WO2024084798A1 - Pump and pump assembly method - Google Patents

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潤也 川畑
健太 宮
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株式会社荏原製作所
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Abstract

The present invention relates to a pump for a liquid and particularly relates to a pump having a mechanical seal disposed on a rotating shaft. A pump (P) includes: a retainer (41) held by a spring (33) that presses a rotating ring (31) of a mechanical seal (20) against a stationary ring (32) thereof; and a retainer holder (50) attached to a back side of an impeller (2). The retainer holder (50) has: a peripheral wall (52) inside which the retainer (41) is fitted; and a bottom wall (53) that extends radially inward from the peripheral wall (52). The peripheral wall (52) protrudes from the bottom wall (53) toward the mechanical seal (20). The peripheral wall (52) has a tapered surface (54) formed at an edge thereof. The tapered surface (54) has a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall (52) increases with increasing the distance from the bottom wall (53).

Description

ポンプおよびポンプの組み立て方法Pump and pump assembly method
 本発明は、液体用のポンプに関し、特に回転軸に配置されたメカニカルシールを有するポンプに関する。 The present invention relates to a pump for liquids, and in particular to a pump having a mechanical seal arranged on a rotating shaft.
 図9は、ポンプの一部を示す断面図である。図9に示すように、ポンプは、羽根車500と、羽根車500を支持する回転軸501と、回転軸501に取り付けられたメカニカルシール503を有する。羽根車500、回転軸501、およびメカニカルシール503は、ポンプケーシング505内に配置されている。羽根車500は、ねじ504により回転軸501の端部に固定されている。羽根車500は回転軸501と一体に回転可能である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of the pump. As shown in FIG. 9, the pump has an impeller 500, a rotating shaft 501 that supports the impeller 500, and a mechanical seal 503 attached to the rotating shaft 501. The impeller 500, the rotating shaft 501, and the mechanical seal 503 are arranged in a pump casing 505. The impeller 500 is fixed to the end of the rotating shaft 501 by a screw 504. The impeller 500 can rotate integrally with the rotating shaft 501.
 メカニカルシール503は、ポンプケーシング505に固定された静止リング506と、回転軸501に固定された回転リング507と、回転リング507を静止リング506に押し付けるばね509を有している。ばね509は、回転軸501を囲むように配置されている。ばね509の端部にはリテーナ510が嵌合されており、リテーナ510は、羽根車500のボス部511に接触している。リテーナ510は、円環状の部材であり、L字断面を有している。 The mechanical seal 503 has a stationary ring 506 fixed to the pump casing 505, a rotating ring 507 fixed to the rotating shaft 501, and a spring 509 that presses the rotating ring 507 against the stationary ring 506. The spring 509 is arranged to surround the rotating shaft 501. A retainer 510 is fitted to the end of the spring 509, and the retainer 510 contacts a boss portion 511 of the impeller 500. The retainer 510 is an annular member and has an L-shaped cross section.
 図10および図11は、図9に示すポンプを組み立てるときの分解図である。図10に示すように、リテーナ510は、伸張したばね509の先端に支持される。リテーナ510は、回転軸501の段部501aよりも外側に位置している。羽根車500を回転軸501に近づけ、図11に示すように、羽根車500のボス部511でリテーナ510をメカニカルシール503に向かって押す。羽根車500は、リテーナ510を介してばね509を収縮させながら、リテーナ510をメカニカルシール503の回転リング507に向かって移動させる。そして、ねじ504により羽根車500を回転軸501の端部に固定し、これにより図9に示すポンプが完成する。 FIGS. 10 and 11 are exploded views of the pump shown in FIG. 9 when it is assembled. As shown in FIG. 10, the retainer 510 is supported on the tip of the stretched spring 509. The retainer 510 is located outside the step 501a of the rotating shaft 501. The impeller 500 is brought close to the rotating shaft 501, and as shown in FIG. 11, the boss 511 of the impeller 500 pushes the retainer 510 toward the mechanical seal 503. The impeller 500 contracts the spring 509 via the retainer 510, while moving the retainer 510 toward the rotating ring 507 of the mechanical seal 503. The impeller 500 is then fixed to the end of the rotating shaft 501 by the screw 504, thereby completing the pump shown in FIG. 9.
