WO2001012993A1 - Pompe a aimant - Google Patents

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WO2001012993A1
WO2001012993A1 PCT/JP2000/005317 JP0005317W WO0112993A1 WO 2001012993 A1 WO2001012993 A1 WO 2001012993A1 JP 0005317 W JP0005317 W JP 0005317W WO 0112993 A1 WO0112993 A1 WO 0112993A1
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WO
WIPO (PCT)
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magnet
bearing
pump
impeller
pump chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/005317
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyoshi Tatsukami
Yoshihiro Iba
Toshinori Yanagihara
Kazuo Okada
Original Assignee
Iwaki Co., Ltd.
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Publication date
Application filed by Iwaki Co., Ltd. filed Critical Iwaki Co., Ltd.
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Priority to US09/807,030 priority patent/US6443710B1/en
Priority to JP2001517058A priority patent/JP3403719B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/041Axial thrust balancing
    • F04D29/0413Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/026Details of the bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/027Details of the magnetic circuit

Definitions

  • the present invention relates to a magnet pump in which a rotating body composed of an impeller and a magnet can is rotatably supported by a support shaft and drives the magnet can to rotate from outside a rear casing.
  • a pump chamber is formed by front casing, and a cylindrical space continuous with the pump chamber is formed by rear casing.
  • a cylindrical magnet can rotatably supported by a support shaft having one end fixed to the rear casing.
  • a rotation drive unit that is magnetically coupled to the magnet can via a rear casing is disposed outside the magnet can, and the drive force of the rotation drive unit rotates the magnet can.
  • An impeller housed inside the pump chamber is integrally connected to the magnet can. Due to the rotation of the impeller, the transfer fluid is introduced into the inside of the pump chamber from the suction port provided on the front of the front casing, and the transfer fluid is discharged from the discharge port provided on the side surface of the front casing.
  • the following method has been used to connect the magnetic can and impeller.
  • Fix the impeller and magnet can by friction using a press-fit or cushioning material.
  • Connect the impeller and magnet can with screws.
  • the impeller and magnet can are joined by welding or welding.
  • the rotating body composed of the magnet can and the impeller is supported on a support shaft via a cylindrical rotating bearing.
  • the rotating bearing is movable in the thrust direction.
  • the suction body side has a negative pressure, so that the rotating body is entirely slid toward the front side.
  • the rotating body is entirely slid rearward by the magnetic can and the magnetic attraction of the rotary drive, and the rear end face of the rotary bearing and Contacts the thrust bearing of the facing casing.
  • the conventional magnet pump described above has several problems in terms of reliability. there were.
  • the binding force is reduced with time or when a high-temperature liquid is transferred, so that Invera and magnetic can may be separated.
  • the connection method of (2) there was a risk that the connection part would be loosened due to the accidental rotation of the pump or the inertia force when the pump was stopped, and the impeller and the magnet can be detached.
  • the method (3) has a problem that it takes a long time to manufacture and that once assembled, parts cannot be replaced.
  • the rear end face of the bearing of the rotating body comes into contact with the rear thrust bearing at the time of an initial drive such as an idling operation or an air entrainment operation, or at an abnormal time.
  • the pump was damaged due to sliding heat between the bearing and the bearing end face.
  • the present invention has been made in view of such problems, and has as its object to provide a magnet pump with improved reliability.
  • an object of the present invention is to provide a magnet pump that can maintain the coupled state of the impeller and the magnet can stably for a long period of time, and that can easily replace each component.
  • a further object of the present invention is to provide a magnet pump that does not suffer damage due to heat generation or impact even during abnormal operation such as idle operation or air entrainment.
  • a magnet pump according to the present invention includes a front casing in which a pump chamber is formed therein, and a suction port and a discharge port for a transfer fluid, and a rear casing that forms a cylindrical space following the pump chamber.
  • a support shaft disposed in the cylindrical space, a rear end portion supported by a rear end portion of the rear casing, and a front end portion facing the pump chamber; and a support shaft rotatably supported by the support shaft.
  • the impeller housed in the pump chamber is magnetically coupled to the driven magnet via the rear casing, and the impeller is rotated to the impeller via the driven magnet.
  • Rotating drive means for applying power and a rear bearing provided at a rear end of the rotary bearing And a rear-last bearing provided in a portion of the rear casing facing the rear bearing and coming into contact with the rear bearing by a rearward movement of the rotary bearing during abnormal operation of a pump.
  • the impeller is characterized in that it is fitted in the axial direction and is connected by a pin penetrating both in the radial direction. According to the present invention, since the magnet can and the impeller are connected by the pin penetrating both in the radial direction, the fastening force of the fastening portion decreases over time or due to heat, reverse rotation or pump stoppage. In addition, according to the present invention, since the magnetic can and the impeller are connected in the axial and rotational directions by the pins, disassembly and assembly of both are easy. Yes, replacement of each part is also possible.
