JP7008460B2 - Pump monitoring device and pump monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプ監視装置、及びポンプ監視方法に関する。 The present invention relates to a pump monitoring device and a pump monitoring method.
立軸ポンプの点検に要するコストの低減のために、ポンプケーシングを引き上げることなく、ポンプケーシング内の異常を検出する技術が求められている。特許文献1には、ポンプケーシングに加速度計と圧力計を多数配置し、ポンプケーシングの振動が大きくなる前に、過大な振動の発生を予測するようにしたポンプ監視装置が開示されている。
In order to reduce the cost required for inspecting a vertical shaft pump, a technique for detecting an abnormality in the pump casing without pulling up the pump casing is required.
特許文献1のポンプ監視装置では、点検又は部品交換の時期の予測に複雑な演算が必要であるうえ、加速度計と圧力計等のセンサが多数必要である。
The pump monitoring device of
本発明は、複雑な演算を行うことなく、簡素な構成でポンプの点検又は部品交換の時期を判断できるようにすることを課題とする。 An object of the present invention is to make it possible to determine the timing of pump inspection or parts replacement with a simple configuration without performing complicated calculations.
本発明の一態様は、上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の下端側に配置された軸受と、出力軸を有する原動機と、前記出力軸の先端と前記回転軸の上端とを接続し、前記出力軸の回転を前記回転軸に伝達する減速機とを備えるポンプの監視装置であって、前記回転軸に配置され、前記回転軸が1回転したことを検出する第1の回転センサと、前記回転軸のうち前記軸受よりも上方の第1位置に配置され、この第1位置での前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、前記回転軸が1回転する間に複数検出する第1振動検出手段と、前記回転軸のうち前記軸受よりも上方かつ前記第1振動検出手段よりも下方の第2位置に配置され、この第2位置での前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、前記回転軸が1回転する間に複数検出する第2振動検出手段と、前記出力軸の外周に配置され、前記出力軸が1回転したことを検出する第2の回転センサと、前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサの検出結果に基づいて、前記第1位置及び前記第2位置での前記回転軸の軸振動の軌跡をそれぞれ判断し、これらの判断結果に基づいて前記軸受内での前記回転軸の軸振動の軌跡を判断する一方、前記第1の回転センサ及び前記第2の回転センサそれぞれの検出結果に基づいて前記減速機の異常を判断する判断手段とを備える、ポンプ監視装置を提供する。
One aspect of the present invention connects a rotary shaft extending in the vertical direction, a bearing arranged on the lower end side of the rotary shaft , a prime mover having an output shaft, and a tip end of the output shaft and an upper end of the rotary shaft. A pump monitoring device including a speed reducer that transmits the rotation of the output shaft to the rotation shaft, and a first rotation sensor that is arranged on the rotation shaft and detects that the rotation shaft has rotated once. , The rotating shaft is arranged at the first position above the bearing in the rotating shaft, and the rotating shaft rotates once with the vibration of the rotating shaft corresponding to the distance between the rotating shaft and the rotating shaft at the first position. A first vibration detecting means for detecting a plurality of pieces in between, and a second position of the rotating shaft above the bearing and below the first vibration detecting means, and the rotating shaft at the second position. A second vibration detecting means that detects a plurality of vibrations of the rotating shaft corresponding to the distance between the two, and the output shaft is arranged on the outer periphery of the output shaft and the output shaft makes one rotation. Based on the detection results of the second rotation sensor, the first vibration detecting means, the second vibration detecting means, and the first rotation sensor, the first position and the second position are said to be the same. The locus of the shaft vibration of the rotating shaft is determined respectively, and the locus of the shaft vibration of the rotating shaft in the bearing is determined based on these judgment results, while the first rotation sensor and the second rotation are performed. Provided is a pump monitoring device provided with a determination means for determining an abnormality of the speed reducer based on the detection result of each of the sensors .
