JP3929223B2 - Canned motor pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャンドモータポンプに係り、特に既存の遠心ポンプの羽根車を利用して製作したキャンドモータポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、遠心ポンプの一般的な構造を示す図である。図8に示すように、ポンプ部のポンプケーシング1の内部には、羽根車2が配置されていると共に、ポンプケーシング1の高圧側の開口部には、ケーシングカバー3が固着されている。ケーシングカバー3の内部には、ロータ5の一端が挿通され、ロータ5の一端に、羽根車2がボルトを介して固定されている。ロータ5の中央付近には、ロータ5に作用するアキシャル方向およびラジアル方向の自重を含めた荷重を支える軸受9a,9bが、軸受ケーシング15内に配置されている。ロータ5は、軸受9a,9bを介して回転自在に支承されている。また、ケーシングカバー3の内周には、ポンプケーシング1の高圧側からポンプの取扱液が、大気側に洩れる量を最小限に制限するためのメカニカルシール16が装着されている。
【0003】
このような遠心ポンプにおいては、あるひとつの型式(例えば、片吸込単段横形プロセスポンプ)で、吐出量が小流量から大流量まで適用でき、また、全揚程も低揚程から高揚程の範囲まで適用できるように、同一型式でも、構造は同じであるが寸法がそれぞれ異なる10種類乃至50種類のポンプをシリーズとして製品化して、数々の仕様に対して最適なポンプを選定可能にしている。
【0004】
基本的には、全種類のポンプ部品を全て異なる寸法で製造すれば対応できる。しかしながら、製造面では、ある部品の1回あたりに発生する部品数(ロット数)が少なくなり、部品のコスト低減が図り難く、また、部品の在庫管理も煩雑になる。また、使用者にとっては、一台のポンプしか使用していなければメンテナンスには支障をきたすことはないと思われるが、プラントなど、たくさんの同一型式のポンプを使用している場合、メンテナンス用に部品をあらかじめ用意する必要があり、管理上相当煩雑になる。
製造コストを最小にするために、そして在庫管理を容易にするために、さらにはメンテナンスも容易にするために、一般的には、可能な限り部品の共用化を図っている。いろいろな型式のポンプを製品化しているポンプメーカーにおいては、異なる型式同士間でも、さらに、部品の共用化を図る傾向にある。
【0005】
さて、ポンプの分野においても、「環境保護」の観点から、「省エネルギ」や「リユース(再利用)」が注目されていて、避けることは出来ない現状がある。また、省人化によってメンテナンス要員が減少していることに加え、メカニカルシールやグランドパッキングを組み込んだり交換したり、運転中の調整をする技術を持った要員も減少している。
環境保護や省エネルギの解決策のひとつとして、既設のメカニカルシール付きポンプやグランドパッキング付きポンプを、外部に取扱液を洩らさないようにしたキャンドモータポンプに改造することが挙げられる。また、すでに製品化されている各種の遠心ポンプでも、設置当初からキャンドモータポンプに改造し、省人化に対応する場合もある。キャンドモータポンプは、一般名称では「シールレスポンプ」と呼ばれているが、メカニカルシールやグランドパッキングを備えていなくとも、外部に取扱液を洩らさないシールの役目を果たすことが出来るポンプである。
【0006】
このように、既設のポンプをキャンドモータポンプに改造する場合、そのポンプの能力(吐出し量や全揚程)を変更できないため、ポンプケーシングと羽根車は既設のものを再利用することが、コストもかからず最善である。再利用できる主な部品は、ポンプケーシングと羽根車に加え、ポンプや駆動機を設置しているベース(図示せず)である。ポンプケーシングと羽根車は、ポンプ構成部品の中で、相対的に高コストであり、再利用することにより改造コストを低減できる。そして、環境保護の観点からも主旨に合致している。また、ポンプケーシングを再利用することによって、吸込配管(図示せず)や吐出し配管(図示せず)をそのまま再利用できる。さらに、ベースを再利用することによって、基礎のコンクリート等を再工事する必要がなくなる。
そして、キャンドモータポンプに改造後は、1乃至3年ごとに軸受を交換する程度のメンテナンスで済むのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の既設の遠心ポンプにおいては、羽根車2とケーシングカバー3との洩れ量を制限するためのライナ直径が、主板2a側と側板2b側が同じもの、主板2a側の方が大きいもの、側板2b側の方が大きいものなど、まちまちである。また、側板2bがない羽根車の場合もある。
しかしながら、羽根車とケーシングカバーとの間の隙間における洩れ量を制限するためのライナ直径が、ポンプ吸込側と反吸込側で異なる位置に存在すると、、これによりアキシャルスラストがポンプ吸込側又は反吸込側に印加され、軸受摩耗の要因となる。
【0008】
