JP4201964B2

JP4201964B2 - Long shaft pump structure

Info

Publication number: JP4201964B2
Application number: JP2000238549A
Authority: JP
Inventors: 康晴山本; 等立田; 揚小西; 勇哉筒井; 剛大久保
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2002048090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は長軸ポンプ構造に関し、回転軸の重量を軽減し、軸の撓み量を抑えて軸に発生する曲げ応力を低減する構造としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプの構造上、性能上、等の制約により途中に軸受が設置できない軸受スパンの大きい長軸横型ポンプが適用される場合があり、このようなポンプでは回転軸が長く、自重により軸に発生する曲げ応力が増大するため軸は中実で剛性の高い構造となっている。
【０００３】
図６は上記の長軸ポンプの一例であり、長軸構造のポンプである。駆動軸３０は一端がモータ３６に連結されて回転駆動され、先端のインペラ３１を回転させる。３２は水の流出するディフューザ固定ガイドでありディフューザ先端部３８を支持すると共に水路出口を形成している。駆動軸３０一端の駆動側は、ラジアル軸受３４、スラスト軸受３５で支持され、他端の先端側はラジアル軸受３３で支持されている。このラジアル軸受３３は出口ディフューザ部にディフューザ固定ガイド３２を介して固定される。
【０００４】
駆動軸３０は、この例では中実の軸で長尺であり、途中には軸受支持のない構造であり、一端が基礎部４０へラジアル軸受３４、スラスト軸受３５で支持され、先端部がラジアル軸受３３により支持され、モータ３６により回転駆動される。
【０００５】
上記の長軸ポンプにおいて、水は水路ケーシング３９を通って図中矢印で示すように吸い込まれ、駆動軸３０の周囲を通り、インペラ３１で加圧されてディフューザ先端部３８より流出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の長軸ポンプ構造では、途中に軸受が設置できない軸受スパンの長軸横型ポンプが要求される場合があり、このような長軸横型ポンプにおいては、軸も強度を保つために中実構造としており自重も大きくなっている。従って自重により軸が撓み、図６に示す軸受間のスパンが３０ｍ程度の軸では中央部の撓みは１００mm程度にもなり、軸に発生する曲げ応力が増大し、最悪の場合には軸が折れるような事態も発生する。
【０００７】
そこで本発明は、長軸で軸受スパンの大きな軸を中空化することにより軸の自重を軽減させ、軸の撓み量を小さくして発生する曲げ応力を低減するようにした長軸ポンプ構造を提供することを課題としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために、次の（１）〜（５）の手段を提供する。
【０００９】
（１）横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸は複数本の中空軸片を接合して構成され、各中空軸片は端部に形成されたフランジ同志を接しボルト結合され、前記各中空軸片の接合部周囲にはリング状カバーが取付けられており、同リング状カバーの取付けは同リング状カバーに形成されたフランジと前記中空軸片のフランジと共に前記ボルトで締め付けられることを特徴とする長軸ポンプ構造。
【００１２】
（２）横向きに配置されて両側の固定部へ取付けられた内軸と、同内軸の周囲に取付けられた少なくとも１個のジャーナル軸受と、前記内軸が中心に挿通された中空形状で前記ジャーナル軸受で内壁周囲が回転自在に支持されると共に、インペラが取付けられる先端部外周囲が前方ジャーナル軸受で支持される中空軸とを備えてなることを特徴とする長軸ポンプ構造。
【００１３】
（３）横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸の中心に挿通され、両端において端板で固定され、複数個所において同中空軸の内壁に固定されて同中空軸と一体的に回転する芯棒を備えてなり、同芯棒は同中空軸の端部の端板に設けられたボルトにより一端部を押圧することにより前記中空形状の回転軸に軸方向の張力を与える構成であることを特徴とする長軸ポンプ構造。
【００１４】
（４）前記回転軸の中空形状の内壁周囲の全長に亘って複数の縦リブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の長軸ポンプ構造。
（５）横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸内には複数個所に中空軸引張部材が固定され、中心部は引張棒が移動自在に挿通されると共に、同引張棒には前記中空軸引張部材に当接する位置に頭が形成され、前記中空軸の端板を介して外部に突出する同引張棒の他端のナットを締めることにより同頭で前記中空軸引張部材を押して前記中空形状の回転軸に軸方向の張力を与える構成であることを特徴とする長軸ポンプ構造。
【００１５】
本発明の（１）においては、長軸ポンプの軸が中空軸となっており、従来の中実の軸よりも自重が軽減され軸の撓み量が小さくなり、発生する曲げ応力を低減させることができる。又、軸を中空化することにより自重が小さくなるので軸径を中実の軸径よりも太くすることができ、曲げ応力は外表面で最大となるので、中空化による強度低下は小さく問題とはならない。
【００１６】
また、中空軸は複数の中空軸片をボルトで接合した構造であり、上記の効果に加えて、製作が容易となり、長軸のものを一体加工する場合と比べ、広い場所を必要としない。又、補修、取替え等も容易となる利点を有する。
【００１７】
また、中空軸片の接合部はリング状カバーで覆われているので、軸周囲に沿って流れる水流の乱れを防止することができ、信頼性を一層向上させることができる。
【００１８】
本発明の（２）においては、軸は中空形状であるので、上記（１）の発明と同様に軸の自重が軽量となり、軸の自重による撓みが小さくなり、曲げ応力を低減させることができる。又、内軸が両側の固定部へ固定されているので、その外側にジャーナル軸受を介して支持される中空軸の撓みも抑えられ、曲げ応力の発生をより小さくすることが可能になる。
【００１９】
