JP3742777B2 - Magnetic levitation type magnet pump - Google Patents

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JP3742777B2 JP2002057155A JP2002057155A JP3742777B2 JP 3742777 B2 JP3742777 B2 JP 3742777B2 JP 2002057155 A JP2002057155 A JP 2002057155A JP 2002057155 A JP2002057155 A JP 2002057155A JP 3742777 B2 JP3742777 B2 JP 3742777B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気浮上型マグネットポンプに関するものであり、さらに詳しくは、インペラーに回転を伝達するための回転軸が、ポンプ室後壁を貫通しないシールレス構造で、腐食性流体を扱うのに好適する磁気浮上型マグネットポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、マグネットポンプとして、ポンプを構成するブラケットの前部にフロントケーシングを取着してポンプ室を形成し、ポンプ室後方でブラケットに取着した椀状の隔壁内に主軸を設け、該主軸に、ポンプ室内で回転するインペラーを有するローターユニットを、すべり軸受けを介して回転自在に支持し、ローターユニットの後部に設けたローターにインナーマグネットを配装し、該インナーマグネットに対応して隔壁外にアウターマグネットを配し、これをモータ等の原動機の出力軸に連結した磁気継手に装着し、ローターと磁気継手を磁気的に結合してマグネットカップリングを形成し、原動機の回転でローターユニットを同期回転される構成のマグネットポンプが提案されている。
【0003】
この構成のマグネットポンプによる薬液の移送では、薬液は、インペラー前面の吸込み口からインペラー中心部に向けに吸入し、インペラーで径方向に加圧してインペラー外周に対応してポンプ室に設けた吐出口から吐出される。この時にインペラーからポンプ室に吐出された薬液圧がインペラー背面に作用して生じるスラスト力でローターユニットは前方向けに移動するため、このスラスト力はインペラー背面側で主軸に設けたスラストベアリングに、すべり軸受け前端面を当接させて受け止めるようにし、ローターユニットの荷重は、すべり軸受けを介して主軸で支持される。
【0004】
この種のマグネットポンプは、ポンプ室内のインペラーを駆動する従動側のインナーマグネットと、ポンプ室外の駆動側のアウターマグネットが隔壁によって隔てられ、主軸はポンプ室内にあって隔壁を貫通しない構造にできるため、軸が隔壁を貫通する部分をシールする軸封装置が不要であるため、液漏洩のないノーメンテナンスポンプとして、腐食性の強い薬液の移送等に多用されている。
【0005】
また、これとは別のマグネットポンプとして、本出願人は、先に、ローターユニットにおいて、マグネットカップリングを形成するローターが、非磁性体で良電導材料からなる円筒状のローターからなり、このローターをポンプ室後壁に設けた二重構造の内外円筒キャン内に形成した隙間に挿入し、このローターに対応して内外円筒キャンの外側と内側に永久磁石筒を対向的に配し、この両方の永久磁石筒をモーター等の原動機の出力軸に連結した磁気継手に結合した構成のマグネットポンプを提案した(特願2001−214772号参照)。
【0006】
このマグネットポンプは、内外円筒キャンの外側と内側に対向的に配した永久磁石筒による磁界内に円筒状のローターがあり、原動機により両方の永久磁石筒が一体的に回転して回転磁界ができると、この回転磁界内にあってローター内に誘起される電圧の下でローターにうず電流が流れ、この電流と回転する磁束との間に電磁力がはたらいてローターが永久磁石筒と同じ方向に非同期回転してポンプ作用を発揮する。ここで、ローターが内外円筒キャンの隙間内で回転すると、隙間内に充満する薬液が流動してローターと内外円筒キャンとの間にくさび効果が表れてローターを隙間内に浮上させ、ローターユニットに対し前方向けに発生するスラスト力は、インペラーの前面中心に設けた支持凹部に、ポンプ室の吸込み口側の支承体に設けた支持突起を係合させてインペラーを定位置に保持し、ポンプ運転中に、ポンプ自体の振動やポンプ内を流動する薬液の圧力変化等によってローターユニットをがたつかせる等してローターユニットを後退移動させる時は、インペラー背面中心に設けた支持凹部に、ポンプ室後壁に設けた支持突起を係止させてインペラーを一時的に保持して回転を継続させるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記するように、ポンプの内部構造として、ストレート径をなす固定された主軸に、すべり軸受けを介してローターユニットを支持させる構造のマグネットポンプの場合の軸受け部では、ローターユニットの荷重を支持するとともに、ローターユニットに対し発生するスラスト力を受け止める複雑な構造となり、摩擦損失も大きく、また、メンテナンスがやり難いばかりでなく、ポンプの小型形化の妨げにもなっている。
【0008】
また、ポンプの内部構造として、ローターユニットの前後中心部分と、これに対応する固定側に、それぞれ支持凹部と支持突起を設け、両者を係合させる構成のマグネットポンプの場合は、ポンプの通常運転時には、支持凹部に支持突起が係合して回転部分に対し軸心方向に生じるスラスト力を受け止めるスラスト軸受けとして機能するが、ポンプ停止時には、支持凹部と支持突起が係合した状態で、ローターユニットの荷重を支持するラジアル軸受けとして圧力負担が掛かるために、強度的な面から支持凹部と支持突起は、耐荷重性の高い頑丈な構造が求められる。
【0009】
