JP7161965B2 - VERTICAL SHAFT PUMP AND WEAR DETECTION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、排水機場などに設置される立軸ポンプに関し、特に水中軸受または水中軸受スリーブのメンテナンスに適した構造を有する立軸ポンプに関する。また、本発明は、そのような立軸ポンプの水中軸受または水中軸受スリーブの摩耗量を検出する方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vertical shaft pump installed in a drainage pump station or the like, and more particularly to a vertical shaft pump having a structure suitable for maintenance of submerged bearings or submerged bearing sleeves. The present invention also relates to a method for detecting the amount of wear of a submerged bearing or a submerged bearing sleeve of such a vertical shaft pump.
立軸ポンプは、一般に、治水用(河川排水)や公共下水道用のポンプとして広く使用されている。立軸ポンプは、吸込水槽内に配置された羽根車を有し、吸込水槽内の液体(例えば水)を汲み上げて、他所に移送する。このような立軸ポンプは、水中軸受や水中軸受スリーブが水中に浸漬された状態で運転され、使用時間の経過とともにこれらの部材に徐々に摩耗や腐食が起こる。このため、立軸ポンプの点検作業を定期的に行って水中軸受および水中軸受スリーブの摩耗状況を確認し、必要に応じて補修または交換を行うことが必要となる。 Vertical shaft pumps are generally widely used as pumps for flood control (river drainage) and public sewage systems. A vertical shaft pump has an impeller arranged in a suction water tank, and pumps up liquid (for example, water) in the suction water tank and transfers it to another place. Such vertical shaft pumps are operated with the submersible bearings and submersible bearing sleeves immersed in water, and these members gradually wear and corrode over time. Therefore, it is necessary to inspect the vertical shaft pump periodically to check the wear condition of the submerged bearing and the submerged bearing sleeve, and to repair or replace them as necessary.
特許文献1は、羽根車の下方に配置された水中軸受を備えた立軸ポンプを開示する。作業員は、ポンプ吸込口から水中軸受にアクセスし、水中軸受および軸受ホルダーからなる軸受ユニットを軸受ハウジングから取り外し、軸受ユニットを分解して水中軸受の摩耗量を測定する。このように構成された立軸ポンプによれば、立軸ポンプを吸込水槽から引き上げることなく、水中軸受など消耗部材の摩耗状態を適切に検出でき、該消耗部材の適切な交換時期を把握し、交換することができる。
しかしながら、水中軸受および軸受ホルダーを含む軸受ユニットは、重量物(通常20kg以上)であり、軸受ユニットの取り外しには油圧台車などの補助装置が必要となる場合がある。また、吸込水槽の底面は滑りやすく、底面が傾斜していることもあるため、作業の安全性が低い。 However, the bearing unit including the underwater bearing and the bearing holder is heavy (usually 20 kg or more), and sometimes requires an auxiliary device such as a hydraulic trolley to remove the bearing unit. In addition, the bottom surface of the suction water tank is slippery, and the bottom surface is sometimes slanted, resulting in low work safety.
そこで、本発明は、水中軸受を取り外すことなく、水中軸受および水中軸受スリーブの摩耗量を検出することを可能とする構造を有した立軸ポンプを提供する。また、本発明は、そのような立軸ポンプの水中軸受および/または水中軸受スリーブの摩耗量を検出する方法を提供する。 Accordingly, the present invention provides a vertical shaft pump having a structure that enables detection of the amount of wear of the submersible bearing and the submersible bearing sleeve without removing the submersible bearing. The present invention also provides a method for detecting the amount of wear of a submerged bearing and/or a submerged bearing sleeve of such a vertical shaft pump.
一態様では、回転軸と、前記回転軸に固定された羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、前記羽根車の下方に配置され、前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、前記回転軸に固定され、前記水中軸受に支持される水中軸受スリーブを備え、前記回転軸は、該回転軸の外周面に形成された溝を有しており、前記溝は、前記回転軸の軸方向に延び、かつ前記水中軸受スリーブの内側に位置している、立軸ポンプが提供される。 In one aspect, a rotating shaft, an impeller fixed to the rotating shaft, a pump casing housing the impeller, and a submersible bearing arranged below the impeller and rotatably supporting the rotating shaft a water bearing sleeve fixed to the rotating shaft and supported by the water bearing, the rotating shaft having a groove formed in an outer peripheral surface of the rotating shaft; A vertical shaft pump is provided extending axially of and located inside said submersible bearing sleeve.
一態様では、前記溝は、平坦な底面を有している。
一態様では、前記水中軸受スリーブの内周面の一部は、前記溝の底面と平行である。
一態様では、前記立軸ポンプは、前記溝に嵌合される蓋をさらに備えており、前記溝に嵌合されたときの前記蓋の底面は、前記溝の底面と平行である。
一態様では、前記溝は、前記回転軸の周方向に離れた複数の溝である。
一態様では、前記立軸ポンプは、前記水中軸受を保持する軸受ホルダーと、前記水中軸受の外側に配置された磁気材をさらに備えている。
In one aspect, the groove has a flat bottom surface.