  • the coupling surface between the magnet can and the impeller has a rotational power transmission surface extending in the radial direction.
  • the rotation direction (power transmission direction) of the invera and the magnet can be fixed mainly by the rotary power transmission surface, so that a large load is not applied to the pin, and the pin is accordingly reduced. Can be thin and small.
  • the bottle has a magnet can and an impeller attached from the inner peripheral side to the outer peripheral side. If the bottle is retained by the outer peripheral surface of the rotary bearing, once the impeller and the magnetic can are assembled, It does not come off easily and can maintain a stable connection state.
  • the magnet pump according to the present invention also includes a front casing in which a pump chamber is formed and in which a suction port and a discharge port for a transfer fluid are provided, and a rear casing that forms a cylindrical space following the pump chamber. And a support shaft disposed at the cylindrical space, a rear end portion of which is supported by a rear end portion of the repacking, and a front end portion facing the pump chamber.
  • the support shaft is rotatably supported. Is a cylindrical magnet, a cylindrical rotary bearing is mounted on the inner peripheral part and a driven magnet is mounted on the outer peripheral part, and the magnet can is fixed to the tip of the magnet can and rotates integrally with the magnet can.
  • the impeller housed in the pump chamber is magnetically coupled to the driven magnet via the rear casing, and is turned to the impeller via the driven magnet.
  • a rotation driving means for providing a driving force, rear portion provided at the rear end of the rotary bearing A bearing provided on a portion of the rear casing facing the rear bearing, the rear bearing being in contact with the rear bearing by the rearward movement of the rotary bearing during abnormal operation of a pump;
  • the cross-sectional shape of one of the rear-last bearings is characterized by a reduced sliding area.
  • the cross-sectional shape of one of the rear bearing disposed at the rear end of the rotary bearing and the rear thrust bearing in contact with the rear bearing has a shape in which the sliding surface contact is reduced (for example, a mountain shape). Therefore, the sliding heat between the rear bearing and the rear thrust bearing is suppressed as compared with the conventional case, and heat generation can be prevented.
  • the surface area of the non-sliding portion is increased, heat from the sliding portion can be more efficiently released than the flat bearing. Thereby, the durability at the time of abnormal operation can be improved.
  • a vane for supplying a transfer fluid as a cooling fluid to a sliding portion between the rear bearing and the rear thrust bearing is formed on a side of the rear bearing opposite to the rear thrust bearing. Since the coolant can be forcibly circulated through the sliding portion, the cooling effect can be further enhanced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a magnet pump according to one embodiment of the present invention.
  • ⁇ FIG. 2 is an axial cross-sectional view of a coupling portion between an impeller and a magnet can of the magnet pump.
  • FIG. 3 is an axial sectional view showing another coupling structure between the impeller and the magnet can.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to an axis, showing another coupling structure between the impeller and the magnet can.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a magnet pump according to another embodiment.
  • 6A and 6B are a plan view of the rear bearing and a cross-sectional view taken along line AA.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a magnet pump according to one embodiment of the present invention.
  • the front casing 1 has a pump chamber 2 formed therein, and has a suction port 3 on the front face and a discharge port 4 on the upper side face.
  • a rear casing 6 which forms a cylindrical space 5 continuous with the pump chamber 2.
  • a support shaft 7 is arranged in the cylindrical space 5 so that the tip thereof faces the pump chamber 2.
  • the support shaft 7 has a rear end fixed to a rear end of the rear casing 6 and a front end supported by a shaft support 8 extending from, for example, three directions on the inner peripheral surface of the suction port 3 toward the center.
  • the rotating body 10 is rotatably supported on the support shaft 7.
  • the rotating body 10 includes a cylindrical space 5 including a cylindrical rotating bearing 11 slidably mounted on the outer periphery of the support shaft 7 and a ring-shaped driven magnet 12 disposed on the outer periphery thereof.
  • An impeller 14 is provided.
  • a pin 15 that penetrates both the magnet can 13 and the impeller 14 in the radial direction is attached to the fitting portion, and the pin 15 restricts the movement of the two in the rotation direction. The details of the coupling structure between the magnet can 13 and the impeller 14 will be described later.
  • An annular mouth ring 16 is attached to the front of the impeller 14.
  • An annular liner ring 17 is attached to a portion of the front casing 1 facing the mouth ring 16.
  • the mouth ring 16 and the liner ring 17 come into contact with each other when the rotating body 10 slides forward during normal operation.
  • an annular rear bearing 19 is mounted on the rear end face of the rotary bearing 11 via a cushion member 18.
  • the cross section of the rear bearing 19 is formed in a mountain shape so that the inner peripheral side protrudes rearward.
  • an annular rear thrust bearing 20 is mounted on the fixed portion of the support shaft 7 of the rear casing 6 facing the rear bearing 19. The rear bearing 19 and the rear thrust bearing 20 come into contact with each other when the rotating body 10 is sliding backward during abnormal operation.