このポンプ監視装置によれば、2個の振動検出手段と1個の回転センサの検出結果によって、振動検出手段を配置した第1位置と第2位置での回転軸の軸振動の軌跡を判断できる。そして、判断手段は、複雑な演算を行うことなく、位置が異なる2個の軸振動軌跡を比較するだけで、回転軸の軸受の摩耗、羽根車の隙間の広がり、及び意図しない回転軸の異常を判断できる。 According to this pump monitoring device, it is possible to determine the locus of axial vibration of the rotating shaft at the first position and the second position where the vibration detecting means are arranged, based on the detection results of the two vibration detecting means and one rotation sensor. .. Then, the judgment means simply compares the two shaft vibration loci at different positions without performing complicated calculations, and the bearing of the rotating shaft is worn, the gap between the impellers is widened, and the unintended abnormality of the rotating shaft is found. Can be judged.
例えば軸受が摩耗すると、回転軸の軸線に対する下端側の振れが大きくなるため、第1振動検出手段と第2振動検出手段の検出結果による回転軸の軸振動軌跡の直径差は大きくなる。よって、第1振動検出手段と第2振動検出手段の検出結果を監視することで、ポンプの振動の原因の1つである軸受の摩耗、つまりポンプの点検又は部品交換の時期を容易に判断できる。また、回転軸の軸振動軌跡の形状を監視することで、羽根車の隙間の広がり、及び回転軸の欠損等の意図しない異常も判断できる。また、回転軸に配置した第1の回転センサの検出結果と、出力軸に配置した第2の回転センサの検出結果とに基づいて、回転軸と出力軸を接続する減速機の異常も判断できる。
For example, when the bearing is worn, the vibration on the lower end side with respect to the axis of the rotating shaft becomes large, so that the diameter difference of the shaft vibration locus of the rotating shaft due to the detection results of the first vibration detecting means and the second vibration detecting means becomes large. Therefore, by monitoring the detection results of the first vibration detecting means and the second vibration detecting means, it is possible to easily determine the wear of the bearing, which is one of the causes of the vibration of the pump, that is, the timing of the inspection or replacement of parts of the pump. .. Further, by monitoring the shape of the shaft vibration locus of the rotating shaft, it is possible to determine an unintended abnormality such as an expansion of the gap of the impeller and a defect of the rotating shaft. Further, based on the detection result of the first rotation sensor arranged on the rotation shaft and the detection result of the second rotation sensor arranged on the output shaft, it is possible to determine the abnormality of the speed reducer connecting the rotation shaft and the output shaft. ..
前記判断手段は、前記第1位置及び前記第2位置での前記回転軸の軸振動の軌跡の判断結果、前記回転軸の上端から前記第1振動検出手段までの距離、前記第1振動検出手段から前記第2振動検出手段までの距離、及び前記第2振動検出手段から前記軸受までの距離に基づいて、前記軸受内での前記回転軸の軸振動の軌跡を判断する。
The determination means is a determination result of the shaft vibration locus of the rotation shaft at the first position and the second position, a distance from the upper end of the rotation shaft to the first vibration detection means, and the first vibration detection means. Based on the distance from the second vibration detecting means to the second vibration detecting means and the distance from the second vibration detecting means to the bearing, the locus of the shaft vibration of the rotating shaft in the bearing is determined.
前記回転軸は、下端側がポンプケーシング内に位置し、上端側が前記ポンプケーシングを貫通して外部へ突出するように、前記ポンプケーシングに回転可能に配置されており、前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサは、前記回転軸の前記ポンプケーシングから外部へ突出した部分に配置されている。この態様のポンプ監視装置は、既設のポンプにも設置できるうえ、定期的な検査時期だけ設置することもできるため、ポンプの管理者の利便性を向上できる。
The rotary shaft is rotatably arranged in the pump casing so that the lower end side is located in the pump casing and the upper end side penetrates the pump casing and protrudes to the outside. The second vibration detecting means and the first rotation sensor are arranged in a portion of the rotation shaft protruding outward from the pump casing. Since the pump monitoring device of this aspect can be installed in the existing pump and can be installed only at the regular inspection period, the convenience of the pump administrator can be improved.
前記第1振動検出手段と前記第2振動検出手段は、非接触式の第1振動センサと、この第1振動センサに対して前記回転軸の軸線回りに90度間隔をあけて配置された非接触式の第2振動センサとを、それぞれ有する。この態様によれば、振動検出手段によって回転軸の軸振動を確実に検出できる。 The first vibration detecting means and the second vibration detecting means are a non-contact type first vibration sensor and non-contacting first vibration sensors arranged at intervals of 90 degrees around the axis of the rotation axis with respect to the first vibration sensor. Each has a contact type second vibration sensor. According to this aspect, the shaft vibration of the rotating shaft can be reliably detected by the vibration detecting means.