In one aspect, a portion of the inner peripheral surface of the underwater bearing sleeve is parallel to the bottom surface of the groove.
In one aspect, the vertical shaft pump further includes a lid fitted into the groove, and a bottom surface of the lid when fitted into the groove is parallel to the bottom surface of the groove.
In one aspect, the grooves are a plurality of grooves spaced apart in the circumferential direction of the rotating shaft.
In one aspect, the vertical shaft pump further includes a bearing holder that holds the submerged bearing, and a magnetic material that is arranged outside the submerged bearing.
一態様では、前記軸受ホルダーの端面には、前記磁気材の位置を示す目印が形成されている。
一態様では、前記立軸ポンプは、前記水中軸受を保持する軸受ホルダーと、前記軸受ホルダーを保持するハウジングをさらに備えており、前記軸受ホルダーおよび前記ハウジングは、前記水中軸受の外側に位置する孔を有しており、前記孔は、前記ハウジングの外面で開口している。
一態様では、前記軸受ホルダーの端面には、前記孔の位置を示す目印が形成されている。
In one aspect, a mark indicating the position of the magnetic member is formed on the end surface of the bearing holder.
In one aspect, the vertical shaft pump further includes a bearing holder that holds the submerged bearing, and a housing that holds the bearing holder, and the bearing holder and the housing have a hole located outside the submerged bearing. and the hole opens at the outer surface of the housing.
In one aspect, a mark indicating the position of the hole is formed on the end surface of the bearing holder.
一態様では、上記立軸ポンプの前記水中軸受スリーブの摩耗量を検出する方法であって、前記溝内に配置された超音波厚さ測定器によって、前記水中軸受スリーブの厚さを測定する方法が提供される。 In one aspect, the method for detecting the amount of wear of the hydrostatic bearing sleeve of the vertical shaft pump includes measuring the thickness of the hydrostatic bearing sleeve with an ultrasonic thickness gauge placed in the groove. provided.
一態様では、上記立軸ポンプの前記水中軸受の摩耗量を検出する方法であって、前記溝内に配置された磁気測定器によって、前記磁気材の磁気を測定して、現在の測定値を取得し、前記磁気の初期の測定値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法が提供される。 In one aspect, in the method for detecting the amount of wear of the submerged bearing of the vertical shaft pump, a current measurement value is obtained by measuring the magnetism of the magnetic material with a magnetometer placed in the groove. and determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial measurement of the magnetism and the current measurement.
一態様では、上記立軸ポンプの前記水中軸受の摩耗量を検出する方法であって、前記磁気材に対する前記回転軸の回転角度を変えながら、前記溝内に配置された磁気測定器によって前記磁気材の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得し、前記回転角度の所定の範囲に亘る前記磁気材の磁気の初期値を、前記複数の測定値から決定し、前記磁気材に対する前記回転軸の現在の回転角度での前記磁気材の磁気を、前記溝内に配置された前記磁気測定器によって測定して、現在の測定値を取得し、前記現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法が提供される。 In one aspect, the method of detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump, wherein while changing the rotation angle of the rotating shaft with respect to the magnetic material, the magnetic material is detected by a magnetic measuring device arranged in the groove. measuring the magnetism of the magnetic material multiple times to obtain a plurality of measurements; determining from the plurality of measurements an initial value of the magnetism of the magnetic material over the predetermined range of rotation angles; The magnetism of the magnetic material at the current rotation angle of the rotating shaft is measured by the magnetism measuring device placed in the groove to obtain the current measurement value, and the magnetism corresponding to the current rotation angle. A method is provided for determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial value and the current measurement.
一態様では、上記立軸ポンプの前記水中軸受の摩耗量を検出する方法であって、前記溝内に配置された磁気測定器によって、前記孔内の磁気材の磁気を測定して、現在の測定値を取得し、前記磁気の初期の測定値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法が提供される。 In one aspect, the method for detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump includes measuring the magnetism of the magnetic material in the hole with a magnetism measuring device arranged in the groove, and measuring the current measurement A method is provided for obtaining a value and determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial measurement of the magnetism and the current measurement.
一態様では、上記立軸ポンプの前記水中軸受の摩耗量を検出する方法であって、前記水中軸受に対する前記回転軸の回転角度を変えながら、前記溝内に配置された磁気測定器によって前記孔内の磁気材の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得し、前記回転角度の所定の範囲に亘る前記磁気材の磁気の初期値を、前記複数の測定値から決定し、前記孔内の磁気材に対する前記回転軸の現在の回転角度での前記磁気材の磁気を、前記溝内に配置された前記磁気測定器によって測定して、現在の測定値を取得し、前記現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法が提供される。 In one aspect, the method of detecting the amount of wear of the submerged bearing of the vertical shaft pump, wherein while changing the rotation angle of the rotating shaft with respect to the submerged bearing, a magnetic measuring device arranged in the groove is used to detect the amount of wear in the bore. measuring the magnetism of the magnetic material a plurality of times to obtain a plurality of measurements; determining from the plurality of measurements an initial value of the magnetism of the magnetic material over the predetermined range of rotation angles; The magnetism of the magnetic material at the current rotation angle of the rotating shaft with respect to the magnetic material in the groove is measured by the magnetometer placed in the groove to obtain a current measurement, and the current rotation A method is provided for determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial magnetic value corresponding to the angle and the current measurement.
