JPH05504810A - 遠心ポンプ潤滑材ストレーナ装置 - Google Patents

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】 遠心ポンプ潤滑材ストレーナ装置 発明の背景 本発明は、一般的には、潤滑材として、ポンプで輸送される流体（以下単にポン プ輸送流体という）を用いる軸受を有する型の遠心ポンプに関する。この型のポ ンプの１例がポンプ輸送される流体がポンプハウジングから洩れないように密封 するポンプハウジングの壁によって分離された磁石を保持している１組の共心ロ ータを用いる無ンールポンプである。　この型のポンプは、内部軸受の潤滑にき れいな流体を必要とするが、それは、潤滑流体の中に粒状物質が浮遊していれば 、軸受の廃却率が高くなる可能性があるからである。外部から供給される流体を この目的に使用できるが、そのような便法は、ポンプ輸送流体を稀釈する可能性 があり、別個の流体源と適当な導管を必要とする。

先行技術における同様の構成は、ポンプ輸送流体の一部分を抜き出し、それをス トレーナを通して軸受へ導く。そのようなストレーナは、ストレーナを取外して 清掃又は取替をするためにポンプを止めることが必要となる清掃を頻繁に必要と する。この困難を避けるために、従来のポンプには、流体を軸受に導く前に流体 を抜出してろ過するために排出口に置かれるいわゆる洗い流しストレーナ又はフ ィルタを用いるものがある。この構成は、ポンプの排出液か連続的にストレーナ を洗う利点をもっているが、同時にストレーナが排出液によって連続的に侵食さ れてストレーナの頻繁な取替えを必要とさせる欠点も持っている。

前述の先行技術のもう一つの欠点は、高圧流体の一部分をポンプの排出流から除 去することによってポンプの効率が下がることである。

前述のことは、現在の装置及び方法に存在すると知られている限界を示している 。したがって、上述の限界の一つ以上を克服することを目的とした代替品を提供 することが都合のよいことは明らかである。したがって、このあとでさらに完全 に開示される特徴を含む適当な代替物が提供される。

発明の概要 本発明の目的は、ポンプ輸送流体の一部分を軸受の潤滑材として役立てるために 抜き出し、その流体をストレーナを用いて清澄にし、従来技術によって引起され た問題を克服する遠心ポンプを提供することである。

特に本発明の目的は、一つに結合されて、間にポンプ室を作り、ポンプ輸送流体 の流れがポンプ室に人出する入口と出口を持っている本体とカバーを含むケーシ ング、前記ポンプ室内に取付けられて、前記ポンプ室を通して流体をポンプ輸送 し、前記入口を通って前記ポンプ室に入る流体より圧力の高い流体を出口から排 出するインペラ、前記インペラを支持し、前記ポンプ室の外側にある軸受手段で 軸受支持される軸、前記流体の一部分を前記ポンプ室から抜き出して、その流体 を潤滑用に軸受手段へ導く導管、及び前記導管が前記ポンプ室に通している前記 導管の口を覆って、流体が前記導管に入るとき流体をろ過するストレーナを備え 、前記ストレーナは、インペラの面に隣接し、ケーシング内のポンプ輸送流体の ための出口の内側に置かれ、それによって、インペラの回転面が前記インペラの 面に隣接したポンプ室内の流体にストレーナを横切って流れさせ、ポンプの運転 中にとんな粒状物質をもストレーナから洗い流させるようにしたポンプを提供す ることである。

また、本発明の目的は、ケーシングと、シュラウドを備え、前記ケーシングとシ ュラウドは（１）一つに結合され、（２）間に室と隔室を形成する互いに向かい 合った表面を有し、前記インペラは前記室内に回転可能に閉し込められた刃付き 本体を有し、前記シュラウドは、流体を前記室の中へ入れる単一の手段と前記室 から流体を排出する単一の手段とを備え、前記向かい合った表面は、前記室と前 記流体排出手段との間に開いたさえぎられていない流体経路を共同して形成し、 前記隔室は前記インペラの前記刃付き本体に通しており、さらに、前記ケーシン グの中に形成され前記隔室からの流体を前記ケーシングの中と前記室へ直列に導 く手段を備えているように構成されたポンプを開示することである。

