JP2016186296A - Pump and assembly method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を備えるポンプ、及び、その組立方法に関する。 The present invention relates to a pump including an impeller and a casing that accommodates the impeller, and an assembling method thereof.
従来、この種のポンプにおいて、回転駆動する羽根車とケーシングとの接触により運転に支障が生じないように、通常、羽根車における吸込口の外周面とケーシングとが非接触で、その間に環状間隙が形成される状態となっている。そして、この場合、環状間隙を通って回転駆動する羽根車の高圧側から低圧側に向かって水が逆流することがないように、この環状間隙にシール部材を挟み込んで間隙が生じないようにし、逆流を防止し、ポンプ効率を向上させている(例えば中国実用新案公告第200949545号明細書(特許文献1)参照)。 Conventionally, in this type of pump, the outer peripheral surface of the suction port of the impeller and the casing are normally in non-contact with each other so that the operation is not hindered by the contact between the impeller and the casing that is rotationally driven. Is in a state of being formed. And in this case, the seal member is sandwiched in the annular gap so that the water does not flow backward from the high pressure side to the low pressure side of the impeller that is rotationally driven through the annular gap. Backflow is prevented and pump efficiency is improved (see, for example, the Chinese Utility Model Publication No. 200095545 (Patent Document 1)).
しかし、この場合、環状間隙にシール部材が挟み込まれるようにケーシングと羽根車を組み立てる必要があり、また、環状間隙にシール部材が適切に挟まれるように羽根車の寸法精度が要求されるなど、加工・組立・設計面において煩雑さがあった。また、シール部材は羽根車の吸込口の外周面とケーシングとの間隙に装着され、強い摩擦がシール部材に働くことになり、羽根車の回転駆動に伴う摩耗が激しく耐久性に問題があった。 However, in this case, it is necessary to assemble the casing and the impeller so that the seal member is sandwiched in the annular gap, and the dimensional accuracy of the impeller is required so that the seal member is appropriately sandwiched in the annular gap. There was complexity in processing, assembly, and design. In addition, the seal member is attached to the gap between the outer peripheral surface of the suction port of the impeller and the casing, and strong friction acts on the seal member, and the wear due to the rotational drive of the impeller is severe and there is a problem in durability. .
組立・設計を容易にしながら水の逆流を防止し、ポンプ効率を向上させることである。 It is to improve the pump efficiency by preventing back flow of water while facilitating assembly and design.
本発明に係るポンプは、
羽根車と、
前記羽根車を収容するケーシングと、を備え、
前記羽根車における吸込口の外周面と前記ケーシングとの間には環状間隙が形成され、
前記環状間隙より前記ケーシングに対する内側の前記外周面において、シール部材を備え、
前記シール部材は、前記外周面において、前記シール部材が前記環状間隙と離間した開放状態と、前記シール部材が前記開放状態から前記環状間隙側へ移動して前記環状間隙を塞ぐ閉鎖状態とに、軸方向に移動可能に収容されている。
The pump according to the present invention is
Impeller,
A casing for housing the impeller,
An annular gap is formed between the outer peripheral surface of the suction port in the impeller and the casing,
In the outer peripheral surface inside the casing from the annular gap, a seal member is provided,
In the outer peripheral surface, the seal member is in an open state in which the seal member is separated from the annular gap, and in a closed state in which the seal member moves from the open state to the annular gap to close the annular gap. It is accommodated so as to be movable in the axial direction.
以下、本発明に係るポンプの好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the pump according to the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited by the preferred embodiments described below.
1つの態様として、前記外周面においてシール部材が移動可能な前記軸方向における長さは、前記シール部材の前記軸方向における幅より大きいと好適である。 As one aspect, it is preferable that a length in the axial direction in which the seal member can move on the outer peripheral surface is larger than a width in the axial direction of the seal member.
1つの態様として、前記環状間隙より前記ケーシングに対する内側の前記外周面には、前記シール部材の軸方向における移動を規制する移動規制部が設けられていると好適である。 As one aspect, it is preferable that a movement restricting portion for restricting the movement of the seal member in the axial direction is provided on the outer peripheral surface inside the casing with respect to the casing.
1つの態様として、前記シール部材が弾性体であると好適である。 As one aspect, it is preferable that the seal member is an elastic body.
1つの態様として、前記シール部材がOリングであると好適である。 As one aspect, it is preferable that the seal member is an O-ring.