本発明の（３）においては、芯棒に圧縮力を加えることにより芯棒に加わる力が中空軸を軸方向に引っ張るように作用する。これにより中空軸が撓もうとすると、中空軸を直線状に引き戻そうとする力が作用し、撓みが抑えられる。
本発明の（４）においては、中空軸内壁面に縦リブが設けられているので回転軸の強度が増し、曲げに対してより一層強くなるものである。
本発明の（５）においては、ナットを締めると引張棒には張力が働くので、本発明の（３）と同様の作用、効果を奏し、中空軸の撓みを確実に抑えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の第１形態に係る長軸ポンプ構造を示し、（ａ）は長軸ポンプの駆動軸の側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大詳細図である。図１（ａ）において、１０は中空軸であり、図６に示す駆動軸３０に相当する軸であり、中空としたために軸径を大きくし、１０ａ，１０ｂ，１０ｃの３本の中空軸片を接合して構成されている。中空軸片１０ａと１０ｂとは、それぞれ端部１ａと１ｂとが接合され、中空軸片１０ｂと１０ｃとは端部２ａと２ｂとが接合され、１本の中空軸を構成している。その他の構成は図６に示す従来例と同じであるので説明は省略する。
【００２１】
図１（ｂ）は、中空軸片１０ａと１０ｂとの接合部を示し、中空軸片１０ａの端部１ａと中空軸片１０ｂの端部１ｂには小径部を形成することにより、それぞれ周方向にフランジ３ａと３ｂとが形成され、これらフランジ３ａと３ｂの面は互いに接合して周囲の複数個所でボルト６とナット７で締め付けられて連結される。フランジ３ａと３ｂの外周囲は中空軸片１０ａ，１０ｂの外周囲よりも小径となっており、周囲には円環状のリング状カバー４が装着され、リング状カバー４の外表面と中空軸片１０ａ，１０ｂ外表面とで同一の軸外周面が形成されている。
【００２２】
リング状カバー４にはボルト６締結の位置に一体的にカバー取付フランジ５が形成されており、このカバー取付フランジ５にはボルト６が挿通されて中空軸片１０ａ，１０ｂのフランジ３ａ，３ｂと共にボルト６、ナット７で締め付けられて、リング状カバー４は中空軸片１０ａ，１０ｂに固定されている。
【００２３】
上記構成の実施の第１形態の長軸ポンプ構造においては、従来の中実の駆動軸３０に代えて、軸を中空化した中空軸１０とし、この中空軸１０は１０ａ，１０ｂ，１０ｃの３本の中空軸片にそれぞれフランジ３ａ，３ｂを設けてボルト結合とし、結合部には、フランジ３ａ，３ｂを形成すべく軸径を小さくし、その結果形成された円周状の凹部を覆うリング状カバー４を設けた構成とする。このような中空軸１０の採用により、長軸のポンプ駆動軸が軽くなって自重が低減され、撓み量も小さくなるので曲げ応力の発生を低減させることができる。なお、発生する撓み量は、本発明の中空軸では従来の中実の軸３０の場合に発生していた撓み量よりも軽減される。
【００２４】
又、水張り時には中空軸１０には浮力が生じ、中水での重量が更に軽減され、撓み量を小さくすることができる。更に、分割構造であるので製作が容易となり、長軸のものを一体的に製造する場合と比べ広大な場所も必要とせず、分割部分の同時製作が可能となる。又、更に、分割部分の接合部はリング状のカバー４で覆われているので軸周囲に流れる水流の乱れも発生しない。なお、上記の実施の第１形態においては、中空軸１０を３分割する例で説明したが、分割数は３分割でなくても良く、必要に応じて分割数を決定すれば良いものである。
【００２５】
図２は本発明の実施の第２形態に係る長軸ポンプの軸の断面図である。図において、２０は駆動軸であり、図１のものと同じく径を従来よりも大きくし、中空軸として形成され回転駆動されて先端のインペラ３１を回転させる構造である。２１は内軸であり、固定側の壁４１と４３との間に張力用ナット２３と２４とで張力をかけて固定されている。２２はジャーナル軸受であり、内軸２１に所定間隔で複数個所に取付けられ、その外周囲で駆動軸２０を内側から回転自在に支持している。
【００２６】
又、駆動軸２０は先端部において外周囲がジャーナル軸受２７で支持されている。ジャーナル軸受２７は先端部を介してディフューザに固定されている。２５はモータであり、伝達歯車２６により、その回転を駆動軸２０へ伝達する。２８，２９は油のシール部であり、内軸２１へ取付けられ、両端部をシールし、図示していないが潤滑油をジャーナル軸受２２へ供給し、又、回収する通路が設けられる。
【００２７】
上記の実施の第２形態においては、固定側の壁４１と４３との間に静撓み量を抑えるために引張力を加え固定された内軸２１の周囲のジャーナル軸受２２で駆動軸２０の内側を支持し、外周側のジャーナル軸受２７で中空の駆動軸２０の外側が支持され、内軸２１の外周囲に回転駆動されて駆動軸２０先端に取付けられたインペラ３１を回転させる構成とする。このような駆動軸２０の構成により、駆動軸２０が軽量となり、軸の自重による撓みが小さくなり、軸の曲げ応力の発生を低減することができる。又、内軸２１の引張力によっても内軸２１の撓みが抑えられるので、その外周に支持された駆動軸２０の撓みも抑えられることになる。
【００２８】
なお、上記に説明した実施の第１，第２形態においては、長軸の途中に軸受が設置できない軸受スパンの長い長軸の横型ポンプの例で説明したが、中空軸で長軸のポンプとしては軸の軽量化を目的として縦型のポンプにも適用でき、軸の軽量化と振動防止、等の効果が得られるものである。
【００２９】
図３は本発明の実施の第３形態に係る長軸ポンプ構造の断面図である。図において、６０は中空軸であり、モータ６９により回転駆動される。６１は中空軸６０に取付けられたインペラ、６２は芯棒であり中空、中実のいずれでも良く、中空軸６０内の中心に挿通され、両端において端板６５，６７で固定される。６３は補強であり芯棒６２を複数個所において中空軸６０内壁に固定するものである。６４は中空軸６０を回転可能に支持する軸受である。６６は固定側のガイドベーン、６８は中空軸６０の端部の端板に設けられ、芯棒６２を圧縮すると共に、中空軸６０に張力を与えるためのボルトである。その他のポンプの作用は従来例で説明した通りであり、説明は省略する。
【００３０】
上記構成の実施の第３形態において、ボルト６８により芯棒６２に圧縮力を与えると、中空軸６０は引っ張られて張力が与えられ、中空軸６２が自重で撓もうとすると、軸を直線状に引き戻そうとする力が作用し、撓みが抑えられる。芯棒６２は圧縮力が与えられるので、座屈を防止するために複数個所に補強６３を配置し、曲げを拘束するようにしている。このような構造の実施の第３形態においても、中空軸であるので軸の自重が小さくなり、又、軸の撓みは、芯棒６２を圧縮すると共に中空軸に張力を与えることにより確実に抑えることができる。
