JP3878689B2 - Multistage pump casing and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧多段ポンプのケーシングを構成するプレス成形により製造の鋼板製中間ケーシングに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、鋼板をプレス成形して製作したポンプの中間ケーシングは、円筒状側面部の一側に有する底部側端部に形成されたインロー凸部の外径面及び端面と、開口部に形成されたインロー凹部の内径面及び端面の4箇所を機械加工することにより、径と高さの寸法精度を維持したものが知られていた。又、この従来のものを改良した特公平7−18437或いは特公平7−51960が提案されている。
【0003】
これらは精度を必要とする部分の機械加工を無くし、それによって発生する加工ミスや寸法誤差を無くし、Oリングを使用可能とした中間ケーシングを提供するものである。これらはいずれも次段の中間ケーシングに嵌合して多段ケーシングとするために、円筒容器状ケーシングの円筒状側面部の開口部側端部を次段の円筒容器状ケーシングの底部壁面に当接するものである。ところで、最近はビルの給水押し上げ用或いはユニット冷却用などのポンプとして従来よりもさらに高圧のポンプが求められ、従って、一層高い水密性、例えば20kg/cm2 の水密性、が要求されている。そこで、中間ケーシングをポンプの軸方向にボルト締めすることにより水密に多段に嵌合した多段ポンプケーシングが使用される。ところで、上記の従来のものや提案のものは、図6の(a)または(b)に示すように、ボルト締めする隣接段の中間ケーシングとの開口部側端部のボルトによる矢印30向きの力の働く当接部分は鋼板の板厚に近い長さのフランジ31の長さで隣接段の立上がり壁32と当接するか、或いは(b)に示すように鋼板の板厚である端面33で隣接段の立上がり壁34と当接するため、当接面積が小さく、ボルト締めのみではより高圧のポンプ内圧に耐えることができず、より高圧のポンプの中間ケーシングの構造としては従来のこのような中間ケーシングは必ずしも満足なものでなかった。そこで、より高圧にたえるケーシング構造が要求されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記の問題点を解消して上記の要求に応えうる構造の中間ケーシングを提供すること、即ち、ポンプ軸方向にボルト締めして多段ポンプケーシングとする場合に、ビルの給水用等としてより高圧のポンプに要求される高い水密性が確保できる構造の中間ケーシング及びその製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項1の発明では、羽根車とガイドベーンを個別に内装するプレス成形鋼板製の複数の中間ケーシング1をボルト締めにより水密に嵌合して多段に重ねた多段ポンプケーシングにおいて、各中間ケーシング1は円筒状周面部2の一側に折曲する折曲部4を経て底部3を回転軸5に直角方向に有する円筒容器状に形成し、上記底部3はその内壁が戻し通路19のガイドベーン18に対偶するガイド壁を形成し、円筒状周面部2の端部6は内面側へ凹入する凹部7と凹部7から立上がる立上がり壁9を経て外面側へ突出する凸部8を形成して端面10に終わり、端面10は隣接する次段の中間ケーシング1の円筒状周面部2の折曲部4よりの上面に平行なインロー仕上面11で載置され、底部3の端部12は羽根車13の流入口14で曲折して羽根車13の流入口フランジに当接し、上記立上がり壁9の壁内面15は隣接する次段の中間ケーシング1の底部3の折曲部4よりの底部外面16と平行な面当たりで当接し、凸部8の内径面は隣接段の中間ケーシング1の折曲部4外面との間にOリング17を嵌挿していることを特徴とする多段ポンプケーシングを構成する鋼板製中間ケーシングである。
【0006】
請求項2の発明では、羽根車とガイドベーンを個別に内装するプレス成形鋼板製の複数の中間ケーシング1をボルト締めにより水密に嵌合して多段に重ねた多段ポンプケーシングにおいて、各中間ケーシング1は円筒状周面部2から回転軸5に直角方向に折曲する第1肩部21を経て次段の中間ケーシング1の立上がり壁9と面当りして当接する縦壁20を形成した後円筒状周面部2に平行に折曲して更に第2肩部22を設けて再度回転軸5に直角方向に折曲して底部3を形成し、上記底部3はその外壁が前段の中間ケーシング1内の戻し通路19のガイドベーン18に対偶するガイド壁を形成し、円筒状周面部2の端部6は内面側へ凹入する凹部7と凹部7から立上がる立上がり壁9を経て外面側へ突出する凸部8を形成して端面10に終わり、端面10は隣接する次段の中間ケーシング1の円筒状周面部2の折曲部4の第1肩部21よりの上面に平行なインロー仕上げ面11で載置され、底部3の端部12は羽根車13の流入口14で折曲して羽根車13の流入口フランジに当接し、上記立上がり壁9の壁内面15は隣接する次段の中間ケーシング1の第1肩部21よりの縦壁20と平行な面当りで当接し、凸部8の内径面は隣接段の中間ケーシング1の第1肩部21外面との間にOリング17を嵌挿していることを特徴とする多段ポンプケーシングを構成する鋼板製中間ケーシングである。