上記構成によれば、吸込口の外周面に軸方向に移動可能に収容されたシール部材が、環状間隙と離間した開放状態から環状間隙側へ移動して、環状間隙を塞ぐ閉鎖状態となることにより、環状間隙を塞いで羽根車の高圧側から低圧側に向かっての水の逆流を防止し、ポンプ効率を向上させることができる。また、シール部材が環状間隙を外側から塞ぐ形態をとるため、環状間隙にシール部材を挟ませる場合に比べ、環状間隙の幅やシール部材の幅などを厳密に設計する必要がなく、その設計も容易にできる。このように、組立・設計を容易にしながら水の逆流を防止し、ポンプ効率を向上させることができる。 According to the above configuration, the seal member accommodated in the outer peripheral surface of the suction port so as to be movable in the axial direction moves from the open state separated from the annular gap to the annular gap side, and enters a closed state that closes the annular gap. As a result, the annular gap can be closed to prevent the reverse flow of water from the high pressure side to the low pressure side of the impeller, and the pump efficiency can be improved. In addition, since the seal member takes a form of closing the annular gap from the outside, it is not necessary to design the width of the annular gap or the width of the seal member strictly as compared with the case where the seal member is sandwiched in the annular gap, and the design is also possible. Easy to do. Thus, it is possible to prevent the back flow of water while facilitating assembly and design, and to improve the pump efficiency.
本発明に係るポンプの組立方法は、
羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を備え、前記羽根車における吸込口の外周面と前記ケーシングとの間に環状間隙が形成されるポンプの組立方法であって、
前記外周面にシール部材を装着し、
前記シール部材を前記環状間隙が形成される位置から離間した状態で、前記羽根車を前記ケーシングに収容する。
The assembly method of the pump according to the present invention is as follows:
An assembly method of a pump comprising an impeller and a casing for housing the impeller, wherein an annular gap is formed between an outer peripheral surface of a suction port in the impeller and the casing,
A seal member is attached to the outer peripheral surface,
The impeller is accommodated in the casing in a state where the seal member is separated from a position where the annular gap is formed.
この構成によれば、シール部材を環状間隙が形成される位置から離間した位置に配置したままポンプを組み立てることができ、環状間隙にシール部材が挟み込まれるように組み立てるのに比べ、ケーシングと羽根車とシール部材の位置関係の確認に注意を要さず、その組立が容易になる。 According to this configuration, the pump can be assembled while the seal member is disposed at a position separated from the position where the annular gap is formed, and the casing and the impeller are compared with the case where the seal member is sandwiched in the annular gap. Therefore, it is easy to assemble the seal member without paying attention to the positional relationship between the seal member and the seal member.
本発明に係るポンプ及びポンプの組立方法の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係るポンプ1は、羽根車10と、羽根車10を収容するポンプケーシング20と、を備える。ポンプ1において、羽根車10における吸込口11の外周面11aとケーシング20との間には環状間隙Gが形成される。そして、環状間隙Gよりケーシング20に対する内側の吸込口11の外周面11aにおいて、シール部材30を備え、シール部材30は、吸込口11の外周面11aにおいて、シール部材30が環状間隙Gと離間した開放状態と、シール部材30が開放状態から環状間隙G側へ移動して環状間隙Gを塞ぐ閉鎖状態とに、軸方向に移動可能に収容されている。これにより、組立・設計を容易にしながら水の逆流を防止し、ポンプ効率を向上させることができる。また、本実施形態に係るポンプ1を汚水に適用する場合、環状間隙Gを介して微細なゴミ等のポンプ1内への侵入を防ぐ効果も奏し、ポンプ1の安定的な運転にも寄与する。以下、本実施形態に係るポンプ1について詳細に説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a pump and a pump assembly method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The
