JP2018185005A - Liner ring and centrifugal pump - Google Patents

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JP2018185005A JP2017087423A JP2017087423A JP2018185005A JP 2018185005 A JP2018185005 A JP 2018185005A JP 2017087423 A JP2017087423 A JP 2017087423A JP 2017087423 A JP2017087423 A JP 2017087423A JP 2018185005 A JP2018185005 A JP 2018185005A
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Takumi Fujisawa
匠 藤澤
伊藤 明
Akira Ito
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liner ring that can prevent foreign matter from being caught on an impeller even if liquid with a large amount of foreign matter or liquid including hard foreign matter is handled.SOLUTION: A liner ring 20 comprises an elastic ring 21 made of an elastic material. A plurality of grooves 22 extending from one side surface of the elastic ring 21 to an opposite side surface are formed in an inner peripheral surface 21a of the elastic ring 21.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、羽根車の液体入口の周囲に取り付けられるライナーリングに関し、特に汚水などの異物を含む液体を取り扱う遠心ポンプでの使用に適したライナーリングに関する。また、本発明は、そのようなライナーリングを備えた遠心ポンプに関する。   The present invention relates to a liner ring that is attached around a liquid inlet of an impeller, and more particularly to a liner ring that is suitable for use in a centrifugal pump that handles liquid containing foreign matter such as sewage. The present invention also relates to a centrifugal pump provided with such a liner ring.

遠心ポンプは、羽根車の回転に伴って昇圧された液体が羽根車とポンプケーシングの隙間から吸込側に漏れることを抑制するために、ライナーリングを通常備えている。このライナーリングは、羽根車の液体入口を囲むように配置され、ポンプケーシングに固定される。ライナーリングの内周面と羽根車の外周面との間には微小な隙間が形成されており、この隙間を通ってごく僅かな量の加圧された吐出し側の液体のみが吸込側へ流れ出る。一般に、ライナーリングは、銅合金(CAC)やステンレス鋼(SUS)などの金属から構成されている。遠心ポンプの経年の使用により、上述した隙間は摩耗してしまい、吐出し側の液体が吸込側へ流れ出る量が多くなる。その場合は、ライナーリングを新品に交換することで、漏れを抑制することができる。   Centrifugal pumps are usually provided with a liner ring in order to prevent the liquid whose pressure is increased with the rotation of the impeller from leaking from the gap between the impeller and the pump casing to the suction side. The liner ring is disposed so as to surround the liquid inlet of the impeller and is fixed to the pump casing. A minute gap is formed between the inner peripheral surface of the liner ring and the outer peripheral surface of the impeller, and only a small amount of pressurized liquid on the discharge side passes through this gap to the suction side. Flows out. Generally, the liner ring is made of a metal such as copper alloy (CAC) or stainless steel (SUS). With the aging of the centrifugal pump, the gaps described above are worn, and the amount of liquid on the discharge side flows out to the suction side increases. In that case, the leakage can be suppressed by replacing the liner ring with a new one.

ポンプへの高効率化の要求が高い昨今では、汚水を取り扱うポンプにもクローズ型羽根車が用いられることが多い。しかしながら、クローズ型羽根車は、効率が良い反面、羽根車とライナーリングとの間に異物が侵入すると噛り付きを起こしてしまうことがある。そこで、従来では、羽根車とライナーリングとに硬度差のある材料を選定し、異物が侵入した際にはどちらかが削れて噛り付きを防止するようにしている。   In recent years when there is a high demand for high efficiency pumps, closed type impellers are often used for pumps that handle sewage. However, the closed type impeller is efficient, but if a foreign object enters between the impeller and the liner ring, it may cause biting. Therefore, conventionally, materials having a difference in hardness are selected for the impeller and the liner ring, and when a foreign object enters, one of them is shaved to prevent biting.

実開昭62−148798号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-148798

しかしながら、異物が多い液体や、硬い異物を含む液体を取り扱う場合には、羽根車とライナーリングとの噛り付きが起きやすくなってしまう。特に、金属からなるライナーリングの表面が硬い異物によって削られると、削られた材料がライナーリングの表面上で塊を形成し、これが羽根車との摺動抵抗となってしまう。   However, when handling a liquid having a large amount of foreign matter or a liquid containing a hard foreign matter, the impeller and the liner ring are likely to bite. In particular, when the surface of the metal liner ring is scraped by a hard foreign object, the scraped material forms a lump on the surface of the liner ring, which becomes a sliding resistance with the impeller.

そこで、本発明は、異物の多い液体、硬い異物を含む液体を取り扱う場合でも、異物の羽根車への噛り付きを防止することができるライナーリングを提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなライナーリングを備えた遠心ポンプを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a liner ring that can prevent biting of foreign matter on an impeller even when handling liquid containing a lot of foreign matter or liquid containing hard foreign matter. Moreover, an object of this invention is to provide the centrifugal pump provided with such a liner ring.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、弾性材からなる弾性リングと、前記弾性リングの内周面には、該弾性リングの一方の側面から反対側の側面まで延びる複数の溝が形成されていることを特徴とするライナーリングである。   In order to achieve the above-described object, according to one aspect of the present invention, there is provided an elastic ring made of an elastic material, and a plurality of inner circumferential surfaces of the elastic ring extending from one side surface of the elastic ring to the opposite side surface. The liner ring is characterized in that a groove is formed.

