を適宜に設定して、パッキン押さえを介してグランドパッキンを押圧する付勢力を所望の大きさに調節することで、前記ナットの締め付けによる機械的調整によらずに、漏れ量を調節することが可能である。重し板の重量は、その厚みを変えるなどして適宜に設定することができる。また、パッキン押さえの上面に複数枚の重し板を重ねて載せることができるように、重し板はその上下両面を平坦に形成することが好ましい。重し板の上下両面の対応位置に凹凸部を設け、上下の重し板同士で凹凸部を嵌合させて積み重ねられるようにしてもよい。
なお、漏れ量は、ポンプ主軸径やグランドパッキンの内径、パッキン箱内に挿入するグランドパッキンの本数、グランドパッキンの種類、取り扱う流体の性状、異物の有無などに依存するため、従来のナットの締め付けによる調整と同様に、ポンプの設置現場において実際の漏れ量から判断して、パッキン押さえ板に載せる重し板の総重量を決定し、それに見合った重量及び枚数の重し板を選択決定することになる。

前記構成の軸封装置において、重し板は、耐食性を備えた金属材料又はセラミックス材料により構成されていることが好ましい。
また、重し板は、中央にポンプ主軸が貫通する通孔が開けられたリング体を二つ割りしてなる一対の半割リング片により構成することができる。

これによれば、取り扱い流体が腐食性の液体でも重し板は腐食し難く、また、重し板は前記コイルバネのような可動部分はないため、取り扱う流体に異物を含んでいてもその影響を受けることがない。
前記耐食性を備えた金属材料としては、例えばステンレス材やニッケル基材、二相ステンレス材などの耐食性に優れた金属材料を用いることができる。また、セラミックス材料としては、アルミナやシリコンナイトライドなどの耐食性に優れたセラミックス材料を用いることができる。重し板を圧延鋼材やステンレス鋼材により形成し、その表面に耐食性の被膜を施すことにより、耐食性を具備させてもよい。
また、重し板を一対の半割リング片により構成すれば、これをパッキン押さえに載せた状態で両半割リング片の端部間に若干の大きさの隙間が設けられ、軸スリーブとグランドパッキンの隙間を伝う漏水は、前記両半割リング片の端部間の隙間から下方へ流出するので重し板の全体が漏水で濡れるようなことはない（図４参照）。

前記構成の軸封装置において、パッキン押さえは、その表面に複数形成された係止孔にパッキン箱の上面に複数突設されたガイドボルトを挿通させてパッキン箱内に取り付けられ、重し板は、その表面に複数形成された通孔に前記パッキン押さえを貫通して上方に突出した前記ガイドボルトを挿通させて、パッキン押さえの上面に支持されるように構成することができる。

これによれば、パッキン押さえは、パッキン箱の上面に突設したガイドボルトに沿って上下に変位自在に取り付けられ、重し板はその表面に形成された通孔を前記ガイドボルトに係合させて、パッキン押さえの上面で、当該パッキン押さえとともに上下に変位自在に支持することができる。重し板をガイドボルトに係合してパッキン押さえで支持させた状態で、ポンプ運転中に重し板が脱落しないように、各ガイドボルトの上部にはナットを螺合しておく。この際、ナットは、重し板との間に若干の隙間が確保されるように緩めに取り付けておき、また、振動によりナットが緩まないように、二つのナットを重ねて螺合しておくことが好ましい。重し板は、前記ナットをガイドボルトから外すことで、容易に着脱することが可能である。
なお、重し板を複数枚重ねて設置した際に、腐食などによって重なり合った重し板同士が固着することを防ぐため、重し板同士が重なる部分にはプラスチックシートなどの撥水性を有する軽量なシート材を挟んでおくことが好ましい。重し板の表面をプラスチックシートで被覆しておいてもよい。
なお、前記の通り、漏れ量はパッキン押さえに載せる重し板の総重量を適宜に設定することで調整されるが、何らかの外乱によって漏れ量が増大し、漏水が止まらなくなったときには、補助的に前記ガイドボルトに取り付けたナットの締め付けによる漏水の調整が行われる。
また、本発明のポンプは、前記構成の軸封装置を備えた立軸ポンプであることを特徴とする。

