JP2818136B2 - Centrifugal pump with controlled discharge characteristics - Google Patents
Centrifugal pump with controlled discharge characteristicsInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、ポンプケーシン
グ内に、軸方向の一方側が開放した羽根車を備え、該羽
根車の開放側端縁とこれに対向する羽根プレートとの隙
間を調整することにより、吐出特性を制御する吐出特性
制御型遠心ポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an impeller having an axially open one side in a pump casing, and adjusting a gap between an open side edge of the impeller and a blade plate facing the same. The present invention relates to a discharge characteristic control type centrifugal pump for controlling discharge characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】吐出特性制御型遠心ポンプとしては、上
記のような隙間調節型とは別に、インバータ及びサーボ
モータを利用して、吐出圧力及び吐出流量に応じて、ポ
ンプ駆動モータの回転数を制御するインバータ方式があ
る。2. Description of the Related Art A discharge characteristic control type centrifugal pump uses an inverter and a servomotor separately from the above-mentioned gap adjusting type to adjust the number of revolutions of a pump drive motor in accordance with a discharge pressure and a discharge flow rate. There is an inverter system to control.
【0003】また、隙間調節型の例として本件出願人
は、上記インバータやサーボモータ等を用いずに、ポン
プの吐出水及び圧力応動弁を利用して、吐出圧一定制御
が行える安価なポンプを開発し、既に出願している(特
願平4−254525号)。As an example of the gap adjusting type, the applicant of the present application has developed an inexpensive pump capable of performing constant discharge pressure control using the discharge water and the pressure responsive valve of the pump without using the inverter and the servomotor. It has been developed and has already been filed (Japanese Patent Application No. 4-254525).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前者のインバータ方式
では、非常に高価になると共に、慣性の影響により、応
答性が遅い。The former inverter system is very expensive and has a slow response due to the influence of inertia.
【0005】後者は、ポンプ駆動モータの回転数を変化
させることなく、図5の特性線A−Eに示すように吐出
圧を一定に保つことはできる。しかし、その制御特性は
手動で変更しなければならず、汎用性に欠ける。In the latter case, the discharge pressure can be kept constant as shown by the characteristic line AE in FIG. 5 without changing the rotation speed of the pump drive motor. However, the control characteristics have to be changed manually, which lacks versatility.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本願発明を、実施の形態
に関する図及び符号を利用して説明すると、図1におい
て、ポンプケーシング4内に、軸方向の一方側が開放し
た羽根車5と、該羽根車5の開放側に配置された羽根プ
レート6とのうち、一方の部材、たとえば羽根プレート
6を軸方向移動可能としてこれをアクチュエータ19に
連結し、アクチュエータ19の推力あるいはこれと羽根
車5の回転により生じる羽根プレート6の推力の釣り合
いにより、羽根車5の開放側端縁と羽根プレート6の隙
間dを調整して、吐出圧力を制御するようになってい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals relating to an embodiment. In FIG. 1, an impeller 5 having an axially open one side is provided in a pump casing 4, Of the blade plates 6 arranged on the open side of the impeller 5, one of the members, for example, the blade plate 6, is axially movable and connected to an actuator 19, and the thrust of the actuator 19 or the thrust of the impeller 5 The discharge pressure is controlled by adjusting the gap d between the open side edge of the impeller 5 and the blade plate 6 by balancing the thrust of the blade plate 6 generated by the rotation.
【0007】隙間調節のための構造としては、上記構造
の他に、羽根プレートを軸方向移動自在としている場合
において、アクチュエータの推力のみにより行うように
している構造、又は羽根車の方を軸方向移動可能として
いる場合において、アクチュエータの推力あるいはこれ
と羽根車の回転により生じる羽根車の推力の釣り合いに
より行うようにしている構造が含まれる。As a structure for adjusting the gap, in addition to the above structure, when the blade plate is movable in the axial direction, the structure is such that it is performed only by the thrust of the actuator. In the case of being movable, this includes a structure in which the thrust of the actuator or the thrust of the impeller generated by the rotation of the impeller is balanced with the thrust of the actuator.
【0008】かかる吐出特性制御型遠心ポンプにおい
て、アクチュエータは、上記一方の移動側の部材である
羽根プレート6(あるいは羽根車)に連結するピストン
9をシリンダ8内に摺動自在に嵌合することにより、流
体室としてたとえばピストン9を加圧するバランス室1
6を備え、該バランス室16を、電動パイロット弁21
を介してポンプ吐出部に接続している。In the centrifugal pump of the discharge characteristic control type, the actuator slidably fits the piston 9 connected to the blade plate 6 (or the impeller), which is the one moving side member, into the cylinder 8. The balance chamber 1 pressurizes the piston 9 as a fluid chamber, for example.