本発明の好ましい態様は、前記弾性リングが固定された外輪をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記外輪は金属から構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記弾性リングはゴムから構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の溝は、前記弾性リングの中心軸線の周りに等間隔で配列されていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, an outer ring to which the elastic ring is fixed is further provided.
In a preferred aspect of the present invention, the outer ring is made of metal.
In a preferred aspect of the present invention, the elastic ring is made of rubber.
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of grooves are arranged at equal intervals around the central axis of the elastic ring.

本発明の好ましい態様は、前記複数の溝のそれぞれは、半円形の断面を有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の溝は、前記弾性リングの中心軸線と平行に延びることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の溝は螺旋状に延びることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記弾性リングの内周面と前記溝とは曲面で接続されていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, each of the plurality of grooves has a semicircular cross section.
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of grooves extend in parallel with a central axis of the elastic ring.
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of grooves extend spirally.
In a preferred aspect of the present invention, the inner peripheral surface of the elastic ring and the groove are connected by a curved surface.

本発明の好ましい態様は、前記弾性リングをポンプケーシングに固定するためのセットビスをさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記セットビスは、前記溝内に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記弾性リング内に埋設された芯金をさらに備え、前記弾性リングの強度を向上させたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記芯金は、ポンプケーシングに形成された凹部に嵌合する突出部を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記外輪の外周面に打ち込まれたセットビスをさらに備えたことを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, a set screw for fixing the elastic ring to the pump casing is further provided.
In a preferred aspect of the present invention, the set screw is located in the groove.
In a preferred aspect of the present invention, a core metal embedded in the elastic ring is further provided, and the strength of the elastic ring is improved.
In a preferred aspect of the present invention, the metal core has a protrusion that fits into a recess formed in the pump casing.
A preferred aspect of the present invention is characterized by further comprising a set screw driven into the outer peripheral surface of the outer ring.

本発明の一態様は、遠心型の羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングに取り付けられた上記ライナーリングとを備えたことを特徴とする遠心ポンプである。   One aspect of the present invention is a centrifugal pump including a centrifugal impeller, a pump casing that houses the impeller, and the liner ring that is attached to the pump casing.

本発明によれば、液体に含まれる砂などの異物がライナーリングと羽根車との間に挟まると、弾性材からなる弾性リングが外側に窪んで変形するので、異物の羽根車への噛り付きを防止することができる。さらに、羽根車の回転に伴って、異物は溝に移動し、異物は液体とともに溝を通って排出される。このように、弾性材からなる弾性リングと溝との組み合わせにより、異物の羽根車への噛り付きを確実に防止することができる。また、溝に入った液体が潤滑剤として作用することで、ライナーリングの寿命を長くすることができる。   According to the present invention, when a foreign substance such as sand contained in the liquid is sandwiched between the liner ring and the impeller, the elastic ring made of an elastic material is deformed by being depressed outward. Sticking can be prevented. Further, as the impeller rotates, the foreign matter moves to the groove, and the foreign matter is discharged through the groove together with the liquid. Thus, the combination of the elastic ring made of an elastic material and the groove can surely prevent the foreign object from being caught on the impeller. Further, the life of the liner ring can be extended by the liquid entering the groove acting as a lubricant.

ポンプ装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of a pump apparatus. ライナーリングおよび周辺の構造を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows a liner ring and the surrounding structure. ライナーリングをその軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the liner ring from the axial direction. 図3の矢印Aで示す方向から見た弾性リングの溝を示す図である。It is a figure which shows the groove | channel of the elastic ring seen from the direction shown by the arrow A of FIG. 図3のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3. 図6(a)および図6(b)は、ライナーリングと羽根車との間の隙間に侵入した異物が溝を通って排出されるメカニズムを説明する図である。FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams illustrating a mechanism in which foreign matter that has entered the gap between the liner ring and the impeller is discharged through the groove. 溝の一実施形態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing one embodiment of a groove. 溝の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a groove | channel. 他の実施形態に係るライナーリングをその軸方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the liner ring which concerns on other embodiment from the axial direction. 図9に示すライナーリングおよび周辺の構造を示す拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view showing the liner ring shown in FIG. 9 and the surrounding structure. さらに他の実施形態に係るライナーリングをその軸方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the liner ring which concerns on other embodiment from the axial direction. 図11のD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of FIG. 図11のE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. ライナーリングをポンプケーシングに取り付ける工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of attaching a liner ring to a pump casing. ライナーリングをポンプケーシングに取り付ける工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of attaching a liner ring to a pump casing. さらに他の実施形態に係るライナーリングをその軸方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the liner ring which concerns on other embodiment from the axial direction. 図16に示すライナーリングおよび周辺の構造を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the liner ring shown in FIG. 16, and the surrounding structure. 上記ライナーリングを備えた遠心ポンプの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the centrifugal pump provided with the said liner ring. 上記ライナーリングを備えた多段遠心ポンプの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the multistage centrifugal pump provided with the said liner ring.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、ポンプ装置の一実施形態を示す断面図である。図1に示すポンプ装置は、砂などの異物を含む液体を汲み上げる用途に適した水中ポンプ装置の一例である。図1に示すように、ポンプ装置は、遠心ポンプ1と、この遠心ポンプ1を駆動するための電動機2とから基本的に構成されている。遠心ポンプ1は、羽根車5と、羽根車5を収容するポンプケーシング9と、羽根車5が固定された軸15とを備える。軸15は、軸受17によって回転可能に支持されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a pump device. The pump device shown in FIG. 1 is an example of a submersible pump device suitable for an application for pumping a liquid containing foreign matters such as sand. As shown in FIG. 1, the pump device basically includes a centrifugal pump 1 and an electric motor 2 for driving the centrifugal pump 1. The centrifugal pump 1 includes an impeller 5, a pump casing 9 that houses the impeller 5, and a shaft 15 on which the impeller 5 is fixed. The shaft 15 is rotatably supported by a bearing 17.

