JPS62197681A - Screw pump - Google Patents

Screw pump

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Publication number
JPS62197681A
JPS62197681A JP3917286A JP3917286A JPS62197681A JP S62197681 A JPS62197681 A JP S62197681A JP 3917286 A JP3917286 A JP 3917286A JP 3917286 A JP3917286 A JP 3917286A JP S62197681 A JPS62197681 A JP S62197681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw
rotor
gap
pressure
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3917286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Yanagisawa
清司 柳澤
Tatsuya Ishigaki
石垣 龍哉
Masao Yoshida
吉田 政雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3917286A priority Critical patent/JPS62197681A/en
Publication of JPS62197681A publication Critical patent/JPS62197681A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of cavitation by installing a tapered screw on the inlet side of the screw rotors of a screw pump, thus preventing a jet stream from being generated from a gap between the screw rotors and a sleeve. CONSTITUTION:The fluid introduced from a suction flange 1 side is sent under pressure to an outlet flange 5 side by each revolution of a main screw rotor 2 and a trailing screw rotor 3. Between the main and trailing screw rotors 2 and 3 and a casing 4, a minute gap 8 is formed by the existence of screw tapered part (a), and said gap 8 is set so as to increase on the inlet flange 1 side in comparison with on the outlet flange 5 side. Therefore, the pressure Pi at a gap outlet edge 9 increases to suppress a jet stream A generated between the screw rotors 2 and 3 and the casing 4, and generation of cavitation is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリューポンプの構造に係り、牲にキャビテ
ーション防止、軸方向スラスト低減、径方向スラスト低
減に好適なスクリューロータ構造及び、スクリューロー
タ支持構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure of a screw pump, and in particular, a screw rotor structure and a screw rotor support structure suitable for preventing cavitation, reducing axial thrust, and reducing radial thrust. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のスクリューポンプはつきのような装置が公知であ
る。
Devices such as conventional screw pumps are known.

1)実公昭44−25107号に記載の装置はスクリュ
ーロータ入口不完全ねじ部もスリーブてケーシング)で
櫟う構造となっていたが、ロータとスリーブのすき1か
ら生じる噴流を防止するための圧力、すなわち、不完全
ねじ部が発生する圧力上昇値については配慮されていな
かった。
1) The device described in Japanese Utility Model Publication No. 44-25107 had a structure in which the incompletely threaded part of the screw rotor inlet was also covered with a sleeve (casing), but the pressure required to prevent the jet flow generated from the gap 1 between the rotor and the sleeve was In other words, no consideration was given to the pressure increase value caused by the incompletely threaded portion.

11)特開昭58−197489号に記載の装置はスク
リューロータのピッチを入口側と出口側で変える構造の
ものとなっていたが、軸方向の流体力については配慮さ
ねていなかった。
11) The device described in JP-A-58-197489 had a structure in which the pitch of the screw rotor was changed between the inlet side and the outlet side, but no consideration was given to the fluid force in the axial direction.

市)特開昭51−110703号に記載の装置は、スク
リューロータの吐出1411にバランスピストンを設け
、軸スラストを動域させる構造のものとなっていたが径
方向スラストのバランスについては配慮されていなかっ
た。
The device described in JP-A-51-110703 had a structure in which a balance piston was provided at the discharge 1411 of the screw rotor to make the axial thrust move, but no consideration was given to the balance of the radial thrust. There wasn't.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来のスクリューポンプはそれぞれ、以下の問題が
あった。
Each of the conventional screw pumps described above has the following problems.

1)実公昭44−25107号に記載の技術は、スクリ
ューロータネ完全ねじ部による液体の圧力上昇について
、十分な配慮がされていないため、不完全ねじ部のみで
は十分な圧力上昇が期待できない。したがって、すきま
出口部周辺の圧力があ筐り高くならず、このためすき1
から発生する噴流はなくならず、キャビテーションエロ
ージョンは解消されないという問題がある。
1) The technique described in Japanese Utility Model Publication No. 44-25107 does not give sufficient consideration to the increase in liquid pressure due to the fully threaded portion of the screw rotary, and therefore a sufficient pressure increase cannot be expected from the incompletely threaded portion alone. Therefore, the pressure around the gap outlet does not increase due to the gap 1.
There is a problem in that the jet flow generated from the jet does not disappear and the cavitation erosion is not eliminated.

11)%開FMA58−197489号に記載の技術は
、軸方向に作用する流体力の党圧面槓について配慮がさ
れておらず、軸方向スラスト低減には効果がないという
問題かめる。
11) The technique described in FMA No. 58-197489 does not take into account the force of the fluid force acting in the axial direction, and suffers from the problem that it is ineffective in reducing the axial thrust.