そこで、本発明の課題は、インペラーを有するローターユニットを、その重量に左右されることなく、永久磁石による磁力により、常時、ポンプ室内の回転中心に浮上させた状態に保持し、ポンプの内部構造としてローターユニットの荷重を支持するラジアル軸受けを必要とせず、ローターユニットの支持構造を簡素化し、保守性に優れた高性能の磁気浮上型マグネットポンプを提供することを目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の磁気浮上型マグネットポンプは、前部にインペラーを有するローターユニットをポンプ室内に配し、該ローターユニットの後部に設けたローターを、隔壁で隔てられた外部原動機とマグネットカップリングを介して磁気的に結合したマグネットポンプにおいて、ローターユニットの中間部に回転磁石を装着し、該回転磁石に対応してポンプ室周りに静止磁石を配装し、これらの静止磁石の磁界が回転磁石の磁界に作用して生じる磁力で、常時、ローターユニットを、その回転中心に浮上させて保持するように、回転磁石及び静止磁石の磁極を方向付け、該ローターユニットを、その回転中心に浮上させる磁力に加え、同じ磁力により、ローターユニットを後方向けに移動させるスラスト力を生じさせるように、ポンプ室外側周りの静止磁石の配装位置を設定し、 ポンプ室の後部の隔壁に、ローターの後面中心に当接する制動コーンを設けたことを特徴とする。
【0011】
ここで、回転磁石及び静止磁石は、共に磁極の強さの強い高性能の永久磁石が使用される。形態等については、特に制約はなく、静止磁石は回転磁石を取り巻く複数の静止磁石であってもよいし、一つのリング状の静止磁石であってもよい。要は、総合的に、静止磁石の磁界が回転磁石の磁界に作用して生じる磁力で、ローターユニットを回転中心に浮上させた状態を保持できるようにする。磁石の数や配置等については、実験的に設定される。また、ポンプ運転時に、ポンプ室に吐出される薬液圧がインペラー背面に作用して生じるスラスト力で、ローターユニットが前方向けに移動するのを規制するために、ポンプ室の吸込み口側の支承体に、インペラーの前面中心に当接する円錐状の制動コーンを装着する。
【0012】
このように構成した本発明のマグネットポンプによれば、ポンプ室外側周りに配装した複数個の静止磁石の磁界に、ローターユニットに装着した回転磁石の磁界に作用して生じる磁力で、ローターユニットを浮上させて回転中心に保持するので、ポンプ運転時には、原動機の回転に伴ってローターユニットは浮上した状態のままで回転してポンプ作用を発揮する。そして、ポンプの運転中は、ポンプ室に吐出される薬液圧がインペラー背面に作用して生じるスラスト力でローターユニットが前方向に移動するのは、制動コーンがインペラーの前面中心に当接して規制され、定位置で回転してポンプ作用を発揮する。そして、常態、すなわち、ポンプが停止状態にある時に、磁力によって後方向けに移動傾向を示すローターユニットは、その後端面中心に制動コーンが当接して定位置に安定し、ポンプの運転時には、この磁力に逆らってローターユニットは前方向けに移動させられるので、ポンプ運転中に、インペラーの前面中心に当接する制動コーンが受ける圧力負担を軽減して、効率のよい回転を実現する。
【0013】
従って、本発明に係るマグネットポンプでは、ポンプ内部構造として、ローターユニットをポンプ内に支持するラジアル軸受けを必要としないので、ポンプ構造を簡素化し、軸受け部の摩擦損失がなく、保守性に優れた高性能のポンプが提供できる。
【0014】
また、本発明において、ローターユニットの中間部に配装した主軸に、前後に離間して回転磁石を装着し、両方の回転磁石に対応してポンプ室外側周りの2個所に静止磁石をそれぞれ配装した構成にすると、ローターユニットを浮上させる2個所の浮上力を、インペラー側とローター側の重量に見合った浮上力に設定することで、ローターユニットは、その長さ等に無関係にバランスよく浮上させることができてローターユニットの安定性を高めることができる。
【0015】
また、前記のように、ローターユニットの若干の前後動を許容して、その前後に制動コーンが対向的に設けてあると、ポンプの空運転時や空気を吸い込むような時、または、キャビテーションが発生したりする時に、逆方向にスラスト力を生じた時に、一時的にローターユニットが後方向けに移動することがあっても、ローターユニットは、その後端部中心に制動コーンが当接して移動が規制されるので、ポンプの運転時に生じる軽微な異常発生によってポンプの運転が左右されるようなことはない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0017】
図1は本発明の実施の形態を示す磁気浮上型マグネットポンプの断面図である。
【0018】
図において、ブラケット1の前部にフロントケーシング2を取着してポンプ室3形成し、ブラケット1後部にリアケーシング4を取着し、このリアケーシング4後端に、リアケーシング4側に絞り込み状に円筒状壁部5aを形成したリアケーシングカバー5を取着し、円筒状壁部5aをリアケーシング4後部に同心状に入り込ませて二重構造の内外円筒キャン部6を形成している。
【0019】
ポンプ室3内にあってインペラー7後部に主軸8を介して非磁性体で良電導材料からなる円筒状のローター9を結合してローターユニット10を形成し、ローター9を内外円筒キャン部6の隙間6aに緩挿している。
【0020】
内外円筒キャン部6の外側と内側に永久磁石筒11,12を対向的に配し、両方の磁石筒11,10を磁気継手13に結合し、この磁気継手13をモーター等の原動機14の出力軸15に連結して永久磁石筒11,12と、その磁界内にあるローター9でマグネットカップリングを構成している。すなわち、原動機14により両方の永久磁石筒11,12が一体に回転して内外円筒キャン部6を通り抜ける回転磁界ができると、ローター9内に誘起される電圧の下でローター9にうず電流が流れ、この電流と回転する磁束との間に電磁力がはたらいてローター9が永久磁石筒11,12の回転と同じ方向に非同期回転するようにしている。
【0021】
ローターユニット10の主軸8に回転磁石16を装着し、この回転磁石16に対応してポンプ室3の外側周り、すなわち、図1においては、ブラケット1の外側周りに複数個の静止磁石17(1個のリング状の静止磁石であってもよい。)を配装している。この静止磁石17は、磁石保持器18に固定され、この磁石保持器18と一体でブラケット1に装着されている。
