JPS6246717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は堅型遠心ポンプに係わり、さらに詳
しくは、渦巻室内から回転軸の軸孔の隙間を介し
て液体が外部へ流出しないようにした堅型遠心ポ
ンプに関するものである。

（従来の技術） 堅型遠心ポンプは、渦巻室内に回転する主羽根
を備え、その回転時の遠心力によつて、液体を送
給するもので、従来より、化学工業の分野におい
て広く採用されている。ところが、この種の堅型
遠心ポンプにおいては、渦巻室内から回転軸の軸
孔の隙間を介して液体が外部へ流出するのが問題
とされており、その問題を解決するため、例えば
実公昭42−8657の考案等があつた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、いずれも不完全で従来においては、そ
の流出を有効に防いだ堅型遠心ポンプは無く、末
だ上記のような問題が残されていた。

この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、渦巻室内から回転軸の隙間を介して外
部へ液体が流出しない堅型遠心ポンプを提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明に係る堅型遠心ポンプは、駆動体の出
力軸に連結されるとともに渦巻室仕切り壁に形成
された軸孔を貫通して渦巻室に位置する回転軸の
端部にデイスクが取り付けられ、前記デイスクの
一側面には前記渦巻室仕切り壁に近接するシール
羽根を設け、他側面には揚液用の主羽根が配置さ
れ、前記回転軸の中間部にはリツプ部分が回転軸
を周回して形成されたシールパツキングが設けら
れるとともに、前記リツプ部分をばねの復帰力に
より押圧して回転軸とリツプ部分との間隙を閉塞
する摺動リングが配設され、この摺動リングを回
転軸の遠心力により移動させて前記間隙を開く開
閉装置を備えた堅型遠心ポンプにおいて、前記シ
ールパツキングと渦巻室の間に空気室を設け、こ
の空気室は前記間隙を介して外部より空気を導入
可能とするとともに、前記渦巻室に形成した軸孔
に連通している構成とした。

（作 用） 駆動体による回転停止時には、開閉装置によつ
て、上側仕切壁の軸孔の隙間が自動的に閉じら
れ、その後、渦巻室内の液体が下側仕切壁の軸孔
の隙間を介して空気室内に侵入するが、空気室内
の空気圧と渦巻室内の液体とのバランスがとれた
ところで空気室内への液体の侵入が止まる。

従つて、空気室内に液体が満杯とならず、液体
が上側仕切壁の軸孔の隙間を介して外部に流出す
ることはない。

他方、駆動体の回転軸には、上側仕切壁の軸孔
の隙間が開閉装置によつて解放されるが、デイス
クに付いている主羽根およびシール羽根の回転に
よつて空気室内の液体が渦巻室内に戻され、しか
もシール羽根の回転によつて、渦巻室上壁面とシ
ール羽根との間にいわゆる液体シールができるの
で、空気室内の空気が必要以上に渦巻室内に入り
込むことはないし、また渦巻室内の液体が空気室
内に入り込むこともない。

（実施例） 図は本発明の実施例を示すもので、第１図にお
いて全体を符号１で示す堅型遠心ポンプは、ポン
プ本体２と、これを駆動する駆動体としてのモー
タＭとから構成されている。

前記ポンプ本体２は、上部ケーシング３と下部
ケーシング４とによつて覆われており、ポンプ本
体２の中央部にはその垂直軸線に沿つて回転軸５
が回転自在に軸承されている。

前記回転軸５の上端は、上部ケーシング３上に
設置されたモータＭの出力軸（図示省略）に連結
されている。

また、前記モータＭの設置位置より下方で、上
部ケーシング３側の上部に位置する回転軸５部分
には、後述の空気室ａを開閉する開閉装置６が取
り付けられている。

この開閉装置６は、第３図に示すように、回転
軸５に固定された上部ケース７と下部ケース８を
具えており、その内部には、第３図および第４図
に示すように、環状の空間部９が形成されてい
る。また、下部ケース８の下部には摺動リング１
０が昇降自在に嵌合されている。