実公平2-23838号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-23838 実開昭63-59267号公報Japanese Utility Model Application Publication No. 63-59267 特開平9-177696号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-177696
 しかしながら、図10に示すように、ポンプが組み立てられる前のリテーナ510は、ばね509に支持されているだけであり、リテーナ510の位置は不安定である。より具体的には、ばね509の先端に保持されているリテーナ510は、回転軸501と同心状にないことがある。リテーナ510が回転軸501に対して同心状にない状態で、羽根車500によりリテーナ510をメカニカルシール503に向かって押すと、図12に示すように、リテーナ510の内周部が回転軸501の段部501aと羽根車500のボス部511との間に挟まれてしまう。結果として、羽根車500およびリテーナ510はそれ以上メカニカルシール503に向かって移動することができない。さらには回転軸501の段部501aと羽根車500のボス部511との間に挟まれたリテーナ510に過大な力が加わり、リテーナ510が破損することがあった。 However, as shown in FIG. 10, before the pump is assembled, the retainer 510 is only supported by the spring 509, and the position of the retainer 510 is unstable. More specifically, the retainer 510 held at the tip of the spring 509 may not be concentric with the rotating shaft 501. When the retainer 510 is pushed toward the mechanical seal 503 by the impeller 500 in a state in which the retainer 510 is not concentric with the rotating shaft 501, the inner periphery of the retainer 510 is pinched between the step portion 501a of the rotating shaft 501 and the boss portion 511 of the impeller 500, as shown in FIG. 12. As a result, the impeller 500 and the retainer 510 cannot move any further toward the mechanical seal 503. Furthermore, excessive force was applied to the retainer 510 sandwiched between the step 501a of the rotating shaft 501 and the boss 511 of the impeller 500, which could cause the retainer 510 to break.
 そこで、本発明は、ポンプを組み立てるときに、リテーナが羽根車と回転軸の段部との間に挟まれることを防ぐことができるポンプを提供する。また、本発明は、そのようなポンプの組み立て方法を提供する。 The present invention provides a pump that can prevent the retainer from being pinched between the impeller and the step of the rotating shaft when assembling the pump. The present invention also provides a method for assembling such a 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、前記回転軸を囲むように配置されたメカニカルシールと、前記メカニカルシールの回転リングを静止リングに押し付けるばねに保持されたリテーナと、前記羽根車の裏側に取り付けられたリテーナホルダを備え、前記リテーナホルダは、前記リテーナが内側に嵌合される周壁と、前記周壁から半径方向内側に延びる底壁を有し、前記周壁は、前記底壁から前記メカニカルシールに向かって突出しており、前記周壁は、その縁部に形成されたテーパー面を有しており、前記テーパー面は、前記底壁からの距離とともに前記周壁の内径が大きくなる円錐台形状を有している、ポンプが提供される。 In one aspect, a pump is provided that includes a rotating shaft, an impeller fixed to the rotating shaft, a mechanical seal arranged to surround the rotating shaft, a retainer held by a spring that presses a rotating ring of the mechanical seal against a stationary ring, and a retainer holder attached to the rear side of the impeller, the retainer holder having a peripheral wall into which the retainer is fitted and a bottom wall extending radially inward from the peripheral wall, the peripheral wall protruding from the bottom wall toward the mechanical seal, the peripheral wall having a tapered surface formed on its edge, and the tapered surface having a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall increases with distance from the bottom wall.
 一態様では、前記リテーナホルダは、前記羽根車および前記回転軸と同心状にある。
 一態様では、前記リテーナは、前記ばねの端部に接触する端壁と、前記端壁から前記メカニカルシールの前記回転リングに向かって突出する円筒壁を有し、前記リテーナホルダの前記周壁の内面は、前記リテーナの円筒壁の外面と接触している。
 一態様では、前記回転軸は、その外周面に段部を有しており、前記リテーナは、前記段部と前記メカニカルシールの前記回転リングとの間に位置している。
 一態様では、前記回転軸は、主軸と、前記主軸の外周面に取り付けられた円筒状の軸スリーブを有しており、前記メカニカルシールの前記回転リングおよび前記静止リングは、前記軸スリーブの外周面を囲んでおり、前記回転軸の前記段部は、前記軸スリーブの端面から構成されている。
 一態様では、前記リテーナホルダは、前記羽根車のボス部に取り付けられている。
 一態様では、前記ポンプは、前記羽根車を前記回転軸の端部に固定するねじと、前記羽根車と前記ねじとの間の隙間を封止する第1シールと、前記羽根車の前記ボス部の内周面と、前記軸スリーブの外周面との隙間を封止する第2シールをさらに備えている。
In one aspect, the retainer holder is concentric with the impeller and the axis of rotation.
In one aspect, the retainer has an end wall that contacts the end of the spring and a cylindrical wall that protrudes from the end wall toward the rotating ring of the mechanical seal, and the inner surface of the peripheral wall of the retainer holder contacts the outer surface of the cylindrical wall of the retainer.
In one embodiment, the rotating shaft has a step on its outer circumferential surface, and the retainer is positioned between the step and the rotating ring of the mechanical seal.
In one embodiment, the rotating shaft has a main shaft and a cylindrical shaft sleeve attached to the outer peripheral surface of the main shaft, the rotating ring and the stationary ring of the mechanical seal surround the outer peripheral surface of the shaft sleeve, and the step portion of the rotating shaft is formed by the end face of the shaft sleeve.
In one embodiment, the retainer holder is attached to a boss portion of the impeller.
In one aspect, the pump further includes a screw for fixing the impeller to an end of the rotating shaft, a first seal for sealing a gap between the impeller and the screw, and a second seal for sealing a gap between an inner circumferential surface of the boss portion of the impeller and an outer circumferential surface of the shaft sleeve.
