JP2020535346A - ウェアリングを有するポンプ - Google Patents

Abstract

ポンプが開示される。ポンプは、少なくとも１つの羽根車と、少なくとも１つのディフューザーと、少なくとも１つの羽根車と少なくとも１つのディフューザーとの間に配置されて、ディフューザーに取り外し可能に連結される少なくとも１つのウェアリングとを備え、少なくとも１つのウェアリングは、径方向に延びる複数のクラッチ部材を有し、クラッチ部材は、少なくとも１つのディフューザーの一部を保持するように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に遠心ポンプの分野に関し、具体的には多段遠心ポンプに関する。

液圧ポンプは、機械的な動力を流体の圧力に変換する機械的な動力源である。液圧ポンプは、電気駆動モータによって駆動され得る。液圧ポンプの出口での負荷によって生じる圧力を超えるのに十分な動力で流れが発生する。運転中、液圧ポンプは、入口において真空を生成し、それによって、機械的な動作で容器から入口線へ液体を押し込んで、出口及び液圧システム内に液体を送る。

遠心ポンプは、幅広い種類の液体圧送の応用例に関して用いられる。遠心ポンプは、一般に、遠心力によって液体を汲み上げるための羽根車を有する。遠心ポンプは、単段構造又は多段構造で構成されている。それぞれの段は、固定のディフューザーと、駆動モータに接続されるポンプシャフトによって駆動される、対となる回転羽根車とを有する。向上した全体の圧力能力を提供するために、段が「連続して」配置される。

ウェアリングは、スラストを吸収するために、摩耗を防ぐのに役立てるために、及び／又はポンプの異なる部品間のシール状構造を提供するために用いられている。従来のウェアリングは、金属材料、セラミック材料、プラスチック材料、又は炭素材料で形成されている。ウェアリングは運転中に消耗した状態となり、正常運転のために、摩耗したウェアリングの交換が必要とされる。

遠心ポンプにおいて、ウェアリングは、羽根車とディフューザーとの間に配置されている。ウェアリングは、ディフューザーのメインの本体又はポンプの筐体に連結する基板に含まれている。一般に、ウェアリングは、ポンプの筐体又はディフューザーの本体の支持面に組み込まれるか又は溶接される支持構造に含まれている。したがって、摩耗したウェアリングを交換するために、支持構造は、まず、支持面から取り外され、次に、そこでウェアリングが交換される。

本開示は、少なくとも一部において、先行技術のシステムの一又は複数の態様を改善又は克服することに向けたものである。

本開示は、少なくとも１つの羽根車と、少なくとも１つのディフューザーと、少なくとも１つの羽根車と少なくとも１つのディフューザーとの間に配置され、ディフューザーに取り外し可能に連結する少なくとも１つのウェアリングとを備えるポンプであって、少なくとも１つのウェアリングは、径方向に延びる複数のクラッチ部材を有し、クラッチ部材は、少なくとも１つのディフューザーの一部を保持するように構成されるポンプを説明する。

本開示の前述の及び他の特徴及び利点は、添付図面と共に読んだ場合に、様々な実施形態の以下の説明からさらに完全に理解される。

本開示に係るポンプの部分切断図 図１のポンプの部分拡大図 図１のポンプの部分断面図 羽根車を除いた図３のポンプの部分断面図 図１のポンプに配置されるウェアリングの等尺図 図５のＣ−Ｃ’線に沿ったウェアリングの断面図 図５のＣ−Ｃ’線に沿った、別の実施形態のウェアリングの断面図 図４のポンプのＡ部の拡大図 図４のポンプのＢ部の拡大図

本開示は、一般に、ディフューザーに取り外し可能に連結するウェアリングを有するポンプに関する。図１は、ポンプ１０を示す。図２は、ポンプ１０の部分拡大図を示す。ポンプ１０は、少なくとも１つの羽根車１２と、少なくとも１つのディフューザー１４と、少なくとも１つのウェアリング１６とを備える。

図３及び図４は、ポンプ１０の断面を示す。図３及び図４に示すように、ウェアリング１６は、羽根車１２とディフューザー１４との間に配置される。ウェアリング１６は、ディフューザー１４の入口３４に配置される。ウェアリング１６は、入口３４のネック３５に配置される。ウェアリング１６は、羽根車１２の中央部３６に隣接して配置される。