【0022】
回転磁石16と静止磁石17はともに、磁極の強さの強い高性能の永久磁石が使用され、静止磁石17の磁界がブラケット1を通して回転磁石16の磁界に作用して生じる磁力F1(図2参照)で、常時、ローターユニット10を回転中心に浮上させた状態に保持するようにしている。このために、回転磁石16及び静止磁石17の磁極が方向付けられ、また、静止磁石17の数や配置等については実験的に設定される。
【0023】
ポンプ室3内にあって、回転中心に浮上状態にあるローターユニット10が前方向け(インペラー7側)へ移動するのを規制するために、インペラー7の前面中心に対応してポンプ室3の吸込み口3a側の支承部材19に、円錐状の制動コーン20を設け、また、ローターユニット10が後方向けに移動するのを規制するために、ローター9の後面中心に対応してリアケーシングカバー4の内端面に制動コーン21を設けている。
【0024】
主軸8に装着する回転磁石16と、これに対応してブラケット1の外側周りに配装する静止磁石17の位置の設定に当たって、実施の形態では、ローターユニット10を回転中心に浮上させる磁力に加え、同じ磁力により、ローターユニット10を後方向けに移動させるスラスト力を生じさせるように、回転磁石16に対して静止磁石17の位置を前方向にずらしている。
【0025】
このような静止磁石17の位置設定により、図3に示すように、ローターユニット10を後方向けに移動させるスラスト力を生じさせる磁力F2は、ポンプ運転時に生じるローターユニット10を前方向けに移動させるスラスト力に逆らうことになるので、インペラー7の前面中心部に当接する制動コーン20が受ける圧力負担が軽減される。
【0026】
上記構成において、本発明に係る磁気浮上型マグネットポンプでは、ローターユニット10に装着した回転磁石16を、ブラケット1の外側周りに配装した複数個の静止磁石17が取り巻き、静止磁石17の磁界が回転磁石16の磁界に作用して生じる磁力で、常時、ローターユニット10を浮上させて回転中心に保持する。
【0027】
ポンプ運転時には、原動機14の起動により内外円筒キャン部6周りに永久磁石筒11,12が回転して回転磁界ができると、この回転磁界内にあるローター9にうず電流が流れて電磁力がはたらき、回転磁界と同じ方向にローターユニット10は、その回転中心に浮上した状態のままで回転する。このローターユニット10の回転で、インペラー7が回転すると、吸込み口3aからインペラー7向けに吸い込まれた薬液は、インペラー7で径方向に加圧されてインペラー7外周からポンプ室3内に吐出されて吐出口3bからポンプ外に吐出される。
【0028】
こうして、ポンプ運転中は、ポンプ室3に吐出される薬液圧がインペラー7背面に作用して生じるスラスト力でローターユニット10は前方向けに移動するが、この移動は、支承部材19に設けた制動コーン20がインペラー7の前面中心に当接して規制され、インペラー7は定位置で回転して安定したポンプ作用を発揮する。
【0029】
また、ポンプ運転中に生じる振動等によってインペラー7に生じる逆方向のスラスト力でローターユニット10が後方向けに移動をするような時は、リアケーシングカバー5の内端面に設けた制動コーン21がローター9の後面中心に当接してローターユニット10の後退移動を規制する。従って、一時的にしても、ローターユニット10は固定部と擦れ合うようなことがなく円滑に回転を継続する。
【0030】
図4は、主軸を長尺構成にした比較的長尺のローターユニットに適用した実施の形態を示すもので、この実施の形態では、ブラケット1内に、後方に延びるリアケーシング4aを同軸状に配し、このリアケーシング4a内にあってインペラー7後部に長尺構成の主軸8aを介して非磁性体で良電導材料からなる円筒状のローター9を結合してローターユニット10aを形成し、このローターユニット10aの浮上時のバランスを採る上で、主軸8aに装着する回転磁石16a,16bを、所定の間隔を採って主軸8aの両端寄りに装着し、両方の回転磁石16a,16bに対応してリアケーシング4aの外側周りに複数個の静止磁石17a,17b(2個のリング状の静止磁石であってもよい。)を配装している。この場合の前後する静止磁石17a,17bは、ブラケット1とリアケーシング4aの間にあって、ともに磁石保持器18a,18bに固定され、前後する静止磁石17a,17b間の間隔をスペーサ22で保持し、後部の磁石保持器18bを保持器押え23を用いてブラケット1に固定している。
【0031】
このように、主軸8a上で間隔を採って2個所で浮上力を生じさせる構成の場合は、2個所の浮上力を、インペラー7側とローター9側の重量に見合った浮上力に設定することによって、ローターユニット10aの長さ等に無関係に、ローターユニット10aをバランスよく回転中心に浮上させることができる。
【0032】
また、主軸8aの2個所に回転磁石16a,16bを装着した構成では、両方の回転磁石16a,16bに対応する静止磁石17a,17bの位置設定によっては、図5に示すように、互いに打ち消す方向に磁力F3、F4を向けたり、磁力F3、F4を同一方向に向けたりすることが自由にできる。従って、磁力F3、F4によるスラスト力の大きさ及び方向は、ポンプの運転条件に合わせて総合的に考慮して設定される。
【0033】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、本発明によれば、インペラーを有するローターユニットを、その重量に左右されることなく、永久磁石による磁力により、常時、ポンプ室内の回転中心に浮上させた状態に保持し、これを原動機によりマグネットカップリングを介して回転させてポンプ作用を発揮するようにしたので、ポンプ内でローターユニットを支持するラジアル軸受け機構を必要とせず、ローターユニットの支持構造を簡素化し、保守性に優れ、ポンプの高性能化と小型化を可能にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す磁気浮上型マグネットポンプの断面図である。