一般にキャンドモータポンプにおいて、アキシャルスラストをバランスさせるように、各部の寸法を決定することは計算上可能であるが、現実的には難しい。実際には、圧力脈動や流路を構成する隙間の変化あるいは液の粘性変動等によって、アキシャルスラストの向きに変動が出てしまうことがある。つまり、アキシャルスラストの方向が吸込側と反吸込側をかなり高い周波数(羽根車2の翼枚数とポンプの運転周波数の積)で変動を繰り返す。
そして、常時変動するような場合には、ロータ5が軸方向に振動して、キャンドモータポンプ全体の軸方向の振動を増大する。ロータ5がポンプ運転中に軸方向に振動することを防止するために、一般的には、軸受に過大なスラスト荷重が負荷されない程度に、どちらか一方向に多少のアキシャルスラストが残るように(以下、残留アキシャルスラストとよぶ)各寸法を決定している。仮に、改造のために用いるキャンドモータポンプの残留アキシャルスラストを吸込側になるように設計している場合には、アキシャルスラストがさらに増加して、軸受に作用する負荷が増大して、軸受の寿命を低下させてしまう。あるいは、改造のために用いるキャンドモータの残留アキシャルスラストを反吸込側になるように設計している場合には、軸方向の振動が発生することがある。
【0009】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、既存の遠心ポンプをキャンドモータポンプへ改造する場合に、羽根車に作用するアキシャルスラストを低減させることによって、軸受に負荷されるアキシャル荷重を低減し、軸受寿命を向上させたキャンドモータポンプを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャンドモータポンプは、既存の遠心ポンプの羽根車を利用して製作したキャンドモータポンプであって、遠心ポンプの羽根車に固定された部材とケーシングカバーとの間に形成されるポンプ洩れ量を制限する隙間の半径方向位置を、吸込側と反吸込側とで略等しくなるように、主板を有する遠心ポンプの羽根車の側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が大きい場合に、該羽根車の主板側ライナの内周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けた、または、側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が小さい場合には、該羽根車主板側のライナの外周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けたことを特徴とする。
【0011】
羽根車とケーシングカバーとの間の洩れ量を制限するための隙間であるライナ直径が、吸込側と反吸込側とで略等しい場合には、その両側でアキシャルスラストが略等しくなる。従って、ポンプの運転点を変えても軸方向の振動は小さく、安定した運転が得られる。
【0012】
また、前記調整手段は、主板を有する遠心ポンプの羽根車の主板側のライナ直径が大きい場合に、該羽根車ライナの内周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けることを特徴とする。
これにより、吸込側と反吸込側の実質的なライナ直径を略等しくして、羽根車の反吸込側へ作用するアキシャルスラストを低減することができる。
【0013】
また、前記調整手段は、主板を有する遠心ポンプの羽根車の主板側のライナ直径が小さい場合に、該羽根車ライナの外周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けることを特徴とする。
これにより、吸込側と反吸込側の実質的なライナ直径を略等しくして、羽根車の吸込側へ作用するアキシャルスラストを低減することができる。
【0014】
また、本発明のキャンドモータポンプの製造方法は、ロータにポンプ羽根車を固定すると共に、キャン封止したモータ部の回転子を備え、前記ロータを軸受により支持し、該軸受と前記モータ部の回転子とモータ部の固定子との間の隙間にポンプ取扱液の一部を循環させるようにしたキャンドモータポンプの製造方法において、既存の遠心ポンプの羽根車を利用し、前記遠心ポンプの羽根車と、ケーシングカバーとの間に形成されるポンプ洩れ量を制限する隙間が、該ポンプの吸込側と反吸込側とでその半径方向位置が略等しくなるように、主板を有する遠心ポンプの羽根車の側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が大きい場合に、該羽根車の主板側ライナの内周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付け、または、側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が小さい場合には、該羽根車主板側のライナの外周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付け調整して、該ポンプを製作することを特徴とする。
【0015】