The balance chamber 16 is provided with an electric pilot valve 21.
Is connected to the pump discharge part via the.
【0009】電動パイロット弁21を制御するために、
電動パイロット弁21に連動連結する制御モータ59
と、各種圧力制御特性が設定可能であると共に流量計5
4などからの現在流量信号を受信して設定圧力制御特性
に対応した目標圧力変更指令を出す演算回路としてプリ
アンプ64と、該プリアンプ64からの目標圧力変更指
令及び圧力伝送器60等からの現在圧力信号を受信し
て、目標圧力と現在圧力との偏差を検出し該偏差を解消
するように制御モータ59を回転させる調節計として電
子ユニット63とを備えている。In order to control the electric pilot valve 21,
Control motor 59 interlockingly connected to electric pilot valve 21
And various pressure control characteristics can be set.
4, a preamplifier 64 serving as an arithmetic circuit for receiving a current flow rate signal from the preamplifier 64 and issuing a target pressure change command corresponding to the set pressure control characteristic. An electronic unit 63 is provided as a controller for receiving a signal, detecting a deviation between the target pressure and the current pressure, and rotating the control motor 59 so as to eliminate the deviation.
【0010】請求項2記載の発明は、羽根車を同一軸心
上に複数配置してなる請求項1記載の吐出特性制御型遠
心ポンプである。According to a second aspect of the present invention, there is provided the centrifugal pump according to the first aspect, wherein a plurality of impellers are arranged on the same axis.
【0011】[0011]
【作用】プリアンプ64に記憶された設定可能な各種圧
力制御特性のうち、所望の圧力制御特性を決定し、設定
しておき、この設定圧力制御特性に沿った性能にて、ポ
ンプは運転される。A desired pressure control characteristic is determined and set among various settable pressure control characteristics stored in the preamplifier 64, and the pump is operated with performance in accordance with the set pressure control characteristic. .
【0012】プリアンプ64に、流量計54からの流量
信号が入力されると、設定圧力制御特性に沿った目標圧
力が演算され、電子ユニット63に入力される。When a flow signal from the flow meter 54 is input to the preamplifier 64, a target pressure in accordance with the set pressure control characteristics is calculated and input to the electronic unit 63.
【0013】電子ユニット63において、圧力伝送器6
0から入力された現在圧力と上記目標圧力を比較し、そ
の偏差を検出して、リレー回路62を介して制御モータ
59に駆動指令を発信する。In the electronic unit 63, the pressure transmitter 6
The current pressure input from 0 is compared with the target pressure, the deviation is detected, and a drive command is transmitted to the control motor 59 via the relay circuit 62.
【0014】制御モータ59により、電動パイロット弁
21を駆動して、アクチュエータ19のバランス室16
の圧力を調節することにより、図示の構造では、アクチ
ュエータ19の推力により又はアクチュエータ19の推
力と羽根車5の回転により生じる羽根プレート6の推力
との釣り合いにより、羽根車5の隙間dを調節し、上記
目標圧力にする。The control motor 59 drives the electric pilot valve 21 to drive the balance chamber 16 of the actuator 19.
In the structure shown in the drawing, the gap d of the impeller 5 is adjusted by adjusting the pressure of the impeller 5 by the thrust of the actuator 19 or by the balance between the thrust of the actuator 19 and the thrust of the blade plate 6 generated by the rotation of the impeller 5. , The above target pressure.
【0015】[0015]
(第1の実施の形態)図1は、本願発明を適用した単段
型の遠心ポンプであって、主軸1は、前後1対の軸受2
等を介して軸受ケース3に支持されると共に、軸方向の
後端部がうず巻き形ポンプケーシング4内に突入し、そ
の先端部に開放型の羽根車5が一体的に固着されてい
る。主軸1の前端部は、ポンプ駆動用の電動モータ10
に連動連結している。ポンプケーシング4の軸方向後端
部には、湾曲状に上方へと突出する吸込み管14が接続
し、うず巻き室4aの径方向の端部には吐出短管13が
接続し、吐出短管13には、吐出し送水管路18が接続
している。(First Embodiment) FIG. 1 shows a single-stage centrifugal pump to which the present invention is applied, in which a main shaft 1 has a pair of front and rear bearings 2.
While being supported by the bearing case 3 through the like, the rear end portion in the axial direction protrudes into the spiral pump casing 4, and an open impeller 5 is integrally fixed to the front end portion. A front end of the main shaft 1 is provided with an electric motor 10 for driving a pump.
It is linked and linked. A suction pipe 14 projecting upward in a curved shape is connected to an axial rear end of the pump casing 4, and a discharge short pipe 13 is connected to a radial end of the spiral chamber 4 a. Is connected to a discharge water supply pipeline 18.