【図2】ローターユニットが磁力により回転中心に浮上する状態を説明のためのローターユニットの概略縦断面図である。
【図3】ローターユニットに対し後方向けにスラスト力を生じさせる磁力を説明のためのローターユニットの概略側面図である。
【図4】比較的長尺のローターユニットに適用した本発明の実施の形態を示す磁気浮上型マグネットポンプの断面図である。
【図5】図4に示すローターユニットに対し2方向にスラスト力を生じさせる磁力を説明のためのローターユニットの概略側面図である。
【符号の説明】
1 ブラケット
2 フロントケーシング
3 ポンプ室
3a 吸込み口
3b 吐出口
4,4a リアケーシング
5 リアケーシングカバー
5a 円筒状壁部
6 内外円筒キャン部
6a 隙間
7 インペラー
8,8a 主軸
9 ローター
10,10a ローターユニット
11,12 永久磁石筒
13 磁気継手
14 原動機
15 出力軸
16,16a,16b 回転磁石
17,17a,17b 静止磁石
18,18a,18b 磁石保持器
19 支承部材
20,21 制動コーン
22 スペーサ
23 保持器押え
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetically levitated magnet pump, and more particularly, a rotary shaft for transmitting rotation to an impeller is a sealless structure that does not penetrate the rear wall of the pump chamber, and is suitable for handling corrosive fluids. The present invention relates to a magnetic levitation type magnet pump.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a magnet pump, a front casing is attached to the front part of a bracket constituting the pump to form a pump chamber, and a main shaft is provided in a bowl-shaped partition wall attached to the bracket at the rear of the pump chamber. In addition, a rotor unit having an impeller that rotates in the pump chamber is rotatably supported via a slide bearing, and an inner magnet is disposed on the rotor provided at the rear of the rotor unit, and an outer partition wall corresponding to the inner magnet is provided. to arrange outer magnet, which is attached to a magnetic coupling coupled to an output shaft of the prime mover such as a motor over to form a magnetic coupling by combining the rotor and the magnetic coupling magnetically, rotor unit by the rotation of the prime mover There has been proposed a magnet pump that is configured to be rotated synchronously.
[0003]
In the transfer of the chemical solution by the magnet pump of this configuration, the chemical solution is sucked from the suction port on the front surface of the impeller toward the impeller center, and is pressurized in the radial direction by the impeller, and the discharge port provided in the pump chamber corresponding to the impeller outer periphery. It is discharged from. At this time, the rotor unit moves forward due to the thrust force generated by the chemical pressure discharged from the impeller to the pump chamber acting on the back surface of the impeller, and this thrust force is applied to the thrust bearing provided on the main shaft on the back surface of the impeller. The front end face of the bearing is brought into contact with the bearing, and the load of the rotor unit is supported by the main shaft via the sliding bearing.