本発明によれば、回転軸に形成されている溝に、超音波厚さ測定器を挿入して、水中軸受スリーブの厚さを測定することができる。同様に、磁気測定器を溝に挿入して、水中軸受の厚さに依存して変わる磁気を測定することができる。したがって、水中軸受スリーブを回転軸から取り外すことなく、かつ水中軸受を軸受ホルダーから取り外すことなく、水中軸受スリーブおよび水中軸受の摩耗量を検出することができる。作業員は、安全に作業を実施することができ、しかも速やかに測定作業を完了することができる。 According to the present invention, the thickness of the underwater bearing sleeve can be measured by inserting an ultrasonic thickness gauge into the groove formed in the rotating shaft. Similarly, a magnetometer can be inserted into the groove to measure the magnetism, which varies depending on the thickness of the hydrobearing. Therefore, the amount of wear of the underwater bearing sleeve and the underwater bearing can be detected without removing the underwater bearing sleeve from the rotary shaft and without removing the underwater bearing from the bearing holder. Workers can work safely and quickly complete the measurement work.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、立軸ポンプの一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、立軸ポンプ20は、吸込水槽1内の液体を汲み上げるためのポンプである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a vertical shaft pump. As shown in FIG. 1 , the
立軸ポンプ20は、ポンプ据付床2に設置されている。立軸ポンプ20は、鉛直方向に延びる回転軸32と、回転軸32に固定された羽根車31と、内部に羽根車31を収容するポンプケーシング27と、ポンプケーシング27の上端に接続された揚水管28と、揚水管28の上端に接続された吐出曲管30と、吐出曲管30の吐出側の端部に接続された吐出配管34とを備えている。回転軸32は、図示しない駆動源(電動機、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジンなど)に連結されている。
The
ポンプケーシング27は、揚水管28によって吸込水槽1内に吊り下げられている。ポンプケーシング27は、吸込ベルマウス22と、インペラケーシング21と、吐出ボウル24とを備えている。吐出ボウル24の上端は、揚水管28の下端に接続されている。インペラケーシング21の上端は、吐出ボウル24の下端に接続されている。吸込ベルマウス22は、下方に開口した吸込口22aを有しており、吸込ベルマウス22の上端はインペラケーシング21の下端に接続されている。吸込口22aは、ポンプケーシング27の下端に形成されている。羽根車31は、インペラケーシング21および吐出ボウル24内に収容されている。
The
揚水管28は、吸込水槽1の上壁を構成するポンプ据付床2に形成された開口5を通して下方に延びている。揚水管28の上端には取り付けフランジ33が固定されている。取り付けフランジ33は、図示しない基礎ボルトによってポンプ据付床2に固定されている。回転軸32は、吐出曲管30および揚水管28を通って鉛直方向に延びており、回転軸32の下端は、吸込ベルマウス22内に位置している。回転軸32は、外軸受45および水中軸受41によって回転可能に支持されている。
The
回転軸32は吐出曲管30から上方に突出して延びている。外軸受45は、吐出曲管30の外側に配置されており、吐出曲管30から突出した回転軸32の部分を回転可能に支持している。回転軸32を支持する水中軸受をさらに揚水管28内に配置してもよい。外軸受45は、吐出曲管30の上部に固定され、回転軸32の上部を支持している。水中軸受41は、吐出ボウル24および羽根車31の下方に配置され、回転軸32の下部を支持している。
The rotating
水中軸受41は、軸受ホルダー47に保持されている。吸込ベルマウス22の内周面には、複数の支持部材43が固定されている。水中軸受41および軸受ホルダー47は、これら支持部材43に支持されている。水中軸受41は、吸込ベルマウス22の吸込口22aに近接しており、作業員は吸込口22aを通じて水中軸受41にアクセスすることができる。
The
吐出ボウル24の内部には内側ボウル25が配置されており、内側ボウル25は、複数のガイドベーン37によって吐出ボウル24に連結されている。複数のガイドベーン37は、羽根車31の上方(吐出側)に配置されている。吐出ボウル24の内面と内側ボウル25の外面との間には液体の流路が形成されている。羽根車31が回転すると、吸込水槽1内の液体がポンプケーシング27の吸込口22aから吸い込まれる。液体は、羽根車31の回転により、ポンプケーシング27、揚水管28、吐出曲管30を通って吐出配管34に移送される。
Disposed within
図2は、水中軸受41、軸受ホルダー47、および回転軸32の一実施形態を示す断面図であり、図3は図2のA-A線断面図である。回転軸32の外周面には、円筒形状の水中軸受スリーブ50が固定されている。水中軸受スリーブ50は、水中軸受41によって回転可能に支持されている。すなわち、水中軸受スリーブ50は、水中軸受41の内側に位置しており、水中軸受スリーブ50の外周面は、水中軸受41の内周面によって支持されている。水中軸受スリーブ50は、超硬合金、ステンレス鋼などの金属から構成されており、水中軸受41は、樹脂、ゴム、セラミックスなどの非金属材から構成されている。水中軸受41の外周面は、軸受ホルダー47に保持されている。
