JPH1130194A - Balance disc structure of centrifugal pump - Google Patents
Balance disc structure of centrifugal pumpInfo
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- JPH1130194A JPH1130194A JP9183587A JP18358797A JPH1130194A JP H1130194 A JPH1130194 A JP H1130194A JP 9183587 A JP9183587 A JP 9183587A JP 18358797 A JP18358797 A JP 18358797A JP H1130194 A JPH1130194 A JP H1130194A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心ポンプに係わ
り、更に詳しくは、遠心ポンプのバランスディスク構造
に関する。The present invention relates to a centrifugal pump, and more particularly, to a balance disc structure of a centrifugal pump.
【0002】[0002]
【従来の技術】羽根車(インペラ)をケーシング内で高
速回転させ、液体にエネルギを与えるポンプを遠心ポン
プという。図2はかかる遠心ポンプの全体構成図であ
り、液体を導入するインデューサ1、液体を加圧するイ
ンペラ2、インペラの回転を支持する軸受3a,3b、
インペラを回転駆動する電動機4、等からなり、電動機
4によりロータ5を高速(例えば約4万rpm)で回転
させ、この回転力をインペラ2に伝達し、インペラ2の
回転により液体にエネルギを与えて加圧するようになっ
ている。2. Description of the Related Art A centrifugal pump is a pump that rotates an impeller at a high speed in a casing and gives energy to a liquid. FIG. 2 is an overall configuration diagram of such a centrifugal pump. An inducer 1 for introducing a liquid, an impeller 2 for pressurizing the liquid, bearings 3a and 3b for supporting the rotation of the impeller, and
The motor 4 rotates the rotor 5 at a high speed (for example, about 40,000 rpm). The rotating force is transmitted to the impeller 2, and the rotation of the impeller 2 gives energy to the liquid. Pressure.
【0003】図3は、図2の部分拡大図である。上述し
た遠心ポンプでは、加圧された液体により、インペラ2
の背面に大きなスラスト力F(図で左向き)が発生す
る。このスラスト力Fを支持するために、いわゆるバラ
ンスディスク構造(バランスピストン機構ともいう)が
従来から用いられている。このバランスディスク構造
は、図3に示すように、インペラ2の背面(図で右側
面)に加圧された液体が流れる流路7、インペラ2と共
に回転するバランスディスク8、及びこれと対向する正
面を有する固定ディスク9、を設け、バランスディスク
8と固定ディスク9の隙間Aから流路7内の圧力をバラ
ンスディスク8の背面に逃がし、これによりバランスデ
ィスク正面に作用する圧力によりスラスト力f(図で右
向き)を発生させ、両方のスラスト力F,fが一致する
ようにバランスディスク8の位置を調節しスラスト力を
バランスさせるようになっている。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. In the centrifugal pump described above, the impeller 2
A large thrust force F (leftward in the figure) is generated on the back surface of the motor. To support this thrust force F, a so-called balance disk structure (also referred to as a balance piston mechanism) has been conventionally used. As shown in FIG. 3, the balance disk structure includes, as shown in FIG. 3, a flow path 7 through which a pressurized liquid flows on the back surface (right side surface in the figure) of the impeller 2, a balance disk 8 which rotates together with the impeller 2, and a front surface opposed thereto. The pressure in the flow path 7 is released from the gap A between the balance disk 8 and the fixed disk 9 to the back surface of the balance disk 8, whereby the thrust force f (see FIG. To the right) to adjust the position of the balance disk 8 so that the two thrust forces F and f coincide with each other to balance the thrust forces.