前述及びその他の面は、添付図面と関連して考慮されるとき、発明の以下の詳細 な説明から明らかになるであろう。

しかし、図面は、発明を限定するものとして意図されないで例示の目的だけのも のであると明らかに理解されるべきである。

図面の簡単な説明 図面において、 図１は、ポンプインペラの回転軸に沿って取り、本発明の実施例を例示する無シ ール型遠心ポンプの断面図であり、図２は、インペラ、ケーシングカバー及びポ ンプ輸送される流体をポンプ軸受に導く導管の口を覆うストレーナを含む関連の 要素を示す図１の一部分の拡大図であり、図３は、ストレーナの面を横切ってポ ンプ輸送される流体のうす巻きを例示するストレーナとケーシングカバーの斜視 図である。

好ましい実施例の説明 各図に示された無シール遠心ポンプは、軸方向の入口２、ポンプ室３及び出口４ を備え、これらはすべてケーシングを通って伸びる通路によって相互接続されて いる。ケーシング１はまた取付は足５とポンプ室３を囲む環状フランジ６を含ん でいる。環状フランジ６は、ポンプの運転中、ポンプ室３の中で回転するポンプ セミオープンインペラ１２を支える軸方向に伸びる軸１１をはじめとする多数の 構成要素を含んでいるポンプカートリッジ１０を取り囲むケーシングカバー７を 受けるように構成されている。カートリッジ１０は、あとで詳しく説明する。セ ミオープンインペラ１２はシュラウド１３及びシュラウド１３と一体の一方の縁 を有する一連の羽根を備えている。

動力フレーム１６がカートリッジ１０の上にはまり、ケーシング１及びケーシン グカバー７にフランジ６の外側を円形に囲む一連のボトル１７によって取付けら れている。

動力フレーム１６は、さらに、ケーシング１にある取付は足５と共同してポンプ を支持するように構成された取付は足１８を備えている。駆動軸１９が軸受２０ と２１のための潤滑材を入れるように構成された軸受室２２の両側面に動力フレ ーム１６の中に固定された１対の軸方向に間隔をおいた軸受２０によって動力フ レーム１６内に回転可能に取付けられている。駆動軸１９の外端は、通常の継手 手段を用いて駆動モータ（図示なし）に結合されるように構成グ１内の凹所に滑 り込む環状部材であり、ポルト１７を受ける穴を持ったフランジ６の上にのるリ ップ２５を備えている。環状リップ２５は、動力フレーム１６の開放端にある環 状フランジ２６とフランジ６の間に挟まれており、ボルト１７が、ケーシングカ バー７と動力フレーム１６の両方をケーシング１に保持する働きをしている。

カートリッジ１０はケーシングカバー７の中にはまり込み、ケーシングカバー７ の外面に当り、カートリッジ本体３０がケーシングカバー７に伸び入る距離を制 御する環状ステップ３１を備えている。カートリッジ本体３０は、それぞれの前 及び後ジャーナル軸受ブシュ３３及び３４を囲む両端に凹部を含んでいる。イン ペラ軸１１はブシュ３３及び３４を貫通して伸び、ブシュ３３及び３４の中で回 転するそれぞれの軸受スリーブ３６及び３７を担持している。

軸受スリーブ３６及び３７は間隔スリーブ３９を間に挟んで駆動軸１１の上にす べりはめられる。　駆動軸１１の前端には外向きに伸びるフランジ４１があり、 スラストカラー４２がフランジ４１と前方ブシュ３３の前方端とに当たっている 。カラー４２は、駆動軸１１の後向き軸方向運動を制御する。インペラ１２には 駆動軸１１の前端にあるねじ付き穴の中へねじ込み、軸のフランジ４１に押しつ けるねじ付き部材４４がついている。駆動軸１１の後端にはスラスト軸受４７、 駆動軸１１にキー止めされた内側磁石保持具５０及び駆動軸１１の後端にねじば めされるナツト５２がついている。ナツト５２は、カートリッジ１０の回転構成 要素のすべてを軸受ブシュ３３及び３４を通って伸びるカートリッジ本体３０内 て駆動軸１１上の適所に固定する。

内側磁石保持器５０の周辺には、磁石保持器５０及びカートリッジ１０の他の部 分を覆ってはまる比較的薄い折形筒５９の内側の周囲に近接して回転する一連の 磁石５８がついている。動力フレーム１６は、駆動軸１９に取つけられ駆動軸と ともに折形筒５９の周りに筒にごく近接して回転する外側磁石保持器６１を含ん でいる。外側磁石保持器６１にはそれの内側の周りに間隔をあけて配置された一 連の磁石６２がついていて、内側磁石保持器５０についている磁石５８に磁気的 にリンクしてトルクを外側磁気保持器６１からポンプインペラ軸１１に伝える。