 一態様では、羽根車および該羽根車の裏側に取り付けられたリテーナホルダを、回転軸に沿ってメカニカルシールに向かって移動させ、前記メカニカルシールの回転リングを静止リングに押し付けるばねに保持されたリテーナを、前記リテーナホルダの底壁および周壁により保持し、前記リテーナが前記リテーナホルダに保持された状態で、前記羽根車、前記リテーナホルダ、および前記リテーナを前記回転軸に沿って前記メカニカルシールの前記回転リングに向かってさらに移動させ、前記羽根車を前記回転軸の端部にねじにより固定する工程を含み、前記周壁は、その縁部に形成されたテーパー面を有しており、前記テーパー面は、前記底壁からの距離とともに前記周壁の内径が大きくなる円錐台形状を有している、ポンプの組み立て方法が提供される。 In one aspect, a method of assembling a pump is provided that includes the steps of moving an impeller and a retainer holder attached to the back side of the impeller along a rotation axis toward a mechanical seal, holding a retainer held by a spring that presses a rotating ring of the mechanical seal against a stationary ring by a bottom wall and a peripheral wall of the retainer holder, and, with the retainer held by the retainer holder, further moving the impeller, the retainer holder, and the retainer along the rotation axis toward the rotating ring of the mechanical seal, and fixing the impeller to an end of the rotation axis with a screw, and the peripheral wall has a tapered surface formed on its edge, and the tapered surface has a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall increases with the distance from the bottom wall.
 ポンプを組み立てるとき、リテーナはリテーナホルダによって保持され、リテーナの位置はリテーナホルダによって固定される。したがって、リテーナが回転軸の段部に接触することがなく、リテーナはリテーナホルダと一体にメカニカルシールの回転リングに向かって移動することができる。 When the pump is assembled, the retainer is held by the retainer holder, and the position of the retainer is fixed by the retainer holder. Therefore, the retainer does not come into contact with the step of the rotating shaft, and the retainer can move integrally with the retainer holder toward the rotating ring of the mechanical seal.
ポンプ装置の一実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates an embodiment of a pump device. 図1に示すポンプの一部を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the pump shown in FIG. 図3Aはリテーナの一実施形態を示す平面図である。FIG. 3A is a top view of one embodiment of a retainer. 図3Bは図3Aに示すリテーナの断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view of the retainer shown in FIG. 3A. 図4Aはリテーナホルダの一実施形態を示す平面図である。FIG. 4A is a plan view showing one embodiment of a retainer holder. 図4Bは図4Aに示すリテーナホルダの断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of the retainer holder shown in FIG. 4A. ポンプの組み立て方法の一実施形態を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an embodiment of a method for assembling a pump. ポンプの組み立て方法の一実施形態を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an embodiment of a method for assembling a pump. ポンプの組み立て方法の一実施形態を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an embodiment of a method for assembling a pump. ポンプの組み立て方法の一実施形態を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an embodiment of a method for assembling a pump. ポンプの一部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of a pump. 図9に示すポンプを組み立てるときの分解図である。FIG. 10 is an exploded view of the pump shown in FIG. 9 when assembled. 図9に示すポンプを組み立てるときの分解図である。FIG. 10 is an exploded view of the pump shown in FIG. 9 when assembled. 図9に示すリテーナの内周部が回転軸の段部と羽根車のボス部との間に挟まれた状態を説明する図である。10 is a diagram illustrating a state in which the inner periphery of the retainer shown in FIG. 9 is sandwiched between a step portion of the rotary shaft and a boss portion of the impeller. FIG.
 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、ポンプ装置の一実施形態を示す図である。図1に示すように、ポンプ装置は、液体を移送するポンプPと、ポンプPを駆動する電動機Mを備えている。ポンプPは、回転軸1と、回転軸1に固定された羽根車2と、羽根車2を収容するポンプケーシング10を備えている。回転軸1は電動機Mに連結され、電動機Mにより回転される。羽根車2は、ねじ11によって回転軸1の端部に固定されている。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram showing one embodiment of a pump device. As shown in Fig. 1, the pump device includes a pump P that transfers a liquid, and an electric motor M that drives the pump P. The pump P includes a rotating shaft 1, an impeller 2 fixed to the rotating shaft 1, and a pump casing 10 that houses the impeller 2. The rotating shaft 1 is connected to the electric motor M and is rotated by the electric motor M. The impeller 2 is fixed to the end of the rotating shaft 1 by a screw 11.
 ポンプケーシング10は、吸込口14および吐出口15を有している。電動機Mを動作させると、ポンプケーシング10内の羽根車2は回転し、液体は、吸込口14を通じてポンプケーシング10内に吸い込まれる。ポンプケーシング10内に吸い込まれた液体は、羽根車2の回転により昇圧され、吐出口15を通じて、ポンプケーシング10の外部に排出される。 The pump casing 10 has a suction port 14 and a discharge port 15. When the electric motor M is operated, the impeller 2 inside the pump casing 10 rotates, and liquid is sucked into the pump casing 10 through the suction port 14. The liquid sucked into the pump casing 10 is pressurized by the rotation of the impeller 2, and is discharged outside the pump casing 10 through the discharge port 15.