【0004】バランスディスク8の位置調節は、図に示
す隙間Aにより行われる。すなわち、スラスト力F,f
が一致するときに、高速回転に適した適当な隙間Aがバ
ランスディスク8と固定ディスク9の間に形成されてお
り、スラスト力Fが増加するとバランスディスク8がわ
ずかに左に移動し、隙間Aが閉じてバランスディスク正
面に作用する圧力が増加し、この結果、スラスト力fが
増してスラスト力F,fがバランスする。また、逆にス
ラスト力Fが減少するとバランスディスク8がわずかに
右に移動し、隙間Aが広くなってバランスディスク正面
に作用する圧力が低下し、この結果、スラスト力fが減
ってスラスト力F,fがバランスする。従って、かかる
バランスディスク構造により、軸受3a,3bに作用す
るスラスト力をほとんどゼロにすることができる。The position of the balance disk 8 is adjusted by a gap A shown in FIG. That is, the thrust forces F, f
When the thrust force F increases, the balance disk 8 moves slightly to the left, and a gap A suitable for high-speed rotation is formed. Is closed, the pressure acting on the front face of the balance disk increases, and as a result, the thrust force f increases and the thrust forces F and f are balanced. Conversely, when the thrust force F decreases, the balance disk 8 slightly moves to the right, the gap A widens, and the pressure acting on the front of the balance disk decreases. As a result, the thrust force f decreases and the thrust force F decreases. , F are balanced. Therefore, with such a balance disk structure, the thrust force acting on the bearings 3a, 3b can be made almost zero.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図3に示したように、
従来の構造はバランスディスク8とオリフィス(隙間
A)を構成する相手方(固定ディスク9)が軸受支持部
材(ポンプ本体6)に、別途取り付ける構造であり、ロ
ータ軸5の支持点aがバランスディスク部から離れた位
置にあった。As shown in FIG. 3,
In the conventional structure, the counter disk (fixed disk 9) that forms the orifice (gap A) with the balance disk 8 is separately attached to the bearing support member (pump body 6), and the support point a of the rotor shaft 5 is Was far away from
【0006】この構造のため、従来のバランスディスク
構造では、固定ディスク9とバランスディスク8の間に
平行度誤差と取付誤差の発生が避けられず、その両方の
誤差の累積と、バランスディスク部での軸振れの影響に
より、バランスディスク8と固定ディスク9がオリフィ
ス部(隙間A)で接触することがあり、バランスディス
ク部の作動不安定や微粉等の発生要因となることがある
問題点があった。Due to this structure, in the conventional balance disk structure, the occurrence of a parallelism error and a mounting error between the fixed disk 9 and the balance disk 8 is inevitable. The balance disk 8 and the fixed disk 9 may come into contact with each other at the orifice portion (gap A) due to the influence of the shaft runout, which may cause unstable operation of the balance disk portion and generation of fine powder. Was.
【0007】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、固定
ディスクとバランスディスクが接触することなくオリフ
ィス部を構成することができ、これによりバランスディ
スク構造の安定作動を図り、同時に微粉等の発生を防ぐ
ことができる遠心ポンプのバランスディスク構造を提供
することにある。The present invention has been made to solve such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a centrifugal pump that can form an orifice portion without contact between a fixed disk and a balance disk, thereby stabilizing the operation of the balance disk structure and, at the same time, preventing the generation of fine powder and the like. Another object of the present invention is to provide a balance disk structure.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、インペ
ラと共に回転するバランスディスクと、該バランスディ
スクとインペラの間に設けられた固定ディスクとを備
え、バランスディスクと固定ディスクの隙間Aからイン
ペラ背面の加圧流体をバランスディスクの背面に逃が
し、これによりバランスディスクに作用する圧力により
インペラに作用するスラスト力Fをバランスさせる遠心
ポンプのバランスディスク構造において、ポンプ本体に
固定された固定ディスクにインペラを支持するロータ用
の軸受を直接取りつけ、かつ該ロータにバランスディス
クを取り付けたことを特徴とする遠心ポンプのバランス
ディスク構造が提供される。According to the present invention, there is provided a balance disk which rotates together with an impeller, and a fixed disk provided between the balance disk and the impeller. In a balance disk structure of a centrifugal pump in which the pressurized fluid on the back surface is released to the back surface of the balance disk and thereby the thrust force F acting on the impeller is balanced by the pressure acting on the balance disk, the impeller is fixed to the fixed disk fixed to the pump body. A balance disk structure of a centrifugal pump characterized by directly mounting a rotor bearing for supporting the rotor and mounting a balance disk to the rotor.