  • the ring-shaped drive magnet of the drive rotor 21 constituting the rotary drive means is located at a position facing the driven magnet 12 of the magnet can 13 via the rear casing 6. And the driven magnet 12 is magnetically coupled to the driven magnet 12.
  • the driving rotator 21 is driven by a motor (not shown) via a driving shaft 23.
  • the drive rotating body 21 is isolated from the pump chamber 2 and is housed in a space between the rear casing 6 and the drive body casing 24.
  • a motor (not shown) drives the rotating body 21 via the rotating shaft 23 to rotate the driving magnet 22.
  • the driven magnet 1 magnetically coupled thereto is driven. 2 also rotates.
  • the bearing 11 slides around the support shaft 7, and the impeller 14 rotates to introduce the transfer fluid from the suction port 3 into the pump chamber 2.
  • the introduced transfer fluid is discharged to the outside through the discharge port 4.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross section in the direction of the support shaft 7 of the joint between the magnet can 13 and the impeller 14. As shown, the outer periphery of the rear end of the impeller 14 and the inner periphery of the front end of the magnet can 13 are fitted in the axial direction. A projection 31 protruding in three directions is provided on the outer periphery of the fitting portion of the impeller 14, and a corresponding groove 3 on the inner periphery of the magnet can 13 for fitting the projection 31 is provided. 2 is formed.
  • the side surfaces of the projection 13 and the groove 32 that is, the surface extending in the radial direction, form the rotational power transmission surface 33.
  • the bin 15 is mounted so that both penetrate radially from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the impeller 14.
  • the pin 15 has a base portion 34 that is widened, and this portion 34 fits into a recess 35 formed on the inner peripheral surface of the impeller 14, and the magnet can 13 and the impeller 1 4 is concluded. Finally, by mounting the rotary bearing 11 on the inner peripheral side, the removal of the pin 15 is completely prevented.
  • FIG. 3 is an axial sectional view showing a coupled state of a magnet can 13 ′ and an impeller 14 ′ of a magnet pump according to another embodiment of the present invention.
  • the driving force in the rotational direction is received by the power transmission surface 33.
  • the boss 31 and the groove 3 2 are omitted, and are received by two pins 15 and 15 ′.
  • a load in the rotating direction is applied to the pins 15 and 15 ', but by increasing the number of pins as in this example, more stable fastening is possible.
  • FIG. 4 shows an example in which the coupling structure between the impeller 14 and the magnet can 13 is further improved.
  • the press-fitting portion between the impeller 14 and the magnet can 13 is usually made of fluororesin or the like. Therefore, when creep occurs in the resin due to the rotational force during operation, the coupling between the impeller 14 and the magnet can 13 becomes loose.
  • the magnet can 13 in order to prevent such a situation, has a structure in which the inner and outer peripheries of the metal cylinder 41 are covered with a fluororesin 42, and the magnet can 13 is connected to the magnet can 13 of the impeller 14. Is pressed between metal 41 and bearing 11. As a result, the reliability of the connection between the magnetic can 13 and the impeller 14 becomes higher.
  • the driving magnet 22 is positioned so as to draw the driven magnet 12 backward.However, during normal operation when the transfer fluid is being transferred, the suction port 3 is under negative pressure. The body 10 slides forward as a whole, and the rotating body 10 rotates with the mouth ring 16 and the liner ring 17 sliding. On the other hand, in the case of an idling operation immediately after the start of the pump or an abnormal operation when the air is entrained, the negative pressure state of the suction port 3 disappears. At this time, the driven magnet 12 is drawn to the driving magnet 22, and the rotating body 10 slides backward as a whole. As a result, the rear bearing 19 comes into contact with the rear thrust bearing 20. The cushion material 18 absorbs the impact at the time of this contact.
  • FIG. 5 is a view showing a magnet pump according to another embodiment of the present invention.
  • the cross section of the rear bearing 19 is a chevron-shaped cross section.
  • the cross section of the rear thrust bearing 20 ' is a chevron
  • the rear bearing 19' is a normal rectangular cross section.
  • FIG. 6 shows a structure of a rear bearing 19 ′ of still another embodiment.
  • the blades 31 for forced cooling are formed in the rear bearing 19.
  • the blades 31 are angled so as to guide the coolant or air from the outer peripheral side to the inner peripheral side with respect to the rotation direction indicated by the arrow in the figure (of course, they may be guided in the opposite direction).
  • the sliding portion between the rear bearing 19 ⁇ and the rear thrust bearing 20 can be forcibly cooled to the rear part by the transfer fluid as the cooling liquid and by the air during the idle operation. The cooling effect can be further enhanced.
  • the cushion material 18 is provided separately from the rear bearing 19, but the rear bearing 19 itself is made of a resin having a low thermal conductivity, thereby having a function as a cushion material. Making it effective is also effective.