本発明の軸封装置によれば、ナットの増し締めといった機械的調整をすることなく、グランドパッキンを均等且つ一定の付勢力で押圧して漏水量を調整することが可能となる。グランドパッキンを押圧する付勢力は、重し板の重量による下向きの荷重によるため常に一定に保たれ、ポンプ運転点の変化やグランドパッキンの経年劣化が生じても前記付勢力は変化することはなく、長期間に亘って付勢力を調整する作業を不要とすることが可能となる。

本発明の軸封装置を備えた立軸ポンプの要部を破断した外観図である。 本発明の一実施形態の軸封装置の拡大断面図である。 図２中の重し板の外観斜視図である。 パッキン押さえに重し板を載せた状態の要部上面図である。 従来の軸封装置の要部拡大断面図である。 従来の他の軸封装置の要部拡大断面図である。

本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態の軸封装置を備えた立軸ポンプを示している。
同図に示されるように、立軸ポンプ１は、縦長の管体２の内部に、インペラ４が下端部に固着されたポンプ主軸３が配置され、前記管体２の上部に設置される原動機５でポンプ主軸３を回転させることで、管体２の下部に設けられた吸込口２ａから流体を吸い込み、これを管体２の上部に設けられた吐出口２ｂから吐出するように設けられており、軸封装置７は管体２内のポンプケーシング６の軸貫通部に設けてある。

図２は軸封装置７の拡大断面を示しており、同図に示されるように、軸封装置７は、パッキン箱８とグランドパッキン９とパッキン押さえ１０と複数枚の重し板１１とを備えて構成されている。

より詳しくは、パッキン箱８は、ポンプケーシング６を貫通したポンプ主軸３の周囲を囲うように設置され、その中央に設けたパッキンボックス８ａ内に複数本のグランドパッキン９を装填し、各グランドパッキン９の内面を、ポンプ主軸３の外周に嵌めた軸スリーブ３ａの外周面に圧接させてある。また、パッキン箱８の上面には、周方向に沿って等間隔を開けて４本のガイドボルト８ｂを上方へ突設させてある。

パッキン押さえ１０は、中央にポンプ主軸３が貫通する開口を有するとともに、その中央側下面にグランドパッキン９に接合する押え突部１０ａを有してリング形に形成してある。パッキン押さえ１０の表面には、前記ガイドボルト８ｂの突設位置と位置対応させて、各ガイドボルト８ｂが貫通する大きさの四つの係止孔１０ｂが形成してある。

重し板１１は、耐食性に優れた金属材料やセラミックス材料を用いて、パッキン押え１０の上面に重合するリング形に形成される板材であり、本形態では、図３に示されるように、中央にポンプ主軸３が貫通する通孔が開けられたリング体を二つ割りしてなる、一対の半割リング片１１ａ，１１ａにより構成してある。
両半割リング片１１ａ，１１ａの表面には、前記パッキン押さえ１０と同様に、前記ガイドボルト８ｂの突設位置と位置対応させて、各ガイドボルト８ｂが貫通する大きさ通孔１１ｂ，１１ｂをそれぞれ形成してある。
重し板１１は、その厚みを変えることにより重量を異ならせた複数枚が取り揃えられ、後述する漏れ量の調整の際に、これら複数枚の重し板１１から適宜な重量となるように一枚以上が選択されて、パッキン押さえ１０の上面に設置される。図２では重量が異なる３枚の重し板１１，１１，１１をパッキン押さえ１０に載せてある。