これにより、既存の遠心ポンプをキャンドモータポンプへ改造する場合に、羽根車に作用するアキシャルスラストを低減させたキャンドモータポンプに改造できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至7に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態におけるキャンドモータポンプを示す。この例は、羽根車2とケーシングカバー3との洩れ量を制限するための隙間であるライナ直径が、主板2a側が側板2b側よりも大きい羽根車2とポンプケーシング1とを再利用して、キャンドモータポンプに改造した時の構造例を示したものである。
【0017】
図1に示すように、ポンプ部のポンプケーシング1の内部には、羽根車2が配置されていると共に、ポンプケーシング1の高圧側の開口部は、ケーシングカバー3が固着されている。また、ケーシングカバー3には、羽根車2を通過した後の昇圧されたポンプ取扱液の一部を下記の空間Aに導く流通孔4が形成されている。ケーシングカバー3の内部には、ロータ5の一端が挿通され、このロータ5の一端に、ここに嵌合されたディスタンスピース(スリーブ)6,スラスト板7a、軸スリーブ8aおよび羽根車2がボルトを介して固定され、ロータ5の他端には、スラスト板7bおよび軸スリーブ8bがボルトを介して固定されている。
【0018】
ロータ5は、その両端で一対の軸受9a,9bを介して回転自在に支承されているとともに、そのほぼ中央にモータ部の回転子10が固着されている。
ケーシングカバー3の内周面に内方に突出する凸状部3aを設けることにより、羽根車側の軸受9a、ケーシングカバー3、ディスタンスピース(スリーブ)6および軸スリーブ8aとの間に圧力液体室としての空間Aが構成されているとともに、回転子10と羽根車側の軸受9aとの間に空間Bが、回転子10と羽根車2と反対側の軸受9bとの間に空間Cが、エンドカバー11と羽根車2と反対側の軸受9bとの間に空間Dが、さらにケーシングカバー3と羽根車2との間に空間Eがそれぞれ設けられている。
【0019】
そして、羽根車側の軸受9aと軸スリーブ8aとの間に流路aが、羽根車側の軸受9aの端面とスラスト板7aとの間に流路bが、回転子10のキャン12aと固定子13のキャン12bとの間に流路cが、羽根車2と反対側の軸受9bの端面とスラスト板7bとの間に流路dが、羽根車2と反対側の軸受9bと軸スリーブ8bとの間に流路eがそれぞれ構成されている。また、ケーシングカバー3の凸状部3aの内周面とディスタンスピース6との間に流路fを構成している。ロータ5の内部には、軸方向に貫通する貫通穴14が形成されており、この貫通穴14は、両端のボルトを含んで両側に開口している。そして、この貫通穴14によって、エンドカバー11と羽根車2と反対側の軸受9bとの間の空間Dとポンプの吸込側とが互いに連通している。
【0020】
上記構成のキャンドモータポンプにおいて、ケーシングカバー3に設けられた流通孔4から羽根車通過後の昇圧されたポンプ取扱液が圧力液体室を構成する空間A内に導かれ、ここから2つの方向に流れる。第1の流れは、ケーシングカバー3の凸状部3aの内周面とディスタンスピース6との間に構成される流路fを通過後、空間Eに入り、羽根車2のバランスホール2cを通り、ポンプの吸込側へ戻る流れである。第2の流れは、空間Aから、流路a、流路b、空間B、流路c、空間C、流路d、流路e、空間Dおよび貫通穴14を順に通過して、ポンプの吸込側へ戻る流れである。
【0021】
第1の流れも第2の流れも、それぞれ最後はポンプの吸込側へ通じているために、羽根車通過後の昇圧されたポンプ取扱液は、空間Aから、より低圧部であるポンプの吸込側へと流れ、第2の流れが、モータ部の冷却、ならびに軸受9a,9bの冷却及び潤滑を行う。また、空間E内の圧力は、羽根車2のバランスホール2cの面積を充分大きくすることにより、圧力損失がほとんどないようにすることができるため、吸込圧力とほぼ同じ値とすることができる。
これらの流路を構成するための各部の寸法は、モータ部の冷却、ならびに軸受9a,9bの冷却及び潤滑を確実に行うのに必要なポンプ取扱液の循環量が得られるように決定されている。
【0022】
ここに、空間A、空間B、空間C、空間D、空間E、及び吸込圧力の各圧力の大小関係は、それぞれ、Pa、Pb、Pc、Pd、Pe及びPsとすれば、
Pa>Pe≒Ps
かつ、
Pa>Pb>Pc>Pd>Ps
となる。
従って、羽根車2を含んだロータ5に作用するアキシャルスラストは、回転子10に作用するアキシャルスラスト、空間D内の軸スリーブ外径断面に作用するアキシャルスラスト、羽根車に作用するアキシャルスラスト等の総和となる。
【0023】
図2に、羽根車2とケーシングカバー3との洩れ量を制限するためのライナ直径が、主板2a側(Ra)が側板2b側(Rb)よりも大きい羽根車2の主板2aと側板2bの面に作用するアキシャル方向の圧力分布を示す。同図において、線分アイ、ウエ、オカ、キク、コサはそれぞれ、アキシャル方向の圧力を示し、線分の長さは圧力の大きさを、矢印は圧力の方向を示している。
同図に示したように、主板2aと側板2bの両面それぞれにおいて、羽根車2の外径からライナ部に向かうほど、作用する圧力は少しずつ小さくなる。羽根車2の外径における主板2a側の圧力アイと側板2b側の圧力オカは等しいとみなしてよい。また、同様に、主板2a側の圧力ウエと側板2b側の圧力コサは等しいとみなしてよい。