ウェアリング１６は、ディフューザー１４に取り外し可能に連結する。ウェアリング１６は、ディフューザー１４の入口３４に取り外し可能に連結する。ウェアリング１６は、入口３４の内面に取り外し可能に連結する。羽根車１２は、ポンプ１０の運転中にウェアリング１６と接してもよい。羽根車１２の中央部３６の外面は、運転中、スライド可能にウェアリング１６に接してもよい。

ウェアリング１６は、変形可能な材料で形成される。ウェアリング１６は、ディフューザー１４への取り付け及びディフューザー１４からの取り外しの際、変形に耐えるように構成される。実施形態において、ウェアリング１６は、プラスチック材料で形成される。

ウェアリング１６は、径方向に延びる複数のクラッチ部材１８を有する。クラッチ部材１８は、少なくとも１つのディフューザー１４の一部を保持するように構成される。クラッチ部材１８は、ディフューザー１４の入口３４の一部を保持するように構成される。クラッチ部材１８は、入口３４のネック３５の内面に係合するように構成される。クラッチ部材１８は、入口３４の反対側の端部に係合するように構成される。

図５はウェアリング１６を示し、図６はウェアリング１６の断面を示す。図２及び図３に示すように、ウェアリング１６は、略環状である。ウェアリング１６は、外面３０及び内面３２を有する。外面３０は、ディフューザー１４に接してもよい。内面３２は、羽根車１２に接してもよい。クラッチ部材１８は、外面３０から離れて径方向に延びる。ウェアリング１６は、第１側面２６及び反対側の第２側面２７を有する。第１側面２６及び第２側面２７は、外面３０と内面３２との間で延びる。

それぞれのクラッチ部材１８は、第１タブ部２０及び第２タブ部２２を備える。第１タブ部２０と第２タブ部２２とは、間隔が空いている。第１タブ部２０と第２タブ部２２とは、外面３０上で間隔が空いている。第１タブ部２０と第２タブ部２２とは、外面３０の対向する縁に配置される。第２タブ部２２は、外面３０から、第１タブ部２０よりも遠くに延びる。第１タブ部２０及び第２タブ部２２は、ディフューザー１４の入口３４の対向する端部に係合するように構成される。

図５に示すように、第１タブ部２０及び第２タブ部２２は、外面３０に対して垂直であってもよい。第１タブ部２０及び第２タブ部２２は、外面３０に対して略直角であってもよい。それぞれのクラッチ部材１８は、外面３０と境界を成す第１タブ部２０及び第２タブ部２２によって形成される略Ｕ字断面を有していてもよい。

図５及び図６に示すように、第１タブ部２０は、タブ２４の延長部である。タブ２４は、ウェアリング１６の第１側面２６に設けられる。タブ２４は、第１側面２６において立ち上げられた台として形成されてもよい。タブ２４は、第１側面２６から略垂直に立ち上がる。タブ２４は、第１側面２６を横切って延びる。タブ２４は、第１側面２６を横切って延びる縦軸Ｄを有する。

タブ２６は、第１タブ部２０と反対側の内端部３８を有する。内端部３８は、内面３２を超えて延びない。内端部３８は、内面３２と並ぶ。タブ２４は、内面３２を超えて第１タブ部２０を通じて延びる。第１タブ部２０は、タブ２６の縦軸Ｄを横断する方向に横切って湾曲するフリータブ部４０を有する。湾曲するフリータブ部４０は、ウェアリング１６の取り付け及び取り外しの際、ディフューザー１４の入口３４の内面に対する抵抗を低減する。

タブ２４は、タブ側面４２を有する。タブ側面４２は、第１側面２６に対して直角であってもよい。タブ側面４２は、内端部３８から第１タブ部２０へ分岐する。タブ側面４２は、ウェアリング１６の内面３２から外面３０へ分岐する。タブ側面４２は、必要に応じて構成される角度αを有する。実施形態では、タブ側面４２は１０度の角度αを有する。

ウェアリング１６は、必要に応じて、多数のタブ２４を備えていてもよい。実施形態では、ウェアリング１６は、少なくとも２つのタブ２４を備えていてもよい。２つのタブ２４の縦軸Ｄは、ウェアリング１６に対して径方向に延びる。タブ２４は、第１側面２６上で角度的に互いに離間している。タブ２４は、必要に応じて構成される角度βで角度的に互いに離間している。タブ２４は、１８０度の角度βで角度的に互いに離間している。