この摺動リング１０は、外側リング１１とこれ
に一体的に螺合された内側リング１２とからな
り、両者間には、ダイヤフラム型のパツキング１
３が挾持せしめられている。このパツキング１３
は、さらに、回転軸５に嵌合固定されたボス１６
の上端と下部ケース８の下端との間に挾持せしめ
られており、パツキング１３の内周縁が回転軸５
の周面に接触している。このパツキング１３によ
り、内側リング１２とボス１６との間から空気室
ａ（第１図、第５図および第６図、後述）中の空
気が漏れるのを防止している。

また、前記摺動リング１０の上面には、円周方
向に等角度間隔へだてて何本かのガイドピン１４
の下端が固定されており、このガイドピン１４は
前記開閉装置６の下部ケース８を上方に貫通して
空間部９内に至つている。上部ケース７と外側リ
ング１１の上面との間には、ガイドピン１４に外
嵌された状態で、コイル状のばね１５が弾装され
ている。このばね１５により、摺動リング１０
は、常に下方に向つて移動する力を与えられてい
る。

前記摺動リング１０の内側リング１２は、前記
ボス１６の外周面に、摺動自在に嵌合されてい
る。また、ボス１６の上端部近傍の外周面には、
一段小径となつた小径部１７が形成されており、
この小径部１７の外周面に前記内側リング１２の
上端の内周部に形成された環状の突出部１２ａが
摺接している。

一方、上部ケーシング３の中間高さ位置で、前
記開閉装置６の設置位置より下方部位には上下に
所定間隔へだてて上側仕切壁１８と下側仕切壁２
０とが設けられ、これら仕切壁１８―２０間は空
気圧の調整によつて、後述の渦巻室３０から軸孔
１８ａを通つて液体が外部へ流出するのを防ぐ空
気室ａとなつている。前記上下の仕切壁１８，２
０の中央部に設けられた軸孔１８ａ，２０ａ中に
前記回転軸５が嵌挿されている。

また、前記上側仕切壁１８には、固定リング３
１により押さえリング１９ｂを介してシールパツ
キング１９が固定されている。このシールパツキ
ング１９のリツプ部分１９ａは、前記内側リング
１２の下側に向つて伸びている。このリツプ部分
１９ａは、第５図に示すように回転軸５を周回
し、かつ、回転軸５との間に間隙を持つて形成さ
れている。また、前記リツプ部分１９ａの上面か
ら前記摺動リング１０が上方に離れているときは
外部の空気が前記間隙と連通している。また、こ
のシールパツキング１９は堅型遠心ポンプ１の停
止時に、摺動リング１０が下降したとき、その内
側リング１２の下面に接触し、空気室ａの空気が
軸孔１８ａを介して上方へ逃げるのを防止する役
割を果たす一方、押さえリング１９ｂは内側リン
グ１２の下面と接触して回転を素早く止めるブレ
ーキの役割を果すとともに停止時に内側リングと
密着してパツキングシールの役割も果す。

また、前記回転軸５の下端には、デイスク２１
が固定されており、このデイスク２１は下側仕切
壁２０と下部ケーシング４との間に形成された渦
巻室２９中、回転自在に収容されている。このデ
イスク２１の上面には等角度間隔ごとにシール羽
根２２が放射状或いは渦巻き状に複数個突設され
ており、一方、デイスク２１の下面には揚液用の
渦巻き状の主羽根２３が複数個形成されている。

下部ケーシング４の下面の中央部には、吸込み
口２４が形成されており、一端には、吐出口２５
が形成されている。

ところで、前記開閉装置６の上部ケース７と下
部ケース８の間に形成される空間中には、下部ケ
ース８に、回転軸５と直交した状態で放射状に何
本かのガイドピン２６が配設されており、これら
ガイドピン２６の両端部は下部ケース８のボス部
分に形成されたピン孔８ａと下部ケース７の内側
面に形成されたピン孔８ｂとにそれぞれ嵌合され
ている。そして、これらガイドピン２６にウエイ
トカラー２７が摺動自在に嵌合されている。ウエ
イトカラー２７は、その内方端に、フランジ部２
７ａを、外方端に円筒部２７ｂを、それぞれ有
し、フランジ部２７ａの外側面には円錐状の斜面
を有する溝２７Ｃが全周にわたつて形成されてい
る。