【００３１】
図４は本発明の実施の第４形態に係る長軸ポンプ構造を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図において、７０は中空軸であり、（ｂ）図に示すように、外筒７０ａと内筒７０ｂとからなり、内、外筒７０ａ，７０ｂ間は９０度間隔に縦リブ７４が全長に亘って設けられている。
【００３２】
７１は中空軸７０に取り付けられたインペラ、７２は中空軸７０を軸受７３に回転自在に支持する支持軸である。なお、他端の駆動部と軸受は図示省略しているが従来と同様の構造であり、特に説明は省略する。７４は端板であり、ガイドベーン７５が取り付けられたケースを固定する。その他の水路やポンプの作用は図６で説明した従来例と同じであるので説明は省略する。
【００３３】
本実施の第４形態においては、中空軸７０の内壁面に縦リブ７４を円周方向に均等に４個設け、内側の内筒７０ｂと外側の外筒７０ａとを連結した構成であり、本実施の第４形態においても、実施の第１形態と同じ作用、効果を奏すると共に、更に、中空軸７０の断面係数を高くし、曲げが防止され、一層信頼性が向上するものである。
【００３４】
図５は本発明の実施の第５形態に係る長軸ポンプ構造の断面図である。図において、８０は中空軸であり、一端が軸受８４で回転自在に支持され他端でモータ６９により回転駆動される。中空軸８０内には複数個所に中空軸引張部材８７が固定され、中心部は引張棒８２が移動自在に挿通されている。引張棒８２には一端に頭８３が取付けられ、途中の中空軸引張部材８７に当接する位置にも頭８３が形成され、又、他端には端板８９を介して外部に突出し、ナット８８で中空軸８０の端部へ固定されている。なお、８１はインペラ、８５は中空軸８０の端板８６は固定側のガイドベーンである。又、ポンプとしての作用は従来例で説明した内容と同じであり、説明は省略する。
【００３５】
上記に説明の実施の第５形態においては、図３の例では芯棒６２に圧縮力が作用したが、芯棒に相当する引張棒８２には張力が働くようにしたものであり、その他の作用は図３の実施の第３形態のものと同じである。即ち、ナット８８を締めると、引張棒８２は引っ張られるが、頭８３で中空軸引張部材８７を図中右側へ押すことにより、中空軸８０は引っ張られることになり、図３に示す例と同様の作用、効果を奏し、中空軸８０の撓みを確実に抑えることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の（１）の長軸ポンプ構造は、横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸は複数本の中空軸片を接合して構成され、各中空軸片は端部に形成されたフランジ同志を接しボルト結合され、前記各中空軸片の接合部周囲にはリング状カバーが取付けられており、同リング状カバーの取付けは同リング状カバーに形成されたフランジと前記中空軸片のフランジと共に前記ボルトで締め付けられることを特徴としている。
【００３７】
このような構造により、従来の中実の軸よりも自重が軽減され軸の撓み量が小さくなり、発生する曲げ応力を低減させることができる。又、軸を中空化することにより自重が小さくなるので軸径を中実の軸径よりも太くすることができ、曲げ応力は外表面で最大となるので、中空化による強度低下は小さく問題とはならない。
【００３８】
また、中空軸は複数の中空軸片をボルトで接合した構造であり、上記の効果に加えて、製作が容易となり、長軸のものを一体加工する場合と比べ、広い場所を必要としない。又、補修、取替え等も容易となる利点を有する。
【００３９】
また、中空軸片の接合部はリング状カバーで覆われているので、軸周囲に沿って流れる水流の乱れを防止することができ、信頼性を一層向上させることができる。
【００４０】
本発明の（２）の長軸ポンプ構造は、横向きに配置されて両側の固定部へ取付けられた内軸と、同内軸の周囲に取付けられた少なくとも１個のジャーナル軸受と、前記内軸が中心に挿通された中空形状で前記ジャーナル軸受で内壁周囲が回転自在に支持されると共に、インペラが取付けられる先端部外周囲が前方ジャーナル軸受で支持される中空軸とを備えてなることを特徴としている。
【００４１】
このような構造により、上記（１）の発明と同様に軸の自重が軽量となり、軸の自重による撓みが小さくなり、曲げ応力を低減させることができる。又、内軸が両側の固定部へ固定されているので、その外側にジャーナル軸受を介して支持される中空軸の撓みも抑えられ、曲げ応力の発生をより小さくすることが可能になる。
【００４２】
本発明の（３）の長軸ポンプ構造は、横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸の中心に挿通され、両端において端板で固定され、複数個所において同中空軸の内壁に固定されて同中空軸と一体的に回転する芯棒を備えてなり、同芯棒は同中空軸の端部の端板に設けられたボルトにより一端部を押圧することにより前記中空形状の回転軸に軸方向の張力を与える構成であることを特徴としている。
【００４３】
このような構造により、芯棒に圧縮力を加えることにより芯棒に加わる力が中空軸を軸方向に引っ張るように作用する。これにより中空軸が撓もうとすると、中空軸を直線状に引き戻そうとする力が作用し、撓みが抑えられる。
本発明の（４）の長軸ポンプ構造は、本発明（１）又は（２）の長軸ポンプ構造において、前記回転軸の中空形状の内壁周囲の全長に亘って複数の縦リブが設けられていることを特徴としている。
このような構造により、回転軸の強度が増し、曲げに対してより一層強くなるものである。
本発明の（５）の長軸ポンプ構造は、横向きに配置され先端部にインペラが取付けられ、後端が駆動装置に連結されると共に、両側が軸受で支持される回転軸を有する長軸ポンプ構造において、前記回転軸は中空形状の中空軸であり、同中空軸内には複数個所に中空軸引張部材が固定され、中心部は引張棒が移動自在に挿通されると共に、同引張棒には前記中空軸引張部材に当接する位置に頭が形成され、前記中空軸の端板を介して外部に突出する同引張棒の他端のナットを締めることにより同頭で前記中空軸引張部材を押して前記中空形状の回転軸に軸方向の張力を与える構成であることを特徴としている。