別の実施形態では、ウェアリング１６は、３つのタブ２４を備えていてもよい。３つのタブ２４の縦軸Ｄは、ウェアリング１６に対して径方向に延びる。タブ２４は、第１側面２６上で角度的に互いに離間している。タブ２４は、必要に応じて構成される角度βで角度的に互いに離間している。タブ２４は、１２０度の角度βで角度的に互いに離間している。

第２タブ部２２は、リップ２８の部分である。リップ２８は、少なくとも１つのウェアリング１６の外面３０から横方向に延びる。リップ２８は、ウェアリング１６の周囲で延びる。リップ２８は、外面３０の周囲で連続するリングとして構成される。リップ２８は、リップ２８の延長部を横断する方向に横切って湾曲するフリーリップ端部４４を有する。湾曲するフリーリップ端部４４は、ウェアリング１６の取り付け及び取り外しの際、ディフューザー１４の入口３４の内面に対する抵抗を低減する。

実施形態では、第２タブ部２２は、外面３０から延びる個別の構造である。第２タブ部２２は、少なくとも１つのウェアリング１６の外面３０から横方向に延びる。第２タブ部２２は、外面及びフリーリップ端部４４につながる端部を有する。フリーリップ端部４４は、第２タブ部２２の縦軸を横断する方向に横切って湾曲する。湾曲するフリーリップ端部４４は、ウェアリング１６の取り付け及び取り外しの際、ディフューザー１４の入口３４の内面に対する抵抗を低減する。

ウェアリング１６は、タブ２４と同じ数の第２タブ部２２を備えていてもよい。第２タブ部２２の縦軸は、ウェアリング１６に対して径方向に延びる。第２タブ部２２は、第１側面２６上で角度的に互いに離間している。

図７に示すように、実施形態では、ウェアリング１６は、切り欠き２１を有していてもよい。切り欠き２１は、環状であってもよい。切り欠き２１は、外面３０と内面３２との間に配置されていてもよい。切り欠き２１は、第２側面２７上で開口を有していてもよい。切り欠き２１は、ウェアリング１６の重量を低減してもよい。

ウェアリング１６は、第２側面２７と内面３２との間で延びる傾斜面２３を有していてもよい。傾斜面２３は、環状であってもよい。傾斜面２３は、内面３２と同心であってもよい。傾斜面２３は、ウェアリング１６が羽根車１２の中央部３６に付着するのを防止してもよい。

図８に示すように、ウェアリング１６は、ディフューザー１４に取り付けられ、クラッチ部材１８は、ディフューザー１４の入口３４に連結する。ウェアリング１６は、入口３４の反対側の端部に係合する複数のクラッチ部材１８によって取付位置で保持される。実施形態では、ウェアリング１６は、浮動的に入口３４に取り付けられる。複数のクラッチ部材１８は、入口３４をゆるく保持してもよい。複数のクラッチ部材１８は、最小限の相対移動を提供するために、入口３４の反対側の端部とゆるく係合する。ウェアリング１６は、入口３４に対して環状に移動可能であってもよい。第１タブ部２０は、ネック３５につながるショルダー４８と係合する。ショルダー４８は、ディフューザー１４への入口３４の開口を定義する。複数の第１タブ部２０は、入口３４の開口の周囲でショルダー４８と角度的に互いに離間している。

第２タブ部２２は、入口３４のリム４６と係合する。リム４６は、ディフューザー１４の外側への入口３４の開口を定義する。実施形態では、リップ２８はリム４６と係合する。クラッチ部材１８は、ウェアリング１６の外面３０がネック３５の内面と接するように入口３４上で連結する。

第１タブ部２０は、タブ２４から延びる。タブ２４は、ウェアリング１６から径方向に延びる。タブ２４は、ウェアリング１６からショルダー４８を超えて径方向に延びる。少なくとも１つのタブ２４は、ディフューザー１４の羽５０に当接するように構成される。ウェアリング１６が入口３４で回転移動を受ける場合、少なくとも１つのタブ２４は、羽５０に当接する。タブ２４と羽５０との当接係合は、取り付けられるウェアリング１６の反回転機構として機能する。

実施形態では、末端のディフューザー１４は、羽５０を有していない。タブ２４は、ディフューザー１４から延びる本体（図示せず）に当接するように構成されてもよい。本体は、ディフューザー１４の末端部にはんだ付けされてもよく、ディフューザーから延びる。