また、本発明は、上下方向に延びる回転軸に配置した第1の回転センサによって、前記回転軸が1回転したことを検出するとともに、前記回転軸の下端側に配置された軸受よりも上方かつ前記回転軸に対して上下に間隔をあけて配置した第1振動検出手段と第2振動検出手段によって、前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、それぞれ前記回転軸が1回転する間に複数検出し、前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサの検出結果に基づいて、判断手段が、前記第1振動検出手段と前記第2振動検出手段を配置した第1位置と第2位置での前記回転軸の軸振動の軌跡をそれぞれ判断し、これらの判断結果に基づいて前記軸受内での前記回転軸の軸振動の軌跡を判断する一方、原動機の出力軸の外周に配置した第2の回転センサによって、前記出力軸が1回転したことを検出し、前記判断手段が更に、前記第1の回転センサ及び前記第2の回転センサそれぞれの検出結果に基づいて、前記原動機の前記出力軸の先端と前記回転軸の上端とを接続して前記出力軸の回転を前記回転軸に伝達する減速機の異常を判断する、ポンプ監視方法を提供する。
Further, in the present invention, the first rotation sensor arranged on the rotation shaft extending in the vertical direction detects that the rotation shaft has rotated once, and is above and above the bearing arranged on the lower end side of the rotation shaft. The first vibration detecting means and the second vibration detecting means arranged at intervals above and below the rotating shaft cause the rotating shaft to generate vibration of the rotating shaft corresponding to the distance between the rotating shaft. A plurality of detections are made during one rotation, and based on the detection results of the first vibration detecting means, the second vibration detecting means, and the first rotation sensor, the determination means are the first vibration detecting means and the first vibration detecting means. 2 The locus of the shaft vibration of the rotating shaft at the first position and the second position where the vibration detecting means is arranged is determined, respectively, and the locus of the shaft vibration of the rotating shaft in the bearing is determined based on these determination results. On the other hand, the second rotation sensor arranged on the outer periphery of the output shaft of the prime mover detects that the output shaft has rotated once, and the determination means further determines the first rotation sensor and the second rotation sensor. Based on the detection results of each rotation sensor, a pump that connects the tip of the output shaft of the prime mover and the upper end of the rotation shaft to determine an abnormality in the speed reducer that transmits the rotation of the output shaft to the rotation shaft. Provide a monitoring method.