本実施形態に係るポンプ1は、羽根車10と羽根車10を収容するケーシング20とを備え、羽根車10とケーシング20との間のシール構造Sに特徴を有するものである。図1に示すように、羽根車10には主軸2が取り付けられ、この主軸2は軸受箱3に備えた軸受(図示しない)に支持されている。軸受箱3内にはメカニカルシール4が設けられている。また、ケーシング20は、軸受箱3の底面に対して連結されている。主軸2は図示しないモータと連結し、モータの駆動により回転するようにしてある。なお、シール構造S以外の構成、例えば羽根車10に取付ける主軸2を受け入れる軸受、ケーシング20の上部に連結される軸受箱、主軸2の駆動源となるモータやこのモータを収容するモータケーシングなどの具体的構成は、公知の構成を採用すればよく、ここでの説明は省略し、以下では、羽根車10とケーシング20との間のシール構造Sについて説明する。
The
羽根車10は、下端中央部に軸方向に突出形成された吸込口11を備える。また、吸込口11は、その外周面11aが軸方向と平行な面となるように形成してある。これにより、吸込口11は軸方向における位置にかかわらず外周径が同じ値となり、シール部材30が外周面11a上を円滑に移動可能となる。
The
ケーシング20は、下端中央部に軸方向に突出形成された吸込口21と、水平方向に開口する吐出口22を備える。そしてケーシング20の吸込口21の内側には、羽根車10の吸込口11を受け入れる受入部23が設けられている。受入部23の開口径は、羽根車10の吸込口11の外周径よりわずかに大にしてあり、これにより、羽根車10における吸込口11の外周面11aとケーシング20の受入部23との間には環状間隙Gが形成されて、羽根車10の吸込口11と受入部23とが非接触となっている(図2,3参照)。また、受入部23の開口径を吸込口11の外周径よりも大きくするとともに、開口径と外周径の隙間(環状間隙G)をリングのような交換部材で僅少にする構成をとってもよい。
The
そして、図2に示すように、吸込口11の外周面11aのうち、環状間隙Gよりケーシング20に対する内側の吸込口11の外周面11aにおいて、本実施形態では、シール部材の一例として弾性体のOリング30が収容されている。環状間隙Gからシール部材(Oリング)が脱落しないように、Oリング30の線径(太さ)d1は環状間隙Gの幅d2より大きなものとしてある。また、このOリング30の内径は吸込口11の外周径と略同一にしてあり、Oリング30は吸込口11の外周面11aに密着した状態となっている。
As shown in FIG. 2, in the outer
吸込口11の外周面11aに密着した状態にあるOリング30は、吸込口11の外周面11aを転がることで、吸込口11の外周面11aの上端12から環状間隙Gまでの間を、軸方向に移動可能となっている。即ち、Oリング30は、吸込口11の外周面11aにおいて、Oリング30が環状間隙Gと離間した開放状態(図2参照)と、Oリング30が開放状態から環状間隙G側へ移動して環状間隙Gを塞ぐ閉鎖状態(図3参照)とに、軸方向に移動可能に収容された状態となっている。なお、Oリング30は断面が円形であるため、円滑に吸込口11の外周面11a上を転がることができ、開放状態から閉鎖状態への移動が円滑に行われる。また、Oリング30が移動する外周面11aには研磨のような機械加工がなされていると、Oリングの移動がより円滑になり好適である。
The O-
吸込口11の外周面11aにおいてOリング30が移動可能な軸方向における長さ、即ち、吸込口11の外周面11aの上端12と環状間隙Gとの間の長さは、Oリング30の線径(軸方向における幅に相当)より大きくしてある。これにより、Oリング30が開放状態と閉鎖状態とに移動可能な空間を確保してある。
The length in the axial direction in which the O-
また、外周面11aが軸方向と平行な面となるように形成してあるため、外周面11aに沿ってOリング30が軸方向に移動することができる。また、上端12によりOリング30の上端12より軸方向上側への移動を規制してある。つまり、外周面11aにおける軸方向と平行な面及び上端12が、Oリング30の軸方向における移動を規制する移動規制部を構成する。言い換えれば、環状間隙Gよりケーシング20に対する内側の吸込口11の外周面11aには、Oリング30の軸方向における移動を規制する移動規制部が設けられた状態となっている。
Further, since the outer
次に本実施形態に係るポンプ1の組立方法について説明する。シール構造Sを形成するため、ポンプ1は次のようにして組み立てることが可能である。まず、図4に示すように、羽根車10における吸込口11の外周面11aにOリング30を装着する。その後、Oリング30を環状間隙Gが形成される位置から離間した状態で、羽根車10における吸込口11をケーシング20の受入部23に受け入れさせながら、羽根車10をケーシング20に収容する。そして、最後に、ケーシング20を、軸受箱3の底面3aに対して連結させる。
Next, a method for assembling the
このように、Oリング30を環状間隙Gが形成される位置から離間した位置に配置したままポンプ1を組み立てることができ、環状間隙GにOリング30が挟み込まれるように組み立てるのに比べ、その組立を容易にできる。また、環状間隙GにOリング30を挟ませる場合に比べ、環状間隙Gの幅やOリングの内径や線径などの厳密な寸法精度が要求されず、その設計も容易にできる。また、組立において、受入部23は、羽根車10に対するケーシング20の案内部としての役割を果たし、組立を一層容易に行える。
Thus, the
次に、シール構造Sの機能について説明する。まず、基本的には、図2に示すように、シール構造Sにおいて、ポンプを組み立てた直後ではOリング30は環状間隙Gと離間した開放状態となっている。そして、ポンプ1を動作させて羽根車10を回転させると、吸込口11,21から水が吸い込まれて吐出口22から吐き出されることとなる。このとき、羽根車10の径方向外側は遠心力により高圧となり、また、吸込口11,21側は水が吸い込まれることで低圧となるため、高圧側から低圧側に向かって、環状間隙Gを介しての水の逆流が生じることとなる。これに対し、シール構造Sでは、Oリング30が軸方向に移動可能となっているため、水の逆流の流れに押される形で、Oリング30が開放状態から環状間隙G側へ移動し、やがて環状間隙Gを塞ぐ閉鎖状態まで移動する。閉鎖状態まで至った後も高圧側と低圧側との圧力差によりOリング30が環状間隙G側に押され(吸い込まれ)、弾性体であるOリング30は弾性変形しながら環状間隙Gに密着してより強固に環状間隙Gを塞ぐことになる(図3参照)。このようにして、Oリング30により環状間隙Gが塞がれて、水の逆流が防止され、ポンプ効率が向上する。
Next, the function of the seal structure S will be described. First, as shown in FIG. 2, in the seal structure S, the O-
環状間隙GにOリング30を挟ませる場合、Oリング30は羽根車11とケーシング20に接触する両側から摩耗していくが、このポンプ1におけるシール構造Sでは、Oリング30が環状間隙Gを一方から塞ぐ形態を採っており、Oリング30は片側が摩耗するのみであり、耐久性が高められる。
When the O-
