泵及泵的组装方法与流程

本发明涉及具备叶轮与收容所述叶轮的壳体的泵及其组装方法。

背景技术：

在以往，在这种泵中，为了不因旋转驱动的叶轮与壳体的接触而使运转产生故障，通常，形成为叶轮的吸入口的外周面与壳体以非接触的方式在它们之间形成有环状间隙的状态。并且，在该情况下，为了不使水通过环状间隙而从旋转驱动的叶轮的高压侧向低压侧逆流，使该环状间隙夹持密封部件而不产生间隙，从而防止逆流，使泵效率提高(例如参照中国实用新型公告第200949545号说明书(专利文献1))。

然而，在该情况下，为了在环状间隙夹持密封部件而需要组装壳体与叶轮，另外，为了使密封部件适当地夹持于环状间隙，要求叶轮的尺寸精度等，在加工、组装、设计方面较复杂。另外，密封部件安装于叶轮的吸入口的外周面与壳体的间隙，在密封部件产生较强的摩擦，伴随叶轮的旋转驱动而引起的损耗剧烈，在耐久性方面存在问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国实用新型公告第200949545号说明书

技术实现要素：

本发明的目的在于使组装、设计容易的同时防止水的逆流并提高泵效率。

本发明的泵具备：叶轮；及收容所述叶轮的壳体，在所述叶轮的吸入口的外周面与所述壳体之间形成环状间隙，在与所述环状间隙相比靠所述壳体的内侧的所述外周面具备密封部件，所述密封部件以能够沿轴向移动成开放状态和关闭状态的方式被收容在所述外周面，该开放状态是所述密封部件从所述环状间隙分离的状态，该关闭状态使所述密封部件从所述开放状态向所述环状间隙侧移动并堵塞所述环状间隙的状态。

以下，对本发明的泵的优选的方式进行说明。但是，以下所述的优选的方式例并不限定本发明的范围。

作为方式之一，优选的是，在所述外周面中，密封部件能够在所述轴向上移动的长度比所述密封部件的所述轴向上的宽度大。

作为方式之一，优选的是，在与所述环状间隙相比靠所述壳体的内侧的所述外周面，设置有限制所述密封部件的轴向上的移动的移动限制部。

作为方式之一，优选的是，所述密封部件为弹性体。

作为方式之一，优选的是，所述密封部件为O型圈。

根据上述结构，以能够沿轴向移动的方式被收容在吸入口的外周面的密封部件从与环状间隙分离的开放状态向环状间隙侧移动，成为堵塞环状间隙的关闭状态，从而能够堵塞环状间隙来防止水从叶轮的高压侧向低压侧的逆流，使泵效率提高。另外，由于使密封部件从外侧堵塞环状间隙的方式，因此与在环状间隙夹持密封部件的情况相比，无需严格地设计环状间隙的宽度、密封部件的宽度等，也能够使其设计变容易。这样一来，能够使组装、设计容易且防止水的逆流，使泵效率提高。

在本发明的泵的组装方法中，所述泵具备叶轮与收容所述叶轮的壳体，且在所述叶轮的吸入口的外周面与所述壳体之间形成有环状间隙，所述组装方法的特征在于，在所述外周面安装密封部件，在使所述密封部件从形成有所述环状间隙的位置分离的状态下，将所述叶轮收容于所述壳体。

根据该结构，能够在保持将密封部件配置于从形成有环状间隙的位置分离的位置的状态来组装泵，与以在环状间隙夹持密封部件的方式进行组装的情况相比，不用注意壳体、叶轮与密封部件的位置关系的确认，使其组装变容易。

附图说明

图1是泵的叶轮与壳体的部分的说明图

图2是开放状态下的密封结构的放大图

图3是关闭状态下的密封结构的放大图

图4是泵的组装图。

图5是表示环状间隙处的结构的变形例的图。

符号说明

1 泵

10 叶轮

11 吸入口

11a 外周面

20 壳体

30 O型圈(密封部件)

G 环状间隙

具体实施方式

参照附图对本发明的泵及泵的组装方法的实施方式进行说明。本实施方式的泵1具备叶轮10与收容叶轮10的泵壳体20。在泵1中，在叶轮10的吸入口11的外周面11a与壳体20之间形成有环状间隙G。并且，在与环状间隙G相比靠壳体20的内侧的吸入口11的外周面11a具备密封部件30，密封部件30以能够沿轴向移动成开放状态和关闭状态的方式收容在吸入口11的外周面11a，该开放状态是密封部件30与环状间隙G分离的状态，该关闭状态是密封部件30从开放状态向环状间隙G侧移动并堵塞环状间隙G的状态。由此，能够容易组装、设计且防止水的逆流，提高泵效率。另外，在将本实施方式的泵1应用于污水时，还起到防止细微的垃圾经由环状间隙G等侵入泵1内的效果，有助于泵1的稳定运转。以下，对本实施方式的泵1进行详细说明。