[0004]
In this type of magnet pump, the driven inner magnet that drives the impeller in the pump chamber and the outer magnet on the drive side outside the pump chamber are separated by a partition, and the main shaft is in the pump chamber and does not penetrate the partition. Since a shaft seal device that seals the portion where the shaft passes through the partition wall is unnecessary, it is frequently used as a no-maintenance pump with no liquid leakage for transferring highly corrosive chemicals.
[0005]
As another magnet pump, the applicant of the present application previously described that in the rotor unit, the rotor forming the magnetic coupling is a cylindrical rotor made of a non-magnetic material made of a highly conductive material. Is inserted into a gap formed in a double-structured inner and outer cylindrical can provided on the rear wall of the pump chamber, and permanent magnet cylinders are arranged oppositely on the outer and inner sides of the inner and outer cylindrical cans corresponding to this rotor. Has proposed a magnet pump having a configuration in which a permanent magnet cylinder is coupled to a magnetic coupling connected to an output shaft of a motor such as a motor (see Japanese Patent Application No. 2001-214772).
[0006]
This magnet pump has a cylindrical rotor in a magnetic field formed by permanent magnet cylinders arranged opposite to the inside and outside of the inner and outer cylindrical cans, and both permanent magnet cylinders rotate integrally by a prime mover to generate a rotating magnetic field. In this rotating magnetic field, an eddy current flows through the rotor under a voltage induced in the rotor, and an electromagnetic force acts between this current and the rotating magnetic flux, so that the rotor moves in the same direction as the permanent magnet cylinder. Asynchronously rotates and exhibits pump action. Here, when the rotor rotates within the gap between the inner and outer cylindrical cans, the chemical liquid filling the gap flows, and a wedge effect appears between the rotor and the inner and outer cylindrical cans, causing the rotor to rise into the gap and the rotor unit. On the other hand, the thrust force generated in the forward direction is generated by engaging the support protrusion provided on the support body on the suction port side of the pump chamber with the support recess provided in the center of the front surface of the impeller to hold the impeller in a fixed position. When the rotor unit is moved backwards, for example, by shaking the rotor unit due to vibration of the pump itself or pressure change of the chemical flowing in the pump, etc. The support protrusion provided on the wall is locked to hold the impeller temporarily to continue the rotation.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, as the internal structure of the pump, the bearing portion in the case of the magnet pump having a structure in which the rotor unit is supported via a slide bearing on a fixed main shaft having a straight diameter supports the load of the rotor unit. In addition, it has a complicated structure that receives the thrust force generated on the rotor unit, has a large friction loss, is not only difficult to maintain, but also hinders downsizing of the pump.
[0008]
In addition, in the case of a magnet pump having a structure in which a support recess and a support protrusion are provided on the front and rear center portions of the rotor unit and the corresponding fixed side as the internal structure of the pump, and both are engaged, the normal operation of the pump Sometimes it functions as a thrust bearing that receives the thrust generated in the axial direction with respect to the rotating part when the support protrusion engages with the support recess, but when the pump is stopped, the rotor unit is in a state where the support recess and the support protrusion are engaged. In order to apply a pressure load as a radial bearing that supports the load, the support recesses and the support protrusions are required to have a strong structure with high load resistance in terms of strength.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to maintain the rotor unit having an impeller in a state where it is always levitated at the center of rotation in the pump chamber by a magnetic force of a permanent magnet without being influenced by the weight of the rotor unit. It is an object of the present invention to provide a high-performance magnetic levitation type magnet pump that does not require a radial bearing that supports the load of the rotor unit, simplifies the support structure of the rotor unit, and has excellent maintainability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a magnetically levitated magnet pump according to the present invention includes a rotor unit having an impeller at a front portion disposed in a pump chamber, and a rotor provided at a rear portion of the rotor unit separated by a partition wall. In a magnet pump that is magnetically coupled to a prime mover and a magnet coupling, a rotating magnet is mounted in the middle of the rotor unit, and stationary magnets are arranged around the pump chamber in correspondence with the rotating magnet. The magnetic force generated by the magnetic field of the magnet acting on the magnetic field of the rotating magnet always directs the magnetic poles of the rotating magnet and stationary magnet so that the rotor unit is floated and held at the center of rotation . In addition to the magnetic force that floats to the center of rotation, the same magnetic force generates a thrust force that moves the rotor unit backward. To, to set the HaiSo location of the stationary magnets around the outer pump chamber, the rear portion of the partition wall of the pump chamber, characterized in that a brake cone which abuts the rear face center of the rotor.