  • the magnet can and the impeller are connected by the pin penetrating both in the radial direction, so that the fastening force of the fastening portion is temporarily or thermally reduced.
  • Reverse rotation There is no reduction due to the inertia force when the pump stops, and the axial and rotational coupling between the magnet can and impeller is performed by pins, so disassembly and assembly of both are possible. It is easy, and replacement of parts is possible.
  • the cross-sectional shape of one of the rear bearing disposed at the rear end of the rotary bearing and the rear thrust bearing in contact with the rear bearing is formed to have a reduced sliding surface contact. Heat generation between the bearing and the rear thrust bearing can be prevented, and durability during abnormal operation can be improved.

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Description

曰月糸田 ¾
マグネッ トポンプ
[技術分野]
本発明は、 ィンペラとマグネッ トキヤンからなる回転体が支持軸に回転可能に 支持されると共にマグネッ トキヤンをリァケーシングの外側から回転駆動するマ グネッ トポンプに関する。
[背景の技術]
この種のマグネッ トポンプは、 フロン トケ一シングによってポンプ室が形成さ れ、 リァケ一シングによって前記ポンプ室と連続する円筒状空間が形成される。 リァケーシングの円筒状空間には、 リァケ一シングに一端が固定された支持軸に よって回転可能に支持された筒状のマグネッ トキヤンが配置される。 マグネッ ト キャンの外側にはリァケーシングを介してマグネッ トキャンと磁気結合された回 転駆動部が配置され、 この回転駆動部の駆動力によってマグネッ トキヤンを回転 させる。 マグネッ トキャンには、 ポンプ室内部に収容されるインペラが一体的に 結合される。 このインペラの回転によってフロントケーシングの正面に設けられ た吸込口から移送流体がポンプ室の内部に導入され、 フロン トケ一シングの側面 に設けられた吐出口から移送流体が吐出される。
マグネッ トキャンとインペラとの結合には、 従来、 次のような方法が用いられ ている。 ( 1 ) インペラとマグネヅ トキャンを圧入するカ 或いはクッション材 を用いた摩擦により固定する。 ( 2 ) インペラとマグネッ トキヤンをネジにより 結合する。 ( 3 ) イ ンペラとマグネッ トキャンを溶接又は溶着により結合する。 マグネッ トキヤンとインペラとからなる回転体は、 支持軸に円筒状の回転軸受 を介して支持される。 回転軸受は、 スラス ト方向に移動可能となっている。 移送 流体が移送される通常運転時には、 吸込口側が負圧になるため回転体が全体的に 前面側にスライ ドされる。 移送流体が存在しない空運転時やエアー巻き込み運転 時等の異常時には、 マグネッ トキヤンと回転駆動部の磁気的吸引力によって回転 体が全体的に後ろ側にスライ ドされ、 回転軸受の後端面とこれと対向するケ一シ ングのスラス ト軸受部とが接触する。
上述した従来のマグネッ トポンプにおいては、 信頼性の点でいくつかの問題が あった。 第 1に、 マグネッ トキヤンとィンペラの間の結合を長期間安定して維持 することが難しい。 例えば、 上述の ( 1 ) の方法では、 経時的に、 又は高温液を 移送したときに結合力が低下し、 ィンベラとマグネッ 卜キヤンが分離してしまう ことがある。 ( 2 ) の結合法では、 ポンプを誤って回転させた場合や、 ポンプ停 止時の慣性力によって結合部が緩み、 インペラとマグネッ トキヤンが外れる危険 があった。 ( 3 ) の結合法では、 製作に時間がかかる上、 一旦組み付けると部品 交換が不可能であるという問題があった。