本発明のポンプ監視装置では、複雑な演算を行うことなく、2個の振動検出手段と1個の回転センサの検出結果によって、判断手段がポンプの点検又は部品交換の時期を容易に判断できる。 In the pump monitoring device of the present invention, the determination means can easily determine the timing of pump inspection or parts replacement based on the detection results of the two vibration detection means and one rotation sensor without performing complicated calculations.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、立軸ポンプ10に配置した本発明の実施形態に係るポンプ監視装置40(以下「監視装置」と略す。)を示す。この監視装置40は、立軸ポンプ10の回転軸21の軸振動を検出することによって、回転軸21の軸受23の摩耗状態、羽根車27の隙間の広がり、及び回転軸21の意図しない異常を判断するものである。
FIG. 1 shows a pump monitoring device 40 (hereinafter abbreviated as “monitoring device”) according to an embodiment of the present invention arranged in a
(立軸ポンプの概要)
図1に示すように、立軸ポンプ10を設置するポンプ設備の建屋は、底面1と、底面1の上方に間隔をあけて設けたポンプ床2と、ポンプ床2の上方に間隔をあけて設けたモータ床3とを備える2床式である。この建屋では、底面1とポンプ床2の間が吸水槽4を構成し、ポンプ床2とモータ床3の間がポンプ室5を構成し、モータ床3上が制御室6を構成する。
(Overview of vertical shaft pump)
As shown in FIG. 1, the building of the pump equipment in which the
立軸ポンプ10は、吸水槽4に流入した雨水等を下流側へ排水するもので、ポンプケーシング12、回転軸21、及び羽根車27を備える。また、立軸ポンプ10は、回転軸21を回転させるための原動機30と減速機36を備える。
The vertical shaft pump 10 drains rainwater or the like that has flowed into the
ポンプケーシング12は、ポンプ床2に固定されており、吸水槽4内に配置された揚水管13と、ポンプ室5内に配置された吐出し管17とを備える。揚水管13は、ストレート管14、ベーンケーシング15、及びベルマウス16を備え、この順で上側から下側へ接続されている。吐出し管17は、中心軸線が90度湾曲した吐出エルボ18を備え、ストレート管14の上端に接続されている。吐出エルボ18の出口には、下流側へ排水するための送水管19が接続されている。
The
回転軸21は、吸水槽4内から制御室6内にかけて、上下方向に延びるように配置されている。本実施形態の回転軸21は、ポンプケーシング12に配置した主軸22と、主軸22とは別体の駆動軸24とで構成されているが、1本の連続した軸によって構成してもよい。
The
主軸22は、吐出エルボ18を貫通し、揚水管13の中心軸線に沿って配置されている。主軸22は、ラジアル軸受である水中軸受23によって、揚水管13に回転可能に支持されている。主軸22の上端は、吐出エルボ18から外方へ突出されている。吐出エルボ18の主軸22が貫通する部分は、軸封装置(図示せず)によって水密にシールされている。
The
駆動軸24は、カップリング25によって主軸22に連結されている。駆動軸24の上端は、モータ床3を貫通して制御室6内に突出している。
The drive shaft 24 is connected to the
羽根車27は、ベーンケーシング15内に位置する主軸22の下端に固定されている。ベーンケーシング15の内部には、図示しない軸受ケースが配設されており、この軸受ケースに軸受23が配置され、軸受ケースの下側に羽根車27が配置されている。
The
原動機30には、内燃機関の1つであるディーゼル機関が用いられている。原動機30は、制御室6内に配置されており、モータ床3に対して平行に配置され、回転軸21に対して交差する方向に延びる出力軸31を備える。本実施形態の出力軸31は、複数(本実施形態では3本)の中間軸32a~32cを介して減速機36に接続されている。出力軸31と中間軸32aはカップリング33Aを介して接続され、中間軸32aと中間軸32bは遠心クラッチ34を介して連結され、中間軸32bと中間軸32cはカップリング33Bを介して接続されている。
A diesel engine, which is one of the internal combustion engines, is used as the
減速機36は、原動機30の出力軸31の回転を回転軸21に伝達するもので、制御室6内に配置されている。減速機36には、回転軸21の一部を構成する駆動軸24の上端と、出力軸31の一部を構成する中間軸32cの先端とが、それぞれ接続されている。