【0007】
請求項3の発明では、請求項1又は請求項2記載の鋼板製中間ケーシングのプレス成形による製造方法において、カムフォームにより円筒状周面部2から円筒状周面部内面側へ凹入した後凹部7を形成して該凹部7から円筒状周面部外面側へ拡径して立ち上がる立上がり壁9を形成した後、該立上がり壁9の端を円筒状周面部方向にフランジアップしてフランジを立て、続いて該フランジを円筒状内面側へリストライクして曲折して凸部8を形成することを特徴とする円筒状周面部2の端部6の成形方法である。
【0008】
本発明の上記手段の作用を説明すると、請求項1の発明では、端部6において立上がり壁9の壁内面15が隣接する次段の中間ケーシング1の底部3の折曲部4よりの底部外面16と平行な面当たりで当接し、請求項2の発明では、端部6において立上がり壁9の壁内面15が隣接する次段の中間ケーシング1の底部3の折曲部4の縦壁20と面当たりして当接しているので、当接面積が大きいので水密性が高く強力なボルト締めにも十分に耐えることができる。従って、本発明の中間ケーシングを使用することにより高圧のポンプを得ることができる。請求項3の発明では、端部6の形状をカムフォームにより成形するので、金型精度に従って、立上がり壁9の面精度の優れたものが得られ、面当たりによる水密性が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は請求項1の実施の形態を示し、図2は図1の円内を拡大して示す図である。図1は高圧多段ポンプの羽根車13及びガイドベーン18を内装したボルト23によりボルト締めされた多段の中間ケーシング1の部分を主とする側面図で、上半分を断面図で示す。図において、中間ケーシング1は円筒状周面部2と折曲部4を形成して円筒軸5に略直角な方向に曲折した底部3を有する円筒容器状に形成されている。円筒状周面部2の端部6は内面側の回転軸5の方へ凹入して凹部7を形成し、さらに凹部7から円筒状周面部2方向に立上がり、立上がり壁9を形成し、立上がり壁9を経て円筒状周面部2の外面側へ突出する凸部8を形成して再び円筒状周面部2方向に曲折して端面10に終わっている。端面10は隣接する前段の中間ケーシング1の折曲部4よりの円筒状周面部2の上面に平行なインロー仕上面11で載置されている。底部3はその内壁が戻し通路19のガイドベーン18に対偶するガイド壁を形成している。底部3の端部12は羽根車13の流入口14に向いて曲折して羽根車13のフランジの一端に当接している。底部3の内側(図で右側)には前段から送られた揚液を加圧する羽根車13と羽根車13から吐出した揚液を次段の高圧側(図で左側)の羽根車13に送る戻し通路を形成するガイドベーン18がある。そして底部3の内壁は戻し通路19を形成する壁面を構成してガイドベーン18と対偶している。羽根車13は回転軸5に固着されて回転される。
【0010】
上記構造において各中間ケーシング1は、図2に示すように、その円筒状周面部2の端部6の立上がり壁9を前段の中間ケーシング1の折曲部4直下の底部外面16に面当りで幅の広い面で当接して両者間の水密性を保ち、さらに、凸部8の内径面には前段の中間ケーシング1の折曲部4外面との間にOリング17が嵌挿されて両中間ケーシングの水密性を保っている。また、円筒状周面部2の端部6の端面10は上記のとおり前段の中間ケーシング1の円筒状周面部2の上面に載置されている。かつ、端面10は載置される円筒状周面部2の上面に平行な面に仕上げられてインロー仕上面11となってさらに水密性を保っている。
【0011】
図3は請求項2の実施の形態を示し、図4は図3の円内を拡大して示す図である。これらの図において、図1及び図2に記載した符号と同一の符号は同一の構成部或いは同類の構成部を示す。図3は高圧多段ポンプの羽根車13及びガイドベーン18を内装したボルト23によりボルト締めされた多段の中間ケーシング1の部分を主とする側面図で、上半分を断面図で示す。中間ケーシング1は円筒状周面部2が折曲部4で回転軸5に直角方向に折曲して第1肩部21を形成している。次いで縦壁20を形成している。縦壁20は次段の中間ケーシング1の立上がり壁9と面当りして当接する。さらに、円筒状周面部2に平行に曲折して第2肩部22を形成した後、再び回転軸5に直角方向に折曲して底部3を有する円筒容器状に形成されている。円筒状周面部2の端部6は内面側の回転軸5の方へ凹入して凹部7を形成し、さらに凹部7から円筒状周面部2方向に立上がり、立上がり壁9を形成し、立上がり壁9を経て円筒状周面部2の外面側へ突出する凸部8を形成して再び円筒状周面部2方向に曲折して端面10に終わっている。端面10は隣接する次段の中間ケーシング1の折曲部4よりの円筒状周面部2の上面に平行なインロー仕上面11で載置されている。底部3はその外壁が前段の戻し通路19のガイドベーン18に対偶するガイド壁を形成している。底部3の端部12は羽根車13の流入口14に向いて曲折して羽根車13のフランジの一端に当接している。底部3の内側(図で左側)には前段の戻し通路19から流入した揚液を加圧する羽根車13と羽根車13から吐出した揚液を次段の高圧側(図で左側)の羽根車13に送る戻し通路19を形成するガイドベーン18がある。そして次段の底部3の外壁は本段の戻し通路19を形成する壁面を構成して本段のガイドベーン18と対偶している。そして羽根車13は回転軸5に固着されて回転される。