【0009】上述した本発明の構成によれば、ポンプ本
体に固定ディスクを固定し、この固定ディスクにインペ
ラを支持するロータ用の軸受を直接取り付け、ロータに
バランスディスクを取り付けるので、相手方(固定ディ
スク)に軸受を直接取り付けることで、バランスディス
クと固定ディスクの回転時の振れを最小にできる。すな
わち、従来の構造では固定ディスク9とバランスディス
ク8の両者の間にポンプ本体6が介在するので、ポンプ
本体6に対するそれぞれの平行度誤差と取付誤差の発生
が避けられず、その両方の誤差の累積によりバランスデ
ィスクの振れが大きくなったが、本発明の構成では、ポ
ンプ本体を介在させずに固定ディスクに直接軸受を取り
付け、この軸受とロータを介してバランスディスクを位
置決めしているので、ポンプ本体6に対するそれぞれの
平行度誤差と取付誤差の発生を回避することができ、バ
ランスディスクの固定ディスクに対する回転振れを大幅
に低減できる。なお、軸受は皿バネ等で予圧して軸受け
隙間をなくしている。従って、バランスディスクと相手
方(固定ディスク)の平行度が精度良く確保できるた
め、バランスディスクと相手方の接触を防止できる。According to the configuration of the present invention described above, the fixed disk is fixed to the pump body, the bearing for the rotor that supports the impeller is directly mounted on the fixed disk, and the balance disk is mounted on the rotor. By mounting the bearing directly on the balance disk, the deflection of the balance disk and the fixed disk during rotation can be minimized. That is, in the conventional structure, since the pump main body 6 is interposed between both the fixed disk 9 and the balance disk 8, the occurrence of the respective parallelism error and the mounting error with respect to the pump main body 6 is unavoidable. In the configuration of the present invention, the bearing is directly mounted on the fixed disk without the intervention of the pump body, and the balance disk is positioned via the bearing and the rotor. The occurrence of the respective parallelism errors and mounting errors with respect to the main body 6 can be avoided, and the rotational deflection of the balance disk with respect to the fixed disk can be greatly reduced. The bearing is preloaded with a disc spring or the like to eliminate the bearing gap. Therefore, since the parallelism between the balance disk and the other party (fixed disk) can be ensured with high accuracy, contact between the balance disk and the other party can be prevented.
【0010】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
ロータ用の軸受をアンギュラ・コンタクト軸受で構成
し、その支持点をバランスディスク取付部付近に位置決
めする。この構成によりバランスディスク取付部付近の
軸変位を低減し、バランスディスク部の軸の振れを少な
くすることができる。According to a preferred embodiment of the present invention, the bearing for the rotor is constituted by an angular contact bearing, and its supporting point is positioned near the balance disk mounting portion. With this configuration, it is possible to reduce the axial displacement in the vicinity of the balance disk mounting portion, and to reduce the deflection of the shaft of the balance disk portion.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図1は、本発明による遠心ポンプのバランスディス
ク構造を示す構成図である。この図において、本発明の
バランスディスク構造は、インペラ2と共に回転するバ
ランスディスク12と、バランスディスク12とインペ
ラ2の間に設けられた固定ディスク14とを備え、バラ
ンスディスク14と固定ディスク12の隙間Aからイン
ペラ背面の加圧流体をバランスディスク14の背面に逃
がし、これによりバランスディスク正面に作用する圧力
によりインペラ2に作用するスラスト力Fとバランスす
るスラスト力fを発生させるようになっている。この構
造は図3に示した従来のバランスディスク構造と同様で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the common parts in the respective drawings, and the duplicate description will be omitted. FIG. 1 is a configuration diagram showing a balance disk structure of a centrifugal pump according to the present invention. In this figure, the balance disk structure of the present invention includes a balance disk 12 that rotates together with the impeller 2, and a fixed disk 14 provided between the balance disk 12 and the impeller 2, and a gap between the balance disk 14 and the fixed disk 12. A allows the pressurized fluid on the back of the impeller to escape to the back of the balance disk 14, thereby generating a thrust force f acting on the impeller 2 and a thrust force f acting on the impeller 2 due to the pressure acting on the front of the balance disk. This structure is the same as the conventional balance disk structure shown in FIG.