The
このポンプ設備では、原動機30が駆動されると、出力軸31の回転が減速機36によって減速されて、回転軸21に伝達される。この回転軸21と一体に羽根車27が回転されることで、吸水槽4内の水がポンプケーシング12内を通って下流側へ排水される。
In this pump equipment, when the
立軸ポンプ10では、軸受23が過度に摩耗すると、ポンプケーシング12が大きく振動し、床2,3の劣化を引き起こす。この問題を防止するために、立軸ポンプ10の点検又は部品交換の時期を早期に判断するための監視装置40が設けられている。
In the
(ポンプ監視装置の概要)
図1及び図2に示すように、監視装置40は、2個の振動検出器42A,42B、2個の回転センサ46,47、及びコントローラ51を備える。この監視装置40は、振動検出器42A,42B、及び回転センサ46の検出結果に基づいて、コントローラ51の判断部51aが、軸受23内での回転軸21の軸振動の軌跡T3(図6参照)、つまり軸受23の摩耗量を判断(予測)する構成である。振動検出器42A,42Bと回転センサ46はポンプ室5に配置され、回転センサ47とコントローラ51は制御室6に配置されている。
(Overview of pump monitoring device)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、振動検出器42A,42Bは、回転軸21のポンプケーシング12から外部へ突出した部分に、上下に間隔をあけて配置されている。振動検出器42A(第1振動検出手段)は、モータ床3の近傍の第1位置に配置され、この第1位置での回転軸21の振動を検出する。振動検出器42B(第2振動検出手段)は、振動検出器42Aよりも下方に位置するように、ポンプケーシング12の近傍の第2位置に配置され、この第2位置での回転軸21の振動を検出する。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、振動検出器42A,42Bは、回転軸21の周囲を取り囲む円環形状の取付枠43に配置されている。振動検出器42Aは、非接触式の第1振動センサ44Aと第2振動センサ45Aを備え、振動検出器42Bは、非接触式の第1振動センサ44Bと第2振動センサ45Bを備える。
As shown in FIG. 3, the
取付枠43は、その内径が回転軸21の外径よりも大きく、回転軸21に対して同軸に位置するように、ポンプ室5に固定されている。この固定は、ブラケットを含む枠体を用いた周知の構造によって行われている。これにより取付枠43の内部では、回転軸21が非接触状態で回転可能になっている。
The mounting
第1振動センサ44A,44Bと第2振動センサ45A,45Bは、取付枠43と回転軸21の間の空隙に位置するように、回転軸21の軸線回りに90度間隔をあけて固定されている。これらの振動センサ44A,44B,45A,45Bとしては、回転軸21の軸振動を計測する渦電流方式の変位センサを用いることができる。この変位センサは、コイルに高周波信号を供給して磁束を発生させることで、コイルと回転軸21の距離に応じて異なる値の電圧を出力する。
The
回転センサ46,47は、回転する軸21,31の軸線を中心として、軸21,31が1回転したことを検出するもので、回転角度を検出可能な光学式の回転角度センサによって構成されている。図1に示すように、回転センサ46は、回転軸21の一部を構成するカップリング25の外周に配置されている。回転センサ47は、出力軸31の一部を構成するカップリング33Aの外周に配置されている。
The
図4に示すように、回転センサ46,47は、カップリング25,33Aの周囲を取り囲む円環形状の取付枠48に配置されている。取付枠48は、その内径がカップリング25,33Aの外径よりも大きく、カップリング25,33Aに対して同軸になるように、ポンプ室5及び制御室6に固定されている。この固定は、ブラケットを含む枠体を用いた周知の構造によって行われている。これにより取付枠48の内部では、カップリング25,33Aが非接触状態で回転可能になっている。
As shown in FIG. 4, the
カップリング25,33Aには、軸21,31の回転を検出するためのスリット49が設けられている。スリット49は、カップリング25,33Aに対して軸方向に延び、周方向の1箇所だけに設けられている。スリット49が回転センサ46,47の検出領域を通過する際、回転センサ46,47は、他の部分が通過する際とは異なる値の電圧を出力する(図5のZ,Za参照)。
The
図2に示すように、コントローラ51は、原動機30、2個の振動検出器42A,42B、2個の回転センサ46,47、及びモニタ52に電気的に接続されている。コントローラ51は、振動検出器42A,42Bと回転センサ46,47から入力された検出結果を処理するもので、パーソナルコンピュータによって構成されている。
As shown in FIG. 2, the