図９は、クラッチ部材１８を有しない取付ウェアリング１６の一部を示す。ウェアリング１６の外面３０は、入口３４の内面に対して保持される。実施形態では、リップ２８は、リム４６と係合する。タブ２４の側面４２は、ディフューザー１４の羽５０との当接のために利用することができる。

実施形態では、ポンプ１０は、複数の羽根車１２と、複数のディフューザー１４と、複数のウェアリング１６とを備える多段ポンプである。

本開示のポンプ１０を得るために、前述の実施形態が修正されてもよく又は組み合わされてもよいことが当業者に理解される。

本開示は、ディフューザー１４に連結されるウェアリング１６を有するポンプ１０を説明する。ウェアリング１６は、ディフューザー１４に対して取り外し可能に連結される。摩耗したウェアリング１６は、効率よく容易に取り外される。クラッチ部材１８によって、ウェアリング１６の効率的な取り外し及び取り付けが可能となる。さらに、複数の羽根車１２及びディフューザー１４を有する多段ポンプ１０において、取り外し可能に連結されるウェアリング１６によってコストを節約する結果となる。

したがって、本開示は、適用可能な法律によって許可されてここで添付されるクレームで挙げられる対象における全ての変更及び均等物を含む。さらに、考えられる全ての変形における上述の要素の任意の組み合わせが、本明細書で特に示されない限り、本開示に含まれる。

任意のクレームで言及される技術的特徴には、参照符号が付されている。参照符号は、クレームの理解度の向上のためだけに含まれている。したがって、参照符号も参照符号がないものも、上述の技術的特徴又は任意のクレームの要素の範囲を限定する効果は全くない。

本開示は、本開示又はその必須の特徴から離れることなく、他の特定の形式で実施されてもよいことが当業者によって理解される。したがって、前述の実施形態は、ここで説明される本開示を限定するのではなく、すべての事項において例示的であると考えられるべきである。このため、本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付のクレームによって示され、それゆえ、クレームと同等の意味及び範囲内で生じる全ての変形がここで含まれることが意図される。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの羽根車（１２）と、
   少なくとも１つのディフューザー（１４）と、
   少なくとも１つの羽根車（１２）と少なくとも１つのディフューザー（１４）との間に配置されてディフューザー（１４）に取り外し可能に連結される少なくとも１つのウェアリング（１６）と、
   を備え、
   少なくとも１つのウェアリング（１６）は、径方向に延びる複数のクラッチ部材（１８）を有し、
   クラッチ部材（１８）は、少なくとも１つのディフューザー（１４）の一部を保持するように構成される、ポンプ（１０）。
2. クラッチ部材（１８）は、第１タブ部（２０）及び第２タブ部（２２）を有し、
   第１タブ部（２０）と第２タブ部（２２）とは、間隔が空いている、請求項１に記載のポンプ（１０）。
3. 第１タブ部（２０）は、タブ（２４）の延長部であって、少なくとも１つのウェアリング（１６）の第１側面（２６）から延びる、請求項２に記載のポンプ（１０）。
4. 少なくとも１つのウェアリング（１６）は、第１側面（２６）上で角度的に互いに離間している３つのタブ（２４）を有する、請求項３に記載のポンプ（１０）。
5. タブ（２４）は、１２０度の角度（α）で角度的に互いに離間している、請求項４に記載のポンプ（１０）。
6. 第２タブ部（２２）は、少なくとも１つのウェアリング（１６）の外面（３０）から横方向に延びるリップ（２８）の一部である、請求項２から５のいずれか一項に記載のポンプ（１０）。
7. リップ（２８）は、少なくとも１つのウェアリング（１６）の周囲で延びる、請求項６に記載のポンプ（１０）。
8. 少なくとも１つのウェアリング（１６）は、変形可能な材料で構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のポンプ（１０）。
9. 少なくとも１つの羽根車（１２）は、少なくとも１つのウェアリング（１６）の内面（３２）と接する、請求項１から８のいずれか一項に記載のポンプ（１０）。
10. ポンプ（１０）は、複数の羽根車（１２）と、複数のディフューザー（１４）と、複数のウェアリング（１６）と、を備える多段ポンプである、請求項１から９のいずれか一項に記載のポンプ（１０）。

Images