【0012】本発明のバランスディスク構造では、図1
に示すように、ポンプ本体6に固定された固定ディスク
14にインペラ2を支持するロータ5用の軸受3aを直
接取り付け、かつこのロータ5にバランスディスク12
を直接取り付けている。すなわち、固定ディスク14に
中空円筒部14aを設け、その外周面14bをポンプ本
体6に嵌め込み、その内周面14cに軸受3aを嵌め込
む構造としている。この構造により、固定ディスク14
の外周面14bと内周面14c、及びバランスディスク
との対向面14d(隙間Aを構成する)を旋盤等を用い
て高精度に加工でき、外周面14bと内周面14cの同
心度と、その軸心に対する対向面14dの垂直度を極め
て高く保持することができる。In the balance disk structure of the present invention, FIG.
As shown in FIG. 2, a bearing 3a for the rotor 5 supporting the impeller 2 is directly attached to a fixed disk 14 fixed to the pump body 6, and the balance disk 12 is mounted on the rotor 5.
Is directly attached. That is, a hollow cylindrical portion 14a is provided on the fixed disk 14, its outer peripheral surface 14b is fitted into the pump body 6, and the bearing 3a is fitted into its inner peripheral surface 14c. With this structure, the fixed disk 14
Of the outer peripheral surface 14b and the inner peripheral surface 14c, and the facing surface 14d (constituting the gap A) with the balance disk can be processed with high accuracy using a lathe or the like, and the concentricity of the outer peripheral surface 14b and the inner peripheral surface 14c The perpendicularity of the facing surface 14d to the axis can be kept extremely high.
【0013】従って、従来の構造では固定ディスク9と
バランスディスク8の両者の間にポンプ本体6が介在す
るので、ポンプ本体6に対するそれぞれの平行度誤差と
取付誤差の発生が避けられず、その両方の誤差の累積に
よりバランスディスクの振れが大きくなったが、上述し
た本発明の構成では、ポンプ本体6を介在させずに固定
ディスク14に直接軸受3aを取り付け、この軸受3a
とロータ5を介してバランスディスク12を位置決めし
ているので、ポンプ本体6に対するそれぞれの平行度誤
差と取付誤差の発生を回避することができ、バランスデ
ィスク12の固定ディスク14に対する回転振れを大幅
に低減できる。なお、軸受3aは皿バネ15で予圧して
軸受け隙間をなくしている。従って、バランスディスク
12と相手方(固定ディスク14)の平行度が精度良く
確保できるため、バランスディスク12と固定ディスク
14の接触を防止できる。Accordingly, in the conventional structure, since the pump body 6 is interposed between both the fixed disk 9 and the balance disk 8, it is inevitable that a parallelism error and a mounting error with respect to the pump body 6 occur. However, in the configuration of the present invention described above, the bearing 3a is directly attached to the fixed disk 14 without the pump body 6 interposed therebetween.
Since the balance disk 12 is positioned via the rotor 5 and the rotor 5, the occurrence of a parallelism error and an attachment error with respect to the pump body 6 can be avoided, and the rotational vibration of the balance disk 12 with respect to the fixed disk 14 is greatly reduced. Can be reduced. The bearing 3a is preloaded by a disc spring 15 to eliminate the bearing gap. Therefore, since the parallelism between the balance disk 12 and the counterpart (fixed disk 14) can be ensured with high accuracy, the contact between the balance disk 12 and the fixed disk 14 can be prevented.
【0014】また、本発明によれば、図1に示すよう
に、ロータ5用の軸受3aをアンギュラ・コンタクト軸
受で構成し、その支持点aをバランスディスク取付部付
近に位置決めしている。この構成によりバランスディス
ク取付部付近の軸変位を低減し、バランスディスク部の
軸の振れを更に少なくすることができる。Further, according to the present invention, as shown in FIG. 1, the bearing 3a for the rotor 5 is constituted by an angular contact bearing, and its support point a is positioned near the balance disk mounting portion. With this configuration, it is possible to reduce the axial displacement in the vicinity of the balance disk mounting portion, and further reduce the deflection of the shaft of the balance disk portion.