このような構造により、本発明の（３）と同様の作用、効果を奏し、中空軸の撓みを確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る長軸ポンプ構造の軸を示し、（ａ）は軸の全体を示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る長軸ポンプの軸の断面図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る長軸ポンプ構造の断面図である。
【図４】本発明の実施の第４形態に係る長軸ポンプ構造の中空軸断面図である。
【図５】本発明の実施の第５形態に係る長軸ポンプ構造の断面図である。
【図６】従来の長軸ポンプの断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ端部
３ａ，３ｂフランジ
４リング状カバー
５カバー取付フランジ
６ボルト
７ナット
１０，６０，７０，８０中空軸
２０駆動軸
２１内軸
２２，２７ジャーナル軸受
２３，２４張力用ナット
２５モータ
２６伝達歯車
２８，２９シール部
６２芯棒
８２引張棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a long-shaft pump structure, which has a structure that reduces the weight of a rotating shaft, suppresses the amount of bending of the shaft, and reduces bending stress generated in the shaft.
[0002]
[Prior art]
A long shaft horizontal pump with a large bearing span that cannot be installed in the middle due to restrictions on the structure of the pump, performance, etc. may be applied. In such a pump, the rotating shaft is long and the shaft is caused by its own weight. Since the bending stress increases, the shaft has a solid and highly rigid structure.
[0003]
FIG. 6 shows an example of the long shaft pump described above, which is a pump having a long shaft structure. One end of the drive shaft 30 is connected to the motor 36 and is driven to rotate, thereby rotating the impeller 31 at the tip. Reference numeral 32 denotes a diffuser fixing guide through which water flows out, and supports the diffuser tip 38 and forms a water channel outlet. The drive side of one end of the drive shaft 30 is supported by a radial bearing 34 and a thrust bearing 35, and the tip end side of the other end is supported by a radial bearing 33. The radial bearing 33 is fixed to the outlet diffuser portion via a diffuser fixing guide 32.
[0004]
In this example, the drive shaft 30 is a solid shaft that is long and has no bearing support in the middle. One end of the drive shaft 30 is supported by the radial bearing 34 and the thrust bearing 35 on the base portion 40, and the tip end is radial. It is supported by a bearing 33 and is rotationally driven by a motor 36.
[0005]
In the long shaft pump, water is sucked through the water channel casing 39 as shown by an arrow in the figure, passes around the drive shaft 30, is pressurized by the impeller 31, and flows out from the diffuser tip 38.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional long shaft pump structure may require a long shaft horizontal pump with a bearing span in which a bearing cannot be installed midway. In such a long shaft horizontal pump, in order to maintain the strength of the shaft as well. It has a solid structure and its own weight has also increased. Accordingly, the shaft is bent by its own weight, and in the shaft having a span between the bearings shown in FIG. 6 of about 30 m, the bending of the central portion is about 100 mm, and the bending stress generated in the shaft is increased. Such a situation also occurs.
