JPH0419392A

JPH0419392A - ポンプの運転状況検出方法

Info

Publication number: JPH0419392A
Application number: JP12167390A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Murayama; 靖洋村山; Hirohiko Furukawa; 博彦古川; Masahide Konishi; 小西　正英
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2673734B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ポンプの運転状況を検出する方法およびポン
プの軸受に対する潤滑水の供給方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば室軸ポンプの軸受として、自揚水によって潤滑
および冷却がなされて、安定運転を継続できるセラミッ
クス軸受が採用されている。

この種の軸受では、ポンプの起動直後のきわめて短い時
間だけドライ運転がなされ、この短い時間が経過すると
、直ちに自揚水によって潤滑および冷却されて安定運転
に入る。即ち、セラミックス軸受では、トライ運転が短
時間に制限されることになる。

一方、都市化の急激な進展に伴い、水路に配備されてい
る揚水機場への雨水流入量が大量がっ急激なものとなり
つつある。このような状況には、揚水機場における吸水
井の水位が室軸ポンプの揚水遮断水位以下に低下しても
ドライ運転を継続して、ポンプの運転状態を先行させる
先行待機運転や気中管理運転を行うことによって対応し
ている前記先行待機運転や気中管理運転に使用される豆
粕ポンプでは、長時間ドライ運転が継続されることにな
り、この間、軸受に対して潤滑水が供給されなくなる。

したがって、先行待機運転や気中管理運転を行う豆粕ポ
ンプに、ドライ運転時間が短時間に制限されるセラミッ
クス軸受を採用し得なかった。

このような問題を解決する手段として、軸受に対して外
部から潤滑水を供給することが考えられるが、この場合
揚水運転中であるにもかかわらず外部から潤滑水の供給
を続けることは無意味である。したがって、吸水井の水
位を測定することにより、その水位が予め設定した水位
、つまり豆粕ポンプの揚水開始水位よりも低い水位に低
下した場合に、軸受に対して潤滑水の供給を行う方法が
採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕しかし、このように、吸水井の水位に基づいて軸受に対
する潤滑水の供給を行う方法では、吸水井の水面が平穏
である場合と波立っている場合を考慮しなければならず
、通常は波立っている場合を考慮して、潤滑水の供給停
止水位を余裕をみて高目に設定してお（必要があった。

ところが、このような制御方法では、水面が比較的穏や
かな場合において、揚水運転中であるのにもかかわらず
、潤滑水の供給がなされることになる。つまり、ポンプ
の運転状況を正確に知ることができず、そのため、無駄
な潤滑水の供給が長時間にわたって続けられ、軸受に対
して無駄な注水を行わないようにすることができながっ
た。

本発明は、このような事情に鑑み、がっ、揚水運転時と
気中運転時のトルクの変動によって、原動機の出力をポ
ンプに伝達する伝達軸のねじれが変動する点に着目して
なされたものであって、ポンプの運転状況を正確に検知
することができるポンプの運転状況検出方法、ならびに
、軸受に対する潤滑水の供給を確実にしかも必要最小限
に制御して行うことができるポンプの軸受に対する潤滑
水供給方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、第１の発明は、原動機の出
力をポンプに伝達する伝達軸に、第１および第２被検出
部を上記伝達軸の軸方向に離間させて設け、上記第１お
よび第２被検出部をそれぞれ検出して第１および第２検
出信号を出力する第１および第２検出器を設け、上記両
検出信号に基づいてポンプの運転状況を検出するように
したものである。

第２の発明は、原動機の出力をポンプに伝達する伝達軸
に、第１および第２被検出部を上記伝達軸の軸方向に離
間させて設け、上記第１および第２被検出部をそれぞれ
検出して第１および第２検出信号を出力する第１および
第２検出器を設け、上記両検出信号に基づいて、潤滑水
供給系からポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給停止
を制御するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、原動機の出力をポンプに伝達する伝達
軸は、ポンプの軸動力が大きい程、太き（ねじれ、その
ため、伝達軸に軸方向に離れて設けた第１および第２被
検出部が回転方向に相対的に位置ずれし、第１および第
２検出器からの出力に位相が生じる。一方、ポンプの軸
動力と吐出量とは、ポンプの種類や設置条件によって一
定の関係にあるから、予めポンプの特性を調べておけば
、上記第１および第２検出器からの出力によりポンプが
揚水運転であるか否かや、吐出量などの運転状況を知る
ことができる。