本実施形態のポンプ装置は、軸15が鉛直方向に延びるように設置される。電動機2は、軸15に連結されており、軸15を介して羽根車5を回転させるように構成される。本実施形態では、遠心ポンプ1の軸15は電動機2の駆動軸を兼ねている。一実施形態では、電動機2は、遠心ポンプ1の軸15にボルト等で連結された駆動軸を備えてもよい。   The pump device of this embodiment is installed so that the shaft 15 extends in the vertical direction. The electric motor 2 is connected to the shaft 15 and is configured to rotate the impeller 5 via the shaft 15. In the present embodiment, the shaft 15 of the centrifugal pump 1 also serves as the drive shaft of the electric motor 2. In one embodiment, the electric motor 2 may include a drive shaft connected to the shaft 15 of the centrifugal pump 1 with a bolt or the like.

羽根車5は、遠心型の羽根車であり、下方を向いた液体入口6を有している。本実施形態では、羽根車5は、側板(シュラウド)7を有するクローズ型の羽根車である。羽根車5はポンプケーシング9のボリュート室10内に配置されている。ポンプケーシング9は、吸込口11と吐出口12を有している。吸込口11は下方を向き、羽根車5の液体入口6は吸込口11に近接している。   The impeller 5 is a centrifugal impeller and has a liquid inlet 6 facing downward. In this embodiment, the impeller 5 is a closed type impeller having a side plate (shroud) 7. The impeller 5 is disposed in the volute chamber 10 of the pump casing 9. The pump casing 9 has a suction port 11 and a discharge port 12. The suction port 11 faces downward, and the liquid inlet 6 of the impeller 5 is close to the suction port 11.

電動機2が羽根車5を回転させると、液体は吸込口11を通ってポンプケーシング9内に吸い込まれ、液体入口6から羽根車5内に流入する。羽根車5の回転によって液体には速度エネルギーが与えられ、流路が広がったボリュート室10内を液体が流れるときに速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は吐出口12を通ってポンプ装置の外部に排出される。   When the electric motor 2 rotates the impeller 5, the liquid is sucked into the pump casing 9 through the suction port 11 and flows into the impeller 5 from the liquid inlet 6. The rotation of the impeller 5 gives velocity energy to the liquid, and the velocity energy is converted into pressure when the liquid flows in the volute chamber 10 where the flow path is widened. The pressurized liquid passes through the discharge port 12 and is discharged to the outside of the pump device.

上述したように、ポンプ装置の運転中は、ポンプケーシング9のボリュート室10は昇圧された液体で満たされる。この昇圧された液体が羽根車5とポンプケーシング9との間の隙間を通って吸込口11に戻されることを防ぐために、ポンプケーシング9にはライナーリング20が取り付けられている。ライナーリング20は、吸込口11に近接して配置されており、羽根車5の液体入口6の周囲に配置されている。ライナーリング20の内周面と羽根車5の外周面との間には微小な隙間が形成されており、羽根車5はライナーリング20と非接触に保たれる。   As described above, during operation of the pump device, the volute chamber 10 of the pump casing 9 is filled with the pressurized liquid. In order to prevent the pressurized liquid from returning to the suction port 11 through the gap between the impeller 5 and the pump casing 9, a liner ring 20 is attached to the pump casing 9. The liner ring 20 is disposed in the vicinity of the suction port 11 and is disposed around the liquid inlet 6 of the impeller 5. A minute gap is formed between the inner peripheral surface of the liner ring 20 and the outer peripheral surface of the impeller 5, and the impeller 5 is kept out of contact with the liner ring 20.

図2は、図1におけるライナーリング20並びに周辺の構造を示す拡大図であり、図3はライナーリング20をその軸方向から見た図である。ポンプ装置の運転中は、ボリュート室10内の昇圧された液体のごく一部は、この微小な隙間を通って吸込側に流れる。ライナーリング20は、ゴムや樹脂などの弾性材からなる弾性リング21と、弾性リング21の外周面を保持する外輪25とを備えている。外輪25は弾性リング21の外側に配置されている。外輪25は、ステンレス鋼などの耐食性のある金属から構成されている。外輪25が金属製である理由は、現場でポンプケーシング9にライナーリング20を取り付ける作業が容易になるためである。弾性リング21の外周面は、加硫または接着剤などの接着技術によって外輪25の内周面に固定されている。外輪25の外周面はポンプケーシング9に取り付けられる。弾性リング21の内径は、羽根車5の外周面よりも僅かに大きく、ライナーリング20の内周面と羽根車5の外周面との間に微小な隙間が形成される。   FIG. 2 is an enlarged view showing the liner ring 20 and the surrounding structure in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the liner ring 20 as seen from the axial direction thereof. During operation of the pump device, a small part of the pressurized liquid in the volute chamber 10 flows to the suction side through this minute gap. The liner ring 20 includes an elastic ring 21 made of an elastic material such as rubber or resin, and an outer ring 25 that holds the outer peripheral surface of the elastic ring 21. The outer ring 25 is disposed outside the elastic ring 21. The outer ring 25 is made of a corrosion-resistant metal such as stainless steel. The reason why the outer ring 25 is made of metal is that it is easy to attach the liner ring 20 to the pump casing 9 on site. The outer peripheral surface of the elastic ring 21 is fixed to the inner peripheral surface of the outer ring 25 by an adhesive technique such as vulcanization or adhesive. The outer peripheral surface of the outer ring 25 is attached to the pump casing 9. The inner diameter of the elastic ring 21 is slightly larger than the outer peripheral surface of the impeller 5, and a minute gap is formed between the inner peripheral surface of the liner ring 20 and the outer peripheral surface of the impeller 5.