[0007]
Accordingly, the present invention provides a long shaft pump structure that reduces the weight of the shaft by reducing the weight of the shaft by hollowing out the shaft having a long shaft and a large bearing span, and reducing the bending amount of the shaft. It was made as an issue to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following means (1) to ( 5 ).
[0009]
(1) In a long shaft pump structure having a rotary shaft that is disposed sideways and has an impeller attached to a tip end, a rear end connected to a drive device, and both sides supported by bearings, the rotary shaft has a hollow shape. hollow Jikudea is, the hollow shaft is formed by joining a hollow shaft piece a plurality of, the hollow shaft piece is bolted against the flange comrades formed on an end portion, the joint portion of the hollow shaft piece around it mounted a ring-shaped cover, the mounting of the ring-shaped cover long axis pump, characterized in Rukoto tightened the bolt with flange of the hollow shaft piece and a flange formed on the ring-shaped cover Construction.
[0012]
( 2 ) An inner shaft that is disposed sideways and attached to the fixed portions on both sides, at least one journal bearing attached around the inner shaft, and a hollow shape in which the inner shaft is inserted through the center. A long shaft pump structure comprising a journal bearing and a hollow shaft that is rotatably supported around the inner wall by a journal bearing and is supported by a front journal bearing at the outer periphery of the tip end portion to which the impeller is attached.
[0013]
( 3 ) In a long shaft pump structure having a rotary shaft that is disposed sideways, an impeller is attached to the tip, a rear end is connected to a drive device, and both sides are supported by bearings, the rotary shaft is hollow. a hollow shaft, is inserted through the center of the hollow shaft, is fixed by end plates at both ends, it comprises a mandrel which inner wall rotating the hollow shaft and integrally fixed in the hollow shaft at a plurality of points, Doshinbo the long axis, characterized in that it is configured to provide a tension in the axial direction to the rotation axis of the hollow shape by pressing to Rukoto one end by bolts provided on the end plate of the end portion of the hollow shaft Pump structure.
[0014]
( 4 ) The long shaft pump structure according to claim 1 or 2, wherein a plurality of vertical ribs are provided over the entire length around the hollow inner wall of the rotating shaft.
(5) In a long shaft pump structure having a rotary shaft that is disposed sideways, an impeller is attached to the tip, a rear end is connected to a drive device, and both sides are supported by bearings, the rotary shaft has a hollow shape. A hollow shaft, and a hollow shaft tension member is fixed at a plurality of locations in the hollow shaft, and a tension bar is movably inserted in the center, and the tension rod is in a position where it abuts the hollow shaft tension member. The hollow shaft tension member is pushed by the same head by tightening the nut at the other end of the tension rod protruding outside through the end plate of the hollow shaft and axially moving toward the hollow rotary shaft. A long shaft pump structure characterized in that it is configured to give the tension of.
[0015]
In (1) of the present invention, the shaft of the long shaft pump is a hollow shaft, and its own weight is reduced and the amount of bending of the shaft is reduced as compared with the conventional solid shaft, and the generated bending stress is reduced. Can do. In addition, since the weight of the shaft is reduced by hollowing the shaft, the shaft diameter can be made larger than the solid shaft diameter, and the bending stress is maximized on the outer surface. Must not.
[0016]
Further, the hollow shaft is a structure formed by joining a plurality of the hollow shaft piece by a bolt, in addition to the effect of the above SL, manufacture becomes easy, compared with the case of integrally processed ones of the long axis, it does not require a large space . In addition, there is an advantage that repair, replacement and the like are easy.
[0017]
Further, since the joint portion of the hollow shaft piece is covered with a ring-shaped cover, it is possible to prevent the disturbance of the water flow flowing along the circumference axis, can Rukoto further improve the reliability.
[0018]
In ( 2 ) of the present invention, since the shaft has a hollow shape, the weight of the shaft is light as in the invention of (1) above, the bending due to the weight of the shaft is reduced, and the bending stress can be reduced. . Further, since the inner shaft is fixed to the fixing portions on both sides, the bending of the hollow shaft supported on the outside via the journal bearing can be suppressed, and the generation of bending stress can be further reduced.
[0019]
In (3) of the present invention, the force applied to the mandrel acts to pull the hollow shaft in the axial direction by applying a compression force to the core rod. As a result, when the hollow shaft tries to bend, a force acts to pull the hollow shaft back into a straight line, and the bending is suppressed.
In ( 4 ) of the present invention, since the longitudinal ribs are provided on the inner wall surface of the hollow shaft, the strength of the rotating shaft is increased, and it becomes stronger against bending.
In (5) of the present invention, when the nut is tightened, tension is applied to the tension rod, so that the same action and effect as in (3) of the present invention can be achieved, and the deflection of the hollow shaft can be reliably suppressed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a long shaft pump structure according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a side view of a drive shaft of the long shaft pump, and FIG. In FIG. 1A, reference numeral 10 denotes a hollow shaft, which is a shaft corresponding to the drive shaft 30 shown in FIG. 6, and since it is hollow, the shaft diameter is increased and three hollow shaft pieces 10a, 10b, and 10c are provided. It is constituted by joining. The hollow shaft pieces 10a and 10b are joined to the end portions 1a and 1b, respectively, and the hollow shaft pieces 10b and 10c are joined to the end portions 2a and 2b to form one hollow shaft. Other configurations are the same as those of the conventional example shown in FIG.