【0016】羽根車5の開放側(後側)には、羽根車5
の開放側端縁から隙間dを隔てて羽根プレート6が対向
配置され、該羽根プレート6は、主軸1と同一軸心上に
配置された移動ロッド11に、放射状の連結プレート1
2を介して固着され、移動ロッド11と共に軸方向移動
可能となっている。移動ロッド11は吸込み管14を貫
通してアクチュエータ19のシリンダ8内に突出し、シ
リンダ8に軸方向移動自在に嵌合したピストン9に連結
している。On the open side (rear side) of the impeller 5, the impeller 5
The blade plate 6 is arranged opposite to the opening side edge of the main body 1 with a gap d therebetween. The blade plate 6 is attached to the moving rod 11 arranged on the same axis as the main shaft 1 by the radial connection plate 1.
2 and is movable in the axial direction together with the moving rod 11. The moving rod 11 penetrates through the suction pipe 14, protrudes into the cylinder 8 of the actuator 19, and is connected to the piston 9 fitted to the cylinder 8 so as to be movable in the axial direction.
【0017】該実施の形態では、運転中、羽根プレート
6の前後に生じる水圧の圧力差により、たとえば羽根プ
レート6及び移動ロッド11には軸方向前方への推力、
すなわち、隙間dを小さくする方向に力が生じるように
なっている。In this embodiment, during operation, for example, the blade plate 6 and the moving rod 11 are given a thrust forward in the axial direction by a water pressure difference generated before and after the blade plate 6.
That is, a force is generated in a direction to reduce the gap d.
【0018】シリンダ8内の流体室は、ピストン9によ
り前側のバランス室16と後側の圧力室17とに区切ら
れており、バランス室16の入口は、下流側圧力通路3
4、電動パイロット弁21及び上流側圧力通路33を経
て吐出管13内に接続し、バランス室16の出口は、出
口管24及び絞り(あるいは開閉弁)等を介して吸込み
管14に接続している。The fluid chamber in the cylinder 8 is divided into a balance chamber 16 on the front side and a pressure chamber 17 on the rear side by the piston 9, and the inlet of the balance chamber 16 is connected to the downstream pressure passage 3.
4. Connected to the discharge pipe 13 via the electric pilot valve 21 and the upstream pressure passage 33, and the outlet of the balance chamber 16 is connected to the suction pipe 14 via the outlet pipe 24 and a throttle (or on-off valve). I have.
【0019】圧力室17の入口は、入口管28等を介し
て吐出短管13に接続し、出口は、開閉弁あるいは絞り
及び出口管29を介して吸込み管14に連通している。The inlet of the pressure chamber 17 is connected to the discharge short pipe 13 via an inlet pipe 28 and the like, and the outlet is connected to the suction pipe 14 via an on-off valve or a throttle and an outlet pipe 29.
【0020】図2は電動パイロット弁21の縦断面略図
であり、弁ケース31内は、ダイヤフラム32により上
下の室に分けられており、下側ケース部分には下流側圧
力通路34を介してバランス室16に連通する出口室3
5と、上流側圧力通路33を介して吐出短管13に連通
する入口室36とが形成されており、両室35,36間
は、隔壁37に設けられた弁口38だけを介して連通し
ている。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the electric pilot valve 21. The interior of the valve case 31 is divided into upper and lower chambers by a diaphragm 32, and the lower case portion is balanced through a downstream pressure passage 34. Exit room 3 communicating with room 16
5 and an inlet chamber 36 communicating with the short discharge pipe 13 via the upstream pressure passage 33, and the two chambers 35, 36 communicate only through a valve port 38 provided in a partition 37. doing.
【0021】弁体41は、ダイヤフラム32の下面中央
部に固定された支持板42に連結ロッド等を介して直結
している。The valve element 41 is directly connected to a support plate 42 fixed at the center of the lower surface of the diaphragm 32 via a connecting rod or the like.
【0022】ダイヤフラム32の中央部上面にはばね受
け座43が固定され、該ばね受け座43と上方のばね受
け45との間にコイルばね47が縮設されている。ばね
受け45は、その外周突起が、上側ケース部分の内周に
形成された溝に対して回転不能かつ軸心方向移動可能に
嵌合しており、中央部にはねじ孔が形成され、弁口38
と同一軸心上のパイロット軸26のおねじ部が螺合して
いる。A spring receiving seat 43 is fixed to the upper surface of the central portion of the diaphragm 32, and a coil spring 47 is contracted between the spring receiving seat 43 and the upper spring receiver 45. The outer peripheral projection of the spring receiver 45 is fitted in a groove formed on the inner periphery of the upper case part so as to be non-rotatable and movable in the axial direction, and a screw hole is formed in the center part. Mouth 38
The external thread portion of the pilot shaft 26 on the same axis as the screw thread is screwed.
