JPS6337510Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は軸受の摩耗を検出し、軸受の摩耗によ
るポンプ本体のトラブルを未然に防ぐことができ
る無漏洩ポンプに関するものである。

（従来の技術） 従来の無漏洩ポンプは危険な化学液薬、高価な
化学液、高温の液等を移送できる特徴を有してお
り、一般にこのような無漏洩ポンプはすべり軸受
構造を採用している。しかしながら上述した従来
の無漏洩ポンプにおいては、軸受の摩耗状態が外
部から観察できないため軸受交換の時期を逸し易
く、そのためローターとケーシングが接触して破
壊し、液の漏出を生じることがあつた。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した欠点を解決するために、例えば特開昭
50−54903号公報においてインペラを含む回転子
（ローター）の位置の変化を前記ローターに内蔵
するマグネツトと、ローターに近接して設置した
コイルにより検出する装置が開示されている。し
かしながら、使用温度範囲を常温と150℃の間で
温度の上昇、下降を繰り返す間歇運転のポンプの
場合、温度変化によるマグネツトの磁力変化が10
％程度有りこの変化が磁界に及ぼす影響が大き
く、正確に軸受摩耗を検出することは困難であつ
た。又、位置の変化を電圧として取り出すため
に、外乱を受け易いといつた問題があつた。

本考案の目的は上述した不具合を解消して、軸
受の摩耗を検出し軸受の摩耗によるポンプ本体の
トラブルを未然に防ぐことが可能であると共に、
ポンプ室中に液の無い状態でローターを回転させ
る空転室の防止も可能な軸受摩耗の検出構造を有
する無漏洩ポンプを提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案の無漏洩ポンプは、ローターがラジアル
軸受及びスラスト軸受により回転自在に支承さ
れ、液体の一部が、回転する前記ローターの羽根
外周の高圧部から前記ローターを囲むケーシング
との間に形成された低圧部へ流れる構造を有しか
つ、液体を吸引圧送する無漏洩ポンプにおいて、 前記ローターを前記スラスト軸受のいずれか一
方向に当接させるとともに、前記低圧部にオリフ
イスを設け、該オリフイス又は該オリフイスに近
接した前記低圧部で前記ケーシングの接液面から
圧力検出孔を前記ケーシングの外側へ向けて透接
させ、該圧力検出孔の外側開口端には、圧力検出
手段を備えたことを特徴とするものである。

（作用） 上述した構成において、オリフイス又はオリフ
イスとオリフイスに近接した低圧部の間の任意の
位置で液圧を常に測定することにより、スラスト
方向、ラジアル方向の軸受が摩耗して上記オリフ
イスの作用が変化して生ずる液圧の変化を検知で
きるため、その液圧の変化により軸受摩耗を効果
的に検出できる。また、この液圧測定によりポン
プ流体の無い空運転状態での流体圧力発生の無い
場合にも、これを検知でき、軸受のドライ摺動に
よるトラブル発生を未然に防ぐことができる。

（実施例） 第１図は本考案の無漏洩ポンプとしてマグネツ
トポンプの一実施例を示す断面図である。本実施
例では、一端部に従動マグネツト９をまた他端部
にインペラー１を有するローター５を、ケーシン
グ２とキヤン４との間に固定されたシヤフト６に
前軸受８ａと後軸受８ｂを介して接着する。キヤ
ン４はエンドカバー３を介してケーシング２に固
定されており、それらの接合面にそれぞれガスケ
ツト１２と１３を設けることにより、ケーシング
２の液導入口２５から導入された液を液密の状態
で液排出口２６へ送給している。また、液体の一
部はローター５のインペラー１の羽根外周の高圧
部から裏羽根１４、オリフイス１５とエンドカバ
ー３との間、バランスホール１６を通り入口部２
７へ流れると共に、キヤン４とローター５の間か
ら後軸受８ｂ、前軸受８ａの摺動面に設けたらせ
ん溝を通り、ローターの入口部２７へ流れてい
る。さらに、ローター５は前軸受８ａ、後軸受８
ｂが嵌合され、スラスト軸受７とシヤフト６によ
り回転自在に支承されている。