[0021]
FIG. 1 (b) shows the joint between the hollow shaft piece 10a and 10b, by forming a small diameter portion at an end portion 1b of the end portion 1a and the hollow shaft piece 10b of the hollow shaft piece 10a, respectively circumferential direction The flanges 3a and 3b are formed, and the surfaces of the flanges 3a and 3b are joined to each other and fastened with bolts 6 and nuts 7 at a plurality of surrounding locations. The outer peripheries of the flanges 3a and 3b have a smaller diameter than the outer peripheries of the hollow shaft pieces 10a and 10b, and an annular ring-shaped cover 4 is mounted around the outer peripheries of the ring-shaped cover 4 and the hollow shaft pieces. The same shaft outer peripheral surface is formed by the outer surfaces 10a and 10b.
[0022]
The ring-shaped cover 4 is integrally formed with a cover mounting flange 5 at a position where the bolt 6 is fastened. The bolt 6 is inserted into the cover mounting flange 5 together with the flanges 3a and 3b of the hollow shaft pieces 10a and 10b. The ring-shaped cover 4 is fastened to the hollow shaft pieces 10a and 10b by being fastened with bolts 6 and nuts 7.
[0023]
In the long-axis pump structure according to the first embodiment of the above configuration, the hollow shaft 10 is a hollow shaft 10 in which the shaft is hollowed instead of the conventional solid drive shaft 30, and the hollow shaft 10 includes three parts 10 a, 10 b, and 10 c. Each of the hollow shaft pieces is provided with flanges 3a and 3b to form a bolt connection, and at the connection portion, the shaft diameter is reduced so as to form the flanges 3a and 3b, and the ring that covers the circumferential recess formed as a result. The configuration is such that a cover 4 is provided. By adopting such a hollow shaft 10, the long-axis pump drive shaft is lightened and its own weight is reduced, and the amount of bending is reduced, so that the generation of bending stress can be reduced. It should be noted that the amount of bending that occurs is less than the amount of bending that occurs in the case of the conventional solid shaft 30 in the hollow shaft of the present invention.
[0024]
In addition, buoyancy is generated in the hollow shaft 10 during water filling, the weight of the medium water is further reduced, and the amount of deflection can be reduced. Moreover, fabrication is facilitated because a split structure, vast place compared with the case of producing integrally ones of the long axis is also not required, it is possible to simultaneously manufacture wedges. Further, since the joint portion of the divided portion is covered with the ring-shaped cover 4, the turbulence of the water flow flowing around the shaft does not occur. In the first embodiment, the hollow shaft 10 is divided into three. However, the number of divisions is not limited to three, and the number of divisions may be determined as necessary. .
[0025]
FIG. 2 is a sectional view of the shaft of the long shaft pump according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 20 denotes a drive shaft, which has a diameter larger than that of the conventional one as shown in FIG. 1 and has a structure that is formed as a hollow shaft and is driven to rotate to rotate the impeller 31 at the tip. Reference numeral 21 denotes an inner shaft, which is fixed by applying tension with tension nuts 23 and 24 between fixed-side walls 41 and 43. Reference numeral 22 denotes a journal bearing which is attached to the inner shaft 21 at a plurality of positions at predetermined intervals, and supports the drive shaft 20 from the inside so as to be rotatable from the inside.
[0026]
The outer periphery of the drive shaft 20 is supported by a journal bearing 27 at the tip. Journal bearing 27 is fixed to the diffuser through the tip. A motor 25 transmits the rotation to the drive shaft 20 by a transmission gear 26. 28 and 29 is a sealing portion of the oil attached to the inner shaft 21, sealed at both ends, not shown to supply lubricating oil to the journal bearing 22, also passageways for recovering is provided.
[0027]
In the second embodiment described above, the journal bearing 22 around the inner shaft 21 fixed by applying a tensile force to suppress the amount of static deflection between the fixed-side walls 41 and 43 and the inner side of the drive shaft 20. The outer periphery of the hollow drive shaft 20 is supported by the journal bearing 27 on the outer peripheral side, and the impeller 31 attached to the front end of the drive shaft 20 is rotated by being driven to rotate around the outer periphery of the inner shaft 21 . Such a structure of the drive shaft 20, drive shaft 20 becomes light weight, the deflection due to the weight of the shaft is reduced, it is possible to reduce the occurrence of longitudinal bending stress. Moreover, since the bending of the inner shaft 21 is suppressed by the tensile force of the inner shaft 21, the bending of the drive shaft 20 supported on the outer periphery thereof is also suppressed.
[0028]
In the first and second embodiments described above, an example of a long shaft horizontal pump with a long bearing span in which a bearing cannot be installed in the middle of the long shaft has been described. However, as a long shaft pump with a hollow shaft, Can be applied to a vertical type pump for the purpose of reducing the weight of the shaft, and the effects of reducing the weight of the shaft and preventing vibration can be obtained.
[0029]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the long shaft pump structure according to the third embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 60 denotes a hollow shaft, which is rotationally driven by a motor 69. Reference numeral 61 denotes an impeller attached to the hollow shaft 60, and 62 denotes a core rod, which may be hollow or solid, and is inserted into the center of the hollow shaft 60 and fixed by end plates 65 and 67 at both ends. Reference numeral 63 denotes a reinforcement for fixing the core rod 62 to the inner wall of the hollow shaft 60 at a plurality of locations. Reference numeral 64 denotes a bearing that rotatably supports the hollow shaft 60. 66 is a guide vane on the fixed side, and 68 is a bolt for compressing the core rod 62 and applying tension to the hollow shaft 60 while being provided on the end plate of the hollow shaft 60 . The operation of the other pumps is as described in the conventional example, and the description is omitted.