【0023】パイロット軸26は、上側ケース部分に回
転自在に嵌合支持されると共に上方へと突出し、その突
出端部には、大径の回転操作用のギヤ50が固着してあ
る。パイロット軸26には、上側ケース部分の下面に当
接するストッパー52を形成してある。The pilot shaft 26 is rotatably fitted to and supported by the upper case portion and protrudes upward. A large-diameter rotary operation gear 50 is fixed to the protruding end. A stopper 52 is formed on the pilot shaft 26 to contact the lower surface of the upper case portion.
【0024】電動パイロット弁21は、パイロット軸2
6が逆回転方向(反対時計回り)に回転すると、ばね受
け45が下降して、ばね47の荷重が増加すると共に弁
体41を押し下げ、バランス室16の圧力を減少させ
る。同時にピストン9のバランスが崩れ、隙間dが狭く
なるように羽根プレート6を前方に移動し、ポンプの吐
出圧力は増加する。The electric pilot valve 21 is connected to the pilot shaft 2
When 6 rotates in the reverse rotation direction (counterclockwise), the spring receiver 45 descends, increasing the load on the spring 47 and pushing down the valve body 41 to reduce the pressure in the balance chamber 16. At the same time, the balance of the piston 9 is lost, and the blade plate 6 is moved forward so that the gap d is narrowed, and the discharge pressure of the pump is increased.
【0025】反対に正回転方向(時計回り方向)に回転
すると、ばね受け45が上昇して、ばね47の荷重を減
少させ、弁体41が上方へ戻り、同時にバランス室16
の圧力が増加し、隙間が大きくなる方向(後方)にピス
トン9が移動し、吐出圧力は減少する。On the other hand, when the motor rotates in the normal rotation direction (clockwise), the spring receiver 45 rises to reduce the load of the spring 47, the valve body 41 returns upward, and at the same time, the balance chamber 16
, The piston 9 moves in a direction (rearward) in which the gap becomes larger, and the discharge pressure decreases.
【0026】上記ばね47による設定圧力を、現在流量
と現在圧力との変化により所定の圧力制御特性に沿うよ
うに変化させるために、図1において、電動パイロット
弁21の操作部分を含む電動パイロット弁ユニット55
と、圧力制御回路装置56と、流量計54を備えてい
る。In order to change the pressure set by the spring 47 so as to follow a predetermined pressure control characteristic by changing the current flow rate and the current pressure, an electric pilot valve including an operation part of the electric pilot valve 21 in FIG. Unit 55
, A pressure control circuit device 56, and a flow meter 54.
【0027】電動パイロット弁ユニット55は、電動パ
イロット弁21の大径ギヤ50に噛み合う小径の駆動ギ
ヤ58を有する小形制御モータ59と、吐出短管13内
の吐出圧力を検知して圧力制御回路調節計として機能す
る電子ユニット63に伝達する圧力伝送器60とから構
成されている。圧力制御回路装置56は、定電圧ユニッ
ト61、リレー回路62、上記電子ユニット63及び演
算回路として機能するプリアンプ64から構成されてい
る。The electric pilot valve unit 55 has a small control motor 59 having a small-diameter drive gear 58 that meshes with the large-diameter gear 50 of the electric pilot valve 21, and detects a discharge pressure in the short discharge pipe 13 to adjust a pressure control circuit. And a pressure transmitter 60 that transmits the signal to an electronic unit 63 functioning as a meter. The pressure control circuit device 56 includes a constant voltage unit 61, a relay circuit 62, the electronic unit 63, and a preamplifier 64 functioning as an arithmetic circuit.
【0028】定電圧ユニット61は、圧力伝送器60に
これを作動させるための定電圧を供給している。流量計
54は、吐出送水管路18の途中に配置されている。The constant voltage unit 61 supplies the pressure transmitter 60 with a constant voltage for operating the same. The flow meter 54 is arranged in the middle of the discharge water supply pipeline 18.
【0029】図3において、プリアンプ64には、各種
圧力制御特性(勾配)が記憶されて任意に設定可能とな
っており、流量計54から使用水量の負荷信号(流量信
号)が入力されると、設定された圧力制御特性に応じた
目標圧力変更指令を電子ユニット63に入力するように
なっている。In FIG. 3, various pressure control characteristics (gradients) are stored in the preamplifier 64 and can be arbitrarily set. When a load signal (flow signal) of the amount of water used is input from the flow meter 54, A target pressure change command corresponding to the set pressure control characteristic is input to the electronic unit 63.
