縱軸泵的機械密封室的構造的製作方法

2023-09-16 03:24:35 1

本實用新型涉及水處理設備中的汙水的轉移輸送等、用於汙水及汙物的排放的潛水泵的機械密封室的構造，特別是涉及縱軸泵的機械密封室的構造。

背景技術：

圖5中示出以往的一般的汙水用潛水泵。該圖中，A1表示泵室，B1表示電動機室，在兩者之間形成有用於防止泵室A1中汲取的液體侵入電動機室B1的機械密封室C1。

圖6詳細示出了圖5中的機械密封室C1。附圖標記70所示的雙重機械密封件具有上部密封端面71以及下部密封端面72，利用單個螺旋彈簧73對兩個密封端面71、72施加用於密封的適當的面壓力，通常將其稱為所謂的「單彈簧雙重密封形式」。

上下的二次密封件74、75分別為用於防止電動機軸90與機械密封件70之間的洩漏的靜止密封件。利用封入於機械密封室C1的封入油80來確保機械密封件70的密封端面71、72的冷卻、潤滑。

若由封入油80佔據了機械密封室C1的整個容積，則室內壓力因溫度上升而急劇上升，從而有可能導致機械密封件70破壞。因此，通常以總容積的80％～85％封入油，並將剩餘的15％～20％設為空氣的容積76。

另外，因伴隨著電動機軸90以及機械密封件70的旋轉的對封入油80的攪拌以及離心力而引起軸心方向上的油麵的降低，圖6中的附圖標記77表示用於防止該情況的緩衝板。

上述機械密封件70用於將從密封面71、72的洩漏抑制為極小限度，但即便如此也根據泵容量的不同而不同，一般存在0.03mL/h左右的洩漏量。該洩漏難以避免，且通過該洩漏而承擔對密封端面71、72的滑動部件進行潤滑及冷卻的作用。

一般的排水泵通過排水槽的水位控制而運轉，多數情況下進行間歇運轉，一年的運轉時間非常短。但是，在將潛水泵用於曝氣、攪拌的情況下等，泵連續運轉24小時，若根據上述洩漏量而對汲取的水向機械密封室C1的浸入進行計算，則一年的洩漏量達到263mL左右的相當大的量。

這樣洩漏並向機械密封室C1浸入的汲取液體因油與水的比重差而蓄積於機械密封室C1的下部，但其中相當大的量的液體因機械密封件70的攪拌效應而與油混合併乳化。雖然在機械密封室C1設置有緩衝板77，但難以完全抑制機械密封件70的彈簧73等的攪拌效應。

另一方面，與下部密封端面72相同，在上部密封端面71也產生同樣的洩漏，水分以乳化狀態從上部密封端面71朝電動機室B1浸入，從而逐漸導致電動機室B1內的絕緣劣化。

鑑於上述問題，專利文獻1中提出了一種機械密封室的構造，其能夠防止因長期間逐漸進入的水分而引起的電動機室內的絕緣環境的劣化。詳細而言，其使得機械密封室上部的空氣的容積在該機械密封室的總容積中所佔的比例為20％～30％。由此，即使因洩漏液體而導致油麵上升，由於仍然殘留有相當大的量的空氣層，因此也幾乎不會產生只有油層時的溫度上升，從而能夠避免因高溫而引起的機械密封件的破損。

此外，在上述比例設為20％以下的情況下，因洩漏液體而引起油麵的上升，進而由此形成為空氣層幾乎消失的狀態，在該情況下，因封入油的攪拌而產生的熱量較大，從而有可能導致機械密封件破損。另外，在上述比例設為30％以上的情況下，包括機械密封室在內的泵整體變得大型化，在材料方面以及空間方面的效率低下。

然而，在專利文獻1的結構中，為了使機械密封室上部的空氣的容積在該機械密封室的總容積中所佔的比例達到20％～30％，需要預先測量向機械密封室填充的封入油的量，然後再將該封入油填充至機械密封室，對於這些方面的管理頗為繁瑣、且耗費勞力。另外，為了減弱由旋轉部對機械密封室內的封入油的攪拌，專利文獻1的結構中還設置有緩衝板63以及緩衝板64，通常緩衝板63及緩衝板64由鑄件構成，因而必然導致鑄件材料增多，與此相應地，重量隨之增加，而且成本也有所提升。因而，專利文獻1的結構在這些方面存有進一步改善的餘地。