第 2に、 上述した従来のマグネッ トポンプでは、 空運転やエア一巻き込み運転 等の初期駆動時や異常時に回転体の軸受後端面とリァスラス ト軸受とが接触し、 その際の衝撃及びリァスラス ト軸受と軸受端面との摺動熱によりポンプが破損す ることがあった。
[発明の開示]
本発明は、 このような問題点に鑑みなされたもので、 信頼性の向上を図ったマ グネッ トポンプを提供することを目的とする。
より具体的に、 本発明は、 イ ンペラとマグネッ トキャンの結合状態を長期にわ たって安定に維持することができ、 しかも部品毎の交換も容易なマグネヅ トポン プを提供することを目的とする。
更に本発明は、 空運転やエア一巻き込み時等の異常運転時にも発熱や衝撃によ る破損が生じることがないマグネッ トポンプを提供することを目的とする。 本発明に係るマグネッ トポンプは、 内部にポンプ室が形成され、 移送流体の吸 込口と吐出口とが設けられたフロントケ一シングと、 前記ポンプ室に続く円筒状 空間を形成するリアケ一シングと、 前記円筒状空間に配置されて、 後端部が前記 リアケ一シングの後端部に支持され先端部が前記ポンプ室に臨む支持軸と、 この 支持軸に回転可能に支持された、 全体が円筒状で内周部に円筒状の回転軸受が装 着されると共に外周部に従動マグネッ 卜が装着されたマグネッ トキヤンと、 この マグネッ トキヤンの先端部に固定されて前記マグネッ トキャンと一体で回転する ように前記ポンプ室に収容されたインペラと、 前記リアケ一シングを介して前記 従動マグネッ トと磁気結合されて前記従動マグネッ トを介して前記ィンペラに回 転駆動力を与える回転駆動手段と、 前記回転軸受の後端部に設けられた後部軸受 と、 前記リアケーシングの前記後部軸受と対向する部分に設けられてポンプの異 常運転時に前記回転軸受の後方への移動によって前記後部軸受と接触するリァス ラス ト軸受とを備え、 前記マグネッ トキャンとインペラは、 軸方向に嵌合され且 つ、 両者を径方向に貫通するピンによって結合されていることを特徴とする。 本発明によれば、 マグネッ トキャンとインペラとが、 両者を径方向に貫通する ピンによって結合されているので、 締結部の締結力が、 経時的に又は熱によって 低下したり、 逆回転やポンプ停止時の慣性力によって低下するようなことが無い c また、 この発明によれば、 マグネッ トキャンとインペラとの軸方向及び回転方向 の結合をピンにより行っているため、 両者の分解 ·組立も容易であり、 部品毎の 交換も可能になる。
なお、 マグネッ トキャンとインペラとの結合面は、 径方向に延びる回転動力伝 達面を有することが望ましい。 そのような構成とすると、 インベラとマグネッ ト キャンの回転方向 (動力伝達方向) の固定は、 主として回転動力伝達面によって 行うことができるので、 ピンに大きな負荷がかかることが無く、 その分、 ビンを 細く、 小さいものとすることができる。
また、 ビンは、 マグネッ トキャンとインペラとを内周側から外周側に装着する ものであり、 回転軸受の外周面により抜け止めされたものであると、 一度、 イン ペラとマグネッ トキャンとを組み込んだら、 容易に抜けることがなく、 安定した 結合状態を維持することができる。
本発明に係るマグネッ トポンプはまた、 内部にポンプ室が形成され、 移送流体 の吸込口と吐出口とが設けられたフロン トケーシングと、 前記ポンプ室に続く円 筒状空間を形成するリアケ一シングと、 前記円筒状空間に配置されて、 後端部が 前記リァケ一シングの後端部に支持され先端部が前記ポンプ室に臨む支持軸と、 この支持軸に回転可能に支持された、 全体が円筒状で内周部に円筒状の回転軸受 が装着されると共に外周部に従動マグネッ 卜が装着されたマグネッ トキヤンと、 このマグネッ トキヤンの先端部に固定されて前記マグネッ トキヤンと一体で回転 するように前記ポンプ室に収容されたィンペラと、 前記リアケ一シングを介して 前記従動マグネッ トと磁気結合されて前記従動マグネッ トを介して前記ィンペラ に回転駆動力を与える回転駆動手段と、 前記回転軸受の後端部に設けられた後部 軸受と、 前記リアケーシングの前記後部軸受と対向する部分に設けられてポンプ の異常運転時に前記回転軸受の後方への移動によって前記後部軸受と接触するリ ァスラス ト軸受とを備え、 前記後部軸受及びリァスラス ト軸受の一方の断面形状 を摺動面積を減少させた形状としたことを特徴とする。
本発明によれば、 回転軸受の後端部に配置された後部軸受と、 これと接触する リアスラス ト軸受のいずれか一方の断面形状を摺動面接を減少させた形状 (例え ば山形等) としたので、 後部軸受とリアスラス 卜軸受との間の摺動熱が従来より も抑えられ、 発熱を防止することができる。 また、 摺動しない部分の表面積が増 えるため、 平面型軸受よりも効率よく摺動部からの熱を逃がすことができる。 こ れにより、 異常運転時の耐久性を向上させることができる。