キヤン４の外周部には従動マグネツト９に対向
する位置に駆動マグネツト１０を設ける。この駆
動マグネツト１０は、スタンド１１を介してエン
ドカバー３に固定されたモーター２０の回転軸に
接続され、モーター２０の駆動によりキヤン４の
周囲を回転する構造となつている。本実施例で
は、圧力検出孔１７をエンドカバー３の上部にそ
の一端がオリフイス１５とバランスホール１６と
の間に連通するよう設けている。圧力検出孔１７
の他端部はエンドカバー３の外周部まで延設さ
れ、外周部に設けた圧力センサー１８によりその
圧力を検出する構造をとつている。

上述した構造の本考案の無漏洩ポンプの一実施
例であるマグネツトポンプにおいては、すべり軸
受である前軸受８ａとスラスト軸受７を当接すべ
く裏羽根１４、オリフイス１５、バランスホール
１６を設け、前記ローター５に加わる各部の圧力
を調整するとともに、前記前軸受８ａとスラスト
軸受７を当接する力は、最小限に適正な値として
いる。かかる軸方向力（スラスト力）の調整方法
は、公知の技術であるが、本発明者は前述の如
く、ローター５を前記圧力調整方法により、前軸
受８ａとスラスト軸受７を当接した状態で前軸受
８ａとスラスト軸受７が摩耗してローター５の位
置が変化すると、裏羽根１４とケーシング２との
間の裏羽根ギヤツプ２１の間隔が変化し裏羽根１
４、オリフイス１５、バランスホール１６間の各
部の圧力変化が生じることを知見し、本考案にい
たつた。この圧力変化を検出するための圧力検出
孔１７をオリフイス１５とバランスホール１６と
の間に設け、また、前記圧力検出孔１７に圧力セ
ンサー１８を設け圧力の変化により軸受の摩耗を
検知している。また、この圧力検出孔１７および
圧力センサー１８によれば、ポンプ液の無い状態
で運転を実施した場合の圧力の無い状態も検知し
て空運転防止の目安とすることもできる。

第２図は本考案の他の実施例を示す断面図であ
る。本図において第１図と同じ部材には同じ符号
を付しその説明を省略する。第２図に示す実施例
で第１図に示す実施例と相違する点は、テーパー
をつけたオリフイス３１とした点である。第２図
に示す実施例ではオリフイス３１とバランスホー
ル１６との間の圧力変化が顕著となり圧力検出が
容易となるため、前記オリフイス３１の部分に面
するエンドカバー３に圧力検出孔１７を設けてい
る。又、前記テーパーは任意に選定して良い。

第３図は本考案の更に別の実施例を示す断面図
である。本図において第１図と同じ部材には同じ
符号を付しその説明を省略する。本図においては
裏羽根１４の内周側にオリフイス３２ａとロータ
ー５の外周とエンドカバー３の内径部にオリフイ
ス３２ｂを設置し、更に圧力検出孔１８ａ，１８
ｂを各々、オリフイス３２ａとオリフイス３２ｂ
の間、オリフイス３２ｂとローター入口部２７と
の間に開口してある。かかる構造の場合液はロー
ター外周の高圧部より、前記裏羽根１４、オリフ
イス３２ａ、オリフイス３２ｂ、１オリフイスを
構成する軸受８ａ，８ｂのらせん溝を通り、ロー
ター入口部２７の低圧部へ流すとともに、裏羽根
１４により、ローターを軸受８ａがスラスト軸受
７に当接させている。前記スラスト軸受７、及び
前軸受８ａの端面が摩耗した場合、オリフイス３
２ａの隙間が開くことにより、ローター外周部の
高圧流体がオリフイス３２ａとオリフイス３２ｂ
の間に流入し、圧力検出孔１７ａ、及び圧力セン
サー１８ａにより、圧力の上昇を検出し、摩耗を
検出する。また、前軸受８ａと後軸受８ｂのラジ
アル方向が摩耗した場合、該軸受８ａ，８ｂの軸
部隙間が増加し、ローター入口部２７の低圧部の
影響をうけ前記圧力検出孔１７ｂの圧力が低下す
ることを圧力センサー１８ｂにより検出し、摩耗
を検出する。この場合、圧力検出孔１７ａで測定
する圧力が、軸受８ａ，８ｂのラジアル方向の摩
耗による圧力低下の影響をうけにくくするため、
前記オリフイス３２ｂの軸方向長さを大きくする
ことが望ましい。