 回転軸1は、羽根車2が固定される主軸3と、主軸3の外周面に取り付けられた(嵌合された)円筒状の軸スリーブ4を有している。主軸3と軸スリーブ4は一体に回転可能である。ポンプPは、回転軸1を囲むように配置されたメカニカルシール20をさらに備えている。メカニカルシール20は、回転軸1とポンプケーシング10との間の隙間を封止する軸封装置であり、液体の、電動機M側への漏出を防止するように構成されている。 The rotating shaft 1 has a main shaft 3 to which the impeller 2 is fixed, and a cylindrical shaft sleeve 4 attached (fitted) to the outer circumferential surface of the main shaft 3. The main shaft 3 and the shaft sleeve 4 can rotate together. The pump P further includes a mechanical seal 20 arranged to surround the rotating shaft 1. The mechanical seal 20 is a shaft sealing device that seals the gap between the rotating shaft 1 and the pump casing 10, and is configured to prevent liquid from leaking to the electric motor M.
 図2は、図1に示すポンプPの一部を示す拡大図である。図2に示すように、羽根車2は、円盤形状を有する主板25と、液体入口を有する側板26と、主板25と側板26との間に配置された複数の翼27と、主板25に接続されたボス部28を備えている。メカニカルシール20は、回転軸1に取り付けられた回転リング31と、ポンプケーシング10に固定された静止リング32と、回転リング31を静止リング32に押し付けるばね33を有している。本実施形態では、回転リング31は回転軸1の軸スリーブ4に取り付けられており、軸スリーブ4と一体に回転可能である。回転リング31と静止リング32は、軸スリーブ4の外周面を囲んでいる。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the pump P shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the impeller 2 includes a disk-shaped main plate 25, a side plate 26 having a liquid inlet, a plurality of blades 27 arranged between the main plate 25 and the side plate 26, and a boss portion 28 connected to the main plate 25. The mechanical seal 20 includes a rotating ring 31 attached to the rotating shaft 1, a stationary ring 32 fixed to the pump casing 10, and a spring 33 that presses the rotating ring 31 against the stationary ring 32. In this embodiment, the rotating ring 31 is attached to the shaft sleeve 4 of the rotating shaft 1 and can rotate integrally with the shaft sleeve 4. The rotating ring 31 and the stationary ring 32 surround the outer circumferential surface of the shaft sleeve 4.
 ポンプPは、メカニカルシール20のばね33に保持されたリテーナ41と、羽根車2の裏側に取り付けられたリテーナホルダ50をさらに備えている。リテーナホルダ50は、リテーナ41が嵌合される空間を形成する周壁52および底壁53を有している。周壁52は、底壁53からメカニカルシール20の回転リング31に向かって突出している。周壁52は、その縁部に形成されたテーパー面54を有している。テーパー面54は、底壁53からの距離とともに周壁52の内径が大きくなる円錐台形状を有している。本実施形態では、リテーナホルダ50は、羽根車2のボス部28に取り付けられている。一実施形態では、リテーナホルダ50は、羽根車2のボス部28に嵌合されている。リテーナホルダ50は、羽根車2および回転軸1と同心状にある。 The pump P further includes a retainer 41 held by the spring 33 of the mechanical seal 20, and a retainer holder 50 attached to the back side of the impeller 2. The retainer holder 50 has a peripheral wall 52 and a bottom wall 53 that form a space into which the retainer 41 is fitted. The peripheral wall 52 protrudes from the bottom wall 53 toward the rotating ring 31 of the mechanical seal 20. The peripheral wall 52 has a tapered surface 54 formed on its edge. The tapered surface 54 has a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall 52 increases with the distance from the bottom wall 53. In this embodiment, the retainer holder 50 is attached to the boss portion 28 of the impeller 2. In one embodiment, the retainer holder 50 is fitted to the boss portion 28 of the impeller 2. The retainer holder 50 is concentric with the impeller 2 and the rotating shaft 1.
 ボス部28は、その中央に形成され、主軸3が挿入可能な軸挿入穴60と、軸挿入穴60に連通し、かつねじ11が挿入可能な締結穴61と、軸挿入穴60に連通し、軸スリーブ4が挿入可能なスリーブ挿入穴62を有している。締結穴61、軸挿入穴60、およびスリーブ挿入穴62は、この順に、回転軸1の軸方向に沿って一直線上に並んでいる。回転軸1の主軸3を軸挿入穴60に挿入した状態で、ねじ11を締め付けると、羽根車2は、回転軸1の端部に固定され、かつ軸スリーブ4は、スリーブ挿入穴62に挿入される。 The boss portion 28 has a shaft insertion hole 60 formed in its center, into which the main shaft 3 can be inserted, a fastening hole 61 that communicates with the shaft insertion hole 60 and into which the screw 11 can be inserted, and a sleeve insertion hole 62 that communicates with the shaft insertion hole 60 and into which the shaft sleeve 4 can be inserted. The fastening hole 61, shaft insertion hole 60, and sleeve insertion hole 62 are aligned in this order in a straight line along the axial direction of the rotating shaft 1. When the screw 11 is tightened with the main shaft 3 of the rotating shaft 1 inserted into the shaft insertion hole 60, the impeller 2 is fixed to the end of the rotating shaft 1, and the shaft sleeve 4 is inserted into the sleeve insertion hole 62.