なお、 前記後部軸受と前記回転軸受との間に衝撃吸収用のクッシヨン材を介装 すると、 異常運転の際の後部軸受とリアスラス ト軸受との接触時の衝撃を緩和し て、 これによるポンプの破損を防止することができる。
また、 前記後部軸受の前記リアスラス ト軸受と対向する側に冷却液としての移 送流体を前記後部軸受とリアスラス ト軸受との摺動部に供給するための羽根を形 成しておくと、 軸受摺動部に冷却液を強制的に循環させることができるので、 更 に冷却効果を高めることができる。
[図面の簡単な説明]
図 1は、 本発明の一実施例に係るマグネッ トポンプの要部を示す断面図である < 図 2は、 同マグネッ トポンプのィンペラとマグネッ トキヤンの結合部の軸方向 断面図である。
図 3は、 ィンペラとマグネッ トキャンの他の結合構造を示す軸方向断面図であ る。
図 4は、 ィンペラとマグネッ トキヤンの他の結合構造を示す軸と直交する方向 の断面図である。
図 5は、 他の実施例によるマグネッ トポンプの要部を示す断面図である。
図 6 A及び図 6 Bは、 後部軸受の平面図とその A— A断面図である。
[発明を実施するための最良の形態]
以下、 図面を参照して、 この発明の好ましい実施の形態について説明する。 図 1は、 この発明の一実施例に係るマグネッ トポンプの要部を示す断面図であ る。
フロン トケーシング 1は、 内部にポンプ室 2が形成され、 前面に吸込口 3を、 また側面上部に吐出口 4を有する。 ポンプ室 2の後端側には、 ポンプ室 2に連続 して円筒状空間 5を形成するリァケーシング 6が設けられている。 円筒状空間 5 には、 その先端がポンプ室 2に臨むように支持軸 7が配置されている。 支持軸 7 は、 その後端がリアケ一シング 6の後端部に固定され、 その先端が吸込口 3の内 周面の例えば 3方から中心に向かって延びる軸支持体 8に支持されている。 支持軸 7には、 回転体 1 0が回転可能に支持されている。 回転体 1 0は、 支持 軸 7の外周に摺動可能に装着された円筒状の回転軸受 1 1及びその外周に配置さ れたリング状の従動マグネッ ト 1 2を含む、 円筒状空間 5に適合する円筒状のマ グネッ トキャン 1 3と、 このマグネッ トキャン 1 3の前面に装着されて回転によ つて移送流体を吸込口 3からポンプ室 2の内部に導入し、 吐出口 4から吐出させ るインペラ 1 4とを備えて構成されている。 マグネッ トキヤン 1 3とインペラ 1 4の嵌合部には、 両者を径方向に貫通するピン 1 5が装着され、 このピン 1 5に よって両者が回転方向に移動するのを規制している。 このマグネッ トキャン 1 3 とインペラ 1 4の結合構造の詳細は後述する。
インペラ 1 4の前面には、 環状のマウスリング 1 6が装着されている。 また、 フロントケ一シング 1の内側の前記マウスリング 1 6 と対向する部分には、 環状 のライナーリング 1 7が装着されている。 マウスリング 1 6とライナ一リング 1 7とは、 通常運転時に回転体 1 0が前方へスライ ドしているときに接触する。 ま た、 回転軸受 1 1の後端面部には、 クッション材 1 8を介して環状の後部軸受 1 9が装着されている。 後部軸受 1 9は、 内周側が後方に突出するように、 その断 面が山形に形成されている。 更に、 この後部軸受 1 9と対向するリアケーシング 6の支持軸 7の固定部には、 環状のリアスラス ト軸受 2 0が装着されている。 後 部軸受 1 9とリアスラス ト軸受 2 0とは、 異常運転時に回転体 1 0が後方にスラ ィ ドしているときに接触する。
リアケ一シング 6を介してマグネッ トキヤン 1 3の従動マグネッ ト 1 2と対向 する位置には、 回転駆動手段を構成する駆動回転体 2 1のリング状駆動マグネッ ト 2 2が従動マグネッ ト 1 2と磁気結合されて配置されている。 駆動回転体 2 1 は、 駆動軸 2 3を介して図示しないモ--夕により駆動される。 なお、 駆動回転体 2 1は、 ポンプ室 2からは隔離され、 リアケ一シング 6 と駆動体ケ一シング部 2 4との間の空間に収容されている。
このマグネッ 卜ポンプによれば、 図示しないモー夕が回転軸 2 3を介して駆動 回転体 2 1を回転駆動して駆動マグネッ ト 2 2が回転すると、 これと磁気結合さ れた従動マグネッ ト 1 2も回転する。 これにより、 軸受 1 1は支持軸 7の周りを 摺動し、 ィンペラ 1 4が回転して吸込口 3からポンプ室 2の内部に移送流体が導 入される。 導入された移送流体は、 吐出口 4を介して外部に吐出される。
図 2は、 マグネッ トキャン 1 3とィンペラ 1 4との結合部の支持軸 7の方向の 断面を示す図である。 図示のように、 インペラ 1 4の後端部の外周部とマグネッ トキヤン 1 3の先端部の内周部とで両者が軸方向に嵌合されている。 インペラ 1 4の嵌合部の外周には 3方向に突出する突起 3 1が設けられ、 これに対応するマ グネッ トキャン 1 3の嵌合の内周には、 突起 3 1 と嵌合する溝 3 2が形成されて いる。 これら突起 1 3と溝 3 2の側面、 即ち径方向に延びる面が回転動力伝達面 3 3を形成している。