このようにして磁石を用いてポンプインペラを駆動することは、無シールポンプ の技術において公知である。

ケーシングカバー７には、ケーシングカバー７の前面６６は形成され、軸１１を 囲み、インペラ１２の後面６８に隣接している環状ポケット６３及びポケット６ ３から伸びてポンプ輸送される流体をポンプ室３がら空洞６０の中へ導き、磁石 保持器５０を含む折形筒５９によって囲われた流体通路６４がある。この流体は 、空洞６０からスラスト軸受４７へ流れ、そのようなスラスト軸受けを通過して 軸１１に沿って前方へ軸受ブシュ３３を含むジャーナル軸受を通り、軸１１にイ ンペラに隣接して付いているスラスト軸受４２から出る。このような流体は、上 述の軸受を潤滑して冷却する働きをする。ポンプ輸送流体を潤滑材として使用す ることは、ポンプ輸送流体の性質がその流体を潤滑材として働かせることを可能 にする場合に可能である。

軸受の寿命を長（するためには潤滑流体が粒状物質を含まないことが不可欠であ り、したがって、粒状物質がポンプ室から流体通路６４及び空洞６０に入らない ことが望ましい。さもないと、粒状物質が軸受ブシュ３３と３４の間の空間を含 む空洞６０にひっかかりポンプの動作を妨げ、多分、ポンプの軸受を損傷する粒 状物質の蓄積を生しさせる可能性がある。ポケット６３の輪郭に対応する環状形 のストレーナ又はスクリーン７０がケーシングカバー７の前面に形成されたポケ ット６３の頂部にかふせられ、粒状物質がポケット６３に入る前に粒状物質を捕 える。

この種のストレーナ７０は適当な方法で適所にポケットに覆せられるので取付け の細部については説明しない。たとえば、ストレーナ７０は接着剤又はねし付き 固定具によって取付けできるであろう。重要なのは、そのような粒状物質がスト レーナ７０にに残らず、ストレーナを腐食しもしないことを知ることである。本 発明は、これをストレーナ７０がインペラ１２の後面６８にごく近接している点 で、考慮に入れている。インペラ１２の回転によって、インペラの後面６８に隣 接したポンプ輸送流体がインペラとともに回転しようとする結果、−団の回転流 体がストレーナ７０をよぎることになる。図３に流れ矢印によって印されている ように、ストレーナ７０を横切る動的にエネルギーを得て旋回する流体は、捕え た粒状物質をストレーナ７０の入口面から真空で除去するかぬぐいとって粒状物 質をストレーナ７０を腐食することなく残りのポンプ輸送流体へ運び去る。容易 に分るように、ストレーナ７０の前述の真空除去を受けない可能性のある重い粒 状物質は、ストレーナ７０の中に留まった状態にならず、代りに、このような粒 状物質は、遠心力によって外方へ投げ出されてポンプ輸送流体と一緒に排除され る。実際には、そのような重い粒状物質は、多分、ストレーナ７０の位置がポン プ輸送流体の主流から離れているので決してストレーナ７０に達しない。

ほかの場合には、流体通路６４へ道を見出すであろう軽い粒状物質は、ストレー ナ７０によって止められ、ストレーす７０を横切って流れるエネルギーを与えら れたうす巻き流体によってストレーナ７０から押し流される。

この新規なポンプにおいて、ポンプ室３と排出口４の間の流体通路を妨げるもの が何もないことに注意すべきである。ポンプ輸送流体はすべて排出口４へ排出さ れる。インペラ１２の背後の流体は、排出口４に隣接した流体に較べて、比較的 低圧力になっており、そのような流体は、最初は排出圧力までポンプで汲上げさ れず、次に潤滑材として用いられる前に圧力を下げられ、それによって排出圧力 の流体を潤滑材に用いる従来技術において生ずる損失を無くす。排出流体は潤滑 材として循環されず、上記のような潤滑材又は外部から供給される潤滑材のため の外部配管は不要である。ストレーナ７０をよぎる流体の速度は、排出口４を通 って流れる排出流体における速度より著しく低く、結果としてストレーナ７０に 及ぼす侵食の効果が最小になる。潤滑流体を抜き出す環状ポケット６３を設ける ことは、ポンプの出口におけるコレクタ及びストレーナが与えることのできるよ りはるかに大きい収集面積を与える。　本発明を好適実施例に従って例示して説 明したが、変形及び変更形を請求の範囲に記載された発明からそれることなく作 れることが認められる。