專利文獻1：日本特許4107408號

技術實現要素：

因此，鑑於上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種機械密封室的構造，其在將封入油向機械密封室填充時無需對該封入油的量進行測量，從而省卻了這方面的管理所需的勞力。另外，本實用新型中並未設置用於減弱對封入油的攪拌的緩衝板，因此，能夠減輕構造整體的重量，而且還能夠省卻緩衝板的製造成本，從而降低整體成本。

本實用新型提供一種設置於上部的電動機室(B)與下部的泵室(A)之間、且利用雙重機械密封件(6)而防止來自泵的汲取水浸入電動機室(B)內的縱軸泵(E)的機械密封室(D)的構造，在機械密封室(D)的側壁設置有肋狀壁部(68)，在該肋狀壁部(68)內置有封入油填充口(69)，該封入油填充口(69)向機械密封室(D)的內部延伸並將該肋狀壁部(68)貫通而形成為兩端開口孔，當將該縱軸泵(E)橫臥放置時，使得所述開口孔的底面位置(X)的上方空間的容積達到機械密封室(D)的總容積的20％～30％。

根據上述結構，當將封入油向機械密封室中填充時，將縱軸泵橫臥放置並經由封入油填充口而進行填充，且填充至使得封入油的液位處於封入油填充口向機械密封室的內部延伸的開口孔底面位置附近。由此，無需預先對填充的封入油的量進行測量便能夠將封入油上方的空氣的容積確保為機械密封室的總容積的20％～30％，從而能夠大幅節省勞力。

另外，將所述肋狀壁部(68)兼用作抑制對封入油的攪拌的部件。

根據上述結構，與專利文獻1相比，利用一個肋狀壁部而取代了第一緩衝板及第二緩衝板，該肋狀壁部能夠與這些緩衝板同樣地實現抑制對封入油的攪拌的功能。由此，不但削減了部件件數，從而減輕了裝置整體的重量，而且還能夠抑制製造成本。

附圖說明

圖1是示出本實用新型的實施方式的縱軸泵的機械密封部的結構的示意圖。

圖2是示出將本實用新型的縱軸泵橫臥放置的整體的示意圖、以及對將油封入於機械密封室的狀態進行說明的A-A′向視圖。

圖3是示出作為比較例(專利文獻1)的縱軸泵的整體的示意圖。

圖4是圖3中的機械密封部的放大詳細圖。

圖5是示出現有技術的潛水泵的整體的示意圖。

圖6是圖5中的機械密封部的放大詳細圖。

附圖標記的說明

A...泵部；B...電動機部；C...機械密封部；D...機械密封室；E...縱軸泵；1...葉輪；1a...主板；2...泵殼體；3...吸入罩；4...中間殼體；4a...內壁；4b...底部；4c...外壁；5...曲管；6...機械密封件；8...水中線纜；9...把手；10...電動機軸；11...凸臺部；12...葉片部；21...吸入口；22...排出口；23...腿部；61...下部密封端面；62...封入油麵；63...第一緩衝板；64...第二緩衝板；65...蓄積部；66...空氣容量；68...肋狀壁部；69...封入油填充口。

具體實施方式

以下，參照圖1～圖4並通過與比較例進行比較的方式對本實用新型的實施方式進行說明。具體而言，首先對比較例進行說明，隨後著重對本實用新型與比較例之間的異同點進行說明。對於比較例中與本實用新型中相同或相當的部件標註相同的附圖標記，並將重複的說明省略。

圖1是示出本實用新型的實施方式的縱軸泵的機械密封部的結構的示意圖。圖2是示出將本實用新型的縱軸泵橫臥放置的整體的示意圖、以及對將油封入於機械密封室的狀態進行說明的A-A′向視圖。圖3示出了作為比較例的縱軸泵的整體的示意圖。圖4詳細示出了圖3中的機械密封部的結構。

