JPS6356437B2 - - Google Patents
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- JPS6356437B2 JPS6356437B2 JP59131065A JP13106584A JPS6356437B2 JP S6356437 B2 JPS6356437 B2 JP S6356437B2 JP 59131065 A JP59131065 A JP 59131065A JP 13106584 A JP13106584 A JP 13106584A JP S6356437 B2 JPS6356437 B2 JP S6356437B2
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- impeller
- pressure
- casing
- pump
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は乾式モートルで駆動される水中ポン
プの軸スラスト低減に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to reducing axial thrust of a submersible pump driven by a dry motor.
ポンプでは羽根車の回転により流体にエネルギ
ーを付与するため、羽根車前後では圧力差が生ず
る。したがつて、羽根車にはこの圧力差によつて
水力的な軸スラストが作用する。たとえば第1図
に示すような水中ポンプについて説明すると、羽
根車1はインペラナツト2により回転軸3に固定
されており、回転軸3は乾式モートル4により回
転を与えられる。回転軸3の羽根車1とモートル
4の間の部分には軸封部5が設けられており、羽
根車1の出口からのもれ流れがモートル4へ侵入
することを防いでいる。軸封部5における圧力が
高くなる場合には、軸封を二重にして軸封5の間
にオイル室6を設けて油で漏水の侵入を防止す
る。モートル4は上記軸封5によつて大気と遮断
されるが、モートル内の圧力は、通常は大気圧程
度である。一方、ケーシング7は羽根車1をおお
うように形成されており、羽根車1の前面側壁1
a、背面側壁1bの対向面にはウエアリングリン
グ8が取付けられ、細隙部9を構成して羽根車出
口から吸込口10へ向うもれ流れをシールしてい
る。 In a pump, energy is imparted to the fluid by the rotation of the impeller, so a pressure difference occurs before and after the impeller. Therefore, a hydraulic axial thrust acts on the impeller due to this pressure difference. For example, in the case of a submersible pump as shown in FIG. 1, an impeller 1 is fixed to a rotating shaft 3 by an impeller nut 2, and the rotating shaft 3 is rotated by a dry motor 4. A shaft seal 5 is provided in a portion of the rotating shaft 3 between the impeller 1 and the motor 4 to prevent leakage flow from the outlet of the impeller 1 from entering the motor 4. When the pressure in the shaft seal portion 5 becomes high, the shaft seals are doubled and an oil chamber 6 is provided between the shaft seals 5 to prevent water from leaking with oil. The motor 4 is isolated from the atmosphere by the shaft seal 5, but the pressure inside the motor is usually about atmospheric pressure. On the other hand, the casing 7 is formed to cover the impeller 1, and has a front side wall 1 of the impeller 1.
A, a wear ring 8 is attached to the opposite surface of the rear side wall 1b, forming a slit 9 to seal leakage flow from the impeller outlet to the suction port 10.
上記構成となつているため、羽根車1とケーシ
ング7で囲まれた間隙11と、吸込口10とでは
著しい圧力差を生じ、かつ吸込口10の径は回転
軸3より大きいため、羽根車1を回転させると背
面側壁1b側から前面側壁1aに向つて軸スラス
トTが生起する。この軸スラストTは第2図bの
斜線部分の圧力に相当し、羽根車1の前面、背面
側の圧力分布、羽根車1を通る流水の運動量、吸
込口部の吸込圧力等によつて変化する。ここで、
TFは羽根車前面側に作用するスラスト、TBは羽
根車背面側に作用するスラスト、TPは流水の吸
込圧によるスラスト、TMは流水の運動量変化に
よるスラストである。 With the above configuration, a significant pressure difference occurs between the gap 11 surrounded by the impeller 1 and the casing 7 and the suction port 10, and since the diameter of the suction port 10 is larger than the rotating shaft 3, the impeller When rotated, an axial thrust T is generated from the rear side wall 1b toward the front side wall 1a. This axial thrust T corresponds to the pressure in the shaded area in FIG. do. here,
T F is the thrust acting on the front side of the impeller, T B is the thrust acting on the back side of the impeller, T P is the thrust due to the suction pressure of the flowing water, and T M is the thrust due to the change in momentum of the flowing water.