開　示　の　要　約 ポンプ室、入口及び出口の入っているケーシング並びに独立の軸受装置によって 支持された軸に取付けられたインペラを備える「シームレス」型の遠心ポンプで ある。インペラ軸は、ケーシングの壁の両側にあり、ケーシングの外側にあって 、モータで駆動される磁石と、ケーシングの内側にあってポンプインペラに接続 されてポンプインペラを駆動する磁石といっしょに磁気的に相互接続された１組 の磁石を介してケーシングの外側にあるモータによって駆動される。軸受装置は 、潤滑材及び冷却材としてポンプ輸送流体を用いる潤滑装置を備えている。イン ペラの後面の背後にごく近接した位置にあるポケットが潤滑流体を受け、ポンプ のケーシング内の通路が潤滑流体を軸受に運ぶ。流体によって運ばれる粒状物質 がポケットに入るのを防ぐためにストレーナがポケットを覆い、流体がポンプ室 の中で回転してすべての粒状物質をストレーナの表面から絶えず洗い流して粒状 物質を流体出口から排出する。

手続補正９ 羊１戊５年１月′）ａ日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．ポンプ室を含むハウジングであり、前記ハウジングの入口から伸びて前記ポ ンプ室に通じるポンプ入口通路と前記ポンプ室からハウジングの出口に伸びてい るポンプ出口通路とを備え、かつ前記ハウジング内にある軸受手段の中に取付け られて回転する軸とを収容するハウジングと、前記軸の前端に取付けられ、ポン プ室内で前記軸と共に回転するポンプインペラと、前記ハウジングに含まれポン プ輸送流体を前記ポンプ室から前記軸受手段へ導く通路と、前記通路にあって、 流体を前記インペラの非ポンプ作用面に隣接して前記ポンプ室に通じ、流体を前 記ポンプ室の前記非ポンプ作用面に隣接した部分から受ける口と、前記通路の前 記口を覆って前記ハウジングに取付けられたストレーナとを備え、前記通路に入 る流体が前記ストレーナを通って流れ、前記ストレーナによってろ過され、前記 ストレーナを通って流れる流体は、前記ポンプの前記出口を通って排出される流 体の圧力より低い圧力になっており、前記ストレーナの面に付着したすべての粒 状物質は前記ストレーナの面を横切って前記インペラによって運ばれる流体によ って前記ストレーナの面から洗い流されることを特徴とする遠心ポンプ。
2. ２．前記ハウジングが前記インペラの前記非ポンプ作用面に面し、前記インペラ を支持している前記軸を取巻く環状ポケットを中に形成されており、前記ストレ ーナが前記環状ポケットを覆う環状スクリーンを備えている請求項１に記載の遠 心ポンプ。
3. ３．前記ストレーナが前記インペラの本体にごく近接している事実上平らな表面 を備えている請求項１に記載の遠心ポンプ。
4. ４．前記ポケットが前記ポンプ室に面して、前記ポンプ室に通じている請求項３ に記載の遠心ポンプ。
5. ５．ポンプ室を含むハウジングであり、前記ハウジングの入口から伸びて前記ポ ンプ室に通じるポンプ入口通路と前記ポンプ室からハウジングの出口に伸びてい るポンプ出口通路とを備え、かつ前記ハウジング内にある軸受手段の中に取付け られて回転する軸とを収容するハウジングと、前記軸の前端に取付けられ、ポン プ室内で前記軸と共に回転するポンプインペラと、前記ハウジングに含まれポン プ汲上げされた流体を前記ポンプ室から前記軸受手段へ導く通路と、前記通路に あって、流体を前記インペラの非ポンプ作用面に隣接して前記ポンプ室に通じ流 体を前記ポンプ室の前記非ポンプ作用面に隣接した部分から受ける口と、前記口 に設けられ前記ハウジングの壁に形成された拡大ポケットと、前記ポケットの開 放面を覆って前記ハウジングに取付けられたストレーナとを備え、前記通路に入 る流体が前記ストレーナを通って流れ、前記ストレーナによってろ過され、前記 ストレーナを通って流れる流体は、前記ポンプの前記出口を通って排出される流 体の圧力より低い圧力になっており、前記ストレーナの面に付着したすべての粒 状物質は前記ストレーナの面を横切って前記インペラによって運ばれる流体によ って前記ストレーナの面から洗い流されることを特徴とする遠心ポンプ。
6. ６．前記ストレーナが前記インペラの非ポンプ作用面にごく近接している事実上 平らな表面を備えている請求項５に記載の遠心ポンプ。
7. ７．前記ポケットが環状形で前記インベラと共心である請求項６に記載の遠心ポ ンプ。