また、ポンプが揚水運転か気中運転かを知ることができ
るから、上配両検出信号に基づいて、気中運転時には潤
滑水を供給し、一方、揚水運転時には潤滑水の供給を停
止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を適用した豆粕ポンプを示し、図におい
て、豆粕ポンプ１の主軸２は羽根車３上側のガイドベー
ン４の基部に固定された軸受５と、吸水井６の床面７と
略同じ高さレベルに固定されている軸受８によって回転
自在に軸支され、たとえば、モータやエンジンなどの原
動機１０によって回転駆動される。

前記軸受５．８はそれぞれ炭化ケイ素などのセラミック
スによって形成されており、それぞれに潤滑水供給系９
から潤滑および冷却用の潤滑水が供給されるようになっ
ている。

潤滑水供給系９は潤滑水供給源９Ａと、この潤滑水供給
源９Ａから軸受５，８に潤滑水を供給する管路９Ｂと、
この管路９Ｂに介設した、たとえば電磁弁や電動ボール
弁などの弁９Ｃによって構成されている。

したがって、弁９Ｃの開弁時に潤滑水供給源９Ａから軸
受５，８に潤滑水の供給がなされ、弁９Ｃの閉弁時には
軸受５，８に対する潤滑水の供給が止められる。

上記原動機１０の出力をポンプ１の主軸２に伝達する伝
達軸１４には、スリットからなる第１被検出部１５を有
する第１の円板１６と、スリットからなる第２被検出部
１７を有する第２の円板１８とが、伝達軸１４の軸方向
に離間して設けられている。

上記第１および第２被検出部１５．１７には、それぞれ
、第１および第２検出器Ｃａ、　Ｃｂか対向して設けら
れている。上記第１および第２検出器（、ａ、　Ｃｂは
、それぞれ、上記第１および第２被検出部１５゜１７を
検出するもので、たとえば投光器と受光器を一体に備え
た反射型の光センサからなる。上記第１および第２検出
器Ｃａ、　Ｃｂは、伝達軸１４に負荷が加わっていない
状態で伝達軸１４が回転している場合には、それぞれ、
第１および第２被検出部１５１７を同時に検出するよう
に配置されており、各々、第１および第２検出信号ａ、
　ｂを検出回路１９に出力する。

伝達軸１４に負荷が加わっている場合は、伝達軸１４が
ねじれるので、上記第１および第２検出器Ｃａ。

ｃｂが検出する第１および第２検出信号ａ、　ｂは、第
２図のように、位相がずれる。上記検出回路１９は、上
記第１および第２検出器Ｃａ、　Ｃｂの検出時間Ｓａ。

ｓｂがラップしているラップ時間Ｓを検出するもので、
上記ラップ時間Ｓのラップ信号Ｃを、第１図の比較回路
２１に出力する。

上記比較回路２１には、セレクタを備えた設定器２２か
ら、第１設定値Ｓ１または第２設定値Ｓ２が入力される
。上記比較回路２１は、ラップ時間Ｓと第１設定値Ｓ１
とを比較して、ラップ時間Ｓが第１設定値Ｓ１よりも小
さい場合、つまり、揚水運転中に弁９Ｃを閉止させる閉
止信号ｓｈを出力し、同時に表示器３３に“揚水中”で
ある旨、表示させる。一方、上記比較回路２１は、ラッ
プ時間Ｓと第２設定値Ｓ２とを比較して、ラップ時間Ｓ
が第２設定値Ｓ２よりも大きい場合、つまり、気中運転
時に弁９Ｃを開弁させる開弁信号Ｏｐを出力し、同時に
表示器３３に“待機中”である旨、表示させる。なお、
第１設定値Ｓｌは第２設定値Ｓ２よりも小さい。