【0030】電子ユニット63は、プリアンプ64から
の目標圧力変更指令及び圧力伝送器60からの現在圧力
信号を受信して、現在圧力と目標圧力の偏差を検出し、
目標圧力となるように制御モータ59を回転させて電動
パイロット弁21の設定圧を調節する。The electronic unit 63 receives the target pressure change command from the preamplifier 64 and the current pressure signal from the pressure transmitter 60, detects a deviation between the current pressure and the target pressure,
The control pressure of the electric pilot valve 21 is adjusted by rotating the control motor 59 to the target pressure.
【0031】前記プリアンプ64により設定可能な各種
圧力制御特性の例を示すと、図5において、装置の管路
抵抗曲線Rに最も近い勾配を有する特性線A−Bをはじ
め、それより緩い勾配の特性線A−Cあるいは直線A−
D等、任意の勾配に自由に設定でき、さらに流量信号を
用いないことにより、特性線A−Eのように、流量に関
係なく吐出圧一定の特性に設定することもできる。FIG. 5 shows examples of various pressure control characteristics which can be set by the preamplifier 64. In FIG. 5, a characteristic line AB having a gradient closest to the pipeline resistance curve R of the apparatus, and a gradient having a gentler gradient than that. Characteristic line AC or straight line A-
D can be freely set to an arbitrary gradient, and the discharge pressure can be set to be constant regardless of the flow rate as shown by the characteristic line AE by not using the flow rate signal.
【0032】図5の曲線T1は最大ポンプ性能であっ
て、隙間が最も小さい時の変化であり、曲線T3は最小
ポンプ性能であって、隙間が最も大きい時の変化であ
る。The curve T1 in FIG. 5 shows the maximum pump performance and changes when the gap is the smallest, and the curve T3 shows the minimum pump performance and changes when the gap is the largest.
【0033】プリアンプ64による設定圧力制御特性を
図5の特性線A−Bの勾配となるように選定した場合に
おいて、運転中の圧力制御を、図4のフロー図により説
明する。The pressure control during operation when the set pressure control characteristic by the preamplifier 64 is selected so as to have the gradient of the characteristic line AB in FIG. 5 will be described with reference to the flowchart in FIG.
【0034】ステップS1,S2において、水量Q1、
圧力P1で運転中、流量に変化がなければ、該状態での
運転が保たれる。In steps S1 and S2, the amount of water Q1,
If there is no change in the flow rate during the operation at the pressure P1, the operation in this state is maintained.
【0035】水量がQ2に変化した場合には、ステップ
S3において、流量計54よりプリアンプ64に水量Q
2の負荷信号が入力される。If the amount of water has changed to Q2, in step S3, the amount of water Q
2 is input.
【0036】ステップS4において、プリアンプ64で
は、決定された設定圧力制御特性線A−B(図5)に沿
って、上記水量Q2に対応する目標圧力P2を決定し、
圧力変更指令を電子ユニット63に入力する。In step S4, the preamplifier 64 determines a target pressure P2 corresponding to the water amount Q2 along the determined set pressure control characteristic line AB (FIG. 5).
A pressure change command is input to the electronic unit 63.
【0037】ステップS5,S6において、電子ユニッ
ト63では、圧力伝送器60から入力された現在圧力
を、上記目標圧力P2と比較し、その圧力偏差を検出し
て、それに応じた圧力修正指令をリレー回路62に入力
する。In steps S5 and S6, the electronic unit 63 compares the current pressure input from the pressure transmitter 60 with the target pressure P2, detects the pressure deviation, and relays a pressure correction command according to the deviation. Input to the circuit 62.
【0038】ステップS7において、リレー回路62を
介して制御モータ59を駆動し、電動パイロット弁21
を、吐出圧力が目標圧力となるまで回転操作し、開放型
羽根車5の隙間dを制御する。これにより、ポンプ性能
T2(図5)となり、ステップS8,S9のようにP2
の圧力設定に入り、開放型羽根車5の隙間制御は終了す
る。In step S7, the control motor 59 is driven via the relay circuit 62 and the electric pilot valve 21 is driven.
Is rotated until the discharge pressure reaches the target pressure, and the gap d of the open impeller 5 is controlled. As a result, the pump performance becomes T2 (FIG. 5), and P2 as in steps S8 and S9.
, The clearance control of the open impeller 5 ends.
【0039】そして、ステップS10において、水量Q
2、圧力P2での運転状態において、前記同様に水量の
変化を検出し、制御する。Then, in step S10, the water amount Q
2. In the operating state at the pressure P2, a change in the amount of water is detected and controlled as described above.