圖3中，對於由附圖標記E表示整體的縱軸泵而言，泵部A與電動機部B經由組裝有機械密封件6的機械密封部C而構成為一體。而且，在上述電動機部B的電動機軸10的前端安裝有構成泵部A的葉輪1的凸臺部11。如圖所示，該凸臺部11位於比葉輪1的葉片靠上方的位置。

葉輪1是其主板1a相對於軸中心線呈銳角的斜流形式的開放式葉輪，利用具有排出口22的泵殼體2、具有吸入口21的吸入罩3、以及形成相對於上述機械密封部C的分隔板的中間殼體4而將該葉輪1液密地覆蓋。

而且，上述縱軸泵E構成為：從上述吸入口21吸入汙水，從上述側部的排出口22經由曲管5而將汲取的液體向上方排出。另外，在上述泵殼體2設置有用於使泵獨自立起的多個腿部23。這些方面與現有技術相同。

圖4中，上述機械密封部C具備：機械密封殼體60；上述中間殼體4，其與上述機械密封殼體60卡合；以及雙重機械密封件6，其將上述電動機軸10液密地密封，上述電動機軸10插通於機械密封殼體60的中心以及中間殼體4的中心，由機械密封殼體60與中間殼體4形成作為密封狀的空間的機械密封室D。

該機械密封室D使得由比機械密封6的下部密封端面61靠下側、即處於泵部A側的上述中間殼體4形成的空間形成為較大的容積。即，如圖3所示，使葉輪1的凸臺部11比葉片部12向機械密封室D側突出，在該凸臺部11與葉片部12的臺階部分(由上述中間殼體4形成的空間部)，形成有對從下部密封端面61洩漏並浸入的汲取液體進行蓄積的蓄積部65。圖中的附圖標記67是雙重機械密封件6的上部密封端面。

即，中間殼體4具有：內壁4a，其在葉輪1的凸臺部11的徑向外側大致沿上下方向擴展；底部4b，其從上述內壁4a的下部朝徑向外側大致水平地擴展；以及外壁4c，其從上述底部4b的徑向外側的邊緣部大致向上方延伸。而且，上述蓄積部65由這些內壁4a、底部4b以及外壁4c劃分而成。

基於無需對泵進行維護而能夠使其運轉的允許運轉時間對汲取液體向機械密封室D的總浸入量進行推斷，並使上述蓄積部65的容積形成為能夠確保與該推斷量對應的容積。

另一方面，浸入上述機械密封室D內的洩漏液體蓄積於上述蓄積部65而使得封入油麵62上升，然而，雖然油麵上升也不會使空氣被過度壓縮，從而將油麵上的空氣容積66確保為機械密封室的總容積的20％～30％。

另外，自形成上述機械密封室D的一部分的上述中間殼體4的底部4b起直至中間殼體4的內壁4a的頂部附近為止，形成有第一緩衝板63。

另一方面，在形成機械密封室D的一部分的上述機械密封殼體60的上部，從機械密封殼體60的中心朝向周向而形成有第二緩衝板64。

而且，為了在水中使用該泵，利用O型圈等密封件Ba將電動機部B氣密地密封。

另外，在電動機部B的上部設置有用於對泵進行上拉或者下拉的把手9，並經由與電動機部B的頂部連接的水中線纜8而供給電力(參照圖3)。

這樣，使比機械密封件下部密封面靠下側的蓄積部65的容積在機械密封室D的總容積中所佔的比例較大，從而能夠使維護的周期大幅延長。

另外，相對於機械密封室D的總容積，將蓄積部65的容積設定為機械密封件6的通常的洩漏量的一年的量以上，例如若規定每年進行一次以洩漏的檢修、洩漏液體的排除等為目的的維護，則油與水的邊界始終比下部密封面61靠下方。

油與水的邊界始終比下部密封面61靠下方，從而受到機械密封件的攪拌的僅為油層，因此，不會因攪拌而引起油與水的乳化，從而可防止由乳化引起的水分向比上部密封面靠上方的電動機部B的洩漏。