ビン 1 5は、 マグネッ トキャン 1 3をインペラ 1 4に圧入嵌合させた後に、 ィ ンペラ 1 4の内周側から外周側へ径方向に両者が貫通するように装着される。 ピ ン 1 5は、 基端の部分 3 4が広くなつており、 この部分 3 4がイ ンペラ 1 4の内 周面に形成された窪み 3 5に嵌合してマグネッ トキャン 1 3とィンペラ 1 4とが 締結される。 最後に、 内周側に回転軸受 1 1を装着することによりピン 1 5の抜 けは完全に防止される。
このような結合法により、 マグネッ トキャン 1 3からインペラ 1 4への回転動 力の伝達は、 動力伝達面 3 3によって行われ、 軸方向の抜け止めはピン 1 5によ つて行われる。 この場合ピン 1 5に回転方向の負荷が加わることがない。 そして、 回転軸受 1 1の挿入により、 ピン 1 5の脱落はほぼ完全に防止される。
図 3は、 本発明の他の実施例に係るマグネッ トポンプのマグネッ トキヤン 1 3 ' とインペラ 1 4 ' との結合状態を示す軸方向断面図である。 先の実施例では、 回転方向の駆動力を動力伝達面 3 3で受けるようにしたが、 この実施例では、 突 起 3 1や溝 3 2を省略し、 2つのピン 1 5, 1 5 ' で受けるようにしている。 こ の場合には、 ピン 1 5, 1 5 ' に回転方向の負荷がかかるが、 この例のようにピ ンの数を増やすことにより、 より安定な締結が可能になる。
図 4は、 ィンペラ 1 4とマグネッ トキヤン 1 3の結合構造をより改良した例を 示している。 ィンペラ 1 4とマグネッ トキャン 1 3の圧入嵌合部は通常、 フヅ素 樹脂等により作られる。 従って、 運転時の回転力により樹脂にクリープが生じる と、 ィンペラ 1 4とマグネッ トキヤン 1 3の結合がルーズになる。 図 4の構造で は、 この様な事態を防止するために、 マグネッ トキャン 1 3は、 金属円筒 4 1の 内外周をフッ素樹脂 4 2で被覆した構造とし、 ィンペラ 1 4のマグネッ トキヤン 1 3への圧入部分を金属 4 1と軸受 1 1で挟み込むようにしている。 これにより、 マグネヅ トキャン 1 3 とィンペラ 1 4の結合の信頼性はより高いものとなる。 図 1において、 駆動マグネッ ト 2 2は従動マグネッ 卜 1 2を後方に引き寄せる 位置関係に配置されているが、 移送流体を移送している通常運転時では吸込口 3 が負圧になるので、 回転体 1 0は全体的に前方にスライ ドし、 マウスリング 1 6 とライナーリング 1 7 とが摺動した状態で回転体 1 0が回転する。 一方、 ポンプ の起動直後の空運転時やエアー巻き込み時の異常運転の際には、 吸込口 3の負圧 状態が無くなる。 このとき、 従動マグネッ ト 1 2が駆動マグネッ ト 2 2に引き寄 せられ、 回転体 1 0は、 全体的に後方にスライ ドする。 これにより、 後部軸受 1 9がリアスラス ト軸受 2 0に接触する。 クッション材 1 8はこの接触時の衝撃を 吸収する。 この衝撃緩和によりポンプの破損が防止される。 また、 後部軸受 1 9 は、 断面が山形となっているので、 リアスラス ト軸受 2 0との接触面積が少なく、 摺動による発熱も低く抑えることができ、 周辺樹脂部の溶融を防止することがで ぎる。
このような機能を有する後部軸受 1 9としては、 高純度アルミナセラミ ックス、 S i C等を使用することができる。 また、 リアスラス ト軸受 2 0としては、 非粘 着材、 例えば P T F E (ポリテトラフルォロエチレン) 等を用いることができる ( 更に、 クッション材 1 8としては、 熱伝導率の低い樹脂、 例えば P T F E等を使 用することができる。 この場合、 クッション材 1 8は、 熱を回転軸受 1 1に伝え 難いという効果がある。 図 5は、 本発明の他の実施例に係るマグネッ トポンプを示す図である。 先の実 施例では、 後部軸受 1 9の断面を山形断面としたが、 この実施例では、 リアスラ ス ト軸受 2 0 ' の断面を山形とし、 後部軸受 1 9 ' を通常の矩形断面としている < この実施例によっても、 基本的な動作は先の実施例と同様である。
図 6は、 更に他の実施例の後部軸受 1 9〃 の構造を示している。 この実施例で は、 後部軸受 1 9〃 に強制冷却用の羽根 3 1を形成している。 この羽根 3 1は、 図中矢印で示す回転方向に対して冷却液やエアーを外周側から内周側に導くよう に、 角度が付されている (勿論、 逆方向に導くようにしても良い) 。 この実施例 によれば、 後部へ軸受 1 9〃 とリアスラス ト軸受 2 0との間の摺動部を、 移送流 体を冷却液として、 また空運転時にはエア一によって強制冷却することができる ので、 更に冷却効果を高めることができる。