弾性リング21の内周面21aには複数の溝22が形成されている。これらの溝22は、液体に含まれる異物がライナーリング20と羽根車5との間の隙間に侵入したときに、その異物を排出するために設けられている。溝22は、弾性リング21の一方の側面21bから反対側の側面21cまで延びている。本実施形態では、一例として、溝22は弾性リング21の中心軸線Cの周りに等間隔に配列されている。また、本実施形態では、弾性リング21は6本の溝22を有しているが、溝22の本数は本実施形態に限定されない。   A plurality of grooves 22 are formed in the inner peripheral surface 21 a of the elastic ring 21. These grooves 22 are provided in order to discharge the foreign matter contained in the liquid when the foreign matter enters the gap between the liner ring 20 and the impeller 5. The groove 22 extends from one side surface 21b of the elastic ring 21 to the opposite side surface 21c. In the present embodiment, as an example, the grooves 22 are arranged at equal intervals around the central axis C of the elastic ring 21. Moreover, in this embodiment, although the elastic ring 21 has the six grooves 22, the number of the grooves 22 is not limited to this embodiment.

ここで、溝22の本数は、ライナーリング20の直径に基づいて決定されるとよい。具体的には、ライナーリング20の直径に比例して、溝22の本数が多くなるとよい。例えば、ライナーリング20の径が100mm〜300mmであれば、溝22の本数は4本〜8本の範囲内から選択されるとよい。また、複数の溝22が弾性リング21に配置される間隔は、異物がライナーリング20と羽根車5との間の隙間に侵入したときに、羽根車5や弾性リング21を損傷することなく排出できる間隔であればよく、溝22は弾性リング21の中心軸線Cの周りに等間隔に配列されなくてもよい。   Here, the number of the grooves 22 may be determined based on the diameter of the liner ring 20. Specifically, the number of the grooves 22 is preferably increased in proportion to the diameter of the liner ring 20. For example, if the diameter of the liner ring 20 is 100 mm to 300 mm, the number of the grooves 22 may be selected from a range of 4 to 8. The interval at which the plurality of grooves 22 are arranged in the elastic ring 21 is such that when a foreign object enters the gap between the liner ring 20 and the impeller 5, the impeller 5 and the elastic ring 21 are not damaged. The grooves 22 may be formed as long as possible, and the grooves 22 may not be arranged at regular intervals around the central axis C of the elastic ring 21.

各溝22は、半円形の断面を有している。これは、砂などの微小な異物が溜まる可能性のある角部のない滑らかな曲面のみから溝22を形成するためである。溝22の深さは、異物の最大径よりも大きい。一例として、本実施形態におけるポンプ装置の吸込口11は下方を向いているため、本ポンプ装置が吸い込む異物は、吸込み水槽や井戸の底面にある砂であると想定できる。この砂の最大径約2mmとすると溝22の深さは約3mmとするとよい。更に、溝22の深さは、ライナーリング20と羽根車5との間の隙間の大きさと、溝22を通って吸込側へ流れる液体の許容される漏れ量に基づいて決定されるとよい。弾性リング21の厚さは溝22の深さよりも大きく、一例では弾性リング21の厚さは5mmである。   Each groove 22 has a semicircular cross section. This is because the groove 22 is formed only from a smooth curved surface having no corners where fine foreign matters such as sand may accumulate. The depth of the groove 22 is larger than the maximum diameter of the foreign matter. As an example, since the suction port 11 of the pump device in the present embodiment faces downward, it can be assumed that the foreign matter sucked by the pump device is sand on the bottom surface of the suction water tank or well. If the maximum diameter of the sand is about 2 mm, the depth of the groove 22 is preferably about 3 mm. Further, the depth of the groove 22 may be determined based on the size of the gap between the liner ring 20 and the impeller 5 and the allowable leakage amount of the liquid flowing through the groove 22 to the suction side. The thickness of the elastic ring 21 is larger than the depth of the groove 22, and in one example, the thickness of the elastic ring 21 is 5 mm.

上述したように、ポンプ装置の運転中は、ライナーリング20の内周面と羽根車5の外周面の間が微小な隙間で且つ非接触に保たれた状態にて、羽根車5が回転する。この時、ライナーリング20の溝22内の液体が潤滑剤となって、ライナーリング20が高温となるのを防止できる。特に、金属に比べて、ゴムや樹脂などの弾性材は熱によって硬化してしまう虞がある。よって、弾性材からなる弾性リング21に溝22を形成することで、ライナーリング20の寿命を長くする効果が期待できる。更に、各溝22は、半円形の断面を有するので、溝22中の液体の流れが滑らかになり、溝22中の液体が停滞することなく入れ替わることで、より冷却効果が増す。   As described above, during operation of the pump device, the impeller 5 rotates in a state where the gap between the inner peripheral surface of the liner ring 20 and the outer peripheral surface of the impeller 5 is kept in a minute gap and in a non-contact state. . At this time, it is possible to prevent the liquid in the groove 22 of the liner ring 20 from becoming a lubricant and causing the liner ring 20 to reach a high temperature. In particular, elastic materials such as rubber and resin may be cured by heat as compared with metal. Therefore, the effect of extending the life of the liner ring 20 can be expected by forming the groove 22 in the elastic ring 21 made of an elastic material. Further, since each groove 22 has a semicircular cross section, the flow of the liquid in the groove 22 becomes smooth, and the cooling effect is further increased by replacing the liquid in the groove 22 without stagnation.

