JPH04103275U - スクリユーポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、スラリーやスラッジ等の固体粒子
等を含んだ液体を輸送するのに最適であり、また製作お
よび加工を容易になすとともに材料費および製作費を安
価になし、また軽量にしてロータの始動および停止が確
実に行え、さらには大径のロータの製作も容易なスクリ
ューポンプを提供することを目的とする。 【構成】 吸込管２と吐出管３とを有するケーシング１
内に、相互に噛合し、ねじ山８ａ，９ａとねじ溝８
ａ′，９ａ′とを有するロータ８，９を母材としての高
クロム鋳鉄により形成し、その表面を超高金属よりなる
超硬層２０，２０′にて覆うものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、輸送中に相互に衝突するスラリーやスラッジ等の固体粒子等を含ん だ液体を輸送するのに最適なスクリューポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えばスラリーやスラッジを含んだ液体のように各種の固体粒子が懸濁された 液体を輸送する場合に使用するポンプの一例として従来、例えば下記の如き構造 のロータリー式のスクリューポンプがある。

【０００３】 すなわち図５および図６に示すように、一側に吸入管２と他側に吐出管３とを 有するケーシング１内に、図示しないモータの駆動力を受動して回転自在になる 回転伝達部品としての駆動歯車４とこれに噛合する受動歯車５とを一側に装設し た２本の回転軸６，７を設け、該回転軸６，７の外周には液体を吸引・吐出する ように、ケーシング１の中央軸線Ｌを境にして螺旋方向が左右対称的な歯形のね じ山８ａ，９ａと該ねじ山８ａ，９ａが相互に嵌合されるねじ溝８ａ′，９ａ′ とを有する金属製のロータ８，９が設けられた構造である。 そしてこのロータ８，９を囲むように前記ケーシング１内には耐摩耗性材料に よって形成した略円筒状のスリーブ１０を嵌着し、さらにこのスリーブ１０のロ ータ収容孔１０ａ内にロータ８，９を回転自在に収容していた。

【０００４】 ところで、上記従来のポンプにおけるロータ８，９は、特にエピトロコイド曲 線やエピトロコイド曲線と擬アルキメデス曲線との組合せ等によって形成される 複雑な形状の歯形部分としてのねじ山８ａ，９ａとねじ溝８ａ′，９ａ′とが形 成がされている。

【０００５】 そしてスラリーやスラッジを含んだ液体と接触するポンプのロータ８，９の耐 摩耗性を向上するために、ロータ８，９を製作するのには例えば高クロム鋳鉄の ような母材をダイヤモンドホイール等の研摩加工具を用いて前述のような歯形形 状に研削加工をして一次加工をし、その後二次加工として母材の表面に焼入処理 を施こして硬度を付与している。 またセラミックによってロータ８，９を製作するのには先ず、無機粉末よりな る圧粉体や仮焼成体で一次加工の上、次に本焼加工としての二次加工を行うこと によってロータ８，９を形成していた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来の構造のスクリューポンプにおいて耐摩耗性を一段と向 上するために、ロータ８，９の全体を超硬材料によって製作する場合にはダイア モンドホイールのような高価な刃物を必要とする。しかも超硬材料に加工を施す ものであるので、製作に手間と時間がかかり、また研削チップ自体が研削加工具 になるほど高価な材料であり、材料費および製作コストが高価になっていた。さ らに高比重であるので、ロータ８，９のような回転体に使用するのには特に始動 または停止時に慣性を伴うので、正確な立ち上がりや停止に欠け、馴染まない。

【０００７】 またロータ８，９の母材を高クロム鋳鉄によって製作する上記従来の方法は、 上記超硬材料を使用してロータ８，９を製作する場合とは異なって製作は容易で 安価であるが、母材の表面に単に焼入れ加工を施すだけであるので、耐摩耗性に 欠ける。

【０００８】 さらにセラミックを用いてロータ８，９を製作する方法は、ロータ８，９が靱 性に欠け、しかも大径のロータ８，９を製作するのには不向きであった。

【０００９】 本考案はかかる点に鑑みてなされたものであり、超硬材料が有する耐摩耗性を 必要最小限度に利用して製作および加工を容易になし、また材料費および製作費 が安価であり、しかも軽量にしてロータの始動および停止が確実であるとともに 大径のロータの製作も容易でロータ等の回転体の製作に適したスクリューポンプ を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、一側に吸込管を、他側に吐出管を有する ケーシング内に複数の回転軸を回転自在に設け、流体を吸引・吐出可能に嵌合す るねじ山とねじ溝とを有するロータを前記回転軸に設けたスクリューポンプにお いて、母材としての高クロム鋳鉄を用いるとともに該母材の表面を超硬金属によ り覆うことにより前記ロータを形成するという手段を採用した。