従って、ライナ直径が、主板2a側が側板2b側より大きい場合(Ra>Rb)には、ライナ直径が、主板2a側と側板2b側とが等しい場合と比較して、圧力キクと圧力コサ間の分だけ、反吸込側にアキシャルスラストが大きくなる。
【0024】
図3は、羽根車2とケーシングカバー3との洩れ量を制限するためのライナ直径が、主板2a側(Ra)が側板2b側(Rb)よりも小さい羽根車2の主板2aと側板2bの面に作用するアキシャル方向の圧力分布を示した。図3において、線分アイ、ウエ、オカ、キク、シスはそれぞれ、アキシャル方向の圧力を示し、線分の長さは圧力の大きさを、矢印は圧力の方向を示している。
図3に示したように、主板2aと側板2bの両面それぞれにおいて、羽根車2の外径からライナ部に向かうほど、作用する圧力は少しずつ小さくなる。羽根車2の外径における、主板2a側の圧力アイと側板2b側の圧力オカは等しいとみなしてよい。また、同様に、主板2a側の圧力シスと側板2b側の圧力キクは等しいとみなしてよい。従って、ライナ直径が、主板2a側が側板2b側より小さい場合(Ra<Rb)には、ライナ直径が、主板2a側と側板2b側とが等しい場合と比較して、圧力ウエとシス間の分だけ、吸込側にアキシャルスラストが大きくなる。
【0025】
仮に、改造のために用いる最適なキャンドモータの残留アキシャルスラストを吸込側になるように設計している場合には、期待している残留アキシャルスラストを低下させるために、ロータ5が安定せずに軸方向に正常値を超える振動が発生することがある。あるいは、キャンドモータの残留アキシャルスラストを反吸込側になるように設計している場合には、期待している残留アキシャルスラストに加え、さらにアキシャルスラストが増加して、軸受9bに作用する負荷が増大して、軸受9bの寿命を低下させてしまう。
【0026】
図4は、本発明の第1の実施形態の羽根車の断面及び圧力分布を示す図である。
図4に示すように、羽根車2の主板2aの内周側に取り替え可能な圧力調整リング2dが取り付けられている。そして、ケーシングカバー3との洩れ量制限用隙間(ライナ)を圧力調整リング2dの内周に設けることを可能としている。
このことによって、図8で説明した既存の遠心ポンプの羽根車2と同一の羽根車2を利用しながら、主板2aと側板2bの面に作用するアキシャル方向の圧力分布をほぼ等しくし、反吸込側に作用するアキシャルスラストを低減することができる。
【0027】
図5は、本発明の第2の実施の形態における羽根車の断面、および羽根車の主板と側板に作用する圧力分布を示す図である。この実施の形態では、既存の遠心ポンプのライナ直径が、主板側の直径Raが側板側の直径Rbよりも小さい場合を示している。
図5に示すように、羽根車2の主板2aライナ部の外周側に取り替え可能な圧力調整リング2dが取り付けられている。そして、ケーシングカバー3との洩れ量制限用隙間を圧力調整リング2dの外周に設けることを可能としている。従って、主板側(反吸込側)に作用するアキシャルスラスト(矢印ウエで示す)と、側板側(吸込側)に作用するアキシャルスラスト(矢印キクで示す)が互いに平衡している。従って、軸受の摩耗を増大することなく、既存の遠心ポンプの羽根車を利用してキャンドモータポンプを製作することができる。
【0028】
図6は、図5で記載した羽根車を組み込んだキャンドモータポンプの構造を示す断面図である。キャンドモータポンプ自体の基本的な構造は、図1に示す実施形態例とほぼ同じであり、同一または相当部分には、同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。
【0029】
また、図7は、本発明の第3の実施の形態におけるキャンドモータポンプの断面を示す図である。キャンドモータポンプ自体の基本的な構造は図1に示す実施例とほぼ同じであり、同一または相当部分には、同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。この実施の形態においては、既存の遠心ポンプの羽根車2の主板側と側板側のライナ直径が略等しいものを予め採用する。そして、ポンプケーシング1及びケーシングカバー3もこのライナに合わせたものを採用する。これにより、上述した羽根車用の圧力調整リング2dを使用せずに、羽根車2の吸込側又は反吸込側に作用するアキシャルスラストを平衡した状態とすることができる。従って、係る方法によっても軸受に作用するアキシャルスラストを増加させることなく既存の遠心ポンプの羽根車を利用してキャンドモータポンプを製作することができる。
【0030】
次に、本発明のキャンドモータポンプの製造方法について説明する。まず、所要の全揚程、吐出量、等に応じた遠心ポンプの羽根車を準備する。この遠心ポンプの羽根車は、特別にキャンドモータポンプ用に設計されたものでなく、既存の遠心ポンプ用に製作されたものを用いる。そして、この主板側と側板側のライナ直径について検討する。主板側と側板側のライナ直径が略等しい場合には、これをそのまま利用することができ、この羽根車に合わせたポンプケーシング1及びケーシングカバー3をそのまま流用することができる。
【0031】