【0040】したがって、圧力制御特性線A−Bに設定
している場合には、A−B間のポンプ性能は無段階に制
御され、管路抵抗曲線Rに近似したいわゆる推定末端圧
一定制御が行える。B点よりも小水量に対しては、最小
ポンプ性能(固定ポンプ性能)T3となる(B−D)。
これにより、従来の汎用ポンプではA−Fであったもの
が、A−B−Dとなるわけであり、斜線部で示す両者の
差が節約エネルギーとなる。Therefore, when the pressure control characteristic line AB is set, the pump performance between A and B is steplessly controlled, and the so-called constant estimated end pressure control approximate to the pipeline resistance curve R is performed. I can do it. For a smaller amount of water than point B, the minimum pump performance (fixed pump performance) is T3 (BD).
As a result, what is A-F in the conventional general-purpose pump is A-B-D, and the difference between the two indicated by the hatched portion is the energy saving.
【0041】この第1の実施の形態は、羽根車5の回転
によって、羽根プレート6に推力が生じない構成のもの
にも適用でき、この場合は、アクチュエータ19のピス
トン力のみにより、隙間dを調節する。The first embodiment can also be applied to a configuration in which thrust is not generated on the blade plate 6 by rotation of the impeller 5, and in this case, the gap d is reduced only by the piston force of the actuator 19. Adjust.
【0042】(第2の実施の形態)図6は、図1と同様
の羽根プレート移動方式におけるアクチュエータ19の
変形例を示しており、シリンダ8内は、前側のバランス
室16と後側の低圧室117に区画され、バランス室1
6の入口は電動パイロット弁21の出口(2次圧側)に
接続し、バランス室16の出口は絞り70を経て吸込み
管14に接続している。低圧室117は吸込み管14に
接続している。(Second Embodiment) FIG. 6 shows a modification of the actuator 19 in the blade plate moving system similar to that of FIG. 1, and the inside of the cylinder 8 includes a front balance chamber 16 and a rear low pressure chamber. Room 117, and balance room 1
6 is connected to the outlet (secondary pressure side) of the electric pilot valve 21, and the outlet of the balance chamber 16 is connected to the suction pipe 14 via the throttle 70. The low pressure chamber 117 is connected to the suction pipe 14.
【0043】上記アクチュエータ19を備えた吐出特性
制御型遠心ポンプにおいて、ピストン9の前側がバラン
ス室16、後側が低圧室117となっていることによ
り、ピストン9の推力と羽根車5の回転力による羽根プ
レート6の推力の釣り合いにより、隙間dを調節する。In the discharge characteristic control type centrifugal pump provided with the actuator 19, the balance chamber 16 is provided on the front side of the piston 9 and the low pressure chamber 117 is provided on the rear side, so that the thrust of the piston 9 and the rotational force of the impeller 5 are used. The gap d is adjusted by balancing the thrust of the blade plate 6.
【0044】(第3の実施の形態)図7もアクチュエー
タ19の変形例を示しており、シリンダ8はピストン9
により、後側のバランス室116と、前側の圧力室11
8とに区画されており、バランス室116の入口は電動
パイロット弁121の2次圧側出口に接続し、圧力室1
18の入口は絞り119を介して吐出短管13に接続
し、両室116,118の出口はそれぞれ絞り122,
123を介してたとえば吸込み管14に接続している。(Third Embodiment) FIG. 7 also shows a modification of the actuator 19, in which the cylinder 8 is
As a result, the rear balance chamber 116 and the front pressure chamber 11
8, the inlet of the balance chamber 116 is connected to the outlet on the secondary pressure side of the electric pilot valve 121, and the pressure chamber 1
The inlet of 18 is connected to the discharge short pipe 13 via a throttle 119, and the outlets of both chambers 116, 118 are respectively connected to the throttle 122,
For example, it is connected to the suction pipe 14 via 123.
【0045】図7の実施の形態に用いられる電動パイロ
ット弁121は、図1の形態における動作と逆であり、
1次圧が上昇すると、2次圧が下降し、1次圧が下降す
ると2次圧が上昇する構成となっている。The electric pilot valve 121 used in the embodiment of FIG. 7 is the reverse of the operation in the embodiment of FIG.
When the primary pressure rises, the secondary pressure falls, and when the primary pressure falls, the secondary pressure rises.
【0046】図8は、図7の電動パイロット弁121の
具体的構造を示しており、図2のパイロット弁21と比
べ、弁体41が、弁口38の下側に配置されており、し
たがって、上流側入口室36の圧力(1次圧)が増加す
ると、ばね47に抗して弁体41が上昇し、弁口38が
狭くなることにより、下流側出口室35の圧力(2次
圧)が下降する。FIG. 8 shows a specific structure of the motor-operated pilot valve 121 of FIG. 7, in which the valve element 41 is disposed below the valve port 38 as compared with the pilot valve 21 of FIG. When the pressure (primary pressure) in the upstream inlet chamber 36 increases, the valve body 41 rises against the spring 47 and the valve port 38 becomes narrower, so that the pressure in the downstream outlet chamber 35 (secondary pressure) increases. ) Falls.