コントローラ51は、CPU(central processing unit)等からなる判断部(判断手段)51aを備える。図6に示すように、判断部51aは、振動検出器42A,42B、及び回転センサ46の検出結果に基づいて、第1位置及び第2位置での回転軸21の軸振動の軌跡T1,T2を1次判断し、その判断結果T1,T2に基づいて、軸受23内での回転軸21の軸振動の軌跡T3を2次判断するように構成されている。
The
例えば、新設の立軸ポンプ10では、振動検出器42Aの軸振動軌跡T1の直径と、振動検出器42Bの軸振動軌跡T2の直径とは、概ね同一である。軸受23が摩耗すると、回転軸21が移動可能な空間が広くなるため、回転軸21の下端側の振れが大きくなる。よって、回転軸21の先端(自由端)側に位置する振動検出器42Bの軸振動軌跡T2の直径は、回転軸21の基端(固定端)側に位置する振動検出器42Aの軸振動軌跡T1の直径よりも、大きくなる。これらの直径差は、軸受23の摩耗が進むに従って大きくなる。本実施形態は、このような新たな知見に基づいてなされたものである。
For example, in the newly installed
詳しくは、判断部51aには、4個の振動センサ44A,44B,45A,45Bの検出結果、及び回転センサ46の検出結果が、定められた時間毎に入力される。この時間は、回転軸21が1回転する間に24個以上の検出結果の入力される長さに設定されている。第1振動センサ44A,44Bから入力された検出結果をX1,X2、第2振動センサ45A,45Bから入力された検出結果をY1,Y2、回転センサ46から入力された検出結果をZとすると、検出結果X1,X2,Y1,Y2,Zの時間波形は図5のようになる。なお、図5は、振動検出器42Aを配置した第1位置よりも、振動検出器42Bを配置した第2位置の方が、回転軸21の軸振動が大きい場合を示している。
Specifically, the detection results of the four
図5を参照すると、振動検出器42Aの第1振動センサ44Aの波形X1と第2振動センサ45Aの波形Y1とは、回転軸21の周方向に間隔をあけて配置した分、図5のX方向(時間)に位相している。振動検出器42Bの第1振動センサ44Bの波形X2と第2振動センサ45Bの波形Y2も、回転軸21の周方向に間隔をあけて配置した分、位相している。振動検出器42Aの振動センサ44A,45Aの波形X1,Y1と、振動検出器42Bの振動センサ44B,45Bの波形X2,Y2とは、回転軸21の振動幅の違いに応じて、図5のY軸方向の変位量が異なっている。
Referring to FIG. 5, the waveform X1 of the
振動検出器42Aの波形X1,Y1と、振動検出器42Bの波形X2,Y2とを処理し、回転センサ46の検出結果(立ち上がり部Za)に基づいて、回転軸46の1回転分をリサージュ図にすると図6のようになる。図6を参照すると、振動検出器42Bの検出結果による軸振動の軌跡T2は、振動検出器42Aの軸振動の軌跡T1よりも直径が大きくなる。
The waveforms X1 and Y1 of the
図1を参照すると、振動検出器42Aは、回転軸21の上端(基端)からの距離がL1の第1位置に配置され、振動検出器42Bは、振動検出器42Aからの距離がL2の第2位置に配置され、軸受23は、振動検出器42Bからの距離がL3の第3位置に配置されている。よって、第1位置に軌跡T1を当てはめ、第2位置に軌跡T2を当てはめ、判断部51aによって軌跡T1,T2の接線Sを演算する。そして、判断部51aは、軌跡T1,T2の直径と距離L1~L3によって、軸受23内での回転軸21の軸振動の軌跡T3の直径を演算(判断)する。
Referring to FIG. 1, the
軸受23内での予測軌跡T3は、第2位置の振動検出器42Bによる軌跡T2よりも大きくなる。この予測軌跡T3(軸受23と回転軸21の間の隙間)が過度に大きくなると、床2,3の劣化を引き起こすポンプケーシング12の振動が生じる。よって、軌跡T3の直径の閾値を予め設定し、予測軌跡T3の直径と閾値とを比較(監視)することで、判断部51aは、軸受23の摩耗、つまり点検又は部品交換を行う時期を容易に判断できる。また、回転軸21の軸振動軌跡T1,T2の形状を監視することで、判断部51aは、軸受23の摩耗に限らず、羽根車の隙間の広がり、及び回転軸21の欠損等の意図しない異常も判断できる。
The predicted locus T3 in the
コントローラ51は、判断部51aの判断結果に基づいて、次判断結果をモニタ52に表示させる。さらに、判断部51aによる軌跡T3の直径の判断結果が閾値を超えたときには、コントローラ51がモニタ52に警告表示を行わせる。これにより、作業者に立軸ポンプ10の状態を容易に確認させることができる。
The
また、本実施形態の判断部51aは、回転センサ46と回転センサ47の検出結果を比較することで、減速機36の異常も判断できる。つまり、回転センサ46の検出結果の波形Z1の立ち上がり部Z1aの周期と、回転センサ46の検出結果の波形Z2の立ち上がり部Z2aの周期とは、減速機36の減速比に応じて異なる。よって、判断部51aは、立ち上がり部Z1a,Z2aの周期比が減速機36の減速比と異なる場合、減速機36に異常が発生していると判断できる。
Further, the