他方、下部ケース８側には、前記ウエイトカラ
ー２７と係合し得る位置において、シール開閉ピ
ン２８が昇降自在に嵌合されている。このシール
開閉ピン２８の上端には、逆円錐台状の頭部２８
ａが形成されており、この頭部２８ａの外周面の
傾斜角度は、前記ウエイトカラー２７の溝２７ｃ
の傾斜角度と等しい。また、シール開閉ピン２８
の下端２８ｂは、前記摺動リング１０の外側リン
グ１１の上側に固定されている。なお、前記固定
リング３１の内周面と摺動リング１０の外周面と
は常時離れている。

次に、以上のように構成された本実施例の動作
につき説明する。

まず、モータＭが回転すると、回転軸５が回転
し、デイスク２１とともに主羽根２３が回転し、
吸込み口２４から液体を吸引し、遠心力によつて
吐出口２５から排出する。

一方、回転軸５の回転により、これと一体の開
閉装置６も回転を始め、ガイドピン２６に摺動自
在に嵌合されているウエイトカラー２７も外方に
向かつて移動をはじめ、その傾斜面を有する溝２
７ｃと、シール開閉ピン２８の頭部２８ａとが係
合し始める。そして、ウエイトカラー２７が外方
へ移動するに従つて、シール開閉ピン２８の頭部
２８ａは、溝２７ｃ中に強くまた深く嵌入し始
め、この結果シール開閉ピン２８は上方へ移動し
始める。この移動はスプリング１５の弾発力に抗
して行われ、同時に摺動リング１０がシール開閉
ピン２８によつて上方へ移動し始める。すると、
第１図および第５図に示すように、今までシール
パツキング１９のリツプ部１９ａに接触し、これ
をボス１６方向へ弾性変形させるとともに押さえ
リング１９ｂの上面と接触してシール状態を保持
していた摺動リング１０が上昇してリツプ部１９
ａおよび押さえリング１９ｂの上面から離れてシ
ール状態を解除し、第６図に示す状態となる。

すなわち回転軸５が回転し始めるとすぐに摺動
リング１０が上方に引き上げられシールパツキン
グ１９のリツプ部１９ａから離れるので、リツプ
部１９ａの磨耗は著しく減少する。

他方、シールパツキング１９が回転部分から離
れると、上部ケーシング３の周面に形成された開
口部３ａ（第６図）から外気が導かれ、この外気
はさらに摺動リング１０と固定リング３１、およ
び押さえリング１９ｂとの間、およびリツプ部１
９ａの先端とボス１６との間を通つて、空気室ａ
中に導かれる。ところで、この回転動作中におい
ては、主羽根２３およびシール羽根２２の回転に
よる遠心力作用によつて空気室ａ中の液体が渦巻
室３０中に戻され、かつ、シール羽根２２の上面
と渦巻室３０上壁面即ち下側仕切り壁２０の下面
（渦巻室上壁面）との間に、シール羽根２２の遠
心力により押しつけられた高圧の液体Ｌによるい
わゆる液体シールの状態が生じ渦巻室３０内の液
体が、空気室ａ内に流れ込むことはない。

なお、モータＭが停止すると、回転軸５の回転
も停止し、ウエイトカラー２７に対する遠心力も
消失する。そのため、シール開閉ピン２８は摺動
リング１０がスプリング１５に押されて下降し、
内側リング１２の下面が押さえリング１９ｂの上
面およびシールパツキング１９のリツプ部１９ａ
に接触するため、第１図および第５図に示すよう
に、完全な軸封状態となる。この時は、すべての
回転部分が停止しているため、シールパツキング
１９のリツプ部１９ａが磨耗することがない。ま
た、シール羽根２２とデイスク２１の外側におい
て、液体Ｌによる液体シール状態も解除されるた
め、吐出口２５から逆流する液体は空気室ａ内に
も進入する。しかし、この部分にはシールパツキ
ング１９によつて密封された空気が存在するた
め、その空気圧とバランスした状態になるまでし
か液体は進入せず、シールパツキング１９側にま
で液体が導かれることはない。従つて、化学工業
に利用される、腐蝕性のある液体を送給するため
にこのポンプが用いられても、渦巻室３０中の液
体がシールパツキング１９に接触しないため、シ
ールパツキング１９が腐蝕することはない。