 回転軸1は、その外周面に段部1aを有しており、リテーナ41は、段部1aとメカニカルシール20の回転リング31との間に位置している。本実施形態では、回転軸1の段部1aは、軸スリーブ4の端面から構成されている。一実施形態では、回転軸1は軸スリーブ4を有さず、回転軸1の段部1aは、主軸3自体の段部であってもよい。 The rotating shaft 1 has a step 1a on its outer circumferential surface, and the retainer 41 is located between the step 1a and the rotating ring 31 of the mechanical seal 20. In this embodiment, the step 1a of the rotating shaft 1 is formed from the end face of the shaft sleeve 4. In another embodiment, the rotating shaft 1 does not have a shaft sleeve 4, and the step 1a of the rotating shaft 1 may be a step of the main shaft 3 itself.
 ポンプPは、羽根車2とねじ11との間の隙間を封止する第1シール66と、羽根車2のボス部28の内周面(スリーブ挿入穴62を形成する面)と、軸スリーブ4の外周面との隙間を封止する第2シール67をさらに備えている。第1シール66は、例えば、シールワッシャまたはOリングであり、第2シール67は、例えば、Oリングである。 The pump P further includes a first seal 66 that seals the gap between the impeller 2 and the screw 11, and a second seal 67 that seals the gap between the inner circumferential surface of the boss portion 28 of the impeller 2 (the surface that forms the sleeve insertion hole 62) and the outer circumferential surface of the shaft sleeve 4. The first seal 66 is, for example, a seal washer or an O-ring, and the second seal 67 is, for example, an O-ring.
 主軸3の材質として、炭素鋼(例えば、S45C)が採用される場合がある。炭素鋼は、液体との接触により、腐食するおそれがある。第1シール66および第2シール67は、液体の、主軸3との接触を確実に防止し、主軸3の腐食を防止することができる。結果として、ポンプPの寿命やメンテナンス性の向上を実現することができる。 Carbon steel (e.g., S45C) may be used as the material for the main shaft 3. Carbon steel may corrode when it comes into contact with liquid. The first seal 66 and the second seal 67 reliably prevent liquid from coming into contact with the main shaft 3, and can prevent corrosion of the main shaft 3. As a result, the lifespan and maintainability of the pump P can be improved.
 図3Aはリテーナ41の一実施形態を示す平面図であり、図3Bは図3Aに示すリテーナ41の断面図である。リテーナ41は、ばね33(図2参照)の端部に接触する端壁71と、端壁71に接続された円筒壁72を有している。端壁71は、回転軸1(図2参照)の軸方向に対して垂直であり、円筒壁72は、回転軸1の軸方向と平行な方向に端壁71から突出する。円筒壁72は、端壁71の外周部からメカニカルシール20の回転リング31(図2参照)に向かって突出している。端壁71は、円環状の形状を有する。端壁71の内径は、軸スリーブ4(図2参照)の外径よりも大きい。リテーナ41は、ステンレス鋼などの金属から構成されている。 3A is a plan view showing one embodiment of the retainer 41, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the retainer 41 shown in FIG. 3A. The retainer 41 has an end wall 71 that contacts the end of the spring 33 (see FIG. 2) and a cylindrical wall 72 connected to the end wall 71. The end wall 71 is perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1 (see FIG. 2), and the cylindrical wall 72 protrudes from the end wall 71 in a direction parallel to the axial direction of the rotating shaft 1. The cylindrical wall 72 protrudes from the outer periphery of the end wall 71 toward the rotating ring 31 (see FIG. 2) of the mechanical seal 20. The end wall 71 has an annular shape. The inner diameter of the end wall 71 is larger than the outer diameter of the shaft sleeve 4 (see FIG. 2). The retainer 41 is made of a metal such as stainless steel.
 図4Aはリテーナホルダ50の一実施形態を示す平面図であり、図4Bは図4Aに示すリテーナホルダ50の断面図である。リテーナホルダ50は、リテーナ41が内側に嵌合される周壁52と、周壁52から半径方向内側に延びる底壁53を有している。周壁52は、底壁53の外周部に接続されており、底壁53の外周部からメカニカルシール20の回転リング31(図2参照)に向かって突出している。底壁53と周壁52は、一体構造体を形成している。底壁53は、円環状の形状を有し、かつ回転軸1の軸方向に対して垂直である。周壁52は、回転軸1の軸方向と平行な方向に底壁53から突出している。 FIG. 4A is a plan view showing one embodiment of the retainer holder 50, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the retainer holder 50 shown in FIG. 4A. The retainer holder 50 has a peripheral wall 52 into which the retainer 41 is fitted, and a bottom wall 53 extending radially inward from the peripheral wall 52. The peripheral wall 52 is connected to the outer periphery of the bottom wall 53, and protrudes from the outer periphery of the bottom wall 53 toward the rotating ring 31 (see FIG. 2) of the mechanical seal 20. The bottom wall 53 and the peripheral wall 52 form an integral structure. The bottom wall 53 has an annular shape and is perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 1. The peripheral wall 52 protrudes from the bottom wall 53 in a direction parallel to the axial direction of the rotating shaft 1.