図4は、図3の矢印Aで示す方向から見た弾性リング21の溝22を示す図であり、図5は、図3のB−B線断面図である。溝22は、弾性リング21の内周面21aに形成されており、弾性リング21の一方の側面21bから反対側の側面21cまで延びている。本実施形態では、溝22は弾性リング21の中心軸線Cと平行に延びている。図4に示す、弾性リング21の中心軸線Cと平行に延びる溝22は、次のような利点を有する。
第1に、溝22の長さを最短とすることができるので、溝22を通して異物を速やかに排除することができる。
第2に、ポンプ装置の運転を止めたときに、ポンプケーシング9のボリュート室10内の液体とともに異物を溝22を通じて排出しやすい。
第3に、溝22の形成が容易であり、ライナーリング20のコストを下げることができる。
4 is a view showing the groove 22 of the elastic ring 21 as viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The groove 22 is formed in the inner peripheral surface 21a of the elastic ring 21, and extends from one side surface 21b of the elastic ring 21 to the opposite side surface 21c. In the present embodiment, the groove 22 extends in parallel with the central axis C of the elastic ring 21. The groove 22 extending in parallel with the central axis C of the elastic ring 21 shown in FIG. 4 has the following advantages.
First, since the length of the groove 22 can be minimized, foreign matters can be quickly removed through the groove 22.
Secondly, when the operation of the pump device is stopped, foreign matter is easily discharged through the groove 22 together with the liquid in the volute chamber 10 of the pump casing 9.
Third, the groove 22 can be easily formed, and the cost of the liner ring 20 can be reduced.

図6(a)および図6(b)は、ライナーリング20と羽根車5との間の隙間に侵入した異物が溝22を通って排出されるメカニズムを説明する図である。図6(a)に示すように、液体に含まれる異物30がライナーリング20と羽根車5との間に挟まれると、弾性材から構成された弾性リング21が圧縮され、その内周面21aが外側に窪んで変形する。このため、羽根車5には過度な力が加わらず、羽根車5は異物30によってほとんど削り取られない。   FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating a mechanism in which foreign matter that has entered the gap between the liner ring 20 and the impeller 5 is discharged through the groove 22. As shown in FIG. 6A, when the foreign substance 30 contained in the liquid is sandwiched between the liner ring 20 and the impeller 5, the elastic ring 21 made of an elastic material is compressed and its inner peripheral surface 21a. Dents outward and deforms. For this reason, excessive force is not applied to the impeller 5, and the impeller 5 is hardly scraped off by the foreign matter 30.

羽根車5の回転に伴い、異物30は溝22に向かって移動され、図6(b)に示すように、異物30は溝22内に導かれる。ポンプ装置の運転中は、ボリュート室10内の昇圧された液体は溝22を通って吸込口11に向かって流れているので、溝22内の異物30は液体の流れに押されて溝22から排出される。このようにして、弾性材からなる弾性リング21と、弾性リング21の溝22との組み合わせにより、異物を速やかに排出することができ、異物の羽根車5への噛り付きを確実に防止することができる。   As the impeller 5 rotates, the foreign matter 30 is moved toward the groove 22, and the foreign matter 30 is guided into the groove 22 as shown in FIG. During the operation of the pump device, the pressurized liquid in the volute chamber 10 flows toward the suction port 11 through the groove 22, so that the foreign matter 30 in the groove 22 is pushed by the flow of the liquid from the groove 22. Discharged. In this way, the combination of the elastic ring 21 made of an elastic material and the groove 22 of the elastic ring 21 allows the foreign matter to be quickly discharged and reliably prevents the foreign matter from biting the impeller 5. be able to.

図7は、溝22の一実施形態を示す水平断面図である。図7に示す実施形態では、溝22と弾性リング21の内周面21aとは滑らかな曲面23で接続されている。このような曲面23は、羽根車5の回転に伴って移動してきた異物をスムーズに溝22に導くことができる。   FIG. 7 is a horizontal sectional view showing an embodiment of the groove 22. In the embodiment shown in FIG. 7, the groove 22 and the inner peripheral surface 21 a of the elastic ring 21 are connected by a smooth curved surface 23. Such a curved surface 23 can smoothly guide the foreign matter that has moved along with the rotation of the impeller 5 to the groove 22.

図8は、溝22の他の実施形態を示す図である。図8に示す実施形態では、溝22は、螺旋状の溝であり、弾性リング21の一方の側面21bから反対側の側面21cまで螺旋状に延びている。各溝22の長さは特に限定されないが、一例では、各溝22は、弾性リング21の内周面21aを約1周分延びてもよい。図8に示す螺旋状の溝22は、ポンプ装置の運転中における液体の吸込側への漏れ量を少なくすることができるという利点がある。   FIG. 8 is a view showing another embodiment of the groove 22. In the embodiment shown in FIG. 8, the groove 22 is a spiral groove, and extends spirally from one side surface 21 b of the elastic ring 21 to the opposite side surface 21 c. Although the length of each groove | channel 22 is not specifically limited, For example, each groove | channel 22 may extend the inner peripheral surface 21a of the elastic ring 21 by about 1 round. The spiral groove 22 shown in FIG. 8 has an advantage that the amount of liquid leakage to the suction side during operation of the pump device can be reduced.