主板側と側板側のライナ直径が異なる場合には、そのまま使用すると上述したようにアキシャルスラストが発生し、軸受の寿命を短縮する等の問題が生じるので、両者のライナ直径を合わせるように着脱可能な圧力調整リング2dを取り付ける。そして、圧力調整用リングの内周面又は外周面とケーシングカバー3に設けられたポンプの洩れ防止のための隙間を形成する凸状部の位置を側板側のライナ直径の位置と合わせるように形成する。このようにすることで、主板側と側板側のライナ位置を合わせることができ、これによりアキシャルスラストの平衡状態を保つことができる。
【0032】
ここで、主板側のライナ直径が側板側のライナ直径よりも大きい場合には、主板側のライナの内周側に圧力調整リング2dを設け、これにより両者のライナ直径を等しくする。また、逆に主板側のライナ直径が側板側のライナ直径よりも小さい場合には、主板側のライナの外周部に圧力調整リング2dを配置し、その外周側のライナ直径が側板側のライナ直径と等しくなるようにする。このようにポンプ羽根車に加工を施し、これに合わせたケーシングカバー3及びポンプケーシング1を部品として用い、通常のキャンドモータポンプの製造工程に従ってキャンドモータポンプを製作する。
【0033】
このようにして製作されたキャンドモータポンプは、既存の遠心ポンプの羽根車、ポンプケーシング、ケーシングカバー等をそのまま、若しくは僅かな加工を施すことで利用することができ、これにより既存部品の有効利用が計れ、低コスト且つ短納期で製作することができる。そして、既存の遠心ポンプのライナ直径等はまちまちであるにもかかわらず、上述した工程によりライナ直径を調整することで、不要なアキシャルスラストの発生を防止することができ、軸受寿命も長く保つことができ、運転点を変化させても振動等を発生することなく安定に運転することが可能となる。
【0034】
なお、上述した実施形態例は、本発明の実施例の一例を述べたもので、種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
総じて本発明によれば、既存の遠心ポンプの羽根車を利用してキャンドモータポンプへ改造する場合に、羽根車に作用するアキシャルスラストを低減させることによって、軸受に負荷させるアキシャル荷重を低減し、軸受寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のキャンドモータポンプを示す断面図である。
【図2】主板側のライナ直径が側板側のライナ直径よりも大きい場合の羽根車の断面、及び羽根車の主板と側板に作用する圧力分布を示す図である。
【図3】主板側のライナ直径が側板側のライナ直径よりも小さい場合の羽根車の断面、及び羽根車の主板と側板に作用する圧力分布を示す図である。
【図4】図1に示す実施形態における羽根車の断面、及び羽根車の主板と側板に作用する圧力分布を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施形態における羽根車の断面、及び羽根車の主板と側板に作用する圧力分布を示す図である。
【図6】図5に示す羽根車を用いたキャンドモータポンプの構造を示す断面図である。
【図7】本発明の第3の実施形態のキャンドモータポンプを示す断面図である。
【図8】従来の遠心ポンプの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ポンプケーシング
2 羽根車
2a 主板
2b 側板
2d 圧力調整用リング
3 ケーシングカバー
4 流通孔
5 ロータ
6 スリーブ
9a、9b 軸受
10 モータ回転子
13 モータ固定子
14 貫通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a canned motor pump, and more particularly to a canned motor pump manufactured using an impeller of an existing centrifugal pump.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a diagram showing a general structure of a centrifugal pump. As shown in FIG. 8, an
[0003]
In such a centrifugal pump, the discharge amount can be applied from a small flow rate to a large flow rate with a single type (for example, a single suction single-stage horizontal process pump), and the total lift also ranges from a low lift to a high lift. As applicable, even with the same model, 10 to 50 types of pumps having the same structure but different dimensions are commercialized as a series so that the optimum pump can be selected for various specifications.