 周壁52の内径D1は、リテーナ41の円筒壁72の外径よりもわずかに大きい。リテーナ41がリテーナホルダ50の周壁52および底壁53に保持されているとき、リテーナホルダ50の周壁52の内面は、リテーナ41の円筒壁72の外面と接触し、これによりリテーナ41とリテーナホルダ50が同心状に並ぶ(リテーナ41の位置決めが達成される)。底壁53の内径D2は、回転軸1の外径、より具体的には軸スリーブ4(図2参照)の外径よりも大きい。周壁52の縁部に形成されたテーパー面54は、周壁52の半径方向外側に傾斜する。リテーナホルダ50は、アルミニウム、ステンレス鋼、鋳鉄などの金属から構成されている。 The inner diameter D1 of the peripheral wall 52 is slightly larger than the outer diameter of the cylindrical wall 72 of the retainer 41. When the retainer 41 is held by the peripheral wall 52 and bottom wall 53 of the retainer holder 50, the inner surface of the peripheral wall 52 of the retainer holder 50 contacts the outer surface of the cylindrical wall 72 of the retainer 41, thereby aligning the retainer 41 and the retainer holder 50 concentrically (positioning of the retainer 41 is achieved). The inner diameter D2 of the bottom wall 53 is larger than the outer diameter of the rotating shaft 1, more specifically, the outer diameter of the shaft sleeve 4 (see FIG. 2). The tapered surface 54 formed on the edge of the peripheral wall 52 is inclined radially outward of the peripheral wall 52. The retainer holder 50 is made of a metal such as aluminum, stainless steel, or cast iron.
 次に、ポンプPの組み立て方法の一実施形態について図5乃至図8を参照して説明する。
 図5に示すように、羽根車2および該羽根車2の裏側に取り付けられたリテーナホルダ50を、回転軸1に向かって移動させ、回転軸1の主軸3を羽根車2のボス部28の軸挿入穴60内に挿入させる。リテーナ41はメカニカルシール20のばね33の端部に保持されている。
Next, one embodiment of a method for assembling the pump P will be described with reference to FIGS.
5, the impeller 2 and the retainer holder 50 attached to the back side of the impeller 2 are moved toward the rotating shaft 1, and the main shaft 3 of the rotating shaft 1 is inserted into the shaft insertion hole 60 of the boss portion 28 of the impeller 2. The retainer 41 is held by the end of the spring 33 of the mechanical seal 20.
 図6に示すように、リテーナ41が、リテーナホルダ50の周壁52および底壁53に保持されるまで、羽根車2およびリテーナホルダ50を回転軸1に沿ってメカニカルシール20の回転リング31に向かって移動させる。リテーナホルダ50に保持される前のリテーナ41は、ばね33に支持されているのみであり、リテーナ41の回転軸1に対する相対位置は不安定である。リテーナホルダ50がリテーナ41に接触するとき、リテーナ41はリテーナホルダ50のテーパー面54にガイドされ、リテーナホルダ50の周壁52内に嵌合する。 As shown in FIG. 6, the impeller 2 and the retainer holder 50 are moved along the rotating shaft 1 toward the rotating ring 31 of the mechanical seal 20 until the retainer 41 is held by the peripheral wall 52 and bottom wall 53 of the retainer holder 50. Before being held by the retainer holder 50, the retainer 41 is only supported by the spring 33, and the relative position of the retainer 41 to the rotating shaft 1 is unstable. When the retainer holder 50 comes into contact with the retainer 41, the retainer 41 is guided by the tapered surface 54 of the retainer holder 50 and fits into the peripheral wall 52 of the retainer holder 50.
 このように、リテーナ41がリテーナホルダ50に対して整列されていないときでも、リテーナホルダ50のテーパー面54はリテーナ41をリテーナホルダ50内にガイドし、リテーナ41はリテーナホルダ50の周壁52内に嵌合され、リテーナ41はリテーナホルダ50の周壁52および底壁53に保持される。リテーナホルダ50の周壁52の内径は、リテーナ41の外径よりもわずかに大きく、リテーナホルダ50とリテーナ41は実質的に同心状となる。したがって、リテーナホルダ50の周壁52内に嵌合したリテーナ41は、回転軸1と同心状となる。 In this way, even when the retainer 41 is not aligned with the retainer holder 50, the tapered surface 54 of the retainer holder 50 guides the retainer 41 into the retainer holder 50, and the retainer 41 is fitted into the peripheral wall 52 of the retainer holder 50, and the retainer 41 is held by the peripheral wall 52 and bottom wall 53 of the retainer holder 50. The inner diameter of the peripheral wall 52 of the retainer holder 50 is slightly larger than the outer diameter of the retainer 41, and the retainer holder 50 and the retainer 41 are substantially concentric. Therefore, the retainer 41 fitted into the peripheral wall 52 of the retainer holder 50 is concentric with the rotating shaft 1.