これらの部材からなる本形態の軸封装置７は、パッキン箱８の上面から上方へ突出した各ガイドボルト８ｂにパッキン押さえ１０の係止孔１０ｂを係合させて、パッキン箱８内にパッキン押さえ１０をガイドボルト８ｂに沿って上下に変位自在に取り付け、パッキン押さえ１０を貫通して上方に突出した前記各ガイドボルト８ｂに、重し板１１の両半割リング片１１ａ，１１ａの通孔１１ｂを各々係合させて、パッキン押さえ１０の上面に重し板８を載せて支持させ、重し板８の上方に突出した各ガイドボルト８ｂの上部に二つのナット１２，１２を螺合して固定することにより構成される。

このように構成される本形態の軸封装置７によれば、重し板１１の重量による下向きの荷重がパッキン押さえ１０に掛り、パッキン押さえ１０はその押え突部１０ａでグランドパッキン９を下方へ押圧し、ポンプ主軸３の軸スリーブ３ａの外周面にグランドパッキン９の内面を圧接させて、軸スリーブ２ａとグランドパッキン９の隙間を封止する。
リング状の重し板１１の重量による下向きの荷重がパッキン押さえ１０の上面全体に掛るので、パッキン押さえ１０がグランドパッキン９を下方へ押圧する付勢力は、ポンプ主軸３の周りで均等且つ一定となり、グランドパッキン９の上面全周を下向きの均一な付勢力で押圧することが可能であり、また、前記付勢力は、重し板１１の重量による下向きの荷重によるため常に一定に保たれ、従来の如きナットの締め付け量を操作する機械的調整は不要であり、漏れ量の調整も、パッキン押さえ１０に載せる重し板１１の総重量を適宜に選定し、それに見合った重量及び枚数の重し板１１を選択して設置することで行うことができる。
また、重し板１１が一対の半割リング片１１ａ，１１ａにより構成してあるので、図４に示されるように、パッキン押さえ１０に載せた状態で両半割リング片１１ａ，１１ａの端部間に若干の大きさの隙間が設けられ、軸スリーブ２ａとグランドパッキン９の隙間を伝う漏水は、両半割リング片１１ａ，１１ａの端部間の隙間から下方へ流出し、重し板１１の全体が漏水で濡れるようなことはない。

なお、図示した軸封装置７や重し板１０は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、本発明はこれに限定されず、他の適宜な形態で構成することが可能である。

１ 立軸ポンプ、３ ポンプ主軸、３ａ 軸スリーブ、７ 軸封装置、８ パッキン箱、９ グランドパッキン、１０ パッキン押さえ、１１ 重し板、１１ａ，１１ａ 半割リング片、１２ ナット

Claims (6)

1. ポンプケーシングの軸貫通部に設けられたパッキン箱内にグランドパッキンを挿入し、このグランドパッキンをパッキン押さえで下方へ押圧して、ポンプ主軸の外周面にグランドパッキンの内面を圧接させる軸封装置において、
   前記パッキン押さえを上下方向に変位自在に設けるとともに、このパッキン押さえの上面で当該上面に載るリング状の重し板を支持し、パッキン押さえに作用する前記重し板の重量による下向きの荷重により、パッキン押さえがグランドパッキンを下方へ押圧付勢するように構成されていることを特徴とする軸封装置。
2. 互いに重量の異なる重し板を複数枚備え、これらから一枚以上を選択してパッキン押さえの上面で支持させることにより、パッキン押さえに作用する下向きの荷重の大きさを調整し得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
3. 重し板は、耐食性を備えた金属材料又はセラミックス材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸封装置。
4. 重し板は、中央にポンプ主軸が貫通する通孔が開けられたリング体を二つ割りしてなる一対の半割リング片により構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の軸封装置。
5. パッキン押さえは、その表面に複数形成された係止孔にパッキン箱の上面に複数突設されたガイドボルトを挿通させてパッキン箱内に取り付けられ、重し板は、その表面に複数形成された通孔に前記パッキン押さえを貫通して上方に突出した前記ガイドボルトを挿通させて、パッキン押さえの上面に支持されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の軸封装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の軸封装置を備えた立軸ポンプ。
   
   

Images