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るポンプ1及びポンプ1の組立方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the
(1)上記の実施形態では、シール部材として弾性体のOリングを用いた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、弾性体でなくても良く、Oリングに代えてXリングを用いるなど、他の材質・形状の部材を用いても良い。 (1) In the above embodiment, the configuration using an elastic O-ring as the seal member has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the member may not be an elastic body, and a member of another material / shape such as an X ring may be used instead of the O ring.
(2)上記の実施形態では、外周面11aにおける軸方向と平行な面及び上端12が、Oリング30の軸方向における移動を規制する移動規制部を構成した例を説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、Oリング30の軸方向における移動を規制するものであればどのようなものであってもよい。また、開放状態と閉鎖状態との間でOリング30が軸方向に移動可能に収容されていれば、移動規制部は有さなくても良い。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the surface parallel to the axial direction on the outer
(3)上記の実施形態では、吸込口11の外周面11aとケーシング20の受入部23との間に形成されることにより環状間隙Gが軸方向に開口した例を説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、環状間隙Gは、水平方向に開口するものであってもよい。この場合、例えば、受入部23を設けず、それぞれ水平方向と平行な面である、吸込口11の外周面11aのうち吸込口11の先端面とケーシング20の内側面との間で環状間隙Gを形成すればよい。
(3) In the above embodiment, the example in which the annular gap G is opened in the axial direction by being formed between the outer
(4)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 (4) Regarding other configurations, it should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and that the scope of the present invention is not limited thereby. Those skilled in the art will readily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, other embodiments modified without departing from the spirit of the present invention are naturally included in the scope of the present invention.
本発明は、例えば種々のポンプやその組立に利用することができる。 The present invention can be used, for example, for various pumps and their assembly.
1 ポンプ
10 羽根車
11 吸込口
11a 外周面
20 ケーシング
30 Oリング(シール部材)
G 環状間隙
DESCRIPTION OF
G annular gap
Claims (6)
前記羽根車を収容するケーシングと、を備え、
前記羽根車における吸込口の外周面と前記ケーシングとの間には環状間隙が形成され、
前記環状間隙より前記ケーシングに対する内側の前記外周面において、シール部材を備え、
前記シール部材は、前記外周面において、前記シール部材が前記環状間隙と離間した開放状態と、前記シール部材が前記開放状態から前記環状間隙側へ移動して前記環状間隙を塞ぐ閉鎖状態とに、軸方向に移動可能に収容されているポンプ。 Impeller,
A casing for housing the impeller,
An annular gap is formed between the outer peripheral surface of the suction port in the impeller and the casing,
In the outer peripheral surface inside the casing from the annular gap, a seal member is provided,
In the outer peripheral surface, the seal member is in an open state in which the seal member is separated from the annular gap, and in a closed state in which the seal member moves from the open state to the annular gap to close the annular gap. A pump housed in an axially movable manner.
前記外周面にシール部材を装着し、
前記シール部材を前記環状間隙が形成される位置から離間した状態で、前記羽根車を前記ケーシングに収容する組立方法。 An assembly method of a pump comprising an impeller and a casing for housing the impeller, wherein an annular gap is formed between an outer peripheral surface of a suction port in the impeller and the casing,
A seal member is attached to the outer peripheral surface,
An assembly method for accommodating the impeller in the casing in a state where the seal member is separated from a position where the annular gap is formed.
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