FIG. 2 is a sectional view showing one embodiment of the
軸受ホルダー47は、水中軸受41が固定された円筒基台47aと、円筒基台47aを保持する円筒状の弾性部材47bと、弾性部材47bを保持する軸受ケーシング47cを備えている。軸受ケーシング47cはハウジング55に固定されており、ハウジング55は支持部材43に固定されている。円筒基台47aは、ステンレス鋼などの金属から構成されており、弾性部材47bはゴムなどの弾性樹脂から構成されている。
The bearing
回転軸32は、その外周面に形成された溝35を有している。溝35は、回転軸32の軸方向に延び、かつ水中軸受スリーブ50の内側に位置している。溝35の下端は、回転軸32の下端に達している。溝35は、平坦な底面35aを有している。溝35は、後述する超音波厚さ測定器および磁気測定器が挿入可能な程度の深さを有している。本実施形態では、溝35の深さは、水中軸受スリーブ50の厚さと、水中軸受41の厚さとの合計よりも大きい。溝35の長さは、水中軸受41の軸方向の長さよりも大きい。さらに、溝35の長さは、水中軸受スリーブ50の軸方向の長さよりも小さい。
The rotating
図4は、超音波厚さ測定器60で水中軸受スリーブ50の厚さを測定している様子を示す図である。超音波厚さ測定器60の探触子61は溝35内に挿入され、水中軸受スリーブ50を向いて(すなわち外側を向いて)溝35内に配置される。この状態で、厚さ測定器60は、水中軸受スリーブ50の厚さを測定する。超音波厚さ測定器60は、磁性材である金属からなる水中軸受スリーブ50の厚さを測定することができる。このような超音波厚さ測定器60は、市場で入手することができる。
FIG. 4 is a diagram showing how the thickness of the
水中軸受スリーブ50の厚さの測定値は、摩耗量監視装置70に自動または手動で入力され、摩耗量監視装置70の記憶装置70a内に記憶される。摩耗量監視装置70は、プログラムおよびデータ(厚さの測定値など)を記憶する記憶装置70aと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置(CPUなど)70bを備えたコンピュータから構成される。摩耗量監視装置70は、水中軸受スリーブ50の厚さの初期の測定値と現在の測定値との差から、水中軸受スリーブ50の摩耗量を決定する。水中軸受スリーブ0の厚さの初期の測定値は、記憶装置70a内に予め記憶されている。
The measured value of the thickness of the
水中軸受スリーブ50の厚さの初期の測定値は、水中軸受スリーブ50が摩耗していないときの水中軸受スリーブ50の厚さである。水中軸受スリーブ50が摩耗していないときの水中軸受スリーブ50の厚さは、水中軸受スリーブ50が摩耗していない状態で(すなわち、新品の水中軸受スリーブ50が取り付けられた後であって、かつ立軸ポンプ20の運転が開始される前に)、超音波厚さ測定器60によって測定される。摩耗量監視装置70は、水中軸受スリーブ50の厚さの初期の測定値と現在の測定値との差(絶対値)が、所定のしきい値を上回った場合に、警報信号を生成してもよい。
An initial measurement of the thickness of the
本実施形態によれば、水中軸受スリーブ50を回転軸32から取り外すことなく、かつ水中軸受41を軸受ホルダー47から取り外すことなく、水中軸受スリーブ50の厚さを測定することができる。したがって、作業員は、安全に作業を実施することができ、しかも速やかに測定作業を完了することができる。
According to this embodiment, the thickness of the
図5(a)は、超音波厚さ測定器60の探触子61の溝35内での姿勢を固定するための蓋73を示す斜視図であり、図5(b)は、蓋73を溝35内に嵌合させた状態を示す断面図である。蓋73の幅は、溝35の幅よりも小さく、溝35に嵌合可能に構成されている。蓋73は、回転軸32に着脱可能に取り付けられる。蓋73の底面73aは平坦である。溝35に嵌合されたときの蓋73の底面73aは、溝35の底面35aと平行である。蓋73の底面73aと、溝35の底面35aとの間には、隙間が形成されており、超音波厚さ測定器60の探触子61は、この隙間内に配置される。
FIG. 5(a) is a perspective view showing a
探触子61は、蓋73の底面73aおよび溝35の底面35aの両方と接触し、これにより探触子61の姿勢が安定する。すなわち、探触子61は、水中軸受スリーブ50の半径方向を向き、超音波厚さ測定器60は、水中軸受スリーブ50の半径方向に沿った厚さを測定する。本実施形態によれば、探触子61の姿勢が安定するので、超音波厚さ測定器60は水中軸受スリーブ50の正確な厚さを測定することができる。
The
図6(a)は、水中軸受スリーブ50の他の実施形態を示す断面図であり、図6(b)は、図6(a)に示す水中軸受スリーブ50が固定された回転軸32を示す断面図である。水中軸受スリーブ50は、超音波厚さ測定器60の探触子61の溝35内での姿勢を固定するための突部50aを有する。突部50aの底面50a-1は、水中軸受スリーブ50の内面の一部を構成する。突部50aの底面50a-1は平坦であり、溝35の底面35aと平行である。突部50aの底面50a-1と、溝35の底面35aとの間には、隙間が形成されており、超音波厚さ測定器60の探触子61は、この隙間内に配置される。
FIG. 6(a) is a cross-sectional view showing another embodiment of the
探触子61は、水中軸受スリーブ50の内面の一部である突部50aの底面50a-1、および溝35の底面35aの両方と接触し、これにより探触子61の姿勢が安定する。すなわち、探触子61は、水中軸受スリーブ50の半径方向を向き、超音波厚さ測定器60は、水中軸受スリーブ50の半径方向に沿った厚さを測定する。本実施形態によれば、探触子61の姿勢が安定するので、超音波厚さ測定器60は水中軸受スリーブ50の正確な厚さを測定することができる。