【0012】
以上の構成から理解されるように請求項2の発明の実施の形態では、中間ケーシング1の円筒状周面部2の端部6は請求項1の発明の実施の形態における円筒状周面部2の端部6と図面上で逆向きに配置されている。即ちガイドベーン18と対偶してして戻し通路19を形成する壁は次段の底部3の外壁である。また、、請求項2の発明の実施の形態では、折曲部4で回転軸5に直角方向に折曲して第1肩部21を形成し、次いで縦壁20を形成した後、円筒状周面部2に平行に曲折して第2肩部22を形成した後、再び回転軸5に直角方向に折曲して底部3となっている。従って、1個の羽根車13と1個の戻し通路19を有する単位ポンプ室は、羽根車13の径の大きなハイタイプとすることができる。
【0013】
上記構造において各中間ケーシング1は、図4に示すように、その円筒状周面部2の端部6の立上がり壁9を後段の中間ケーシング1の折曲部4の第1肩部21直下の縦壁20に面当たりで幅の広い面で当接して両者間の水密性を保ち、さらに、凸部8の内径面には後段の中間ケーシング1の折曲部4外面との間にOリング17が嵌挿されて両中間ケーシングの水密性を保っている。また、円筒状周面部2の端部6の端面10は上記のとおり次段の中間ケーシング1の円筒状周面2の上面に載置されている。かつ、端面10は載置される円筒状周面部2の上面に平行な面に仕上げられてインロー仕上面11となってさらに水密性を保っている。
【0014】
請求項3の発明の実施の形態を説明する。請求項3の発明は、請求項1或いは請求項2の発明の多段ポンプケーシングの円筒容器状の中間ケーシング1を、鋼板からプレス成形により製造する方法の発明である。図7ないし図9を参照してその製造方法を説明する。先ず、請求項1の発明の中間ケーシング1はロータイプのもので、その製造工程段階の各ワークの断面端面を示す図7の(a)ないし(k)により説明すると、(a)は1枚の円形の鋼板のブランクで、このブランクをドローにより即ち絞り加工して外周部に円筒状周面部2を立設して中央部に膨出した底部3を有する(b)の形状に成形し、次いでリストラいくして(c)の形状に成形した後、最外周を切断除去し底部3の中央を円形に穿孔する(d)のトリム及びピアス工程を行う。次いで(e)ないし(g)のカムフォーム(「カム型による成形」をいう。)、カムリストライク(「カム型によるリストライク」をいう。)、カムリストライク決め(「カム型によるリストライク決め」をいう。)の各工程を実施する。この工程は最も成形の困難な工程であり、このカムフォームで使用する金型を図9に示す。図9は中心線を挟んで対称的に右側は成形前のワークのセット状態を示し、左側は成形終了時の金型の位置を模式的に示す図で、同図において、Wはワークを示し、▲1▼、▲2▼の金型は左右に動き、▲3▼、▲4▼の金型は上下に動く。各金型のハッチで示す部材はその戻り用バネを示す。ワークWは金型▲2▼の下端中心側のエッジ部により円筒状円周面2の端部6の凹入部7が成形される。ついで、工程(h)で中央部バーリングでフランジを立て底部の端部12が成形され、さらに端部6が先端がトリムされる。(i)で端部6の先端部にフランジを立て、(j)でこのフランジを上下にリストライクして内方に曲げ最終工程の(k)でフランジ決めして円筒状周面部2に端部6の端面10を成形してプレス成形を終わる。
【0015】
請求項2の発明のハイタイプの中間ケーシングの製造工程は図8に示す。図8は図7と同様にその製造工程段階の各ワークの断面端面を示す。(a)は鋼板のブランクで、(b)はドロー、(c)はフォーム成形して第1肩部21及び第2肩部22を成形する。(d)はリストライクして更に(e)のトリムで最外周を切断除去し、この状態で一度焼なまして加工硬化したワークを軟化させ、更に上記した図9に示す金型によるカムフォーム工程と同様のカムフォーム工程(f)で円筒状周面部2の端部6の凹入部7を成形する。次いで、(g)のカムリストライク、(h)のカムリストライク決めの後、(i)で底部3の端部12をワークWの中心をピアスして成形し、ワークWの周縁をトリムして端部6の先端の端面10を設ける。(j)でワークWの中央の孔の周囲をバーリングして端部12を内方に向け、端部6の先端を内方に折曲してフランジを立て、(k)で立てたフランジをリストライクしてさらに内方に折曲して端部6の凸部8を成形し、(l)でフランジ決めして全工程を終了する。上記の工程において、図9の金型のカムフォームにより円筒状周面部2の端部6の立上がり壁9が形成される。