ポンプに過大な軸スラストが作用する場合に
は、軸受部あるいは軸をこのスラストに耐えられ
るように強度的考慮を払う必要が生じ、軸受、軸
が講しく大きくなるため、通常はさらに第2図a
に示すように羽根車背面ボス部付近にバランスホ
イール12を設けて、羽根車背面ボス部付近の圧
力を吸込圧程度まで減少させ、吸込口のスラスト
(TP+TM)と背面ウエアリングリング13より
小径側のバランス室14の側壁に作用するスラス
トTB2を釣合せる。 If excessive shaft thrust is applied to the pump, it is necessary to consider the strength of the bearing or shaft so that it can withstand this thrust, and the bearing and shaft become considerably larger. a
As shown in the figure, a balance wheel 12 is provided near the impeller back boss to reduce the pressure near the impeller back boss to about the suction pressure, thereby reducing the suction port thrust (T P +T M ) and the back wear ring 13. The thrust T B2 acting on the side wall of the balance chamber 14 on the smaller diameter side is balanced.
しかし、水中ポンプのように吸込圧力がその使
用条件により変化する場合には、この吸込圧力変
化に伴うスラストTPの変化量が第2図bに示す
ごとく非常に大きくなり、羽根車前面側壁1a側
から背面側壁1bに向う逆スラストが生ずること
がある。例えば土木基礎工事に用いられる水中ポ
ンプ式リバースサーキユレーシヨンドリル装置で
は、第4図に示すごとく地盤掘削するドリルビツ
ト21の上方に水中ポンプ22を配置して、掘削
した土砂を地上に排出する。この場合水中ポンプ
は掘削深さに応じてその位置を変化させるが、掘
削深さは100mを越えることがであるためポンプ
吸込圧力の変化は10Kg/cm2を越える。一方モート
ル内部の圧力は掘削深さにかかわらず大気圧状態
であるため、軸封部でロータに作用する圧力のバ
ランスがくずれ、この結果式(1)に示すスラストが
生ずる。 However, when the suction pressure changes depending on the usage conditions like a submersible pump, the amount of change in the thrust T P due to the change in suction pressure becomes extremely large as shown in Fig. 2b, and the front side wall 1a of the impeller A reverse thrust from the side toward the rear side wall 1b may occur. For example, in a submersible pump type reverse circulation drilling device used for civil engineering foundation work, a submersible pump 22 is disposed above a drill bit 21 for excavating the ground, as shown in FIG. 4, to discharge excavated earth and sand to the ground. In this case, the submersible pump changes its position depending on the excavation depth, but since the excavation depth can exceed 100 m, the change in pump suction pressure exceeds 10 Kg/cm 2 . On the other hand, since the pressure inside the motor remains at atmospheric pressure regardless of the excavation depth, the balance of pressure acting on the rotor at the shaft seal is lost, resulting in the thrust shown in equation (1).
TP=PS×π/4D2 SF ……(1)
ここで、PSは吸込ゲージ圧力、DSFは軸封部軸
径である。 T P = P S ×π/4D 2 SF (1) Here, P S is the suction gauge pressure, and D SF is the shaft diameter of the shaft seal.
前述のリバースサーキユレーシヨンドリル装置
に用いられる水中ポンプでは、軸スラストの最大
値が400Kg、その吐出し量に伴う変化が200Kg程度
であるのに対して、吸込圧変化に伴う軸スラスト
の変化量は約800Kgにも及ぶ。 In the submersible pump used in the aforementioned reverse circulation drilling equipment, the maximum value of the axial thrust is 400 kg, and the change due to the discharge amount is about 200 kg, whereas the axial thrust changes due to changes in suction pressure. The weight is approximately 800Kg.