 図7に示すように、リテーナ41が回転軸1の段部1aを越えるまで、リテーナ41がリテーナホルダ50に保持された状態で、羽根車2、リテーナホルダ50、およびリテーナ41をメカニカルシール20の回転リング31に向かってさらに移動させる。リテーナ41はリテーナホルダ50に保持されているので、リテーナ41の位置は安定され、リテーナ41が回転軸1の段部1aに接触することはない。したがって、羽根車2、リテーナホルダ50、およびリテーナ41は、メカニカルシール20の回転リング31に向かってスムーズに移動することができる。 As shown in FIG. 7, while the retainer 41 is held by the retainer holder 50, the impeller 2, retainer holder 50, and retainer 41 are moved further toward the rotating ring 31 of the mechanical seal 20 until the retainer 41 passes over the step 1a of the rotating shaft 1. Because the retainer 41 is held by the retainer holder 50, the position of the retainer 41 is stable and the retainer 41 does not come into contact with the step 1a of the rotating shaft 1. Therefore, the impeller 2, retainer holder 50, and retainer 41 can move smoothly toward the rotating ring 31 of the mechanical seal 20.
 そして、図8に示すように、ねじ11により羽根車2を回転軸1の端部に固定する。ねじ11の頭部と羽根車2との間には、第1シール66が挟まれる。 Then, as shown in FIG. 8, the impeller 2 is fixed to the end of the rotating shaft 1 by the screw 11. A first seal 66 is sandwiched between the head of the screw 11 and the impeller 2.
 上述した実施形態によれば、ポンプPを組み立てるとき、リテーナ41はリテーナホルダ50によって保持され、リテーナ41の位置はリテーナホルダ50によって固定される。したがって、リテーナ41が回転軸1の段部1aに接触することがなく、リテーナ41はリテーナホルダ50と一体にメカニカルシール20の回転リング31に向かって移動することができる。 In the above-described embodiment, when the pump P is assembled, the retainer 41 is held by the retainer holder 50, and the position of the retainer 41 is fixed by the retainer holder 50. Therefore, the retainer 41 does not come into contact with the step portion 1a of the rotating shaft 1, and the retainer 41 can move integrally with the retainer holder 50 toward the rotating ring 31 of the mechanical seal 20.
 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 have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to practice the present invention. Various modifications of the above-described embodiments would naturally be possible for a person skilled in the art, and the technical ideas of the present invention may also be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be interpreted in the broadest scope in accordance with the technical ideas defined by the scope of the claims.
 本発明は、液体用のポンプに関し、特に回転軸に配置されたメカニカルシールを有するポンプに利用可能である。 The present invention relates to a pump for liquids, and is particularly applicable to a pump having a mechanical seal disposed on a rotating shaft.
 P   ポンプ
 M   電動機
 1   回転軸
 1a  段部
 2   羽根車
 3   主軸
 4   軸スリーブ
10   ポンプケーシング
11   ねじ
14   吸込口
15   吐出口
20   メカニカルシール
25   主板
26   側板
27   翼
28   ボス部
31   回転リング
32   静止リング
33   ばね
41   リテーナ
50   リテーナホルダ
52   周壁
53   底壁
54   テーパー面
60   軸挿入穴
61   締結穴
62   スリーブ挿入穴
66   第1シール
67   第2シール
71   端壁
72   円筒壁
Reference Signs List P Pump M Motor 1 Rotating shaft 1a Step 2 Impeller 3 Main shaft 4 Shaft sleeve 10 Pump casing 11 Screw 14 Suction port 15 Discharge port 20 Mechanical seal 25 Main plate 26 Side plate 27 Blade 28 Boss portion 31 Rotating ring 32 Stationary ring 33 Spring 41 Retainer 50 Retainer holder 52 Circumferential wall 53 Bottom wall 54 Tapered surface 60 Shaft insertion hole 61 Fastening hole 62 Sleeve insertion hole 66 First seal 67 Second seal 71 End wall 72 Cylindrical wall

Claims (8)

  1.  回転軸と、
     前記回転軸に固定された羽根車と、
     前記回転軸を囲むように配置されたメカニカルシールと、
     前記メカニカルシールの回転リングを静止リングに押し付けるばねに保持されたリテーナと、
     前記羽根車の裏側に取り付けられたリテーナホルダを備え、
     前記リテーナホルダは、前記リテーナが内側に嵌合される周壁と、前記周壁から半径方向内側に延びる底壁を有し、
     前記周壁は、前記底壁から前記メカニカルシールに向かって突出しており、
     前記周壁は、その縁部に形成されたテーパー面を有しており、前記テーパー面は、前記底壁からの距離とともに前記周壁の内径が大きくなる円錐台形状を有している、ポンプ。
    A rotation axis;
    An impeller fixed to the rotating shaft;
    a mechanical seal disposed to surround the rotating shaft;
    a spring-supported retainer that presses a rotating ring of the mechanical seal against a stationary ring;
    A retainer holder is attached to a rear side of the impeller,
    the retainer holder has a peripheral wall into which the retainer is fitted, and a bottom wall extending radially inward from the peripheral wall,
    The peripheral wall protrudes from the bottom wall toward the mechanical seal,
    The peripheral wall has a tapered surface formed on its edge, the tapered surface having a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall increases with distance from the bottom wall.