以上のように、本実施形態の監視装置40では、判断部51aは、複雑な演算を行うことなく、2個の振動検出器42A,42Bと1個の回転センサ46の検出結果によって、立軸ポンプ10の点検又は部品交換の時期を容易に判断できる。また、監視装置40は、回転軸21のポンプケーシング12から外部へ突出した部分に配置されるため、既設の立軸ポンプ10にも設置できるうえ、定期的な検査時期だけ設置することもできる。よって、立軸ポンプ10の管理者の利便性を向上できる。
As described above, in the
なお、本発明のポンプ監視装置40は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
The
例えば、回転軸21の振動を検出する振動検出器42A,42Bは、一対の振動センサ44A,45Aと44B,45Bからなる構成に限られず、必要に応じて変更してもよい。回転センサ46,47も、光学式の回転角度センサに限られず、必要に応じて変更してもよい。
For example, the
振動検出器42A,42Bと回転センサ46は、ポンプケーシング12の内部に配置してもよいし、一部だけをポンプケーシング12の内部に配置してもよく、その配置は必要に応じて変更が可能である。
The
判断部51aによる軸振動軌跡T1,T2の判断は、回転軸21の1回転分のみの検出結果に基づいて行ってもよいし、回転軸21の複数回転分の検出結果の平均値に基づいて行ってもよい。出力軸31の回転角度を検出する回転センサ47は、用いない構成としてもよい。
The determination of the shaft vibration trajectories T1 and T2 by the
ポンプ監視装置40は、立軸ポンプ10に限られず、上下方向に延びる回転軸を備えるポンプであれば、どの様な形式のポンプであっても適用可能であり、同様の作用及び効果を得ることができる。また、2床式の建屋に用いるポンプに限られず、1床式の建屋に用いるポンプにポンプ監視装置40を適用してもよい。
The
1…底面
2…ポンプ床
3…モータ床
4…吸水槽
5…ポンプ室
6…制御室
10…立軸ポンプ
12…ポンプケーシング
13…揚水管
14…ストレート管
15…ベーンケーシング
16…ベルマウス
17…吐出し管
18…吐出エルボ
19…送水管
21…回転軸
22…主軸
23…軸受
24…駆動軸
25…カップリング
27…羽根車
30…原動機
31…出力軸
32a~32c…中間軸
33A,33B…カップリング
34…遠心クラッチ
36…減速機
40…監視装置
42A,42B…振動検出器
43…取付枠
44A,44B…第1振動センサ
45A,45B…第2振動センサ
46…回転センサ
47…回転センサ
48…取付枠
49…スリット
51…コントローラ
51…判断部(判断手段)
52…モニタ
T1,T2,T3…軌跡
1 ...
52 ... Monitor T1, T2, T3 ... Trajectory
Claims (5)
前記回転軸の下端側に配置された軸受と、
出力軸を有する原動機と、
前記出力軸の先端と前記回転軸の上端とを接続し、前記出力軸の回転を前記回転軸に伝達する減速機と
を備えるポンプの監視装置であって、
前記回転軸に配置され、前記回転軸が1回転したことを検出する第1の回転センサと、
前記回転軸のうち前記軸受よりも上方の第1位置に配置され、この第1位置での前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、前記回転軸が1回転する間に複数検出する第1振動検出手段と、
前記回転軸のうち前記軸受よりも上方かつ前記第1振動検出手段よりも下方の第2位置に配置され、この第2位置での前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、前記回転軸が1回転する間に複数検出する第2振動検出手段と、
前記出力軸の外周に配置され、前記出力軸が1回転したことを検出する第2の回転センサと、
前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサの検出結果に基づいて、前記第1位置及び前記第2位置での前記回転軸の軸振動の軌跡をそれぞれ判断し、これらの判断結果に基づいて前記軸受内での前記回転軸の軸振動の軌跡を判断する一方、前記第1の回転センサ及び前記第2の回転センサそれぞれの検出結果に基づいて前記減速機の異常を判断する判断手段と
を備える、ポンプ監視装置。 A rotation axis that extends in the vertical direction,
The bearing arranged on the lower end side of the rotating shaft and
A prime mover with an output shaft and
A speed reducer that connects the tip of the output shaft and the upper end of the rotating shaft and transmits the rotation of the output shaft to the rotating shaft.