【0047】(第4の実施の形態)図9は、同一軸12
5上に羽根車5を複数固定した多段型のポンプであっ
て、羽根車5を軸125と共に軸方向移動自在な構成と
し、羽根プレート6を固定形(固定壁)として、羽根車
5の軸125に、軸受け継手126を介してアクチュエ
ータ19のピストン9の移動ロッド9aを連結してい
る。(Fourth Embodiment) FIG.
5 is a multi-stage pump having a plurality of impellers 5 fixed thereon, wherein the impeller 5 is configured to be movable in the axial direction together with a shaft 125, and the impeller plate 6 has a fixed shape (fixed wall). The moving rod 9 a of the piston 9 of the actuator 19 is connected to the 125 via a bearing joint 126.
【0048】シリンダ8のピストン9の前側はバランス
室(変動圧室)16であって、入口は電動パイロット弁
21の2次圧出口に接続し、出口側は吸込み管14に連
通している。The front side of the piston 9 of the cylinder 8 is a balance chamber (variable pressure chamber) 16. The inlet is connected to the secondary pressure outlet of the electric pilot valve 21, and the outlet side communicates with the suction pipe 14.
【0049】ピストン9の後側は低圧室130であり、
出口側は吸込み管14あるいは大気に連通している。The rear side of the piston 9 is a low pressure chamber 130,
The outlet side communicates with the suction pipe 14 or the atmosphere.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、 (1)アクチュエータの推力、あるいはこれと羽根車の
回転により生じる軸方向の推力との釣り合いにより、羽
根車の軸方向位置を調整するようにしているので、イン
バータやサーボモータ等を使用した高価な装置に比べ
て、製造コスト及びメンテナンスコストを低減すること
ができる。As described above, according to the present invention, (1) the axial position of the impeller is adjusted by adjusting the thrust of the actuator or the axial thrust generated by the rotation of the impeller. Therefore, manufacturing costs and maintenance costs can be reduced as compared with expensive devices using an inverter, a servomotor, or the like.
【0051】(2)圧力制御特性を任意に設定できるの
で、たとえば図5の特性線A−Bのように、管路抵抗曲
線Rに近似した特性線(勾配)A−Bに設定することに
より、いわゆる推定末端圧一定制御が行え、従来のもの
A−Fに比べて斜線で示す領域に相当するエネルギーを
節約でき、電力代など動力費の節約になる。(2) Since the pressure control characteristic can be set arbitrarily, the characteristic can be set to a characteristic line (gradient) AB similar to the pipeline resistance curve R, for example, as a characteristic line AB in FIG. That is, so-called estimated terminal pressure constant control can be performed, and energy corresponding to the shaded region can be saved as compared with the conventional A-F, and power costs such as power costs can be saved.
【0052】(3)演算回路(プリアンプ64)に各種
圧力特性を記憶させておくことにより、各種使用条件に
適した任意の吐出圧力制御特性を選ぶことができる。そ
のために、圧力検知に関する構成に加え、流量検知に関
する構成要件も具備し、演算回路により現在流量信号を
受信して設定圧力制御特性に対応した目標圧力信号を出
し、調節計(電子ユニット63)により、目標圧力変更
指令及び現在圧力信号を受信して、目標圧力と現在圧力
との偏差を解消するように制御モータを回転するように
しているのである。ちなみに、流量の入力を用いなけれ
ば、図5のA−Eのように吐出圧一定制御も行える。(3) By storing various pressure characteristics in the arithmetic circuit (preamplifier 64), an arbitrary discharge pressure control characteristic suitable for various use conditions can be selected. For this purpose, in addition to the configuration relating to pressure detection, it also has a configuration requirement relating to flow detection, receives a current flow signal by an arithmetic circuit, issues a target pressure signal corresponding to the set pressure control characteristic, and uses a controller (electronic unit 63). Then, the control motor is rotated so as to eliminate the deviation between the target pressure and the current pressure by receiving the target pressure change command and the current pressure signal. Incidentally, if the input of the flow rate is not used, the discharge pressure constant control can be performed as shown by AE in FIG.
【図1】 本願発明を適用した吐出特性制御型遠心ポン
プの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a discharge characteristic control type centrifugal pump to which the present invention is applied.
【図2】 図1の電動パイロット弁の縦断面拡大図であ
る。FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of the electric pilot valve of FIG. 1;
【図3】 装置全体の作動の流れを示すブロック線図で
ある。FIG. 3 is a block diagram showing an operation flow of the entire apparatus.
【図4】 作動の一例を示す制御フロー図である。FIG. 4 is a control flow chart showing an example of an operation.