[0011]
Here, the rotating magnet and the stationary magnet are both high-performance permanent magnets with strong magnetic poles. The form and the like are not particularly limited, and the stationary magnet may be a plurality of stationary magnets surrounding the rotating magnet, or may be a single ring-shaped stationary magnet. In short, overall, it is possible to maintain the state in which the rotor unit is levitated at the center of rotation by the magnetic force generated by the magnetic field of the stationary magnet acting on the magnetic field of the rotating magnet. The number and arrangement of magnets are set experimentally. In addition, in order to restrict the rotor unit from moving forward due to the thrust force generated by the chemical pressure discharged to the pump chamber acting on the back of the impeller during pump operation, the bearing on the suction port side of the pump chamber In addition, a conical braking cone that is in contact with the front center of the impeller is mounted.
[0012]
According to the magnet pump of the present invention configured as described above, the rotor unit is configured by the magnetic force generated by acting on the magnetic field of the plurality of stationary magnets arranged around the outside of the pump chamber and the magnetic field of the rotating magnet mounted on the rotor unit. Since the rotor is floated and held at the center of rotation, the rotor unit rotates in the floated state with the rotation of the prime mover during pump operation, and exhibits the pump action. During the operation of the pump, the thrust force generated by the chemical pressure discharged into the pump chamber acting on the impeller back surface causes the rotor unit to move forward. It rotates at a fixed position and exerts a pump action. In a normal state, that is, when the pump is in a stopped state, the rotor unit that tends to move backward due to the magnetic force stabilizes in a fixed position with the braking cone in contact with the center of the rear end surface. On the other hand, the rotor unit is moved forward, so that during the pump operation, the pressure load received by the braking cone that abuts against the center of the front surface of the impeller is reduced, thereby realizing efficient rotation.
[0013]
Therefore, the magnet pump according to the present invention does not require a radial bearing that supports the rotor unit in the pump as the pump internal structure, so the pump structure is simplified, there is no friction loss of the bearing portion, and excellent maintainability is achieved. A high-performance pump can be provided.
[0014]
In the present invention, a rotating magnet is mounted on the main shaft disposed in the middle part of the rotor unit so as to be separated from the front and rear, and stationary magnets are respectively disposed at two locations around the outside of the pump chamber corresponding to both rotating magnets. By setting the levitation force at the two locations to levitate the rotor unit to the levitation force commensurate with the weight of the impeller side and the rotor side, the rotor unit can float in a balanced manner regardless of its length, etc. The stability of the rotor unit can be improved.
[0015]
In addition, as described above, if the rotor unit is allowed to move slightly back and forth, and the brake cones are provided oppositely before and after the rotor unit, when the pump is idling or when air is sucked in, or cavitation occurs. When the thrust force is generated in the opposite direction, the rotor unit may move temporarily with the brake cone in contact with the center of its rear end, even if the rotor unit temporarily moves backward. Since it is regulated, the operation of the pump is not affected by the occurrence of a minor abnormality that occurs during operation of the pump.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic levitation type magnet pump showing an embodiment of the present invention.
[0018]
In the figure, a front casing 2 is attached to the front part of the bracket 1 to form a pump chamber 3, a rear casing 4 is attached to the rear part of the bracket 1, and the rear casing 4 is squeezed toward the rear casing 4 side. A rear casing cover 5 having a cylindrical wall portion 5a is attached thereto, and the cylindrical wall portion 5a is concentrically inserted into the rear portion of the rear casing 4 to form a double structure inner / outer cylindrical can portion 6.
[0019]
A cylindrical rotor 9 made of a non-magnetic material made of a highly conductive material is connected to the rear part of the impeller 7 through the main shaft 8 in the pump chamber 3 to form a rotor unit 10. The rotor 9 is connected to the inner and outer cylindrical can parts 6. It is loosely inserted into the gap 6a.
[0020]
Permanent magnet cylinders 11 and 12 are arranged oppositely on the outer and inner sides of the inner and outer cylindrical can parts 6, both the magnet cylinders 11 and 10 are coupled to a magnetic coupling 13, and this magnetic coupling 13 is output from a motor 14 such as a motor. A magnet coupling is constituted by the permanent magnet cylinders 11 and 12 connected to the shaft 15 and the rotor 9 in the magnetic field. That is, when both the permanent magnet cylinders 11 and 12 are integrally rotated by the prime mover 14 and a rotating magnetic field passing through the inner and outer cylindrical can portions 6 is generated, an eddy current flows in the rotor 9 under a voltage induced in the rotor 9. The electromagnetic force acts between the current and the rotating magnetic flux so that the rotor 9 rotates asynchronously in the same direction as the rotation of the permanent magnet cylinders 11 and 12.
[0021]
A rotating magnet 16 is mounted on the main shaft 8 of the rotor unit 10, and a plurality of stationary magnets 17 (1 around the outside of the pump chamber 3 corresponding to the rotating magnet 16, that is, around the outside of the bracket 1 in FIG. 1. It may be a ring-shaped stationary magnet). The stationary magnet 17 is fixed to a magnet holder 18 and attached to the bracket 1 integrally with the magnet holder 18.