It is a monitoring device for pumps equipped with
A first rotation sensor arranged on the rotation axis and detecting that the rotation axis has rotated once,
The vibration of the rotating shaft, which is arranged at the first position above the bearing of the rotating shaft and corresponds to the distance between the rotating shaft and the rotating shaft at the first position, is generated during one rotation of the rotating shaft. The first vibration detecting means for detecting a plurality of vibrations, and
Vibration of the rotating shaft, which is arranged at a second position of the rotating shaft above the bearing and below the first vibration detecting means, and corresponds to the distance between the rotating shaft and the rotating shaft at the second position. A second vibration detecting means for detecting a plurality of vibrations while the rotating shaft makes one rotation,
A second rotation sensor arranged on the outer circumference of the output shaft and detecting that the output shaft has made one rotation,
Based on the detection results of the first vibration detecting means, the second vibration detecting means, and the first rotation sensor, the loci of the shaft vibration of the rotating shaft at the first position and the second position are determined, respectively. Then, the locus of the shaft vibration of the rotating shaft in the bearing is determined based on these determination results, while the deceleration is based on the detection results of the first rotation sensor and the second rotation sensor. A pump monitoring device that provides a means of determining an abnormality in the machine .
前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサは、前記回転軸の前記ポンプケーシングから外部へ突出した部分に配置されている、請求項1又は2に記載のポンプ監視装置。 The rotary shaft is rotatably arranged in the pump casing so that the lower end side is located in the pump casing and the upper end side penetrates the pump casing and protrudes to the outside.
The first or second aspect of claim 1 or 2, wherein the first vibration detecting means, the second vibration detecting means, and the first rotation sensor are arranged in a portion of the rotating shaft protruding outward from the pump casing. Pump monitoring device.
前記回転軸の下端側に配置された軸受よりも上方かつ前記回転軸に対して上下に間隔をあけて配置した第1振動検出手段と第2振動検出手段によって、前記回転軸との間の距離に対応する前記回転軸の振動を、それぞれ前記回転軸が1回転する間に複数検出し、
前記第1振動検出手段、前記第2振動検出手段、及び前記第1の回転センサの検出結果に基づいて、判断手段が、前記第1振動検出手段と前記第2振動検出手段を配置した第1位置と第2位置での前記回転軸の軸振動の軌跡をそれぞれ判断し、これらの判断結果に基づいて前記軸受内での前記回転軸の軸振動の軌跡を判断する一方、
原動機の出力軸の外周に配置した第2の回転センサによって、前記出力軸が1回転したことを検出し、
前記判断手段が更に、前記第1の回転センサ及び前記第2の回転センサそれぞれの検出結果に基づいて、前記原動機の前記出力軸の先端と前記回転軸の上端とを接続して前記出力軸の回転を前記回転軸に伝達する減速機の異常を判断する、ポンプ監視方法。 The first rotation sensor arranged on the rotation axis extending in the vertical direction detects that the rotation axis has rotated once, and at the same time, it detects that the rotation axis has rotated once.
The distance between the rotating shaft by the first vibration detecting means and the second vibration detecting means arranged above the bearing arranged on the lower end side of the rotating shaft and at intervals above and below the rotating shaft. A plurality of vibrations of the rotating shaft corresponding to the above are detected while the rotating shaft makes one rotation, respectively.
Based on the detection results of the first vibration detecting means, the second vibration detecting means, and the first rotation sensor, the determining means first arranges the first vibration detecting means and the second vibration detecting means. The locus of the shaft vibration of the rotating shaft at the position and the second position is determined, respectively, and the locus of the shaft vibration of the rotating shaft in the bearing is determined based on these determination results .
A second rotation sensor arranged on the outer circumference of the output shaft of the prime mover detects that the output shaft has made one rotation, and detects that the output shaft has made one rotation.
Based on the detection results of the first rotation sensor and the second rotation sensor, the determination means further connects the tip of the output shaft of the prime mover to the upper end of the rotation shaft of the output shaft. A pump monitoring method for determining an abnormality in a speed reducer that transmits rotation to the rotating shaft .
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