（発明の効果） この発明に係る堅型遠心ポンプは、駆動体の出
力軸に連結されるとともに渦巻室仕切り壁に形成
された軸孔を貫通して渦巻室に位置する回転軸の
端部にデイスクが取り付けられ、前記デイスクの
一側面には前記渦巻室仕切り壁に近接するシール
羽根を設け、他側面には揚液用の主羽根が配置さ
れ、前記回転軸の中間部にはリツプ部分が回転軸
を周回して形成されたシールパツキングが設けら
れるとともに、前記リツプ部分をばねの復帰力に
より押圧して回転軸とリツプ部分との間隙を閉塞
する摺動リングが配設され、この摺動リングを回
転軸の遠心力により移動させて前記間隙を開く開
閉装置を備えた堅型遠心ポンプにおいて、前記シ
ールパツキングと渦巻室の間に空気室を設け、こ
の空気室は前記間隙を介して外部より空気を導入
可能とするとともに、前記渦巻室に形成した軸孔
に連通した構成としたので、駆動体による回転停
止時には、開閉装置によつて、上側仕切壁の軸孔
の隙間が自動的に閉じられ、その後、渦巻室内の
液体が下側仕切壁の軸孔の隙間を介して空気室内
に侵入するが、空気室内の空気圧と渦巻室内の液
圧とのバランスがとれたところで空気室内への液
体の侵入が止まる。

従つて、空気室内に液体が満杯とならず、液体
が上側仕切壁の軸孔の隙間を介して外部に流出す
ることはなく、酸液やアルカリ液等を送給するケ
ミカルポンプとして使用する場合において特に有
効である。

また、ポンプの作動時には、開閉装置によつ
て、空気室の密閉が解除され、空気室が外気と通
ずるとともに、主羽根およびシール羽根の作動に
よる遠心力によつて、前記停止時にエアー室内に
侵入していた液体が排除され、かつシール羽根と
渦巻室上壁面の間に液体シール形成されるため、
渦巻室内の液体が回転軸の軸孔を通つて外部へ流
出したり、モータＭ等の機構部側へ進入したりす
ることはなく、シールパツキングや各種部品の腐
蝕は防止されるすぐれた効果を持つ堅型遠心ポン
プを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を説明するもので、第
１図は一部縦断側面図、第２図は第１図Ａ―Ａ線
断面図、第３図はシール開閉装置の縦断側面図、
第４図は第３図のＢ―Ｂ線断面図、第５図はポン
プ停止状態の縦断側面図、第６図はポンプ作動状
態の縦断側面図である。 １…堅型遠心ポンプ、２…遠心ポンプ本体、３
…上部ケーシング、４…下部ケーシング、５…回
転軸、６…開閉装置、７…上部ケース、８…下部
ケース、９…空間、１０…摺動リング、１１…外
側リング、１２…内側リング、１４，２６…ガイ
ドピン、１５…スプリング、１６…ボス、１８…
上側仕切壁、１８ａ…軸孔、１９…シールパツキ
ング、１９ａ…リツプ部、２０…下側仕切壁、２
０ａ…軸孔、２１…デイスク、２２…シール羽
根、２３…主羽根、２７…ウエイトカラー、２７
ｃ…溝、２８…シール開閉ピン、２８ａ…頭部、
３０…渦巻室、ａ…空気室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動体の出力軸に連結されるとともに渦巻室
   仕切り壁に形成された軸孔を貫通して渦巻室に位
   置する回転軸の端部にデイスクが取り付けられ、
   前記デイスクの一側面には前記渦巻室仕切り壁に
   近接するシール羽根を設け、他側面には揚液用の
   主羽根が配置され、 前記回転軸の中間部にはリツプ部分が回転軸を
   周回して形成されたシールパツキングが設けられ
   るとともに、前記リツプ部分をばねの復帰力によ
   り押圧して回転軸とリツプ部分との間隙を閉塞す
   る摺動リングが配設され、この摺動リングを回転
   軸の遠心力により移動させて前記間隙を開く開閉
   装置を備えた堅型遠心ポンプにおいて、 前記シールパツキングと渦巻室の間に空気室を
   設け、この空気室は前記間隙を介して外部より空
   気を導入可能とするとともに、前記渦巻室に形成
   した軸孔に連通していることを特徴とする堅型遠
   心ポンプ。