[0022]
Both the rotating magnet 16 and the stationary magnet 17 are high-performance permanent magnets having strong magnetic poles, and the magnetic force F1 generated by the magnetic field of the stationary magnet 17 acting on the magnetic field of the rotating magnet 16 through the bracket 1 (see FIG. 2). ), The rotor unit 10 is always kept in a state of being floated to the center of rotation. For this purpose, the magnetic poles of the rotating magnet 16 and the stationary magnet 17 are oriented, and the number and arrangement of the stationary magnets 17 are set experimentally.
[0023]
The suction of the pump chamber 3 corresponding to the center of the front surface of the impeller 7 in order to restrict the rotor unit 10 in the pump chamber 3 and floating in the center of rotation from moving forward (to the impeller 7 side). A conical braking cone 20 is provided on the support member 19 on the side of the mouth 3a, and the rear casing cover 4 is provided corresponding to the center of the rear surface of the rotor 9 in order to restrict the rotor unit 10 from moving backward. A braking cone 21 is provided on the inner end surface.
[0024]
In setting the positions of the rotating magnets 16 attached to the main shaft 8 and the corresponding stationary magnets 17 arranged around the outside of the bracket 1, in the embodiment, in addition to the magnetic force that causes the rotor unit 10 to float at the center of rotation. The position of the stationary magnet 17 is shifted forward with respect to the rotating magnet 16 so as to generate a thrust force that causes the rotor unit 10 to move rearward by the same magnetic force.
[0025]
As shown in FIG. 3, by setting the position of the stationary magnet 17 as described above, the magnetic force F2 that generates a thrust force that moves the rotor unit 10 rearward is a thrust that moves the rotor unit 10 forward when the pump is operated. Since the force is against the force, the pressure load applied to the braking cone 20 in contact with the center of the front surface of the impeller 7 is reduced.
[0026]
In the above-described configuration, in the magnetic levitation magnet pump according to the present invention, the rotating magnets 16 attached to the rotor unit 10 are surrounded by a plurality of stationary magnets 17 arranged around the outside of the bracket 1, and the magnetic field of the stationary magnets 17 is increased. With the magnetic force generated by acting on the magnetic field of the rotating magnet 16, the rotor unit 10 is constantly levitated and held at the center of rotation.
[0027]
During the pump operation, if the permanent magnet cylinders 11 and 12 rotate around the inner and outer cylindrical can portions 6 by the start of the prime mover 14 and a rotating magnetic field is generated, an eddy current flows through the rotor 9 in the rotating magnetic field and electromagnetic force acts. The rotor unit 10 rotates in the same direction as the rotating magnetic field while floating at the center of rotation. When the impeller 7 is rotated by the rotation of the rotor unit 10, the chemical liquid sucked into the impeller 7 from the suction port 3 a is pressurized in the radial direction by the impeller 7 and discharged from the outer periphery of the impeller 7 into the pump chamber 3. It is discharged out of the pump from the discharge port 3b.
[0028]
Thus, during the pump operation, the rotor unit 10 moves forward by the thrust force generated by the chemical pressure discharged to the pump chamber 3 acting on the back surface of the impeller 7. This movement is caused by the braking provided on the support member 19. The cone 20 abuts against the center of the front surface of the impeller 7 and is regulated, and the impeller 7 rotates at a fixed position and exhibits a stable pumping action.
[0029]
Further, when the rotor unit 10 is moved rearward by a reverse thrust force generated in the impeller 7 due to vibration or the like generated during pump operation, the braking cone 21 provided on the inner end surface of the rear casing cover 5 is moved to the rotor. 9 abuts against the center of the rear surface to restrict the backward movement of the rotor unit 10. Therefore, even if temporarily, the rotor unit 10 does not rub against the fixed portion and continues to rotate smoothly.
[0030]
FIG. 4 shows an embodiment in which the main shaft is applied to a relatively long rotor unit having a long configuration. In this embodiment, a rear casing 4 a extending rearward is coaxially provided in the bracket 1. And a cylindrical rotor 9 made of a non-magnetic material made of a highly conductive material is coupled to the rear portion of the impeller 7 through a long main shaft 8a to form a rotor unit 10a. In order to balance the rotor unit 10a when it floats, the rotating magnets 16a and 16b to be mounted on the main shaft 8a are mounted near both ends of the main shaft 8a at a predetermined interval, and correspond to both the rotating magnets 16a and 16b. A plurality of stationary magnets 17a and 17b (may be two ring-shaped stationary magnets) are arranged around the outside of the rear casing 4a. In this case, the front and rear stationary magnets 17a and 17b are located between the bracket 1 and the rear casing 4a, and both are fixed to the magnet holders 18a and 18b, and the interval between the front and rear stationary magnets 17a and 17b is held by the spacer 22. The rear magnet holder 18 b is fixed to the bracket 1 by using a holder presser 23.