なお、 以上の実施例では、 クッション材 1 8を後部軸受 1 9とは別個に設けた が、 後部軸受 1 9自体を熱伝導率の低い樹脂で製作することにより、 クッション 材としての機能を持たせることも有効である。
以上述べたようにこの発明によれば、 マグネッ トキャンとインペラとが、 両者 を径方向に貫通するピンによって結合されているので、 締結部の締結力が、 絰時 的に又は熱によって低下したり、 逆回転ゃポンプ停止時の慣性力によって低下す るようなことが無く、 また、 マグネッ トキャンとインペラとの軸方向及び回転方 向の結合をピンにより行っているため、 両者の分解,組立も容易であり、 部品每 の交換も可能になる。
またこの発明によれば、 回転軸受の後端部に配置された後部軸受と、 これと接 触するリアスラス ト軸受のいずれか一方の断面形状を摺動面接を減少させた形状 としたので、 後部軸受とリアスラス ト軸受との間の発熱を防止することができ、 異常運転時の耐久性を向上させることができる。

Claims

言青求の範囲
1 . 内部にポンプ室が形成され、 移送流体の吸込口と吐出口とが設けられたフ ロントケ一シングと、
前記ポンプ室に続く円筒状空間を形成するリァケ一シングと、
前記円筒状空間に配置されて、 後端部が前記リァケ一シングの後端部に支持さ れ先端部が前記ポンプ室に臨む支持軸と、
この支持軸に回転可能に支持された、 全体が円筒状で内周部に円筒状の回転軸 受が装着されると共に外周部に従動マグネッ 卜が装着されたマグネッ トキヤンと、 このマグネッ トキヤンの先端部に固定されて前記マグネッ トキヤンと一体で回 転するように前記ポンプ室に収容されたィンペラと、
前記リァケーシングを介して前記従動マグネッ トと磁気結合されて前記従動マ グネッ トを介して前記ィンペラに回転駆動力を与える回転駆動手段と、
前記回転軸受の後端部に設けられた後部軸受と、
前記リアケーシングの前記後部軸受と対向する部分に設けられてポンプの異常 運転時に前記回転軸受の後方への移動によって前記後部軸受と接触するリァスラ スト軸受と
を備えたマグネッ トポンプにおいて、
前記マグネッ トキャンとインペラは、 軸方向に嵌合され且つ、 両者を径方向に 貫通するビンによって結合されている
ことを特徴とするマグネッ トポンプ。
2 . 前記マグネッ トキャンとインペラとの結合面は、 径方向に延びる回転動力 伝達面を有することを特徴とする請求項 1記載のマグネッ トポンプ。
3 . 前記ビンは、 前記マグネッ トキャンとインペラとを内周側から外周側に装 着され、 前記回転軸受の外周面により抜け止めされていることを特徴とする請求 項 1又は 2記載のマグネッ トポンプ。
4 . 前記マグネッ トキャンは、 金属円筒の内外周を樹脂で被覆して構成され、 前記ィンペラの前記マグネッ トキヤンへの圧入部が前記金属円筒と前記回転軸受 により挟持されることを特徴とする請求項 1記載のマグネッ トポンプ。
5 . 内部にポンプ室が形成され、 移送流体の吸込口と吐出口とが設けられたフ ロントケーシングと、
前記ポンプ室に続く円筒状空間を形成するリァケ一シングと、
前記円筒状空間に配置されて、 後端部が前記リァケーシングの後端部に支持さ れ先端部が前記ポンプ室に臨む支持軸と、
この支持軸に回転可能に支持された、 全体が円筒状で内周部に円筒状の回転軸 受が装着されると共に外周部に従動マグネッ 卜が装着されたマグネッ トキヤンと、 このマグネッ トキャンの先端部に固定されて前記マグネッ トキヤンと一体で回 転するように前記ポンプ室に収容されたィンペラと、
前記リァケ一シングを介して前記従動マグネッ トと磁気結合されて前記従動マ グネッ トを介して前記ィンペラに回転駆動力を与える回転駆動手段と、
前記回転軸受の後端部に設けられた後部軸受と、
前記リァケ一シングの前記後部軸受と対向する部分に設けられてポンプの異常 運転時に前記回転軸受の後方への移動によって前記後部軸受と接触するリァスラ スト軸受と
を備えたマグネッ トポンプにおいて、
前記後部軸受及びリァスラス ト軸受の一方の断面形状を摺動面積を減少させた 形状としたことを特徴とするマグネッ トポンプ。
6 . 前記後部軸受と前記回転軸受との間に衝撃吸収用のクッション材が配置さ れていることを特徴とする請求項 5記載のマグネッ トポンプ。
7 . 前記後部軸受の前記リアスラス ト軸受と対向する側に、 前記移送流体を冷 却液として前記後部軸受とリアスラス ト軸受との摺動部に供給するための羽根が 形成されていることを特徴とする請求項 5又は 6記載のマグネッ トポンプ。
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