The
図7は、水中軸受41、軸受ホルダー47、および回転軸32の他の実施形態を示す断面図であり、図8は図7のB-B線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図2乃至図4を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the
回転軸32は、その周方向に離れた複数の溝35を有している。図8に示すように、本実施形態では、4つの溝35が回転軸32の外周面に等間隔で形成されている。本実施形態によれば、超音波厚さ測定器60は、水中軸受スリーブ50の周方向において異なる位置にある複数の測定点での水中軸受スリーブ50の厚さを測定することができる。したがって、水中軸受スリーブ50の全体の摩耗量をより正確に決定することができる。特に、本実施形態によれば、水中軸受スリーブ50の偏摩耗量を検出することができる。
The
図9は、水中軸受41、軸受ホルダー47、および回転軸32の他の実施形態を示す断面図であり、図10は図9のC-C線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図2乃至図4を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the
本実施形態では、磁気材80が水中軸受41の外側に配置されている。一例では、磁気材80は、永久磁石である。磁気材80は、軸受ホルダー47内に埋設されている。より具体的には、軸受ホルダー47には、その半径方向に延びる孔82が形成されており、磁気材80は孔82内に配置されている。孔82は、軸受ケーシング47cおよび弾性部材47bを貫通し、水中軸受41を保持する円筒基台47aに達している。孔82の底部は円筒基台47a内に位置する。孔82は円筒基台47aを貫通して延びてもよい。
In this embodiment, the
孔82の内周面にはねじ溝(図示せず)が形成されており、プラグとしてのねじ85が孔82にねじ込まれている。磁気材80は、ねじ85によって孔82の底部(または水中軸受41の外周面)に対して押し付けられ、これにより磁気材80の位置が固定されている。磁気材80は、球形状を有しているが、他の形状を有してもよい。
A thread groove (not shown) is formed in the inner peripheral surface of the
図11は、磁気測定器90によって磁気材80の磁気を測定している様子を示す図である。磁気測定器90の探触子91は溝35内に挿入され、水中軸受41を向いて(すなわち外側を向いて)溝35内に配置される。この状態で、磁気測定器90は、磁気材80の磁気を測定する。水中軸受41は、探触子91と磁気材80との間に位置している。非磁性材からなる水中軸受41は、磁気材80の磁気の透過を妨げる作用を有するので、磁気測定器90に到達する磁気の強さは、水中軸受41の厚さに依存して変わる。すなわち、水中軸受41の厚さが低下すると、磁気測定器90に到達する磁気の強さは増加する。したがって、磁気測定器90によって測定される磁気の強さから、水中軸受41の厚さを推定することができる。このような磁気測定器90は、市場で入手することができる。
FIG. 11 is a diagram showing how the magnetism of the
磁気の測定値は、摩耗量監視装置70に自動または手動で入力され、摩耗量監視装置70の記憶装置70a内に記憶される。磁気の初期の測定値は、記憶装置70a内に予め記憶されている。摩耗量監視装置70は、磁気の初期の測定値と現在の測定値との差に基づいて、水中軸受41の摩耗量を決定する。
The magnetic measurement value is automatically or manually input to the wear
磁気材80の磁気の初期の測定値は、水中軸受41が摩耗していないときの磁気材80の磁気の測定値である。すなわち、水中軸受41が摩耗していない状態で(すなわち、新品の水中軸受41が取り付けられた後であって、かつ立軸ポンプ20の運転が開始される前に)、磁気測定器90によって磁気材80の磁気が測定される。摩耗量監視装置70は、磁気の初期の測定値と現在の測定値との差(絶対値)が、所定のしきい値を上回った場合に、警報信号を生成してもよい。
The initial measurement of the magnetism of the
本実施形態によれば、水中軸受41を軸受ホルダー47から取り外すことなく、水中軸受41の摩耗量を検出することができる。したがって、作業員は、安全に作業を実施することができ、しかも速やかに測定作業を完了することができる。
According to this embodiment, the wear amount of the
図5(a)および図5(b)を参照して説明した蓋73、または図6(a)および図6(b)を参照して説明した水中軸受スリーブ50の実施形態は、図9乃至図11に示す実施形態に適用することができる。
Embodiments of the
図12は、水中軸受41、軸受ホルダー47、および回転軸32の他の実施形態を示す断面図であり、図13は図12のD-D線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図9乃至図11を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
12 is a sectional view showing another embodiment of the
回転軸32は、その周方向に離れた複数の溝35を有しており、さらに複数の磁気材80が水中軸受41の外側に配置されている。溝35の数は、磁気材80の数と同じである。一実施形態では、溝35の数は、磁気材80の数と異なってもよい。図13に示すように、本実施形態では、4つの溝35が回転軸32の外周面に等間隔で形成されており、4つの磁気材80が水中軸受41の周りに等間隔で配列されている。すなわち、4つの溝35は、回転軸32の周りに90度の間隔で配列されており、同様に、4つの磁気材80は、回転軸32の周りに90度の間隔で配列されている。
The