[0030]
In the third embodiment of the above configuration, when compressive force is applied to the core rod 62 by the bolt 68, the hollow shaft 60 is pulled and tension is applied, and when the hollow shaft 62 is bent by its own weight, the shaft is linear. The force which tries to pull back acts on, and bending is suppressed. Since the core rod 62 is given a compressive force, reinforcement 63 is arranged at a plurality of locations to prevent buckling and restrain bending. Also in the third embodiment having such a structure, since the shaft is a hollow shaft, its own weight is reduced, and the deflection of the shaft is reliably suppressed by compressing the core rod 62 and applying tension to the hollow shaft. be able to.
[0031]
4A and 4B show a long shaft pump structure according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG. 4B is a sectional view taken along line BB in FIG. In the figure, reference numeral 70 denotes a hollow shaft, and as shown in FIG. 7 (b), it is composed of an outer cylinder 70a and an inner cylinder 70b, and the vertical ribs 74 extend over the entire length between the inner and outer cylinders 70a and 70b at intervals of 90 degrees. Is provided.
[0032]
Reference numeral 71 denotes an impeller attached to the hollow shaft 70, and 72 denotes a support shaft that rotatably supports the hollow shaft 70 on a bearing 73. The drive unit and the bearing at the other end are not shown in the figure, but have the same structure as that of the prior art, and the description thereof is omitted. Reference numeral 74 denotes an end plate, which fixes the case to which the guide vane 75 is attached. The other water channels and pumps are the same as in the conventional example described with reference to FIG.
[0033]
In the fourth embodiment, four longitudinal ribs 74 are provided evenly in the circumferential direction on the inner wall surface of the hollow shaft 70, and the inner cylinder 70b and the outer cylinder 70a are connected to each other. In the fourth embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment are achieved, and the section modulus of the hollow shaft 70 is further increased, bending is prevented, and the reliability is further improved.
[0034]
FIG. 5 is a sectional view of a long shaft pump structure according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 80 denotes a hollow shaft, one end of which is rotatably supported by a bearing 84, and the other end is rotationally driven by a motor 69. A hollow shaft tension member 87 is fixed in a plurality of locations in the hollow shaft 80, and a tension rod 82 is movably inserted in the center. A head 83 is attached to one end of the tension rod 82, and a head 83 is also formed at a position where it abuts against the hollow shaft tension member 87. The other end projects to the outside via an end plate 89, and a nut 88. And fixed to the end of the hollow shaft 80. In addition, 81 is an impeller, 85 is an end plate 86 of the hollow shaft 80, and is a fixed-side guide vane. Further, the operation as a pump is the same as that described in the conventional example, and the description thereof is omitted.
[0035]
In the fifth embodiment described above, a compressive force is applied to the core rod 62 in the example of FIG. 3, but a tension is applied to the tension rod 82 corresponding to the core rod. The operation is the same as that of the third embodiment of FIG. That is, when the nut 88 is tightened, the tension rod 82 is pulled, but the hollow shaft 80 is pulled by pushing the hollow shaft tension member 87 to the right side in the drawing with the head 83, which is the same as the example shown in FIG. Thus, the bending of the hollow shaft 80 can be reliably suppressed.
[0036]
【The invention's effect】
Long axis pump structure (1) of the present invention, the impeller is mounted on are arranged laterally facing the tip portion, the rear end is connected to a drive device, the length having an axis of rotation on both sides is supported by a bearing shaft in the pump structure, the rotary shaft Ri hollow Jikudea hollow shape, the hollow shaft is formed by joining a hollow shaft piece a plurality of, the hollow shaft piece is in contact with flange comrades formed on the end bolt A ring-shaped cover is attached around the joint portion of each hollow shaft piece, and the ring-shaped cover is attached by a bolt formed with the flange formed on the ring-shaped cover and the flange of the hollow shaft piece. tightened is characterized in Rukoto.
[0037]
With such a structure, the self-weight is reduced as compared with the conventional solid shaft, the amount of bending of the shaft is reduced, and the bending stress generated can be reduced. In addition, since the weight of the shaft is reduced by hollowing the shaft, the shaft diameter can be made larger than the solid shaft diameter, and the bending stress is maximized on the outer surface. Must not.
[0038]
Further, the hollow shaft is a structure formed by joining a plurality of the hollow shaft piece by a bolt, in addition to the effect of the above SL, manufacture becomes easy, compared with the case of integrally processed ones of the long axis, it does not require a large space . In addition, there is an advantage that repair, replacement and the like are easy.
[0039]
Further, since the joint portion of the hollow shaft piece is covered with a ring-shaped cover, it is possible to prevent the disturbance of the water flow flowing along the circumference axis, can Rukoto further improve the reliability.
[0040]
The long shaft pump structure according to ( 2 ) of the present invention includes an inner shaft that is disposed laterally and is attached to the fixed portions on both sides, at least one journal bearing that is attached around the inner shaft, and the inner shaft. And a hollow shaft that is rotatably supported around the inner wall by the journal bearing and has a hollow shaft that is supported by a front journal bearing at the outer periphery of the tip portion to which the impeller is attached. It is said.