111°)%開昭51−110703号に記載の技術は
、スクリューロータ径方向に作用する流体力について配
属がされておらず、軸面は防止を図るため軸糸の−り性
を上けていた。このためam器の車量増大の問題があっ
た。
111°)% The technology described in 110703/1983 does not deal with the fluid force acting in the radial direction of the screw rotor, and the axial surface is designed to improve the axial thread flexibility in order to prevent it. Ta. For this reason, there was a problem of an increase in the number of AM vehicles.

本発明の第1の目的はスクリューロータ入口部とスリー
ブによりできるすきま端部の圧力を大きくすることで、
もれによる噴流を防止しキャビテーションエロージョン
を防止することにある。本発明の他の目的は軸方向受圧
面積の考慮による軸方向スラストの低減することにある
。本発明の史に他の目的は径方向スラストと逆向きの力
を作用させることで、径方向スラストを低減することに
ある。
The first object of the present invention is to increase the pressure at the end of the gap formed between the screw rotor inlet and the sleeve.
The purpose is to prevent jet flow due to leakage and to prevent cavitation erosion. Another object of the present invention is to reduce the axial thrust by considering the axial pressure receiving area. Another object of the present invention is to reduce the radial thrust by applying a force opposite the radial thrust.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、次のように構成することにより達成するこ
とができる。
The above object can be achieved by the following configuration.

1)キャビテーションエロージョン防止に対してはスク
リューロータの入口側で、密閉室形成に無関係なスクリ
ュ一部のリード長さを確保するか、入口側の密閉室形成
手前のロータ径を大きくする。
1) To prevent cavitation erosion, either ensure the lead length of a part of the screw that is unrelated to forming a sealed chamber on the inlet side of the screw rotor, or increase the rotor diameter on the inlet side before forming a sealed chamber.

11)軸方向スラストの低減に対しては、スクリューロ
ータの出口側2π以上のスクリューリードを他の部分よ
り大きくし、かつ、ねじ高さを小さくする。
11) To reduce the axial thrust, make the screw lead on the exit side of the screw rotor 2π or more larger than other parts, and reduce the screw height.

111)径方向スラストの低減に対しては、メタル軸受
または、軸受の役割もするバランスピストンのスリーブ
の一部に切欠き室を設ける。
111) To reduce radial thrust, provide a notch chamber in a metal bearing or in a part of the sleeve of the balance piston that also serves as a bearing.

〔作用〕[Effect]

1)スクリューロータの入口側で密閉室形成に無関係な
部分のリー ド長さを確保することは、スクリューロー
タとスリーブにより形成されるすきまの端部に流体が行
(1でに十分な圧力上昇をインデューサ作用により受け
らするので、すきま端部の圧力が高くなる。これにより
、スクリューロータとスリーブにより形成されるすき1
から発生する噴流を抑えられ、キャビテーションが抑え
られる。
1) Securing the lead length of the part unrelated to the formation of a sealed chamber on the inlet side of the screw rotor is to ensure that fluid flows to the end of the gap formed by the screw rotor and sleeve (1) to ensure sufficient pressure rise. is received by the inducer action, so the pressure at the end of the gap increases.As a result, the gap 1 formed by the screw rotor and sleeve
This suppresses the jet flow generated from the air and suppresses cavitation.

11)スクリューロータの入口側のねじリード及びねじ
高さに対し、出口側のねじリード及びねじ高さを2π分
以上変える。すなわち、流路体積=軸直角流路面槓×リ
ードであるから、入口側1及び出口側で流路体積は不変
に保ち、出口側のねじリードを大きくし、ねじ高さを小
さくす?Lは、吐出圧に対するスクリューロータの支出
部面積は小さくなるので、軸スラストを低減できる。
11) Change the screw lead and screw height on the exit side by 2π or more with respect to the screw lead and screw height on the inlet side of the screw rotor. In other words, since channel volume = axis-perpendicular channel surface depth x lead, the channel volumes on the inlet side 1 and outlet side should be kept unchanged, the thread lead on the outlet side should be increased, and the thread height should be reduced. Since L reduces the area of the screw rotor's expenditure relative to the discharge pressure, the axial thrust can be reduced.

;rr)軸受部または、バランスピストンスリーブの一
部に設けられた切欠き部には吐出側の昼い圧力が作用す
るので、径方向の力が生じる。これが、スクリューロー
タが流体から受ける圧力と向きが反対となるので径方向
スラストは両者によりキャンセル、またけ低減される。
;rr) Since the discharge side pressure acts on the bearing or the notch provided in a part of the balance piston sleeve, a radial force is generated. Since this direction is opposite to the pressure that the screw rotor receives from the fluid, the radial thrust is canceled and the straddle is reduced by both.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第一図はスクリューポンプの概略断面図である。Figure 1 is a schematic sectional view of the screw pump.