図14は、軸受ホルダー47、水中軸受スリーブ50、および回転軸32の端面を示す図である。図14に示すように、軸受ホルダー47の端面、より具体的には、軸受ケーシング47cの端面には、磁気材80の位置を示す目印95が形成されている。磁気材80に対する回転軸32の回転角度は、目印95に対する溝35の回転角度に相当する。
FIG. 14 is a diagram showing end surfaces of the bearing
水中軸受41の摩耗量は、次のようにして検出することができる。最初に、水中軸受41が摩耗していないときに(すなわち、新品の水中軸受41が取り付けられた後であって、かつ立軸ポンプ20の運転が開始される前に)、磁気材80に対する回転軸32の回転角度を変えながら、溝35内に配置された磁気測定器90によって磁気材80の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得する。
The wear amount of the
図15(a)は、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が0度の状態を示す図であり、図15(b)は、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が22.5度の状態を示す図であり、図15(c)は、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が45度の状態を示す図であり、図15(d)は、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が67.5度の状態を示す図であり、図15(e)は、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が90度の状態を示す図である。
15(a) is a diagram showing a state in which the rotation angle of the
磁気材80に対する回転軸32の回転角度が0度の状態で、磁気材80の磁気を磁気測定器90で測定する。磁気材80に対する回転軸32の回転角度を少し変え、磁気材80の磁気を磁気測定器90で測定する。同様の作業を繰り返し、磁気材80に対する回転軸32の回転角度が90度に達するまで、磁気材80の磁気を磁気測定器90で測定する。異なる回転角度で得られた複数の測定値は、摩耗量監視装置70に自動または手動で入力され、摩耗量監視装置70の記憶装置70aに記憶される。
The magnetism of the
摩耗量監視装置70は、回転角度の所定の範囲に亘る磁気材80の磁気の初期値を、上記複数の測定値から決定する。図16は、回転角度の0度~90度の範囲に亘る磁気材80の磁気の初期値を示すグラフである。磁気測定器90によって取得された複数の測定値以外の磁気の初期値は、内挿によって算出される。0度~90度の範囲内の各回転角度での磁気の初期値は、摩耗量監視装置70の記憶装置70aに記憶される。
The
立軸ポンプ20の運転開始からある程度の時間が経過した後、メンテナンスのために立軸ポンプ20の運転が停止される。このメンテナンス時において、磁気材80に対する回転軸32の現在の回転角度での磁気材80の磁気を磁気測定器90によって測定して、現在の測定値を取得する。図16に示すように、摩耗量監視装置70は、現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、現在の測定値との差に基づいて、水中軸受41の摩耗量を決定する。
After a certain amount of time has passed since the start of operation of the
立軸ポンプ20の運転を停止したときの回転軸32の停止位置は、回転軸32の惰性回転に依存して変わりうる。結果として、磁気測定時の回転軸32の溝35と磁気材80との距離も変わりうる。本実施形態によれば、回転軸32の回転が停止したとき、4つの溝35のうちのいずれか1つの磁気材80に対する角度は、0~90度の範囲内にある。したがって、回転軸32が停止したときの磁気材80に対する回転軸32の回転角度での磁気の初期値は、摩耗量監視装置70の記憶装置70aから取得できる。摩耗量監視装置70は、記憶装置70a内に格納されている磁気の初期値と、磁気測定器90から出力された磁気の現在の測定値との差から、水中軸受41の摩耗量を正確に決定することができる。
The stop position of the
本実施形態では、4つの溝35および4つの磁気材80を使用して水中軸受41の摩耗量が検出されているので、水中軸受41の全体の摩耗量を検出することができる。特に、本実施形態によれば、水中軸受41の偏摩耗量を検出することができる。ただし、本発明は本実施形態に限定されない。一実施形態では、1つの溝35および1つの磁気材80のみを使用して水中軸受41の摩耗量を検出してもよい。例えば、磁気材80に対する回転軸32の回転角度の範囲が、-20~+20度の範囲であり、この回転角度の範囲に亘る磁気材80の磁気の初期値を算出してもよい。回転軸32が停止したときの磁気材80に対する回転軸32の回転角度が-20~+20度の範囲内であれば、摩耗量監視装置70は、記憶装置70a内に格納されている磁気の初期値と、磁気測定器90から出力された磁気の現在の測定値との差から、水中軸受41の摩耗量を決定することができる。
In this embodiment, since the wear amount of the
図17は、水中軸受41、軸受ホルダー47、および回転軸32の他の実施形態を示す断面図であり、図18は図17のE-E線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図9乃至図11を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
17 is a sectional view showing another embodiment of the