【0015】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0016】[0016]
【発明の効果】上述したように、本発明の遠心ポンプの
バランスディスク構造は、固定ディスクとバランスディ
スクが接触することなくオリフィス部を構成することが
でき、これによりバランスディスク構造の安定作動を図
り、同時に微粉等の発生を防ぐことができる、等の優れ
た効果を有する。As described above, according to the balance disk structure of the centrifugal pump of the present invention, the orifice portion can be formed without the fixed disk and the balance disk coming into contact with each other, thereby stably operating the balance disk structure. At the same time, it can prevent the generation of fine powder and the like.
【図1】本発明による遠心ポンプのバランスディスク構
造を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a balance disk structure of a centrifugal pump according to the present invention.
【図2】従来の遠心ポンプの全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional centrifugal pump.
【図3】図2の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
1 インデューサ 2 インペラ 3a,3b 軸受 4 電動機 5 ロータ 6 ポンプ本体 7 流路 8 バランスディスク 9 固定ディスク 12 バランスディスク 14 固定ディスク 14a 中空円筒部 14b 外周面 14c 内周面 14d 対向面 15 皿バネ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inducer 2 Impeller 3a, 3b Bearing 4 Electric motor 5 Rotor 6 Pump main body 7 Flow path 8 Balance disk 9 Fixed disk 12 Balance disk 14 Fixed disk 14a Hollow cylindrical part 14b Outer peripheral surface 14c Inner peripheral surface 14d Opposing surface 15 Disc spring
Claims (2)
クと、該バランスディスクとインペラの間に設けられた
固定ディスクとを備え、バランスディスクと固定ディス
クの隙間Aからインペラ背面の加圧流体をバランスディ
スクの背面に逃がし、これによりバランスディスクに作
用する圧力によりインペラに作用するスラスト力Fをバ
ランスさせる遠心ポンプのバランスディスク構造におい
て、 ポンプ本体に固定された固定ディスクにインペラを支持
するロータ用の軸受を直接取り付け、かつ該ロータにバ
ランスディスクを取り付けたことを特徴とする遠心ポン
プのバランスディスク構造。1. A balance disk which rotates with an impeller, and a fixed disk provided between the balance disk and the impeller, and pressurized fluid on the back of the impeller is supplied to the back of the balance disk from a gap A between the balance disk and the fixed disk. In a balance disk structure of a centrifugal pump that balances the thrust force F acting on the impeller by the pressure acting on the balance disk, the bearing for the rotor that supports the impeller is directly attached to the fixed disk fixed to the pump body. And a balance disk attached to the rotor.
タクト軸受で構成し、その支持点aをバランスディスク
取付部付近に位置決めする、ことを特徴とする請求項1
に記載の遠心ポンプのバランスディスク構造。2. The bearing according to claim 1, wherein the bearing for the rotor is constituted by an angular contact bearing, and a support point a thereof is positioned near a balance disk mounting portion.
The balance disc structure of the centrifugal pump according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9183587A JPH1130194A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Balance disc structure of centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9183587A JPH1130194A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Balance disc structure of centrifugal pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1130194A true JPH1130194A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16138436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9183587A Pending JPH1130194A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Balance disc structure of centrifugal pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1130194A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7021890B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-04 | Ishigaki Company Limited | Turbo pump |
KR102261146B1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-06-07 | 손영삼 | Centrifugal pump with axial thrust force sensing function |
CN116447166A (en) * | 2023-04-19 | 2023-07-18 | 烟台东德实业有限公司 | Axial force balancing method for impeller of air compressor |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP9183587A patent/JPH1130194A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7021890B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-04 | Ishigaki Company Limited | Turbo pump |
KR102261146B1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-06-07 | 손영삼 | Centrifugal pump with axial thrust force sensing function |
CN116447166A (en) * | 2023-04-19 | 2023-07-18 | 烟台东德实业有限公司 | Axial force balancing method for impeller of air compressor |
CN116447166B (en) * | 2023-04-19 | 2024-08-13 | 烟台东德实业有限公司 | Axial force balancing method for impeller of air compressor |
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