上記検出回路１９と比較回路２１と設定器２２は、１つ
の制御装置１２０に組み込まれている。

また、この室軸ポンプ１では、吸水口の深さがこれ以下
では空気を吸込んでしまうポンプ固有の最低水位ＬＷＬ
よりも上方に羽根車３が配設されるとともに、羽根車３
の入口下方、つまり羽根車室に開口され、かつその途中
に気水切替用吸気弁１２を介装した吸気管１３を装備し
ている。したがって、水位降下時には羽根車入口レベル
の揚水開始水位ＨＷＬと最低水位（揚水遮断水位）ＬＷ
Ｌの間の所定水位になったときに、吸気弁１２を開成し
て羽根車３の入口に空気を送り込んで揚水運転から気中
運転に切替え、水位上昇時には、吸水井６の水位が羽根
車３の人ロレヘル）ＩＷＬになったとき、吸気弁１２を
閉成し、残留空気を吸い揚げながら気中運転から揚水運
転に切替えるようにしている。

なお、吸気弁１２の開閉は、図示されていない水位計に
よって、前記揚水開始水位ＩＬ　またはＬＷＬを検知し
、ここから吸気弁１２に出力される信号に基づいてなさ
れる。

つぎに、室軸ポンプ１の運転状況検出方法、ならびに、
軸受５，８に対する潤滑水の供給方法について説明する
。

主軸２が回転駆動されている室軸ポンプ１の運転状態に
おいて、吸水井６の水位が揚水開始水位ＨＷＬ以上であ
れば、吸気管１３の吸気弁１２は閉弁されており、羽根
車３によって水が吸い揚げられるので揚水運転がなされ
る。この場合、主軸２の軸動力は気中運転時よりも大き
いので、伝達軸１４のねじれが大きくなり、２つの被検
出部１５．１７の相対的な位置ずれが大きくなる。その
ため、第２図に示す２つの検出信号ａ、　ｂのラップ時
間Ｓが小さくなる。このラップ時間Ｓが第１図の検出回
路１９によって検出され、比較回路２１を経由して表示
器３３に表示されることにより、豆粕ポンプ１が揚水運
転中であることを知ることができる。

さらに、主軸２の軸動力と吐出量とは、ポンプの種類や
設置条件によって一定の関係にあるから、予めポンプの
特性を調べ比較回路２１に入力しておくことにより、上
記検出回路１９からの検出信号Ｃを比較回路２１を経由
して表示器３３に軸動力や吐出量に変換してデジタル表
示させることにより、ポンプの運転状況を知ることがで
きる。

一方、検出回路工９からの検出信号Ｃを受けた比較回路
２１は、上記ラップ時間Ｓと設定器２２からの第１設定
値Ｓｔとを比較して、ラップ時間Ｓが第１設定値Ｓ１よ
りも小さい場合に、つまり、軸動力が所定値よりも大き
い揚水運転時に、弁９Ｃに閉止信号ｓｈを出力し、弁９
Ｃが閉止される。この場合、軸受５．８は羽根車３によ
って吸い揚げられる自揚水によって潤滑および冷却され
る。

揚水運転の継続によって、水位が揚水開始水位）ＩＷＬ
未満に低下しても、揚水遮断水位ＩＪＬに低下するまで
の間は、吸気弁１２の閉成状態が保持されるとともに、
自揚水による軸受５，８の潤滑および冷却が継続される
。

水位が揚水遮断水位ＬＷＬ付近に低下すると、吸気弁１
２を開成して羽根車３の入口に空気を送り込んで揚水運
転から気中運転に切替えられる。この気中運転時には、
主軸２および伝達軸１４のトルクは著しく小さくなるの
で、両検出器Ｃａ、　Ｃｂから出力される第１および第
２検出信号ａ、　ｂの位相は小さ（なり、第２図のラッ
プ時間Ｓが大きくなる。

ここで、第１図の比較回路２１は、検出回路１９からの
ラップ信号Ｃのラップ時間Ｓと設定器２２からの第２設
定値Ｓ２とを比較して、ラップ時間が第２設定値Ｓ２よ
りも大きい場合に、弁９Ｃに開弁信号Ｏｐを出力する。