ここで、吸込フランジ1側より入った流体は主ロータ2
と従ロータ3が噛み合い回転するにより出口7ランジ5
側へ圧送される。主および従スクリューロータ2,3と
ケーシング4との間には微/JQスキま8が形成されて
おり、この微小すき18は入口フランジ11則のamが
出口フランジ59tljより大きい。つ1す、a部のス
クリュー外径は出口フランジ5側より入口7ランジl側
を小径に形成されている。なおこのamのスクリュー形
状は後に続くスクリューとねじり−ド、ピッチが異って
も良いが、インデューサ作用を生じる形状とする。
Here, the fluid entering from the suction flange 1 side is transferred to the main rotor 2.
As the slave rotor 3 meshes and rotates, the outlet 7 flange 5
Forced to the side. A fine/JQ gap 8 is formed between the main and slave screw rotors 2, 3 and the casing 4, and this minute gap 18 has a larger am in the inlet flange 11 rule than the outlet flange 59tlj. First, the outer diameter of the screw in section a is smaller on the inlet 7 flange l side than on the outlet flange 5 side. Note that the shape of this am screw may be different from the following screws in terms of torsion and pitch, but it should be a shape that produces an inducer action.

これにより、すき1出口端9の圧力P1は通常のスクリ
ューにテーパがついていない場合のすき1出ロ端圧力p
i’ より大きくなるため、噴流人は抑えらh〜キャビ
テーションが抑制される。第合図はすき1出口端9の圧
力P1を大きくするための他の一実施例を示し、入口側
のヌクリューのロータチップ径Dt、を出口9111の
スクリューのロータチップ径Dt、より太きく構成した
ことにある。
As a result, the pressure P1 at the outlet end 9 of the plow 1 is the pressure P1 at the outlet end 9 of the plow 1 when the normal screw is not tapered.
Since it becomes larger than i', jet flow is suppressed and cavitation is suppressed. The first figure shows another embodiment for increasing the pressure P1 at the plow 1 outlet end 9, in which the rotor tip diameter Dt of the screw on the inlet side is made larger than the rotor tip diameter Dt of the screw at the outlet 9111. There is a particular thing.

このような構成にすれは出口端9での動圧を大きくし圧
力P1を大きくできるので前述のテーパ状のものと同様
噴流Aが抑えられる。
With such a configuration, the dynamic pressure at the outlet end 9 can be increased and the pressure P1 can be increased, so that the jet flow A can be suppressed similarly to the tapered configuration described above.

第ホ図は第合図の要部を拡大して示す部分断面図である
。ここで、流路体積=(軸直角流路面積)×(リード)
で衣される。流路体績を入口側から出口側へ均一にする
ため、本実施例では出口側のり−ドLを大さくし、ねじ
高さくDa−Db)/2を小さくしたものである。
Figure E is a partially sectional view showing an enlarged main part of the first figure. Here, channel volume = (axis-perpendicular channel area) x (lead)
It is covered with In order to make the flow path performance uniform from the inlet side to the outlet side, in this embodiment, the outlet side thread L is increased and the thread height (Da-Db)/2 is decreased.

このように構成したスクリューポンプの動作を説明する
The operation of the screw pump configured in this way will be explained.

軸スラスト力Faは(1)式で戎される。The axial thrust force Fa is expressed by equation (1).

Fa=−(Pout−Pin)*(Da2−Db”) 
 −−(1)ここに p out :吐出圧力、Pin
:入口圧力したがって、Da−Dbが小さくなることで
軸スラスト力Faは低減される。これにより軸受寿命の
増大化、または、軸受サイズの低下によるコンパクト化
が図れる。
Fa=-(Pout-Pin)*(Da2-Db")
--(1) Here p out: Discharge pressure, Pin
: Inlet pressure Therefore, as Da-Db becomes smaller, the axial thrust force Fa is reduced. As a result, the life of the bearing can be increased, or the bearing can be made more compact by reducing the size of the bearing.

本発明の更に他の一実施例を第呑図に示す。スクリュー
ロータ2,3を支持するメタル軸受6は一沸に従ロータ
3が主ロータ2とで形成される高圧室と低圧室のアンバ
ランスから受ける力F、と同じ向きに切欠き室10を設
けである。このような構成にすれば、この切欠き室10
にも吐出圧Poutが作用するため、ロータは径方向に
も力F。
Still another embodiment of the present invention is shown in FIG. The metal bearings 6 that support the screw rotors 2 and 3 are provided with cutout chambers 10 in the same direction as the force F that the rotor 3 receives from the unbalance between the high pressure chamber and the low pressure chamber formed by the main rotor 2 during boiling. It is. With this configuration, this notch chamber 10
Since the discharge pressure Pout also acts on the rotor, a force F is applied to the rotor in the radial direction as well.