【００１１】

【作用】

高クロム鋳鉄の母材の表面を超高金属によって覆うことによりロータが形成さ れているので、耐摩耗性を有し、軽量にして始動および停止が確実になる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図４に従って説明する。 本実施例においてポンプ自体の構造および作用について図５および図６に示す 部分と同様な部分の詳細な説明は重複するので、省略する。また図１乃至図４に おいて図５および図６と同一部分は同一符号で説明する。

【００１３】 図４において２０，２０′は回転軸６，７の外周に設けたロータ８，９の一番 摩耗が発生し易い前記ねじ山８ａ，９ａと、ねじ溝８ａ′，９ａ′の表面に形成 された超硬層であり、この超硬層２０，２０′は耐摩耗性と耐蝕性を有する金属 材料、例えばタングステンカーバイド（WC系超合金）によって形成される。

【００１４】 この超硬層２０，２０′をロータ８，９に形成するのには、ねじ山８ａ，９ａ と、このねじ山８ａ，９ａが嵌合されるねじ溝８ａ′，９ａ′とを回転軸６，７ の外周に研削加工した一次加工済みの母材としての高クロム鋳鉄の上に、可能な 限り薄肉円筒加工の上、加熱温度１０００°Ｃ、加圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ² 以内の雰囲気の中で熱間静水加圧処理により、金属母材と一体化処理することに よって形成される。

【００１５】 また前記ケーシング１は略水平な基準線Ｈを境に上部ケーシング１Ａと、下部 ケーシング１Ｂとにより成る２つ割り構造に形成され、上部ケーシング１Ａが下 部ケーシング１Ｂ上に一体に固定される。

【００１６】 このうち、図２において前記上部ケーシング１Ａのその内部周面に回転軸６， ７の設置方向に向けた半環状のホルダ受２１ａを設け、またその一側面には吸入 管２と、またその上部には吐出管３とを夫々形成している。 前記下部ケーシング１Ｂは、内周に前記半環状のホルダ受２１ａと対をなして 正円孔２１になる半環状のホルダ受２１ｂを設けている。

【００１７】 図１について説明すると、前記上部ケーシング１Ａと下部ケーシング１Ｂとの ホルダ受２１ａ，２１ｂ内に前記吸込管２および前記吐出管３の中央軸線Ｌを境 に左右対称的に２個のスリーブホルダ２２，２２を着脱自在に嵌合している（図 １には左半分の１個が表れている）。

【００１８】 図２および図３において前記スリーブホルダ２２は、その外形状が前記上部ケ ーシング１Ａと下部ケーシング１Ｂのホルダ受２１ａ，２１ｂに接する略円形に 形成され、内周には駆動側の回転軸６と受動側の回転軸７とに設けたロータ８， ９を囲む側面略８字状の開口形のロータ収容孔２３を設けている。 そして２５はスリーブホルダ２２の外壁に左右の前記幅狭部２４，２４に適宜 数個、対向して設けたボルト挿入孔であり、このボルト挿入孔２５の先端に一致 する前記幅狭部２４，２４の内側には長手方向に挿入して配置されるキー２６を 収容するためのキー収容凹部２７，２７が設けられている。

【００１９】 ２８はインナースリーブであり、このインナースリーブ２８は前記ロータ収容 孔２３の対向する幅狭部２４，２４を境に耐蝕性および耐摩耗性を有する材料に より一部が欠如した略円筒状に形成されたスリーブ分割片２８ａ，２８ａから成 り、このスリーブ分割片２８ａ，２８ａは前記スリーブホルダ２２の内周面をな す収容凹部２２ａの形状に一致する形状の薄肉状に形成される。 そして夫々のスリーブ分割片２８ａ，２８ａは、前記収容凹部２２ａ，２２ａ 内に着脱自在に嵌合され、ロータ８，９を囲む。

【００２０】 図３において上下２つのスリーブ分割片２８ａ，２８ａを単一のスリーブホル ダ２２の収容凹部２２ａ内に取付けるのには対向する幅狭部２４，２４の先端に 設けた前記キー収容凹部２７，２７内にキー２６を夫々挿入する。 そしてスリーブホルダ２２に設けた数個のボルト挿入孔２５内にボルト２９を 螺入してその先端を共用の押付部品としての前記キー２６内に螺入することによ って２つのスリーブ分割片２８ａ，２８ａよりなるインナースリーブ２８を単一 のスリーブホルダ２２内に着脱自在に取付ける。

【００２１】 図１において３０はロータ収容孔２３を塞ぐために、ケーシング１内に着脱自 在に取付けるサイドプレート、３１は前記サイドプレート３０の内周に嵌着され るシール蓋であり、３２は前記回転軸６，７を回転自在に支持するための軸受部 品である。