さらに、本発明では円筒状周面部2の端部6の強度を確保し、かつ端部6がより強力な水密性を保持するためには、図5に示すように、端部6の凹部7及び凸部8或いは隣接段の折曲部4或いは第1肩部21のそれぞれの絞り形状の曲率半径Rの24、25、26の大きさをを鋼板の板厚以下とすることが望まれる。また、端面29のハッチ部分にはインロー切削加工ににより同心度の精度を確保することが望まれ、さらに、多段ケーシングへの組立て時の中間ケーシングの回転軸5方向のスラスト方向の位置決めとボルトしめつけによる圧縮応力による変形に耐えかつ面当たりの寸法精度を確保するため立上がり壁9と折曲部4の底部16或いは第1肩部21の縦壁20のハッチ部分には面切削加工壁面27及び面切削加工壁面28を設けることが望まれる。Oリング17は内圧用として端部6の凸部8の内面の半径R25内に挿嵌されており、その状態のOリング17に隣接段の中間ケーシング1のR形状の折曲部4或いは第1肩部21を組み合わせても、Oリング17を疵つけることなく組付けができる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の中間ケーシングは隣接段との当接部が面当たりでかつボルト締めの圧縮方向に幅広い当接面積を確保しているので、シーリング性がより高く、かつ通常のOリングを使用することができかつOリングの挿嵌部分の形状がOリングを疵つけることのない形状に形成されている。さらに中間ケーシングの製作において、円筒状周面部の端部の成形をカムフォームにより行うので金型精度により高い寸法精度で成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高圧多段ポンプのポンプ部分を主とするボルト締めされた多段の中間ケーシングの上半分を断面図で示す側面図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【図3】本発明の他の実施形態の高圧多段ポンプのポンプ部分を主とするボルト締めされた多段の中間ケーシングの上半分を断面図で示す側面図である。
【図4】図3の部分拡大図である。
【図5】本発明における中間ケーシングの隣接段との当接部分の拡大説明図である。
【図6】従来の中間ケーシングの隣接段との当接部分の拡大説明図である。
【図7】本発明の中間ケーシングの成形工程を説明する図である。
【図8】本発明の他の実施形態の中間ケーシングの成形工程を説明する図である。
【図9】本発明の中間ケーシングの成形する金型構造を模式的に示すずである。
【符号の簡単な説明】
1 中間ケーシング
2 円筒状周面部
3 底部
4 折曲部
5 回転軸
6 端部
7 凹部
8 凸部
9 立上がり壁
10 端面
11 インロー仕上面
12 端部
13 羽根車
14 流入口
15 壁内面
16 底部外面
17 Oリング
18 ガイドベーン
19 戻し通路
20 縦壁
21 第1肩部
22 第2肩部
23 ボルト
24 凹部7の曲率半径R
25 凸部8の曲率半径R
26 折曲部4又は第1肩部21の曲率半径R
27 面切削加工壁面
28 面切削加工壁面
29 端面
30 ボルト締めの力の作用方向を示す矢印
31 フランジ
32 立上がり壁
33 端面
34 立上がり壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intermediate casing made of steel plate manufactured by press forming that constitutes a casing of a high-pressure multistage pump.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an intermediate casing of a pump manufactured by press-molding a steel plate was formed on the outer diameter surface and end surface of an inlay convex portion formed on the bottom side end portion on one side of the cylindrical side surface portion, and on the opening portion. It has been known to maintain the dimensional accuracy of the diameter and the height by machining the inner surface and the end surface of the inlay recess. Further, Japanese Patent Publication No. 7-18437 or Japanese Patent Publication No. 7-51960 has been proposed, which is an improvement of this conventional one.