吸込圧に伴う軸スラスト変化は、軸封部での圧
力のアンバランスに起因するため、モートルを乾
式モートルから油封入式モートルに替えて地上か
ら吸込圧に応じて加圧したり、油圧モートルを使
用することにより無くすことは可能であるが、油
封入式モートルの場合油封入のための補助設備を
要したり、油圧モートルの場合掘削深さが深くな
ると作動油の給排油パイプ中での流動損失が増す
ため、著しくモートル効率が低下する欠点があつ
た。 Changes in shaft thrust due to suction pressure are caused by imbalance of pressure in the shaft seal, so it is recommended to change the motor from a dry type motor to an oil-filled motor and apply pressure from the ground according to the suction pressure, or use a hydraulic motor. However, in the case of oil-filled motors, auxiliary equipment for oil filling is required, and in the case of hydraulic motors, if the excavation depth is deep, the flow of hydraulic oil in the oil supply and drain pipes may be reduced. This had the disadvantage that motor efficiency significantly decreased due to increased loss.
また、ポンプ吐出側圧力を利用して羽根車に作
用するスラスト力をバランスさせる考案が大正14
年実用新案出願公告第17324号公報に記載されて
いる。しかし、この考案のものは軸、羽根車およ
び環型盤を軸方向に移動させて環型盤とケーシン
グ、及び羽根車とケーシングとの軸方向隙間を変
化させ、バランス室9に作用する圧力をコントロ
ールしてスラスト力をバランスさせるものである
ため、吸込圧が変わる毎に回転軸や羽根車が軸方
向に移動し、不安定なポンプとなるばかりでな
く、スラスト軸受も軸方向に移動可能な軸受が要
求され、装置が複雑となる。また、ポンプ吐出し
側から水は通水路13、室9及び水抜け孔17
(引用番号は前記公報の図面参照)を通過して羽
根車の吸込側に流れるため、ポンプ吐出し側と羽
根車吸込側とでは差圧が非常に大きくなり、スラ
スト力をバランスさせるための水が大量に流れる
ためポンプ効率も低下するという問題がある。 Also, in 1921, an idea was developed to balance the thrust force acting on the impeller using the pressure on the pump discharge side.
It is described in Utility Model Application Publication No. 17324. However, in this device, the shaft, impeller, and annular plate are moved in the axial direction to change the axial clearance between the annular die and the casing, and between the impeller and the casing, thereby reducing the pressure acting on the balance chamber 9. Since the thrust force is controlled and balanced, the rotating shaft and impeller move in the axial direction every time the suction pressure changes, which not only makes the pump unstable, but also allows the thrust bearing to move in the axial direction. Bearings are required, making the device complex. In addition, water flows from the pump discharge side to the water passage 13, the chamber 9, and the water drain hole 17.
(For the reference number, refer to the drawing in the above publication) and flows to the suction side of the impeller, so the differential pressure between the pump discharge side and the impeller suction side becomes extremely large. There is a problem in that the pump efficiency also decreases because a large amount of water flows.