[0004]
Basically, all types of pump parts can be manufactured with different dimensions. However, in terms of manufacturing, the number of parts (number of lots) generated per part of a part is reduced, and it is difficult to reduce the cost of the parts, and the inventory management of the parts becomes complicated. For users, it seems that maintenance will not be hindered if only one pump is used. However, if many pumps of the same type are used at the plant, etc. It is necessary to prepare parts in advance, which is considerably complicated in terms of management.
In order to minimize manufacturing costs, to facilitate inventory management, and to facilitate maintenance, in general, parts are shared as much as possible. Pump manufacturers that have commercialized various types of pumps have a tendency to share parts even between different types.
[0005]
In the field of pumps, “energy saving” and “reuse (reuse)” are attracting attention from the viewpoint of “environmental protection”, and there is a current situation that cannot be avoided. In addition, the number of maintenance personnel has decreased due to labor savings, and the number of personnel with skills to incorporate and replace mechanical seals and gland packings and make adjustments during operation is also decreasing.
One of the solutions for environmental protection and energy saving is to remodel existing pumps with mechanical seals or pumps with gland packing into canned motor pumps that prevent the handling liquid from leaking outside. In addition, various types of centrifugal pumps that have already been commercialized may be modified to a canned motor pump from the beginning of installation to cope with labor saving. The canned motor pump is called a “sealless pump” under the general name, but even if it does not have a mechanical seal or gland packing, it is a pump that can serve as a seal that does not leak the handling liquid to the outside. is there.
[0006]
In this way, when remodeling an existing pump to a canned motor pump, the pump capacity (discharge amount and total head) cannot be changed, so it is necessary to reuse the existing pump casing and impeller. It does n’t take long, it ’s the best. The main parts that can be reused are a base (not shown) on which a pump and a driving machine are installed in addition to the pump casing and the impeller. The pump casing and the impeller are relatively expensive among the pump components, and the remodeling cost can be reduced by reusing. And it is consistent with the gist from the viewpoint of environmental protection. Further, by reusing the pump casing, the suction pipe (not shown) and the discharge pipe (not shown) can be reused as they are. In addition, by reusing the base, it is not necessary to reconstruct the foundation concrete or the like.
And after remodeling to a canned motor pump, the maintenance which only replaces a bearing for every 1 to 3 years is enough.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the existing centrifugal pump, the liner diameter for limiting the amount of leakage between the
However, if the liner diameter for limiting the amount of leakage in the gap between the impeller and the casing cover exists at different positions on the pump suction side and the anti-suction side, this causes the axial thrust to be on the pump suction side or the anti-suction side. Applied to the side, causing bearing wear.
[0008]
In general, in a canned motor pump, it is computationally possible to determine the dimensions of each part so as to balance the axial thrust, but it is practically difficult. Actually, the direction of the axial thrust may vary due to pressure pulsations, changes in the gaps constituting the flow path, or variations in the viscosity of the liquid. That is, the axial thrust direction fluctuates repeatedly at a considerably high frequency (product of the number of blades of the
And when it fluctuates constantly, the
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when an existing centrifugal pump is remodeled into a canned motor pump, the axial load applied to the bearing is reduced by reducing the axial thrust acting on the impeller. And it aims at providing the canned motor pump which improved the bearing life.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Canned motor pump of the present invention, there is provided a canned motor pump fabricated using the impeller of the existing centrifugal pump, leakage pump is formed between the impeller fixed member and the casing cover of the centrifugal pump When the liner diameter on the main plate side is larger than the liner diameter on the side plate side of the impeller of the centrifugal pump having the main plate so that the radial position of the gap limiting the amount is substantially equal on the suction side and the anti-suction side If the impeller pressure adjusting ring is attached to the inner peripheral side of the impeller main plate side liner, or if the liner diameter on the main plate side is smaller than the liner diameter on the side plate side, the impeller main plate side of the outer peripheral side of the liner characterized in that fitted with pressure adjustment ring for the impeller.
[0011]
When the liner diameter, which is a gap for limiting the amount of leakage between the impeller and the casing cover, is approximately equal on the suction side and the anti-suction side, the axial thrust is approximately equal on both sides. Therefore, even if the operating point of the pump is changed, the vibration in the axial direction is small and stable operation can be obtained.
[0012]
Further, the adjusting unit, when the liner diameter of the main plate side of the impeller of the centrifugal pump is large with the main plate, and wherein the attaching the pressure adjustment ring for the impeller on the inner peripheral side of the impeller liner .