本实施方式的泵1的特征在于，具备叶轮10与收容叶轮10的壳体20，在叶轮10与壳体20之间具有密封结构S。如图1所示，在叶轮10安装主轴2，该主轴2支承于轴承箱3所具备的轴承(未图示)。在轴承箱3内设置有机械密封件4。另外，壳体20与轴承箱3的底面连结。主轴2与未图示的电机连结，通过电机的驱动进行旋转。另外，密封结构S以外的结构，例如收纳安装于叶轮10的主轴2的轴承、连结于壳体20的上部的轴承箱、成为主轴2的驱动源的电机、收容该电机的电机壳体等的具体的结构采用公知的结构即可，省略此处的说明，以下，对叶轮10与壳体20之间的密封结构S进行说明。

叶轮10在下端中央部具备沿轴向突出形成的吸入口11。另外，吸入口11以其外周面11a成为与轴向平行的面的方式形成。由此，吸入口11使外周径与轴向上的位置无关而为相同值，密封部件30能够在外周面11a上顺畅地移动。

壳体20具备在下端中央部沿轴向突出形成的吸入口21与在水平方向上开口的排出口22。并且在壳体20的吸入口21的内侧设置有收纳叶轮10的吸入口11的收纳部23。使收纳部23的开口径比叶轮10的吸入口11的外周径稍大，由此，在叶轮10的吸入口11的外周面11a与壳体20的收纳部23之间形成环状间隙G，使叶轮10的吸入口11与收纳部23不接触(参照图2、3)。另外，也可以使收纳部23的开口径比吸入口11的外周径大，且使开口径与外周径的间隙(环状间隙G)如图5所示地形成为由如环那样的交换部件构成为微小的结构。

例如，在图5中在壳体20侧安装套管环40，在叶轮10安装有叶轮环41。通过这样地将容易损耗的部位设为交换部件，在损耗时进行更换，从而能够保持环状间隙G为微小。图5中对在壳体20侧安装套管环40、在叶轮10安装有叶轮环41的方式进行了例示，但不限定于该方式，也能够适当选择仅安装套管环40的方式、或仅安装叶轮环41的方式。

并且，如图2所示，在吸入口11的外周面11a中的与环状间隙G相比靠壳体20的内侧的吸入口11的外周面11a，在本实施方式中，收容弹性体的O型圈30作为密封部件的一例。为了不使密封部件(O型圈)从环状间隙G脱落，设成O型圈30的线径(粗度)d1比环状间隙G的宽度d2大。另外，使该O型圈30的内径与吸入口11的外周径大致相同，成为O型圈30紧贴于吸入口11的外周面11a的状态。

处于紧贴于吸入口11的外周面11a的状态的O型圈30在吸入口11的外周面11a滚动，从而能够在从吸入口11的外周面11a的上端12到环状间隙G之间沿轴向移动。即，O型圈30成为以能够沿轴向移动成开放状态和关闭状态的方式收容在吸入口11的外周面11的状态,该开放状态是O型圈30与环状间隙G分离的状态(参照图2)，该关闭状态使O型圈30从开放状态向环状间隙G侧移动并堵塞环状间隙G的状态(参照图3)。另外，O型圈30的截面为圆形，因此能够在吸入口11的外周面11a上滚动，能够顺畅地进行从开放状态向关闭状态的移动。另外，当对O型圈30所移动的外周面11a进行如研磨这样的机械加工时，O型圈的移动更加顺畅，因此优选。

O型圈30能够在吸入口11的外周面11a上移动的轴向的长度比O型圈30的线径(相当于轴向的宽度)大，该长度是吸入口11的外周面11a的上端12与环状间隙G之间的长度。由此，确保O型圈30能够在开放状态与关闭状态之间移动的空间。

另外，由于外周面11a形成为与轴向平行的面，因此O型圈30能够沿外周面11a在轴向上移动。另外，通过上端12来限制O型圈30从上端12向轴向上侧的移动。即，外周面11a的与轴向平行的面及上端12构成限制O型圈30的轴向上的移动的移动限制部。换言之，成为如下状态：在与环状间隙G相比靠壳体20的内侧的吸入口11的外周面11a，设置有限制O型圈30的轴向上的移动的移动限制部。