本発明は、ポンプ吸込圧力の変化に伴う軸スラ
ストの変化を軽減し、かつ装置も簡単で回転軸を
軸方向に移動させる構造とする必要もなく、さら
にポンプ効率もほとんど低下させない水中ポンプ
を得ることを目的とするものである。 The present invention provides a submersible pump that reduces changes in shaft thrust due to changes in pump suction pressure, has a simple device, does not require a structure in which the rotating shaft is moved in the axial direction, and also hardly reduces pump efficiency. The purpose is to
本発明の特徴は、乾式モートルで駆動され、背
面側壁を有する羽根車をケーシングに回転自在に
支持させた水中ポンプにおいて、羽根車背面側壁
に軸方向に伸びる円筒状部材を形成し、この円筒
状部材に対し半径方向に細隙部を形成するように
ウエアリングリングをケーシングに設け、該ウエ
アリングリング部と、羽根車と、ケーシングと、
ケーシングと回転軸との間の隙間をシールする軸
封部とによつてバランス室を形成し、このバラン
ス室とポンプ吐出し管とを接続する圧力バランス
管を設け、このバランス管の断面積よりも前記ウ
エアリングリング部の半径方向細隙部面積の方が
大きくなるように構成したことにある。 A feature of the present invention is that in a submersible pump that is driven by a dry motor and has an impeller having a rear side wall and is rotatably supported by a casing, a cylindrical member extending in the axial direction is formed on the rear side wall of the impeller. A wear ring is provided in the casing so as to form a slit in the radial direction with respect to the member, the wear ring portion, the impeller, the casing,
A balance chamber is formed by a shaft seal that seals the gap between the casing and the rotating shaft, and a pressure balance tube is provided to connect this balance chamber and the pump discharge tube, and the cross-sectional area of this balance tube is Another advantage lies in that the wear ring portion is configured to have a larger radial slit area.
以下、この発明の実施例を第5図〜第8図を用
いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 to 8.
第5図aはリバースサーキユレーシヨンドリル
装置に用いられる水中ポンプの実施例であり、羽
根車1の前面側壁1a、背面側壁1bには羽根車
側壁上の静圧調整および土砂侵入防止のためのう
ら羽根15が設けられており、また羽根車背面側
壁1bには軸方向に伸びる円筒状部材が形成さ
れ、この円筒状部材に対し半径方向に細隙部を形
成するようにウエアリングリング13をケーシン
グ7に設け、もれ流れをシールするようにしてい
る。14はウエアリングリング13部と、羽根車
1と、ケーシング7と、ケーシング7と回転軸3
との間の隙間をシールする軸封部5とによつて形
成されたバランス室で、このバランス室14とポ
ンプ吐出し管とを圧力バランス管16によつて連
通してい。この発明は上記構成のため、羽根車側
壁に作用する静圧は第5図bのごとくなり、バラ
ンス管16を通るもれ流れはポンプ吐出し管から
羽根車出口側へ向うが、ウエアリングリング13
の細隙部面積AWをバランス管断面積ABより広く
とることにより、ウエアリングリング前後の差圧
(すなわちもれ流れを)小さく設定でき、従つて
ある吸込圧状態において軸スラストを任意の小さ
な値に設定できる。 Figure 5a shows an embodiment of a submersible pump used in a reverse circulation drilling device. A back blade 15 is provided, and a cylindrical member extending in the axial direction is formed on the rear side wall 1b of the impeller, and a wear ring 13 is formed to form a slit in the radial direction with respect to the cylindrical member. is provided in the casing 7 to seal against leakage. 14 indicates the wear ring 13, the impeller 1, the casing 7, and the casing 7 and the rotating shaft 3.
This balance chamber 14 and the pump discharge pipe are communicated through a pressure balance pipe 16. Since this invention has the above-mentioned configuration, the static pressure acting on the side wall of the impeller is as shown in FIG. 13
By making the slit area A W larger than the cross-sectional area A B of the balance pipe, the differential pressure before and after the wear ring (that is, the leakage flow) can be set small, and therefore the axial thrust can be adjusted to an arbitrary value under a certain suction pressure state. Can be set to a small value.
AW=π×DW×ε>
π/4×DB 2=AB ……(2)
ここでDWはウエアリングリング直径、εはウ
エアリングリング部半径すきま、DBはバランス
管直径である。A W = π×D W ×ε> π/4×D B 2 = A B ……(2) Here, D W is the wear ring diameter, ε is the wear ring radius clearance, and D B is the balance pipe diameter. It is.