Thereby, the substantial liner diameter of the suction side and the anti-suction side can be made substantially equal, and the axial thrust acting on the anti-suction side of the impeller can be reduced.
[0013]
The front Symbol adjusting unit, when the liner diameter of the main plate side of the impeller of the centrifugal pump is small having a main plate, and wherein the attaching the pressure adjustment ring for the impeller at the outer peripheral side of the impeller liner .
Thereby, the substantial liner diameter of the suction side and the anti-suction side can be made substantially equal, and the axial thrust acting on the suction side of the impeller can be reduced.
[0014]
The method for manufacturing a canned motor pump according to the present invention includes a pump impeller fixed to a rotor, a can-sealed rotor of a motor unit, the rotor supported by a bearing, the bearing and the motor unit In a method of manufacturing a canned motor pump in which a part of pump handling liquid is circulated in a gap between a rotor and a stator of a motor unit, an impeller of an existing centrifugal pump is used, and the blade of the centrifugal pump is used. Centrifugal pump blades having a main plate so that a gap formed between the vehicle and the casing cover for limiting the amount of pump leakage is substantially equal in radial direction between the suction side and the anti-suction side of the pump. When the liner diameter on the main plate side is larger than the liner diameter on the side plate side of the car, a pressure adjusting ring for the impeller is attached to the inner peripheral side of the main plate side liner of the impeller, or the side plate side liner is attached. If small liner diameter of the main plate side than the diameter is adjusted to the outer peripheral side of the impeller main plate side of the liner fitted with a pressure adjustment ring for the impeller, characterized by fabricating the pump.
[0015]
Thus, when retrofitting an existing centrifugal pump to the canned motor pump, Ru can modify the canned motor pump having a reduced axial thrust acting on the impeller.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a canned motor pump according to a first embodiment of the present invention. This example reuses the
[0017]
As shown in FIG. 1, an
[0018]
The
A pressure liquid chamber is provided between the bearing 9a on the impeller side, the
[0019]
The flow path a is fixed between the impeller side bearing 9a and the
[0020]
In the canned motor pump having the above-described configuration, the pump-treated liquid whose pressure has been increased after passing through the impeller is guided from the flow hole 4 provided in the
[0021]
Since both the first flow and the second flow finally lead to the suction side of the pump, the pump-treated liquid whose pressure has been increased after passing through the impeller is sucked from the space A from the suction of the pump which is a lower pressure part. And the second flow cools the motor part and cools and lubricates the
The dimensions of each part for constituting these flow paths are determined so as to obtain a circulating amount of pump handling liquid necessary for reliably cooling the motor part and cooling and lubricating the
[0022]
Here, if the magnitude relationship of each pressure of the space A, the space B, the space C, the space D, the space E, and the suction pressure is Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, and Ps, respectively,
Pa> Pe≈Ps
And,
Pa>Pb>Pc>Pd> Ps
It becomes.
Therefore, the axial thrust that acts on the
[0023]
In FIG. 2, the
As shown in the figure, the pressure acting on the both sides of the
Therefore, when the liner diameter is larger on the side of the
[0024]
FIG. 3 shows the
As shown in FIG. 3, on both surfaces of the
[0025]
If the residual axial thrust of the optimal canned motor used for remodeling is designed to be on the suction side, the
[0026]
FIG. 4 is a view showing a cross section and a pressure distribution of the impeller according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, a replaceable
As a result, the axial pressure distribution acting on the surfaces of the
[0027]
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of an impeller and a pressure distribution acting on a main plate and a side plate of the impeller according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the liner diameter of the existing centrifugal pump is shown in the case where the diameter Ra on the main plate side is smaller than the diameter Rb on the side plate side.
As shown in FIG. 5, a replaceable
[0028]
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a canned motor pump incorporating the impeller described in FIG. The basic structure of the canned motor pump itself is substantially the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description thereof is omitted.