接着对本实施方式的泵1的组装方法进行说明。为了形成密封结构S，泵1能够以如下方式组装。首先，如图4所示，在叶轮10的吸入口11的外周面11a安装O型圈30。之后，在使O型圈30从形成环状间隙G的位置分离的状态下，将叶轮10的吸入口11收纳于壳体20的收纳部23，且将叶轮10收容于壳体20。并且，在最后，使壳体20与轴承箱3的底面3a连结。

这样一来，能够在保持将O型圈30配置在从形成环状间隙G的位置分离的位置的状态下来组装泵1，与以在环状间隙G夹持O型圈30的方式进行组装的情况相比，能够使其组装容易。另外，与在环状间隙G夹持O型圈30的情况相比，不要求环状间隙G的宽度、O型圈的内径、线径等的严格的尺寸精度，也能够使其设计变容易。另外，在组装时，收纳部23作为壳体20相对于叶轮10的引导部发挥功能，能够使组装更容易进行。

接着，对密封结构S的功能进行说明。首先，如图2所示，基本上，在密封结构S中，在刚组装完泵后，成为O型圈30与环状间隙G分离的开放状态。并且，当使泵1动作来使叶轮10旋转时，从吸入口11、21吸入水并从排出口22排出。此时，叶轮10的径方向外侧因离心力而变成高压，另外，吸入口11、21侧通过吸入水而变成低压，因此从高压侧向低压侧地产生经由环状间隙G的水的逆流。对此，在密封结构S中，由于O型圈30能够在轴向上移动，因此，在O型圈30以被水的逆流的流动按压的情况下，从开放状态向环状间隙G侧移动，最终移动至堵塞环状间隙G的关闭状态。在到达关闭状态后，O型圈30还会因高压侧与低压侧的压力差而被向环状间隙G侧按压(吸入)，作为弹性体的O型圈30弹性变形且紧贴于环状间隙G来进一步牢固地堵塞环状间隙G(参照图3)。这样一来，通过O型圈30堵塞环状间隙G来防止水的逆流，提高泵效率。

在环状间隙G夹持O型圈30的情况下，O型圈30从接触叶轮11与壳体20的两侧损耗，但在该泵1的密封结构S中，采用O型圈30从一方堵塞环状间隙G的方式，O型圈30仅单侧损耗，提高耐久性。

〔其他的实施方式〕

最后，对本发明的泵1及泵1的组装方法的其他的实施方式进行说明。另外，以下的各个实施方式中公开的结构只要不产生矛盾，则能够与其他的实施方式中公开的结构组合应用。

(1)在上述的实施方式中，对使用弹性体的O型圈作为密封部件的结构的例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限定于此。例如，密封部件也可以不是弹性体。即使不是弹性体，也堵塞逆流的水所流动的环状间隙G。因此，减少逆流的水并提高泵效率。若是弹性体，则在弹性变形并紧贴于壳体20的状态下，堵塞叶轮10与壳体20的环状间隙G。因此，与不是弹性体的密封部件相比，进一步提高泵效率。关于形状，也可以取代O型圈而使用X环、或截面形状存在特征的密封材O型圈。

密封部件、环部件(套管环、叶轮环)的材质不限定于实施例而能够适当选择。例如，也可以使用橡胶材料，也可以使用树脂、金属。

(2)在上述的实施方式中，对外周面11a的与轴向平行的面及上端12构成限制O型圈30的轴向上的移动的移动限制部的例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限定于此。例如，只要是限制O型圈30的轴向上的移动的结构，则可以为任意结构。另外，只要是O型圈30在开放状态与关闭状态之间以能够沿轴向移动的方式被收容，则也可以不具有移动限制部。

(3)在上述的实施方式中，对通过形成在吸入口11的外周面11a与壳体20的收纳部23之间而使环状间隙G在轴向上开口的例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限定于此。例如，环状间隙G也可以在水平方向上开口。在该情况下，例如不设置收纳部23，在分别与水平方向平行的面、即吸入口11的外周面11a的吸入口11的顶端面、与壳体20的内侧面之间形成环状间隙G即可。

为了降低对密封材料的摩擦，还能够适当实施叶轮10、壳体20、套管环40、叶轮环41的表面加工。例如，当在套管环40的表面通过热喷涂、电镀而使表面粗糙度降低时，密封材料与各接触面的摩擦降低，提高密封材料的耐久性。

(4)关于其他的结构，本说明书中公开的实施方式在所有方面均为例示，不应理解为本发明的范围被他们所限定。只要是本领域技术人员，可容易理解在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当改变。因此，在不脱离本发明的主旨的范围内改变的其他的实施方式也当然包含于本发明的范围。

工业实用性

本发明例如能够利用于各种各样的泵、及其组装。