これにより、弁９Ｃが開成して潤滑水供給系９からポン
プ主軸２の軸受５，８に対して潤滑水が供給され、軸受
５，８の潤滑および冷却が行われ、安定運転を継続する
ことができる。

気中運転の継続によって、吸水井６の水位が上昇して、
揚水開始水位ＨＷＬに達すると、前述のように揚水運転
に切替えられ、軸受５，８は自揚水によって潤滑される
。

このように、豆粕ポンプ１の気中運転中は、潤滑水供給
源９から供給される潤滑水によって軸受５．８の潤滑お
よび冷却がなされるので、ドライ運転が長時間継続され
る先行待機運転や気中管理運転を行う豆粕ポンプ１にも
、セラミックス軸受５゜８を採用することができる。

なお、本発明は、前記実施例で述べた豆粕ポンプ１のみ
に限らず、気中運転を行うことのできる他のポンプにも
採用できることはいうまでもない。

また、上記実施例では、第１および第２の円板１６、１
８にスリットからなる第１および第２被検出部１５．１
７を設けたが、両波検出部１５．１７は、反射板で形成
してもよく、あるいは、伝達軸１４に直接設けてもよい
。

また、上記実施例では、両検出器Ｃａ、　Ｃｂを反射型
の光センサとしたか、両検出器Ｃａ、　Ｃｂは、透過形
の光センサとしてもよい。

さらに、上記実施例では、第２図の雨検出信号ａ、　ｂ
のラップ時間Ｓに基づいて、運転状況の検出や潤滑水の
供給を行ったが、雨検出信号ａ、　ｂの位相φに基づい
て行ってもよい。

また、上記実施例では、ラップ時間Ｓを第１図の第１設
定値Ｓｌおよび第２設定値Ｓ２と比較したが、５Ｉ＝５
２としてもよい。また、制御装置１ｉ２０の構成も上記
実施例のものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、第１の発明によれば、ポンプの軸
動力や吐出量と一定の関係にある伝達軸のねじれを検出
するので、ポンプの運転状況を正確に検出することがで
きる。

また、伝達軸のねじれから、ポンプが揚水運転か気中運
転かを知ることができるので、自揚水によって軸受を潤
滑することのできる揚水運転時には、潤滑水供給系を閉
成し、一方、自揚水によって軸受を潤滑することのでき
ない気中運転時には、潤滑水供給系を開成し、ここから
供給される潤滑水によって軸受を潤滑および冷却して、
安定運転を継続させることができる。したがって、従来
より採用不可能とされていた先行待機運転や気中管理運
転を行うポンプにも、セラミックス軸受の採用が可能に
なり、汎用性の向上を実現できる。

しかも、軸受に対する潤滑水の供給量を必要最小限に抑
えることができるから、潤滑水およびこれを供給するた
めの動力などの節減を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した豆粕ポンプの実施例を示す概
略構成図、第２図は第１および第２検出信号とラップ信
号との関係を示す特性図である。１・・・ポンプ（豆粕ポンプ）、２・・・主軸、５．８
・・・軸受、９・・・潤滑水供給系、１０・・・原動機
、１４・・・伝達軸、１５・・・第１被検出部、１７・
・第２被検出部、Ｃａ・・・第１検出器、ｃｂ・・・第
２検出器、ａ・・・第１検出信号、ｂ・・・第２検出信号。特許出願人株式会社クホタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原動機の出力をポンプに伝達する伝達軸に、第１
および第２被検出部を上記伝達軸の軸方向に離間させて
設け、上記第１および第２被検出部をそれぞれ検出して
第１および第２検出信号を出力する第１および第２検出
器を設け、上記両検出信号に基づいてポンプの運転状況
を検出するようにしたことを特徴とするポンプの運転状
況検出方法。
（２）原動機の出力をポンプに伝達する伝達軸に、第１
および第２被検出部を上記伝達軸の軸方向に離間させて
設け、上記第１および第２被検出部をそれぞれ検出して
第１および第２検出信号を出力する第１および第２検出
器を設け、上記両検出信号に基づいて、潤滑水供給系か
らポンプ主軸の軸受に対する潤滑水の供給停止を制御す
るようにしたことを特徴とするポンプの軸受に対する潤
滑水供給方法。