を受ける。この力P1は、前述の力F、と力の向きがπ
だけ違うので、F、とIP、で力のキャンセルが行なわ
れ、径方向スラストが低減される。これにより、軸径の
剛性を下けられるため、機器の小形化、酵量化が図られ
る。
receive. This force P1 is different from the aforementioned force F in the direction of π
Therefore, the forces are canceled at F and IP, and the radial thrust is reduced. As a result, the rigidity of the shaft diameter can be reduced, making it possible to downsize the equipment and increase the fermentation capacity.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれは、次の効果がある。 The present invention has the following effects.

1)キャビテーションが防止できるので、取扱液として
、水の使用が可能となる。1だ、キャビテーションエロ
ージョンがなくなるから、部品寿命が向上し、信頼性の
向上が図れる。
1) Since cavitation can be prevented, water can be used as a handling liquid. 1. Since cavitation erosion is eliminated, parts life can be extended and reliability can be improved.

11)軸スラストを低減できるので、軸受寿命を長くで
きる。またけ、バランスピストン等の軸スラストバラン
ス装置を設ける必要がなくなり、製品をコンパクト化で
きる。
11) Since shaft thrust can be reduced, bearing life can be extended. Moreover, there is no need to provide an axial thrust balance device such as a balance piston, and the product can be made more compact.

■)径方向スラストの低減により、軸系の一す性を下げ
らするので、軸径の低減すなわち、製品の小形化、軽量
化が図れる。
(2) By reducing the radial thrust, the stiffness of the shaft system is lowered, so the shaft diameter can be reduced, which means the product can be made smaller and lighter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のスクリューポンプ縦断面図
、第2図は本発明の他の実施例を示す縦m面図、第3図
は本発明の更に他の実施例を示す軸スラスト低減用スク
リューロータのM1断面図、第4図は本発明の異なる実
施例を示す径方向スラスト低減用の軸支部を説明する図
であり、第4図aはスクリューロータの縦断面図、第4
図すは第4図aの側面図、第4図Cは第4図aの径方向
スラスト力を説明する図である。 1・・・吸込フランジ、2・・・主ロータ、3・・°従
ロータ、4・・・ケーシング(スリーブ)、5・・・吐
出7ランジ、6・・・軸受、7・・・軸封装置、8・・
・すき1.9・・・すきま出口端、10・・・切欠き室
、a・・・スクリューテーパ部 第  (図 矛  2  図 第  3  凹 第  4  面 b          a
Fig. 1 is a vertical sectional view of a screw pump according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a vertical m-plane view showing another embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a shaft diagram showing yet another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a shaft support for reducing radial thrust showing a different embodiment of the present invention, and FIG. 4a is a longitudinal sectional view of the screw rotor, and FIG. 4
The figure is a side view of FIG. 4a, and FIG. 4C is a diagram illustrating the radial thrust force of FIG. 4a. 1... Suction flange, 2... Main rotor, 3... ° slave rotor, 4... Casing (sleeve), 5... Discharge 7 lange, 6... Bearing, 7... Shaft seal Device, 8...
・Gap 1.9...Gap outlet end, 10...Notch chamber, a...Screw taper part No. 2 (Figure 2 Figure 3 Concave 4th surface b a

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 数本のスクリューロータと、それらを覆うケーシングと
、からなるスクリューポンプにおいて、前記スクリュー
ロータの入口側にテーパ状のスクリューまたは、テーパ
状で他の部分よりリードの大きいスクリューまたは、他
の部分よりロータ径の大きいスクリューを設け、そのス
クリューロータの出口側−リード以上のリード長さ及び
ねじ高さを変えたスクリューを設け、更に、スクリュー
ロータ端部に設けられたバランスピストンシリンダまた
は、軸受部の一部に切欠き室を設けたことを特徴とする
スクリューポンプの構造。
In a screw pump consisting of several screw rotors and a casing that covers them, there is a tapered screw on the inlet side of the screw rotor, or a tapered screw with a larger lead than other parts, or a screw with a larger lead than other parts. A screw with a large diameter is provided, and a screw with a lead length and screw height that is longer than the lead on the exit side of the screw rotor is provided, and a balance piston cylinder provided at the end of the screw rotor or a part of the bearing part is provided. The structure of a screw pump is characterized by having a notch chamber in the part.
JP3917286A 1986-02-26 1986-02-26 Screw pump Pending JPS62197681A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392405B1 (en) * 2000-06-13 2003-07-31 남기일 Screw type Vacuum pump having variable lead
US8827669B2 (en) 2005-12-13 2014-09-09 Edwards Limited Screw pump having varying pitches

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