実施例 第１図に示す形状のマグネツトポンプを準備し
た。ローター５には、裏羽根１４（羽根高さ：
4.5mm、裏羽根ギヤツプ２１：３mm）、オリフイス
１５（隙間：0.6mm、長さ：10mm）、バランスホー
ル１６（φ6mm×５個）を設けた。この場合の各
部の圧力は、インペラ外周が高圧、裏羽根−オリ
フイス間が中圧、オリフイス−バランスホール間
が低圧となつている。また、モーター２０の回転
数は2900rpm、流量範囲は、0.03〜0.2m³／minと
した。

上述したマグネツトポンプにおいて、軸受８ａ
の端面とスラスト軸受７を摩耗してローターの位
置が例えば２mm変化した場合裏羽根ギヤツプ２１
は３mmから５mmとなると共にラビリンス長さも10
mmから８mmとなり、また裏羽根１４のギヤツプ２
１が大となることにより、裏羽根１４の効果が低
減し、裏羽根内周部の圧力が上昇し各部圧力の関
係が変化する。第１図に示す位置に設けた圧力セ
ンサー１８で、正常時および前軸受８ａ及びスラ
スト軸受７が合計して２mm摩耗した時の圧力を流
量との関係で求めた結果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、前軸受８ａが２mm
摩耗した場合は正常時の圧力に対し平均0.25Kg
ｆ／cm²の圧力上昇を生じた。これにより、ポンプ
を常用流量0.1m³／minに設定してスレツシユホ
ールド値の設定をMin0.85〜MAX1.05Kgｆ／cm²
として設定範囲外となつた場合ポンプを停止すれ
ば、軸受摩耗と空運転を好適に防止することがで
きた。

本実施例では、ローター５を前軸受８ａがスラ
スト軸受７に当接する方向に、各部の圧力を調整
しているが、後軸受８ａが図示しないが、キヤン
４の底部に別に設けたスラスト軸受と当接すべ
く、設定してもちろん良いものである。

また、圧力検出孔はローター羽根外周の流体の
高圧部と連通した低圧部であればどこに設置して
もよく、従つて、例えばケーシングの接液面に設
置してもよい。更に本実施例では、ケーシングと
エンドカバーとが分離されているが、それが一体
製のものであつてもよい。

なお、上述した実施例において圧力検出の手段
として圧力センサーを使用したが、本考案はこれ
に限定されるものではなく圧力を検出できる装置
ならば何を使用しても良いことはいうまでもな
い。

更に、本考案の一実施例としてマグネツトポン
プについて説明したが、本考案はキヤンドモータ
型ポンプにも適用されうるものである。

（考案の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本考案の軸受摩耗の検出構造を有するマグネ
ツトポンプによれば、軸受の摩耗状態を常に検知
することができるため分解点検無しで軸受の交換
時期を示すことができる。また、空運転の防止を
も好適に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はそれぞれ本考案
の一実施例を示す断面図、第４図は流量に対する
圧力変化を示すグラフである。 １……インペラー、２……ケーシング、３……
エンドカバー、４……キヤン、５……ローター、
６……シヤフト、７……スラストワツシヤー、８
ａ……前軸受、８ｂ……後軸受、９……従動マグ
ネツト、１０……駆動マグネツト、１１……スタ
ンド、１２，１３……ガスケツト、１４……裏羽
根、１５……オリフイス、１６……バランスホー
ル、１７，１７ａ，１７ｂ……圧力検出孔、１
８，１８ａ，１８ｂ……圧力センサー、２０……
モーター、２１……裏羽根ギヤツプ、２５……液
導入口、２６……液排出口、２７……入口部、３
１……オリフイス、３２ａ，３２ｂ……オリフイ
ス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ローターがラジアル軸受及びスラスト軸受に
   より回転自在に支承され、液体の一部が、回転
   する前記ローターの羽根外周の高圧部から前記
   ローターを囲むケーシングとの間に形成された
   低圧部へ流れる構造を有しかつ、液体を吸引圧
   送する無漏洩ポンプにおいて、 前記ローターを前記スラスト軸受のいずれか
   一方向に当接させるとともに、前記低圧部にオ
   リフイスを設け、該オリフイス又は該オリフイ
   スに近接した前記低圧部で前記ケーシングの接
   液面から圧力検出孔を前記ケーシングの外側へ
   向けて透接させ、該圧力検出孔の外側開口端に
   は、圧力検出手段を備えたことを特徴とする無
   漏洩ポンプ。 ２ 前記無漏洩ポンプがマグネツト駆動型ポンプ
   である実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   無漏洩ポンプ。 ３ 前記無漏洩ポンプがキヤンドモータ型ポンプ
   である実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   無漏洩ポンプ。