なお上記構成のみでは所定の軸スラストが得ら
れない場合には、うら羽根の高さ比t/sを変更
するか、あるいは背面ウエアリングリング径を前
面ウエアリングリング径と異なる値とすることに
より、目的を達成できるがこれらはいずれもこの
発明の範ちゆうである。 If the specified axial thrust cannot be obtained with the above configuration alone, the height ratio t/s of the back blade can be changed, or the diameter of the back wear ring can be set to a different value from the diameter of the front wear ring. However, these are all within the scope of this invention.
次にポンプ運転条件変化による特性を述べる。
第6図は本ポンプの羽根車出口静圧比の吐出し量
による変化を示す。通常羽根車出口の流れは、少
吐出し量側では流出角が小さくなり絶対流速が増
すため反動度すなわち羽根車出口静圧の全圧に対
する比は小さくなり、さらにケーシング内部での
流動損失は吐出し量とともに増加するため、全揚
程に対する羽根車出口静圧の比は大吐出量側で
1.0に近く、少吐出し量側では0.7程度まで低下す
る。なお第6図は本ポンプに関して固有の値であ
るが、羽根車出口静圧比の吐出し量による変化の
この傾向はほとんどすべてのポンプに適用でき
る。 Next, we will discuss the characteristics due to changes in pump operating conditions.
FIG. 6 shows the change in the static pressure ratio at the impeller outlet of this pump depending on the discharge amount. Normally, the flow at the impeller outlet becomes smaller on the small discharge side, and the absolute flow velocity increases, so the reaction rate, that is, the ratio of the static pressure at the impeller outlet to the total pressure, becomes smaller, and the flow loss inside the casing decreases due to the flow loss inside the casing. The ratio of the static pressure at the impeller outlet to the total head increases on the large discharge volume side.
It is close to 1.0 and decreases to about 0.7 on the small discharge amount side. Although the values shown in FIG. 6 are specific to this pump, this tendency of change in the impeller outlet static pressure ratio depending on the discharge amount can be applied to almost all pumps.
従つて、吐出し管静圧と羽根車出口部静圧との
差は第7図に示すごとく大吐出し量側で小さく、
少吐出し量側で大きい。羽根車出口部静圧とウエ
アリング部静圧との間には、この間の流体の旋回
速度に関係づけられる式(3)の関係がある。ウエア
リングリング部静圧は羽根車出口静圧からほぼ一
定値低下し、この結果バランス管前後の差圧は少
吐出し量側で大きくなる。 Therefore, the difference between the discharge pipe static pressure and the impeller outlet static pressure is small on the large discharge amount side, as shown in Figure 7.
It is large on the small discharge amount side. Between the static pressure at the impeller outlet and the static pressure at the wear ring, there is a relationship expressed by equation (3), which is related to the swirling speed of the fluid between them. The static pressure of the wear ring portion decreases by a substantially constant value from the static pressure at the impeller outlet, and as a result, the differential pressure before and after the balance tube increases on the small discharge amount side.
PW=P0−ρ/2(ω×β)2
〔r0 2−rW 2〕 ……(3)
ここでPWはウエアリングリング部静圧、P0は
羽根車出口静圧、ωは羽根車の旋回角速度、βは
流体の羽根車に対する旋回角速度比、ρは水の密
度、r0は羽根車外径、rWはウエアリングリング半
径である。P W = P 0 −ρ/2 (ω×β) 2 [r 0 2 −r W 2 ] ...(3) Here, P W is the static pressure at the wear ring, P 0 is the static pressure at the impeller outlet, ω is the swirling angular velocity of the impeller, β is the swirling angular velocity ratio of the fluid to the impeller, ρ is the density of water, r 0 is the outer diameter of the impeller, and r W is the radius of the wear ring.