[0029]
FIG. 7 is a diagram showing a cross section of a canned motor pump according to the third embodiment of the present invention. The basic structure of the canned motor pump itself is substantially the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted. In this embodiment, the existing
[0030]
Next, the manufacturing method of the canned motor pump of this invention is demonstrated. First, an impeller of a centrifugal pump corresponding to the required total head, discharge amount, etc. is prepared. The impeller of this centrifugal pump is not specially designed for a canned motor pump, but is used for an existing centrifugal pump. Then, the liner diameter on the main plate side and the side plate side will be examined. When the liner diameters of the main plate side and the side plate side are substantially equal, this can be used as it is, and the pump casing 1 and the
[0031]
When the liner diameters on the main plate side and side plate side are different, if they are used as they are, axial thrust will occur as described above, causing problems such as shortening the bearing life. A suitable
[0032]
Here, when the liner diameter on the main plate side is larger than the liner diameter on the side plate side, a
[0033]
The canned motor pump manufactured in this way can be used as it is or with slight processing on the existing centrifugal pump impeller, pump casing, casing cover, etc. It can be manufactured at low cost and with short delivery time. And even though the liner diameter of existing centrifugal pumps varies, by adjusting the liner diameter by the above-mentioned process, it is possible to prevent the occurrence of unnecessary axial thrust and keep the bearing life long. Therefore, even if the operating point is changed, it is possible to stably operate without generating vibration or the like.
[0034]
The above-described embodiment is an example of the embodiment of the present invention, and it goes without saying that various modified embodiments are possible.
[0035]
【The invention's effect】
Generally, according to the present invention, when remodeling into a canned motor pump using an existing impeller of a centrifugal pump, the axial load applied to the bearing is reduced by reducing the axial thrust acting on the impeller, The bearing life can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a canned motor pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of an impeller when a liner diameter on a main plate side is larger than a liner diameter on a side plate side, and a pressure distribution acting on the main plate and the side plate of the impeller.
FIG. 3 is a diagram showing a cross section of an impeller when a liner diameter on a main plate side is smaller than a liner diameter on a side plate side, and a pressure distribution acting on the main plate and the side plate of the impeller.
4 is a view showing a cross section of the impeller in the embodiment shown in FIG. 1 and a pressure distribution acting on a main plate and a side plate of the impeller. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of an impeller and a pressure distribution acting on a main plate and a side plate of the impeller according to the second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing the structure of a canned motor pump using the impeller shown in FIG.
FIG. 7 is a sectional view showing a canned motor pump according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional centrifugal pump.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
遠心ポンプの羽根車に固定された部材とケーシングカバーとの間に形成されるポンプ洩れ量を制限する隙間の半径方向位置を、吸込側と反吸込側とで略等しくなるように、
主板を有する遠心ポンプの羽根車の側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が大きい場合に、該羽根車の主板側ライナの内周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けた、または、
側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が小さい場合には、該羽根車主板側のライナの外周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付けたことを特徴とするキャンドモータポンプ。 A canned motor pump fabricated using the impeller of the existing centrifugal pump,
The radial position of the gap that limits the amount of pump leakage formed between the member fixed to the impeller of the centrifugal pump and the casing cover is substantially equal on the suction side and the anti-suction side .
When the liner diameter on the main plate side is larger than the liner diameter on the side plate side of the impeller of the centrifugal pump having the main plate, a pressure adjusting ring for the impeller is attached to the inner peripheral side of the main plate side liner of the impeller. Or
A canned motor pump , wherein a pressure adjustment ring for the impeller is attached to the outer peripheral side of the liner on the impeller main plate side when the liner diameter on the main plate side is smaller than the liner diameter on the side plate side .
既存の遠心ポンプの羽根車を利用し、前記遠心ポンプの羽根車と、ケーシングカバーとの間に形成されるポンプ洩れ量を制限する隙間が、該ポンプの吸込側と反吸込側とでその半径方向位置が略等しくなるように、
主板を有する遠心ポンプの羽根車の側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が大きい場合に、該羽根車の主板側ライナの内周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付け、または、側板側のライナ直径よりも主板側のライナ直径が小さい場合には、該羽根車主板側のライナの外周側に該羽根車用の圧力調整リングを取り付け調整して、該ポンプを製作することを特徴とするキャンドモータポンプの製造方法。A pump impeller is fixed to the rotor, and a rotor of the motor unit sealed with a can is provided, the rotor is supported by a bearing, and a gap between the bearing, the rotor of the motor unit, and the stator of the motor unit In the method of manufacturing a canned motor pump in which a part of the pump handling liquid is circulated in
A gap that limits the amount of pump leakage formed between the centrifugal pump impeller and the casing cover using an existing centrifugal pump impeller has a radius between the suction side and the anti-suction side of the pump. So that the direction position is almost equal ,
When the liner diameter on the main plate side is larger than the liner diameter on the side plate side of the impeller of the centrifugal pump having the main plate, a pressure adjusting ring for the impeller is attached to the inner peripheral side of the main plate side liner of the impeller, or When the liner diameter on the main plate side is smaller than the liner diameter on the side plate side, a pressure adjusting ring for the impeller is attached and adjusted on the outer peripheral side of the liner on the impeller main plate side , and the pump is manufactured. A method of manufacturing a canned motor pump.
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