[0031]
In this way, in the case of a configuration in which a levitation force is generated at two locations with a gap on the main shaft 8a, the levitation force at the two locations is set to a levitation force commensurate with the weight of the impeller 7 side and the rotor 9 side. Thus, the rotor unit 10a can be floated to the center of rotation in a balanced manner regardless of the length of the rotor unit 10a.
[0032]
Further, in the configuration in which the rotating magnets 16a and 16b are mounted at two locations on the main shaft 8a, depending on the position setting of the stationary magnets 17a and 17b corresponding to both the rotating magnets 16a and 16b, as shown in FIG. It is possible to freely direct the magnetic forces F3 and F4 or to direct the magnetic forces F3 and F4 in the same direction. Therefore, the magnitude and direction of the thrust force generated by the magnetic forces F3 and F4 are set with comprehensive consideration in accordance with the operating conditions of the pump.
[0033]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form described above. According to the present invention, the rotor unit having the impeller is always centered on the rotation center in the pump chamber by the magnetic force of the permanent magnet without being influenced by its weight. Since it was kept floating and rotated by a prime mover via a magnet coupling to exert its pumping action, a radial bearing mechanism for supporting the rotor unit in the pump is not required, and the rotor unit This simplifies the support structure, provides excellent maintainability, and enables high performance and miniaturization of the pump.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic levitation magnet pump showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a rotor unit for explaining a state in which the rotor unit floats to the center of rotation by magnetic force.
FIG. 3 is a schematic side view of a rotor unit for explaining a magnetic force that generates a thrust force in the rearward direction with respect to the rotor unit.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a magnetic levitation magnet pump showing an embodiment of the present invention applied to a relatively long rotor unit.
FIG. 5 is a schematic side view of a rotor unit for explaining magnetic force that generates thrust force in two directions with respect to the rotor unit shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bracket 2 Front casing 3 Pump chamber 3a Suction port 3b Discharge port 4, 4a Rear casing 5 Rear casing cover 5a Cylindrical wall part 6 Inner / outer cylindrical can part 6a Gap 7 Impeller 8, 8a Main shaft 9 Rotor 10, 10a Rotor unit 11, 12 permanent magnet cylinder 13 magnetic coupling 14 prime mover 15 output shaft 16, 16a, 16b rotating magnet 17, 17a, 17b stationary magnet 18, 18a, 18b magnet holder 19 bearing member 20, 21 braking cone 22 spacer 23 retainer presser

Claims (2)

前部にインペラーを有するローターユニットをポンプ室内に配し、該ローターユニットの後部に設けたローターを、隔壁で隔てられた外部原動機とマグネットカップリングを介して磁気的に結合したマグネットポンプにおいて、ローターユニットの中間部に回転磁石を装着し、該回転磁石に対応してポンプ室周りに静止磁石を配装し、これらの静止磁石の磁界が回転磁石の磁界に作用して生じる磁力で、常時、ローターユニットを、その回転中心に浮上させて保持するように、回転磁石及び静止磁石の磁極を方向付け、該ローターユニットを、その回転中心に浮上させる磁力に加え、同じ磁力により、ローターユニットを後方向けに移動させるスラスト力を生じさせるように、ポンプ室外側周りの静止磁石の配装位置を設定し、ポンプ室の後部の隔壁に、ローターの後面中心に当接する制動コーンを設けたことを特徴とする磁気浮上型マグネットポンプ。In a magnet pump in which a rotor unit having an impeller at the front is disposed in a pump chamber, and a rotor provided at the rear of the rotor unit is magnetically coupled to an external prime mover separated by a partition wall via a magnet coupling, the rotor A rotating magnet is attached to the middle part of the unit, stationary magnets are arranged around the pump chamber corresponding to the rotating magnets, and the magnetic force generated by the magnetic field of these stationary magnets acting on the magnetic field of the rotating magnet, Orient the magnetic poles of the rotating and stationary magnets so that the rotor unit floats to the center of rotation , and in addition to the magnetic force that causes the rotor unit to levitate to the center of rotation, the same magnetic force causes the rotor unit to move backward. Set the position of the stationary magnet around the outside of the pump chamber so that a thrust force that moves toward the In the partition wall, the magnetic floating type magnetic drive pump, characterized in that a brake cone which abuts the rear face center of the rotor. ローターユニットの中間部に配装した主軸に、前後に離間して回転磁石を装着し、両方の回転磁石に対応してポンプ室外側周りの2個所に静止磁石をそれぞれ配装したことを特徴とする請求項1記載の磁気浮上型マグネットポンプ。  It is characterized in that a rotating magnet is mounted on the main shaft arranged in the middle part of the rotor unit so as to be separated from the front and rear, and stationary magnets are arranged at two locations around the outside of the pump chamber corresponding to both rotating magnets. The magnetic levitation type magnet pump according to claim 1.
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JP5458072B2 (en) * 2011-09-07 2014-04-02 大陽日酸株式会社 Low temperature liquefied gas pump
CN107829787A (en) * 2017-12-04 2018-03-23 中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所 A kind of high-speed permanent magnetic body magnetic-suspension main-shaft air power drive device
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