【図5】 吐出圧力(揚程)と水量の関係を示すグラフ
である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the discharge pressure (head) and the amount of water.
【図6】 本願発明の第2の実施の形態を示す縦断面略
図である。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図7】 本願発明の第3の実施の形態を示す縦断面略
図である。FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図8】 図7の電動パイロット弁縦断面拡大図であ
る。FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of the electric pilot valve of FIG. 7;
【図9】 本願発明の第4の実施の形態を示す縦断面略
図である。FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
【符号の説明】 1 主軸 4 ポンプケーシング 5 開放型の羽根車 6 羽根プレート 8 シリンダ 9 ピストン 13 吐出短管(吐出部) 14 吸込み管 16 バランス室(流体室) 21 電動パイロット弁 26 パイロット軸 54 流量計 55 電動パイロット弁ユニット 56 圧力制御回路装置 59 制御モータ 60 圧力伝送器 63 電子ユニット(調節計) 64 プリアンプ(演算回路) 121 電動パイロット弁[Description of Signs] 1 Main shaft 4 Pump casing 5 Open impeller 6 Blade plate 8 Cylinder 9 Piston 13 Discharge short pipe (discharge part) 14 Suction pipe 16 Balance chamber (fluid chamber) 21 Electric pilot valve 26 Pilot shaft 54 Flow rate Total 55 Electric pilot valve unit 56 Pressure control circuit device 59 Control motor 60 Pressure transmitter 63 Electronic unit (controller) 64 Preamplifier (arithmetic circuit) 121 Electric pilot valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 15/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F04D 15/00
Claims (2)
羽根車の開放側に配置された羽根プレートとのうち、一
方の部材を、シリンダに嵌合するピストンに連結して該
ピストンと共に軸方向移動可能とし、該ピストンの推力
によりまたは該推力と羽根車の回転により生じる推力と
の釣り合いにより、羽根車の開放側端縁と羽根プレート
の隙間を調整して、吐出圧力を制御する吐出特性制御型
遠心ポンプにおいて、ピストンを作動させるシリンダ内
の流体室とポンプ吐出部とを接続する電動パイロット弁
と、電動パイロット弁を回転駆動する制御モータと、吐
出流量を検出して現在流量信号を発信する流量計と、吐
出圧力を検出して現在圧力信号を発信する圧力伝送器
と、各種圧力制御特性が設定可能であると共に現在流量
信号を受信して設定圧力制御特性に対応した目標圧力信
号を出す演算回路と、該演算回路からの目標圧力変更指
令及び現在圧力信号を受信して、目標圧力と現在圧力と
の偏差を検出し該偏差を解消するように制御モータを回
転させる調節計とを備えていることを特徴とする吐出特
性制御型遠心ポンプ。1. An impeller whose one side in the axial direction is open, and a blade plate disposed on an open side of the impeller, connect one member to a piston fitted to a cylinder, together with the piston. Discharge that enables axial movement and adjusts the gap between the open side edge of the impeller and the blade plate by the thrust of the piston or the balance between the thrust and the thrust generated by the rotation of the impeller to control the discharge pressure. In a characteristic control type centrifugal pump, an electric pilot valve that connects a fluid chamber in a cylinder that operates a piston and a pump discharge section, a control motor that rotationally drives the electric pilot valve, and detects a discharge flow rate to generate a current flow signal. A flow meter for transmitting, a pressure transmitter for detecting the discharge pressure and transmitting the current pressure signal, and various pressure control characteristics can be set and receive the current flow signal to set the pressure. An arithmetic circuit that outputs a target pressure signal corresponding to the force control characteristic, and a target pressure change command and a current pressure signal from the arithmetic circuit are received, a deviation between the target pressure and the current pressure is detected, and the deviation is eliminated. And a controller for rotating a control motor.
請求項1記載の吐出特性制御型遠心ポンプ。2. The discharge characteristic control type centrifugal pump according to claim 1, wherein a plurality of impellers are arranged on the same axis.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7231064A JP2818136B2 (en) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | Centrifugal pump with controlled discharge characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231064A JP2818136B2 (en) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | Centrifugal pump with controlled discharge characteristics |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0979174A JPH0979174A (en) | 1997-03-25 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2818136B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54142603A (en) * | 1978-04-27 | 1979-11-07 | Sogo Pump Seisakusho | Constant discharge pressure pump |
| JP2787391B2 (en) * | 1992-04-15 | 1998-08-13 | 株式会社テイエルブイ | Automatic setting pressure reducing valve |
| JPH0791396A (en) * | 1993-09-24 | 1995-04-04 | Mitsuo Watanabe | Variable displacement pump for water |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7231064A patent/JP2818136B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0979174A (en) | 1997-03-25 |
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