另外，將機械密封室D上部的空氣容積66在機械密封室D的總容積中所佔的比例設為20％～30％，由此，即使因洩漏液體而引起油麵的上升也會殘留有相當大的量的空氣層，因此，幾乎不會產生僅存油層的情況下所產生的溫度上升，因而，能夠避免因高溫而引起的機械密封件的破損。

自中間殼體4的底部4b起直至上述突起部4a的頂部附近形成有第一緩衝板63，該第一緩衝板63對洩漏並積蓄於機械密封室D內的汲取液體的流動進行阻止。因此，能夠阻止因旋轉部分的攪拌而導致的水與油的乳化。

另外，在機械密封殼體60的上方從中心朝向周向形成有第二緩衝板64，該第二緩衝板64也能夠減弱封入油被旋轉部攪拌的情況。因此，能夠抑制因封入油的攪拌而引起的發熱。

以上對作為比較例的縱軸泵及其機械密封室的構造進行了詳細說明。根據以上說明可知，在比較例中，為了使機械密封室D的上部的空氣的容積66在該機械密封室D的總容積中所佔的比例達到20％～30％，需要預先測量向機械密封室D填充的封入油的量，然後再將該封入油填充至機械密封室D，對於這些方面的管理作業頗為繁瑣、且耗費勞力。另外，為了減弱由旋轉部對機械密封室D內的封入油的攪拌，比較例中還設置有第一緩衝板63以及第二緩衝板64，通常第一緩衝板63及第二緩衝板64由鑄件構成，因而必然導致鑄件材料增多，與此相應地，重量隨之增加，而且成本也有所提升。

為了解決如上問題，如圖1所示，本實用新型中並未設置第一緩衝板63及第二緩衝板64，而是取而代之地在機械密封室D的側壁部設置肋狀壁部68，並在該肋狀壁部68內置有封入油填充口69，該封入油填充口69向機械密封室D的內部延伸並將該肋狀壁部68貫通而形成為兩端開口孔，當將該縱軸泵橫臥放置時，使得所述開口孔的底面位置X的上方空間的容積達到機械密封室D的總容積的20％～30％。

根據該結構，如圖2所示，當將封入油向機械密封室D中填充時，將縱軸泵橫臥放置並經由封入油填充口69而進行填充，且填充至使得封入油的液位處於封入油填充口69向機械密封室D的內部延伸的開口孔底面位置附近。詳細而言，如圖2的A-A′向視圖所示，使得剖面線所示的上方部分的容積在機械密封室D的總容積中所佔的比例達到20％～30％。由此，無需預先對填充的封入油的量進行測量便能夠使封入油上方的空氣的容積確保為機械密封室D的總容積的20％～30％，從而能夠大幅節省勞力。另外，利用一個肋狀壁部68而取代了第一緩衝板63及第二緩衝板64，該肋狀壁部68能夠與這些緩衝板同樣地實現抑制對封入油的攪拌的功能。非但如此，由此還減少了部件件數，從而能夠減輕裝置整體的重量並抑制其製造成本。

本實用新型的作用效果如下所述。

(a)通過增大比機械密封下部密封面靠下側的蓄積部的容積，能夠使維護的周期大幅延長。

(b)通過以上述方式對肋狀壁部以及封入油填充口進行設置，無需預先對填充的封入油的量進行測量便能夠確保封入油上方的空氣的目標容積。

(c)通過在機械密封室的側壁形成肋狀壁部，能夠減弱封入油被旋轉部攪拌的情況，從而能夠阻止因旋轉部的攪拌而引起的水與油的乳化，進而能夠抑制因封入油的攪拌而引起的發熱。

(d)與以往的結構相比，利用一個肋狀壁部取代通常設置的多個緩衝部件，從而能夠削減部件件數，減輕裝置整體的重量，並能夠降低製造緩衝部件的製造成本。

至此對本實用新型的實施方式進行了說明，但本實用新型並不限定於上述實施方式，在其技術的思想的範圍內當然可以以各種不同的方式而實施。