図9は、他の実施形態に係るライナーリング20をその軸方向から見た断面図であり、図10は、図9に示すライナーリング20および周辺の構造を示す拡大図である。特に説明しない本実施形態の構成は、先に述べた実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。   FIG. 9 is a cross-sectional view of a liner ring 20 according to another embodiment viewed from the axial direction, and FIG. 10 is an enlarged view showing the liner ring 20 shown in FIG. 9 and the surrounding structure. Since the configuration of the present embodiment that is not specifically described is the same as that of the above-described embodiment, the redundant description is omitted.

本実施形態のライナーリング20は、弾性リング21を備えている点で先に述べた実施形態と同じであるが、外輪25を備えていない点で異なっている。本実施形態では、弾性リング21自体が複数のセットビス30によってポンプケーシング9に直接固定される。セットビス30は、弾性リング21の内周面21aに形成された溝22内に位置している。溝22内を移動する異物がセットビス30に接触しないようにするために、セットビス30の頭部は、弾性リング21内に埋設されていることが好ましい。   The liner ring 20 of the present embodiment is the same as the above-described embodiment in that the elastic ring 21 is provided, but differs in that the outer ring 25 is not provided. In the present embodiment, the elastic ring 21 itself is directly fixed to the pump casing 9 by a plurality of set screws 30. The set screw 30 is located in a groove 22 formed in the inner peripheral surface 21 a of the elastic ring 21. It is preferable that the head of the set screw 30 is embedded in the elastic ring 21 so that the foreign matter moving in the groove 22 does not contact the set screw 30.

セットビス30は、弾性リング21の半径方向に延びており、図10の矢印に示すように、弾性リング21の内側から外側に向かってセットビス30が打ち込まれる。セットビス30は、弾性リング21をその半径方向に貫通し、ポンプケーシング9内に延びている。このように打ち込まれたセットビス30は、弾性リング21が羽根車5の回転に伴って連れ回りすることを防止することができる。   The set screw 30 extends in the radial direction of the elastic ring 21, and the set screw 30 is driven from the inside to the outside of the elastic ring 21 as shown by the arrow in FIG. The set screw 30 passes through the elastic ring 21 in the radial direction and extends into the pump casing 9. The set screw 30 driven in this way can prevent the elastic ring 21 from being rotated with the rotation of the impeller 5.

溝22以外の場所にセットビス30を配置すると、弾性リング21が異物によって変形したときに、羽根車5がセットビス30に当たってしまったり、セットビス30が緩んでしまう虞がある。本実施形態のように溝22にセットビス30を配置することによって、セットビス30と羽根車5とのクリアランスが確保できるため、羽根車5にセットビス30が当たることはない。   If the set screw 30 is disposed at a place other than the groove 22, when the elastic ring 21 is deformed by foreign matter, the impeller 5 may hit the set screw 30 or the set screw 30 may be loosened. Since the clearance between the set screw 30 and the impeller 5 can be secured by arranging the set screw 30 in the groove 22 as in the present embodiment, the set screw 30 does not hit the impeller 5.

図11は、さらに他の実施形態に係るライナーリング20をその軸方向から見た断面図であり、図12は図11のD−D線断面図であり、図13は図11のE−E線断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図9および図10に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。   11 is a cross-sectional view of a liner ring 20 according to still another embodiment as viewed from the axial direction, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 11, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. It is line sectional drawing. The configuration of the present embodiment that is not specifically described is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, and thus redundant description thereof is omitted.

本実施形態では、弾性リング21内に環状の芯金31が埋設されている。この環状の芯金31は弾性リング21の全周を延びている。この芯金31によって、弾性リング21の強度を向上させることができる。また、図13に示すように、芯金31は、更に、複数の突出部31aを有しているとよい。これら突出部31aは弾性リング21の中心軸線Cと平行な方向に突出している。突出部31aは弾性リング21から露出しており、ポンプケーシング9に係合している。   In the present embodiment, an annular cored bar 31 is embedded in the elastic ring 21. The annular core 31 extends around the entire circumference of the elastic ring 21. With the core 31, the strength of the elastic ring 21 can be improved. Moreover, as shown in FIG. 13, the cored bar 31 may further include a plurality of protruding portions 31a. These protrusions 31 a protrude in a direction parallel to the central axis C of the elastic ring 21. The protrusion 31 a is exposed from the elastic ring 21 and is engaged with the pump casing 9.

図14および図15は、ライナーリング20をポンプケーシング9に取り付ける工程を説明するための図である。図14に示すように、ポンプケーシング9の内面には、芯金31の突出部31aが嵌合される凹部9aが形成されている。ライナーリング20は、図14の矢印で示すように、ライナーリング20の軸方向にポンプケーシング9に押し付けられ、図15に示すように、突出部31aが凹部9aに嵌合される。突出部31aとポンプケーシング9の凹部9aとの係合により、弾性リング21が羽根車5の回転に伴って連れ回りすることを防止することができる。   14 and 15 are views for explaining a process of attaching the liner ring 20 to the pump casing 9. As shown in FIG. 14, the inner surface of the pump casing 9 is formed with a recess 9 a into which the protruding portion 31 a of the core metal 31 is fitted. The liner ring 20 is pressed against the pump casing 9 in the axial direction of the liner ring 20 as shown by the arrow in FIG. 14, and the protrusion 31a is fitted into the recess 9a as shown in FIG. Due to the engagement between the protrusion 31 a and the recess 9 a of the pump casing 9, it is possible to prevent the elastic ring 21 from being rotated with the rotation of the impeller 5.