本実施形態では、軸受ホルダー47およびハウジング55は、磁気材80を水中軸受41の外側に配置するための孔100を有している。孔100は、水中軸受41の外側に位置しており、軸受ホルダー47の半径方向に延びている。孔100はハウジング55の外面で開口している。立軸ポンプ20の運転時には、磁気材80は孔100内に配置されていない。孔100に液体が浸入することを防ぐため、孔100の開口はプラグ101によって閉じられている。プラグ101は、ねじから構成されている。孔100の内周面には、図示しないねじ溝が形成されており、プラグ101はねじ溝にねじ込まれている。孔100は、ハウジング55、軸受ケーシング47c、および弾性部材47bを貫通し、水中軸受41を保持する円筒基台47aに達している。孔100の底部は円筒基台47a内に位置する。孔100は円筒基台47aを貫通して延びてもよい。
In this embodiment, the bearing
水中軸受41の摩耗量を検出するときは、図19に示すように、プラグ101が孔100から外され、磁気材80が孔100内に挿入される。さらに、磁気材80を孔100内に押し込むために、ねじ105が孔100にねじ込まれる。磁気材80は、ねじ105によって孔100の底部(または水中軸受41の外周面)に対して押し付けられ、これにより磁気材80の位置が固定される。
When detecting the wear amount of the
本実施形態によれば、立軸ポンプ20の運転時には、磁気材80は孔100内に配置されていない。よって、磁気材80の腐食などに起因した磁気の低下を防止することができる。結果として、より正確な水中軸受41の摩耗量を検出することができる。
According to this embodiment, the
図17乃至図19に示す実施形態は、図12乃至図16を参照して説明した実施形態に適用することも可能である。図20は、複数の磁気材80が複数の孔100内にそれぞれ配置された状態を示す図である。図12乃至図16を参照して説明した水中軸受41の摩耗量の検出方法は、図20に示す実施形態にも同様に適用できる。すなわち、水中軸受41の摩耗量の検出方法は、水中軸受41に対する回転軸32の回転角度を変えながら、溝35内に配置された磁気測定器90によって孔100内の磁気材80の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得し、回転角度の所定の範囲に亘る磁気材80の磁気の初期値を、上記複数の測定値から決定し、孔100内の磁気材80に対する回転軸32の現在の回転角度での磁気材80の磁気を、溝35内に配置された磁気測定器90によって測定して、現在の測定値を取得し、上記現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、現在の測定値との差に基づいて、水中軸受41の摩耗量を決定する工程を含む。図12乃至図16に示す実施形態を図20に示す実施形態に適用する場合、図14に示す複数の目印95は、複数の孔100の位置をそれぞれ示す。
The embodiments shown in FIGS. 17-19 can also be applied to the embodiments described with reference to FIGS. 12-16. FIG. 20 is a diagram showing a state in which a plurality of
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments are described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiments can be made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in its broadest scope in accordance with the technical spirit defined by the claims.
1 吸込水槽
2 ポンプ据付床
5 開口
20 立軸ポンプ
21 インペラケーシング
22 吸込ベルマウス
22a 吸込口
24 吐出ボウル
25 内側ボウル
27 ポンプケーシング
28 揚水管
30 吐出曲管
31 羽根車
32 回転軸
33 取り付けフランジ
34 吐出配管
35 溝
35a 底面
37 ガイドベーン
41 水中軸受
43 支持部材
45 外軸受
47 軸受ホルダー
47a 円筒基台
47b 弾性部材
47c 軸受ケーシング
50 水中軸受スリーブ
50a 突部
50a-1 底面
55 ハウジング
60 超音波厚さ測定器
61 探触子
70 摩耗量監視装置
70a 記憶装置
70b 処理装置
73 蓋
73a 底面
80 磁気材
82 孔
85 ねじ
90 磁気測定器
91 探触子
95 目印
100 孔
101 プラグ
105 ねじ
1
Claims (14)
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記羽根車の下方に配置され、前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記回転軸に固定され、前記水中軸受に支持される水中軸受スリーブを備え、
前記回転軸は、該回転軸の外周面に形成された溝を有しており、
前記溝は、前記回転軸の軸方向に延び、かつ前記水中軸受スリーブの内側に位置している、立軸ポンプ。 a rotating shaft;
an impeller fixed to the rotating shaft;
a pump casing housing the impeller;
an underwater bearing disposed below the impeller and rotatably supporting the rotating shaft;
a hydrostatic bearing sleeve fixed to the rotating shaft and supported by the hydrostatic bearing;
The rotating shaft has a groove formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft,
The vertical shaft pump, wherein the groove extends in the axial direction of the rotating shaft and is located inside the submersible bearing sleeve.