【００２２】 本考案の一実施例は以上の構成からなり、モータの駆動力を受動して駆動歯車 ４が回転駆動すると、この駆動歯車４からの回転力を受動して受動歯車５は回転 する。従ってロータ収容孔２３内において、ねじ山８ａ，９ａとねじ溝８′，９ ａ′とが相互に噛合されるように回転自在に収容されているロータ８，９は回転 軸６，７を中心に夫々回転される。

【００２３】 そしてスラリーやスラッジ等の固体粒子等を含んだ液体は、ロータ８，９が回 転することにより吸込管２からケーシング１内に吸入され、ねじ山８ａ，９ａと 、このねじ山８ａ，９ａが噛合しているねじ溝８ａ′，９ａ′とによりケーシン グ１内において左右から中心方向に移送され、その後吐出管３からケーシング１ の外部に吐出される点は従来のスクリューポンプと略同様である。

【００２４】 この際、母材としての高クロム鋳鉄によって形成されるロータ８，９のねじ山 ８ａ，９ａと、このねじ山８ａ，９ａが嵌合されるねじ溝８ａ′，９ａ′とを有 する複雑な歯形状のロータ８，９において摩耗の激しいねじ山８ａ，９ａと、こ のねじ山８ａ，９ａが噛合するねじ溝８ａ′，９ａ′との表面にタングステンカ ーバイドの超硬層２０，２０′を形成しているので、ねじ山８ａ，９ａおよびね じ溝８ａ′，９ａ′は勿論、一番磨耗の激しいねじ山８ａ，９ａおよびねじ溝８ ａ′，９ａ′のエッジ部分においてもこの超硬層２０，２０′が有する耐摩耗性 と、耐蝕性と、および靱性とが夫々発揮される。この時、好適に輸送される流体 としては、高濃度石炭・水スラリー、混炭重油のほかに、無機物質が懸濁した各 種スラリー、例えばインキ、顔料、塗料、建材のようなスラリーやスラッジを挙 げることができる。

【００２５】 また図４に示すごとく、超硬層２０，２０′以外のロータ８，９の大部分は高 クロム鋳鉄を母材として形成されているので、超硬材料によってロータ全体を成 形する従来の方法とは異なり、ロータ８，９は軽量である。従ってロータ８，９ が回転する時に加わる慣性が小さいので、ロータ８，９が回転する始動時および 停止時におけるロータ８，９の立ち上がりおよび停止は確実になる。

【００２６】 なお上記実施例においてはロータ８，９のねじ山８ａ，９ａとねじ溝８ａ′， ９ａ′との表面のみを超硬層２０，２０′によって覆っているが、ロータ８，９ の全表面を超硬層によって覆ってもよい。

【００２７】

【考案の効果】

上述の如く本考案は、超硬材料が有する耐摩耗性を必要最小限度に利用して高 クロム鋳鉄を母材として形成したロータの表面を例えば熱間静水圧加圧法によっ て覆うようにしたので、ロータの製作および加工を容易にでき、また材料費およ び製作費が安価であり、しかもロータは軽量にして回転時の慣性を小さくできる ので、その始動および停止が確実であるとともに大径のロータの回転体の製作に 適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案のスクリューポンプの一実施例を
示す半断正面図である。

【図２】図２は同じく図１の半断側面図である。

【図３】図３は図１のイ−イ断面図である。

【図４】図４は本実施例に使用するロータの半断側面図
である。

【図５】図５は従来のスクリューポンプを正面側から見
た断面図である。

【図６】図６は同じく従来のスクリューポンプを示す半
断側面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング １Ａ 上部ケーシング １Ｂ 下部ケーシング ２ 吸入管 ３ 吐出管 ４ 駆動歯車 ５ 受動歯車 ６ 回転軸 ７ 回転軸 ８ ロータ ９ ロータ ８ａ ねじ山 ９ａ ねじ山 ８ａ′ ねじ溝 ９ａ′ ねじ溝 １０ スリーブ １０ａ ロータ収容孔 ２０ 超硬層 ２０′ 超硬層 ２１ａ ホルダ受 ２１ｂ ホルダ受 ２２ スリーブホルダ ２３ ロータ収容孔 ２３ａ 収容凹部 ２４ 幅狭部 ２５ ボルト挿入孔 ２６ キー ２７ キー収容凹部 ２８ インナースリーブ ２８ａ スリーブ分割片 ２９ ボルト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側に吸込管を、他側に吐出管を有する
   ケーシング内に複数の回転軸を回転自在に設け、流体を
   吸引・吐出可能に嵌合するねじ山とねじ溝とを有するロ
   ータを前記回転軸に設けたスクリューポンプにおいて、
   母材としての高クロム鋳鉄を用いるとともに該母材の表
   面を超硬金属により覆うことにより前記ロータを形成し
   たことを特徴とするスクリューポンプ。