  2.  前記リテーナホルダは、前記羽根車および前記回転軸と同心状にある、請求項1に記載のポンプ。 The pump of claim 1, wherein the retainer holder is concentric with the impeller and the rotating shaft.
  3.  前記リテーナは、前記ばねの端部に接触する端壁と、前記端壁から前記メカニカルシールの前記回転リングに向かって突出する円筒壁を有し、
     前記リテーナホルダの前記周壁の内面は、前記リテーナの円筒壁の外面と接触している、請求項1に記載のポンプ。
    the retainer has an end wall that contacts an end of the spring, and a cylindrical wall that protrudes from the end wall toward the rotating ring of the mechanical seal,
    The pump of claim 1 , wherein an inner surface of the peripheral wall of the retainer holder is in contact with an outer surface of the cylindrical wall of the retainer.
  4.  前記回転軸は、その外周面に段部を有しており、前記リテーナは、前記段部と前記メカニカルシールの前記回転リングとの間に位置している、請求項1に記載のポンプ。 The pump of claim 1, wherein the rotating shaft has a step on its outer circumferential surface, and the retainer is positioned between the step and the rotating ring of the mechanical seal.
  5.  前記回転軸は、主軸と、前記主軸の外周面に取り付けられた円筒状の軸スリーブを有しており、
     前記メカニカルシールの前記回転リングおよび前記静止リングは、前記軸スリーブの外周面を囲んでおり、
     前記回転軸の前記段部は、前記軸スリーブの端面から構成されている、請求項4に記載のポンプ。
    The rotating shaft has a main shaft and a cylindrical shaft sleeve attached to an outer circumferential surface of the main shaft,
    The rotating ring and the stationary ring of the mechanical seal surround an outer circumferential surface of the shaft sleeve,
    5. The pump according to claim 4, wherein the step of the rotating shaft is formed from an end surface of the shaft sleeve.
  6.  前記リテーナホルダは、前記羽根車のボス部に取り付けられている、請求項5に記載のポンプ。 The pump of claim 5, wherein the retainer holder is attached to a boss portion of the impeller.
  7.  前記羽根車を前記回転軸の端部に固定するねじと、
     前記羽根車と前記ねじとの間の隙間を封止する第1シールと、
     前記羽根車の前記ボス部の内周面と、前記軸スリーブの外周面との隙間を封止する第2シールをさらに備えている、請求項6に記載のポンプ。
    A screw for fixing the impeller to an end of the rotating shaft;
    a first seal that seals a gap between the impeller and the screw;
    The pump according to claim 6 , further comprising a second seal that seals a gap between an inner peripheral surface of the boss portion of the impeller and an outer peripheral surface of the shaft sleeve.
  8.  羽根車および該羽根車の裏側に取り付けられたリテーナホルダを、回転軸に沿ってメカニカルシールに向かって移動させ、
     前記メカニカルシールの回転リングを静止リングに押し付けるばねに保持されたリテーナを、前記リテーナホルダの底壁および周壁により保持し、
     前記リテーナが前記リテーナホルダに保持された状態で、前記羽根車、前記リテーナホルダ、および前記リテーナを前記回転軸に沿って前記メカニカルシールの前記回転リングに向かってさらに移動させ、
     前記羽根車を前記回転軸の端部にねじにより固定する工程を含み、
     前記周壁は、その縁部に形成されたテーパー面を有しており、前記テーパー面は、前記底壁からの距離とともに前記周壁の内径が大きくなる円錐台形状を有している、ポンプの組み立て方法。
    The impeller and the retainer holder attached to the rear side of the impeller are moved along the rotation shaft toward the mechanical seal;
    a retainer held by a spring that presses a rotating ring of the mechanical seal against a stationary ring is held by a bottom wall and a peripheral wall of the retainer holder;
    With the retainer held by the retainer holder, further moving the impeller, the retainer holder, and the retainer along the rotation shaft toward the rotating ring of the mechanical seal;
    Fixing the impeller to an end of the rotating shaft by a screw;
    A method for assembling a pump, wherein the peripheral wall has a tapered surface formed on its edge, and the tapered surface has a truncated cone shape in which the inner diameter of the peripheral wall increases with distance from the bottom wall.
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