前記溝に嵌合されたときの前記蓋の底面は、前記溝の底面と平行である、請求項2に記載の立軸ポンプ。 The vertical shaft pump further includes a lid fitted into the groove,
3. The vertical shaft pump according to claim 2, wherein the bottom surface of said lid when fitted into said groove is parallel to the bottom surface of said groove.
前記軸受ホルダーおよび前記ハウジングは、前記水中軸受の外側に位置する孔を有しており、
前記孔は、前記ハウジングの外面で開口している、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の立軸ポンプ。 The vertical shaft pump further includes a bearing holder that holds the underwater bearing, and a housing that holds the bearing holder,
the bearing holder and the housing have holes located outside the hydrostatic bearing;
6. The vertical shaft pump according to any one of claims 1 to 5, wherein said hole is open on the outer surface of said housing.
前記溝内に配置された超音波厚さ測定器によって、前記水中軸受スリーブの厚さを測定する方法。 A method for detecting the amount of wear of the submersible bearing sleeve of the vertical shaft pump according to any one of claims 1 to 9,
A method of measuring the thickness of the hydrobearing sleeve with an ultrasonic thickness gauge placed in the groove.
前記溝内に配置された磁気測定器によって、前記磁気材の磁気を測定して、現在の測定値を取得し、
前記磁気の初期の測定値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法。 A method for detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump according to claim 6,
measuring the magnetism of the magnetic material with a magnetometer placed in the groove to obtain a current measurement;
A method for determining the amount of wear of the hydrobearing based on the difference between the initial measurement of the magnetism and the current measurement.
前記磁気材に対する前記回転軸の回転角度を変えながら、前記溝内に配置された磁気測定器によって前記磁気材の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得し、
前記回転角度の所定の範囲に亘る前記磁気材の磁気の初期値を、前記複数の測定値から決定し、
前記磁気材に対する前記回転軸の現在の回転角度での前記磁気材の磁気を、前記溝内に配置された前記磁気測定器によって測定して、現在の測定値を取得し、
前記現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法。 A method for detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump according to claim 7,
While changing the rotation angle of the rotating shaft with respect to the magnetic material, the magnetism of the magnetic material is measured a plurality of times by a magnetic measuring device arranged in the groove to obtain a plurality of measured values;
determining from the plurality of measurements an initial value of the magnetism of the magnetic material over the predetermined range of rotation angles;
measuring the magnetism of the magnetic material at the current rotation angle of the rotating shaft with respect to the magnetic material by the magnetometer disposed in the groove to obtain a current measurement;
A method for determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial magnetic value corresponding to the current rotation angle and the current measured value.
前記溝内に配置された磁気測定器によって、前記孔内の磁気材の磁気を測定して、現在の測定値を取得し、
前記磁気の初期の測定値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法。 A method for detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump according to claim 8,
measuring the magnetism of the magnetic material in the hole by a magnetometer placed in the groove to obtain a current measurement;
A method for determining the amount of wear of the hydrobearing based on the difference between the initial measurement of the magnetism and the current measurement.
前記水中軸受に対する前記回転軸の回転角度を変えながら、前記溝内に配置された磁気測定器によって前記孔内の磁気材の磁気を複数回測定して、複数の測定値を取得し、
前記回転角度の所定の範囲に亘る前記磁気材の磁気の初期値を、前記複数の測定値から決定し、
前記孔内の磁気材に対する前記回転軸の現在の回転角度での前記磁気材の磁気を、前記溝内に配置された前記磁気測定器によって測定して、現在の測定値を取得し、
前記現在の回転角度に対応する磁気の初期値と、前記現在の測定値との差に基づいて、前記水中軸受の摩耗量を決定する方法。 A method for detecting the amount of wear of the submersible bearing of the vertical shaft pump according to claim 9,
obtaining a plurality of measured values by measuring the magnetism of the magnetic material in the hole a plurality of times with a magnetic measuring device arranged in the groove while changing the rotation angle of the rotating shaft with respect to the underwater bearing;
determining from the plurality of measurements an initial value of the magnetism of the magnetic material over the predetermined range of rotation angles;
measuring the magnetism of the magnetic material at the current rotation angle of the rotating shaft with respect to the magnetic material in the hole by the magnetometer disposed in the groove to obtain a current measurement;
A method for determining the amount of wear of the underwater bearing based on the difference between the initial magnetic value corresponding to the current rotation angle and the current measured value.
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