[0003]
These provide an intermediate casing that eliminates machining of parts that require accuracy, eliminates machining errors and dimensional errors, and makes it possible to use an O-ring. In order for these to fit into the intermediate casing of the next stage to make a multistage casing, the opening side end of the cylindrical side surface portion of the cylindrical container casing contacts the bottom wall surface of the next cylindrical container casing. Is. By the way, recently, a pump having a higher pressure than the conventional pump is required as a pump for pushing up the water supply of a building or cooling a unit. Therefore, a higher water tightness, for example, a water tightness of 20 kg / cm 2 is required. Therefore, a multistage pump casing is used in which the intermediate casing is bolted in the axial direction of the pump to fit in multiple stages in a watertight manner. By the way, as shown in FIG. 6 (a) or (b), the above-mentioned conventional and proposed ones are oriented in the direction of
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an intermediate casing having a structure that can solve the above-mentioned problems of the prior art and meet the above-mentioned requirements, that is, when a multi-stage pump casing is bolted in the pump axial direction to form a multistage pump casing. An object of the present invention is to provide an intermediate casing having a structure capable of ensuring the high water tightness required for a higher pressure pump for water supply and the like, and a method for manufacturing the intermediate casing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The means of the present invention for solving the above-described problems is that, in the invention of
[0006]
According to the second aspect of the present invention, in the multistage pump casing in which a plurality of
[0007]
In the invention of
[0008]
The operation of the above-mentioned means of the present invention will be explained. In the invention of
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of
[0010]
As shown in FIG. 2, each
[0011]
FIG. 3 shows an embodiment of
[0012]
As understood from the above configuration, in the embodiment of the invention of
[0013]
As shown in FIG. 4, each
[0014]
An embodiment of the invention of
[0015]
The manufacturing process of the high type intermediate casing of the invention of
Furthermore, in the present invention, in order to ensure the strength of the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, the intermediate casing of the present invention has a contact portion with an adjacent step per surface and a wide contact area in the compression direction of bolt tightening, so that the sealing property is higher and the normal casing An O-ring can be used, and the shape of the insertion portion of the O-ring is formed so as not to catch the O-ring. Further, in the production of the intermediate casing, the end portion of the cylindrical peripheral surface portion is formed by cam foam, so that it can be formed with higher dimensional accuracy due to the mold accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a cross-sectional view of an upper half of a bolted multistage intermediate casing mainly including a pump portion of a high-pressure multistage pump according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a side view showing a cross-sectional view of an upper half of a bolted multi-stage intermediate casing mainly including a pump portion of a high-pressure multi-stage pump according to another embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged explanatory view of a contact portion with an adjacent step of an intermediate casing in the present invention.
FIG. 6 is an enlarged explanatory view of a contact portion with an adjacent step of a conventional intermediate casing.
FIG. 7 is a diagram illustrating a molding process of the intermediate casing according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a molding process of an intermediate casing according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a mold structure for molding the intermediate casing of the present invention.
[Brief description of symbols]
DESCRIPTION OF
25 Curvature radius R of
26 Curvature radius R of the
27 Face-cutting
Claims (3)
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