図16は、さらに他の実施形態に係るライナーリング20をその軸方向から見た断面図であり、図17は、図16に示すライナーリング20および周辺の構造を示す拡大図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図2乃至図8を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。   FIG. 16 is a cross-sectional view of a liner ring 20 according to still another embodiment as viewed from the axial direction thereof, and FIG. 17 is an enlarged view showing the liner ring 20 shown in FIG. 16 and the surrounding structure. The configuration of the present embodiment that is not specifically described is the same as that of the embodiment described with reference to FIGS.

本実施形態のライナーリング20は、弾性材からなる弾性リング21と、金属からなる外輪25を備える。複数のセットビス30は外輪25に打ち込まれている。より具体的には、セットビス30は、外輪25の外周面とポンプケーシング9の両方に打ち込まれている。セットビス30は弾性リング21には打ち込まれない。これは次の理由による。ライナーリング20は経年劣化により隙間が大きくなると現場でライナーリング20の交換作業を行うが、作業中に誤って弾性リング21に傷を付けてしまうと、弾性リング21はポンプ運転中にその傷から裂けてしまう虞がある。よって、セットビス30を外輪25のみに打ち込むことで、ライナーリング20の耐久性が向上する。   The liner ring 20 of the present embodiment includes an elastic ring 21 made of an elastic material and an outer ring 25 made of metal. The plurality of set screws 30 are driven into the outer ring 25. More specifically, the set screw 30 is driven into both the outer peripheral surface of the outer ring 25 and the pump casing 9. The set screw 30 is not driven into the elastic ring 21. This is due to the following reason. When the gap between the liner ring 20 and the liner ring 20 becomes large due to aging, the liner ring 20 is replaced at the site. If the elastic ring 21 is accidentally damaged during the operation, the elastic ring 21 is damaged from the damage during the pump operation. There is a risk of tearing. Therefore, the durability of the liner ring 20 is improved by driving the set screw 30 only into the outer ring 25.

また、ライナーリング20の外輪25と弾性リング21は、工場で加工することができるので、外輪25と弾性リング21を密着させる加工精度が向上する。さらに、ライナーリング20の交換作業を行う現場で、弾性材は部分的に削る等の加工が困難であるが、それに比べて、金属は羽根車5の個体差に合わせて0.01〜0.001ミリメートルのオーダーで加工することができるので、ライナーリング20を交換する際に、羽根車5と弾性リング21との隙間の微調整が容易となる。   Moreover, since the outer ring 25 and the elastic ring 21 of the liner ring 20 can be processed at a factory, the processing accuracy for bringing the outer ring 25 and the elastic ring 21 into close contact with each other is improved. Furthermore, at the site where the liner ring 20 is exchanged, it is difficult to cut the elastic material such as partially cutting, but in comparison, the metal is 0.01 to 0.00 mm in accordance with individual differences of the impeller 5. Since machining can be performed on the order of 001 millimeters, fine adjustment of the gap between the impeller 5 and the elastic ring 21 is facilitated when the liner ring 20 is replaced.

以上説明した各実施形態によれば、液体に含まれる異物がライナーリング20と羽根車5との間に侵入しても、異物の羽根車5への噛り付きを防止することができる。したがって、ライナーリング20を備えたポンプ装置は、砂などの異物を多く含む液体の汲み上げる用途に適している。例えば、図1に示すポンプ装置は、下水、河川水などの汲み上げに使用することができる。   According to each embodiment described above, even if a foreign substance contained in the liquid enters between the liner ring 20 and the impeller 5, the foreign object can be prevented from biting the impeller 5. Therefore, the pump device provided with the liner ring 20 is suitable for an application for pumping a liquid containing a large amount of foreign matters such as sand. For example, the pump device shown in FIG. 1 can be used for pumping sewage, river water, and the like.

図18は、上記ライナーリング20を備えた遠心ポンプ1の他の実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図1に示す実施形態と同じであり、同一または相当する部材には同一の符号を付して、その重複する説明を省略する。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing another embodiment of the centrifugal pump 1 provided with the liner ring 20. The configuration of the present embodiment that is not specifically described is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

図18に示す遠心ポンプ1は、両吸込型の羽根車40を備えている。両吸込型の羽根車40は、2つの液体入口41および2枚の側板(シュラウド)42を有する。羽根車40の2つの液体入口41の周りには2つのライナーリング20がそれぞれ配置されている。各ライナーリング20は、図4に示す弾性リング21の中心軸線Cと平行に延びる溝22、または図8に示す螺旋状に延びる溝22のいずれを備えてもよい。ライナーリング20は、このような両吸込型の羽根車40でも異物の噛り付きを防止することができる。   The centrifugal pump 1 shown in FIG. 18 includes a double suction type impeller 40. Both suction type impellers 40 have two liquid inlets 41 and two side plates (shrouds) 42. Two liner rings 20 are arranged around the two liquid inlets 41 of the impeller 40, respectively. Each liner ring 20 may include either a groove 22 extending in parallel with the central axis C of the elastic ring 21 shown in FIG. 4 or a spirally extending groove 22 shown in FIG. The liner ring 20 can prevent biting of foreign matter even in such a double suction type impeller 40.