[0041]
With such a structure, the weight of the shaft is light as in the invention of (1), the bending due to the weight of the shaft is reduced, and the bending stress can be reduced. Further, since the inner shaft is fixed to the fixing portions on both sides, the bending of the hollow shaft supported on the outside via the journal bearing can be suppressed, and the generation of bending stress can be further reduced.
[0042]
Long axis pump structure (3) of the present invention, the impeller is mounted on are arranged laterally facing the tip portion, the rear end is connected to a drive device, the length having an axis of rotation on both sides is supported by a bearing shaft In the pump structure, the rotary shaft is a hollow hollow shaft, inserted through the center of the hollow shaft , fixed at both ends by end plates, and fixed to the inner wall of the hollow shaft at a plurality of locations and integrated with the hollow shaft to be provided with a rotating mandrel, Doshinbo the tension in the axial direction to the rotation axis of the hollow shape by pressing to Rukoto one end by bolts provided on the end plate of the end portion of the hollow shaft It is characterized by the configuration to give.
[0043]
Such structure, the force applied to the mandrel acts to pull the hollow shaft in the axial direction by applying a compression force to the core rod. As a result, when the hollow shaft tries to bend, a force acts to pull the hollow shaft back in a straight line, and the bending is suppressed.
The long shaft pump structure of ( 4 ) of the present invention is the long shaft pump structure of the present invention (1) or (2), wherein a plurality of vertical ribs are provided over the entire length around the hollow inner wall of the rotating shaft. It is characterized by having.
Such a structure increases the strength of the rotating shaft and makes it even stronger against bending.
The long-axis pump structure of (5) of the present invention is a long-axis pump having a rotary shaft that is disposed sideways, has an impeller attached to the tip, has a rear end connected to the drive device, and is supported by bearings on both sides. In the structure, the rotating shaft is a hollow hollow shaft, and a hollow shaft tension member is fixed at a plurality of locations in the hollow shaft, and a tension bar is movably inserted in the center portion. The head is formed at a position where it abuts against the hollow shaft tension member, and the hollow shaft tension member is moved at the same head by tightening the nut at the other end of the tension rod protruding outside through the end plate of the hollow shaft. It is characterized in that it is configured to push and apply axial tension to the hollow rotary shaft.
With such a structure, the same operation and effect as (3) of the present invention can be obtained, and the bending of the hollow shaft can be reliably suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a shaft of a long shaft pump structure according to a first embodiment of the present invention, (a) is a side view showing the whole shaft, and (b) is an enlarged view of a portion A in (a).
FIG. 2 is a sectional view of a shaft of a long shaft pump according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a long shaft pump structure according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a hollow shaft of a long shaft pump structure according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a long shaft pump structure according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional long shaft pump.
[Explanation of symbols]
1a, 1b, 2a, 2b End 3a, 3b Flange 4 Ring-shaped cover 5 Cover mounting flange 6 Bolt 7 Nut 10 , 60, 70 , 80 Hollow shaft 20 Drive shaft 21 Inner shaft 22, 27 Journal bearing 23, 24 Tension Nut 25 Motor 26 Transmission gear 28, 29 Seal part
6 2 Core rod 82 Tensile rod

Claims

In a long shaft pump structure that has a rotary shaft that is disposed sideways, an impeller is attached to the tip, a rear end is connected to a drive device, and both sides are supported by bearings, the rotary shaft is a hollow hollow shaft. Ah is, the hollow shaft is formed by joining a hollow shaft piece a plurality of, the hollow shaft piece is bolted against the flange comrades formed on an end portion, wherein the peripheral joint portion of the hollow shaft piece ring-shaped cover is mounted, the mounting of the ring-shaped cover long axis pump structure, characterized in Rukoto tightened the bolt with flange of the hollow shaft piece and a flange formed on the ring-shaped cover.

An inner shaft that is disposed sideways and is attached to the fixed portions on both sides, at least one journal bearing that is attached to the periphery of the inner shaft, and a hollow shape in which the inner shaft is inserted in the center. A long-shaft pump structure comprising: a hollow shaft whose outer periphery is supported by a front journal bearing while an inner wall periphery is rotatably supported.

In a long shaft pump structure that has a rotary shaft that is disposed sideways, an impeller is attached to the tip, a rear end is connected to a drive device, and both sides are supported by bearings, the rotary shaft is a hollow hollow shaft. There is a core rod inserted through the center of the hollow shaft , fixed at both ends by end plates, fixed to the inner wall of the hollow shaft at a plurality of locations, and rotated integrally with the hollow shaft. long axis pump structure which is a structure that gives a tension in the axial direction to the rotation axis of the hollow shape by pressing to Rukoto one end by bolts provided on the end plate of the end portion of the hollow shaft.

The long shaft pump structure according to claim 1 or 2, wherein a plurality of vertical ribs are provided over the entire length around the hollow inner wall of the rotating shaft.

In a long shaft pump structure having a rotary shaft arranged sideways and having an impeller attached to the front end, a rear end connected to a drive device, and both sides supported by bearings, the rotary shaft is a hollow hollow shaft A hollow shaft tension member is fixed at a plurality of locations in the hollow shaft, and a tension bar is movably inserted in the center, and the head has a head at a position where it comes into contact with the hollow shaft tension member. The hollow shaft tensioning member is pushed at the same head by tightening a nut on the other end of the tension rod that is formed and protrudes to the outside through the end plate of the hollow shaft, thereby applying axial tension to the hollow rotary shaft. A long-shaft pump structure characterized by being configured to give.