なお、図1に示す遠心ポンプ1は、単段の羽根車5を有する単段遠心ポンプであるが、多段の羽根車を有する遠心ポンプにも上記各実施形態のライナーリング20を適用することができる。図19は、上記ライナーリング20を備えた多段遠心ポンプの一実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図1に示す実施形態と同じであり、同一または相当する部材には同一の符号を付して、その重複する説明を省略する。   The centrifugal pump 1 shown in FIG. 1 is a single-stage centrifugal pump having a single-stage impeller 5, but the liner ring 20 of each of the above embodiments can also be applied to a centrifugal pump having a multi-stage impeller. it can. FIG. 19 is a cross-sectional view showing an embodiment of a multistage centrifugal pump provided with the liner ring 20. The configuration of the present embodiment that is not specifically described is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

図19に示す遠心ポンプ1は、多段の羽根車5を備えた多段遠心ポンプの一実施形態である。図19に示す実施形態では、3つの羽根車5が軸15に直列に取り付けられている。3つの羽根車5はポンプケーシング9内に収容され、軸15を介して電動機2により回転駆動されるようになっている。3つのガイドベーン46は、それぞれの羽根車5の外周及び背面に近接して配置されている。このような構成において、吸入口11から導入された液体は、各段の羽根車5の回転に伴って昇圧され、それぞれのガイドベーン46を通過した後、吐出口12から吐出される。各段の羽根車5の液体入口の周囲には、ライナーリング20が配置されている。   A centrifugal pump 1 shown in FIG. 19 is an embodiment of a multistage centrifugal pump including a multistage impeller 5. In the embodiment shown in FIG. 19, three impellers 5 are attached to the shaft 15 in series. The three impellers 5 are accommodated in the pump casing 9 and are rotationally driven by the electric motor 2 via the shaft 15. The three guide vanes 46 are arranged close to the outer periphery and the rear surface of each impeller 5. In such a configuration, the liquid introduced from the suction port 11 is pressurized as the impeller 5 of each stage rotates, passes through each guide vane 46, and is then discharged from the discharge port 12. A liner ring 20 is disposed around the liquid inlet of each stage of the impeller 5.

上述した各実施形態におけるライナーリング20は、ポンプケーシング9から取り外すことが可能である。よって、ライナーリング20の弾性リング21が摩耗した場合は、ライナーリング20を新たなものに交換することが可能である。   The liner ring 20 in each embodiment described above can be removed from the pump casing 9. Therefore, when the elastic ring 21 of the liner ring 20 is worn, the liner ring 20 can be replaced with a new one.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

1 遠心ポンプ
2 電動機
5 羽根車
6 液体入口
7 側板(シュラウド)
9 ポンプケーシング
9a 凹部
10 ボリュート室
11 吸込口
12 吐出口
15 軸
17 軸受
20 ライナーリング
21 弾性リング
21a 弾性リングの内周面
21b,21c 弾性リングの側面
22 溝
25 外輪
30 セットビス
31 芯金
31a 突出部
40 羽根車
41 液体入口
42 側板(シュラウド)
46 ガイドベーン
C 中心軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal pump 2 Electric motor 5 Impeller 6 Liquid inlet 7 Side plate (shroud)
9 pump casing 9a recess 10 volute chamber 11 suction port 12 discharge port 15 shaft 17 bearing 20 liner ring 21 elastic ring 21a elastic ring inner peripheral surface 21b, 21c elastic ring side surface 22 groove 25 outer ring 30 set screw 31 cored bar 31a protrusion Part 40 impeller 41 liquid inlet 42 side plate (shroud)
46 Guide vane C Center axis

Claims (15)

弾性材からなる弾性リングと、
前記弾性リングの内周面には、該弾性リングの一方の側面から反対側の側面まで延びる複数の溝が形成されていることを特徴とするライナーリング。
An elastic ring made of an elastic material;
A liner ring characterized in that a plurality of grooves extending from one side surface of the elastic ring to the opposite side surface are formed on the inner peripheral surface of the elastic ring.
前記弾性リングが固定された外輪をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 1, further comprising an outer ring to which the elastic ring is fixed. 前記外輪は金属から構成されていることを特徴とする請求項2に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 2, wherein the outer ring is made of metal. 前記弾性リングはゴムから構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic ring is made of rubber. 前記複数の溝は、前記弾性リングの中心軸線の周りに等間隔で配列されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of grooves are arranged at equal intervals around a central axis of the elastic ring. 前記複数の溝のそれぞれは、半円形の断面を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the plurality of grooves has a semicircular cross section. 前記複数の溝は、前記弾性リングの中心軸線と平行に延びることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of grooves extend in parallel with a central axis of the elastic ring. 前記複数の溝は螺旋状に延びることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of grooves extend in a spiral shape. 前記弾性リングの内周面と前記溝とは曲面で接続されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のライナーリング。   The liner ring according to any one of claims 1 to 8, wherein the inner peripheral surface of the elastic ring and the groove are connected by a curved surface. 前記弾性リングをポンプケーシングに固定するためのセットビスをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 1, further comprising a set screw for fixing the elastic ring to the pump casing. 前記セットビスは、前記溝内に位置していることを特徴とする請求項10に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 10, wherein the set screw is located in the groove. 前記弾性リング内に埋設された芯金をさらに備え、前記弾性リングの強度を向上させたことを特徴とする請求項1に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 1, further comprising a mandrel embedded in the elastic ring to improve the strength of the elastic ring. 前記芯金は、ポンプケーシングに形成された凹部に嵌合する突出部を有することを特徴とする請求項12に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 12, wherein the metal core has a protrusion that fits into a recess formed in the pump casing. 前記外輪の外周面に打ち込まれたセットビスをさらに備えたことを特徴とする請求項2または3に記載のライナーリング。   The liner ring according to claim 2 or 3, further comprising a set screw driven into an outer peripheral surface of the outer ring. 遠心型の羽根車と、
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに取り付けられた請求項1乃至14のいずれか一項に記載のライナーリングとを備えたことを特徴とする遠心ポンプ。
A centrifugal impeller,
A pump casing that houses the impeller;
A centrifugal pump comprising: the liner ring according to any one of claims 1 to 14 attached to the pump casing.
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