一方、リバースサーキユレーシヨンドリルでは
掘削深さが深くなるとともにポンプ吐出し管長さ
も長くなるため、泥水吐出しに伴う流動抵抗が増
してポンプの運転点は少吐出し量側へ移る。従つ
てポンプ吸込圧力と、バランス管に作用する差圧
とはともに掘削深さとともに増すが、一般にバラ
ンス室面積は軸封部軸断面積より十分広いため、
バランス管差圧のわずかな変化で吸込圧力による
スラストTPとバランス室に作用するスラストTB2
は釣合う。 On the other hand, in reverse circulation drills, as the excavation depth increases, the length of the pump discharge pipe also increases, which increases the flow resistance associated with discharging muddy water, and shifts the pump operating point toward the small discharge volume side. Therefore, both the pump suction pressure and the differential pressure acting on the balance pipe increase with excavation depth, but generally the area of the balance chamber is sufficiently wider than the shaft cross-sectional area of the shaft seal, so
Thrust T P due to suction pressure and thrust T B2 acting on the balance chamber due to a slight change in the balance pipe differential pressure
is balanced.
第8図aはこの発明による清水用水中ポンプの
実施例であり、羽根車1の前面側壁1a、背面側
壁1bにはウエアリングリング8を設けてもれ流
れをシールするとともに、羽根車背面ボス部付近
に対向するケーシング壁7にはポンプ吐出し管と
接続する圧力バランス管16が設けられている。
通常の水中ポンプではその水深を連続的に変化さ
せて使用することはないが、水深の深い配管状態
と、浅い配管状態とで比較してみると、吐出し抵
抗は配管長さにほぼ比例するため、第5図aで述
べたと全く同様の作用効果が得られる。なお、羽
根車側壁にうら羽根がない場合には流体の旋回速
度に対するもれ流れの影響が強く現われ、もれ流
れの方向が前面側壁側と前面側壁側とで異なる場
合には流体の旋回角速度比βは両面で著しく異な
るため、第8図bに示すごとく羽根車背面側から
前面側へ向う軸スラストが大きくなる。従つて清
水用水中ポンプの場合でも、使用条件に応じて羽
根車背面側にうら羽根を設けることが望ましい。 FIG. 8a shows an embodiment of a fresh water submersible pump according to the present invention, in which a wear ring 8 is provided on the front side wall 1a and the back side wall 1b of the impeller 1 to seal leakage flow, and a boss on the back side of the impeller 1 is provided. A pressure balance pipe 16 is provided on the opposite casing wall 7 in the vicinity of the pump discharge pipe, which is connected to the pump discharge pipe.
Normal submersible pumps are not used by continuously changing the water depth, but when comparing deep piping conditions and shallow piping conditions, the discharge resistance is approximately proportional to the length of the piping. Therefore, the same effect as described in FIG. 5a can be obtained. Note that when there is no back blade on the impeller side wall, the influence of leakage flow on the swirling speed of the fluid appears strongly, and when the direction of the leakage flow is different between the front side wall side and the front side wall side, the swirling angular velocity of the fluid increases. Since the ratio β is significantly different on both sides, the axial thrust from the back side to the front side of the impeller increases as shown in FIG. 8b. Therefore, even in the case of a submersible pump for fresh water, it is desirable to provide a back blade on the back side of the impeller depending on the usage conditions.
以上説明したように、この発明によれば羽根車
背面ボス部付近に対向するケーシング壁とポンプ
吐出し管を連接する圧力バランス管を設けたた
め、ポンプ吸込圧力の変化に対応してバランス管
の差圧も変化し、吸込圧による軸スラスト変化を
容易に軽減できる。特に常に吸込圧力が大幅に変
化し、これに対応してポンプ運転点が少吐出し量
側へ移動するリバースサーキユレーシヨンドリル
装置用の水中ポンプに非常に有効である。 As explained above, according to the present invention, a pressure balance pipe is provided near the rear boss portion of the impeller that connects the opposing casing wall and the pump discharge pipe. The pressure also changes, and changes in axial thrust due to suction pressure can be easily reduced. It is particularly effective for submersible pumps for reverse circulation drilling equipment, where the suction pressure constantly changes significantly and the pump operating point moves toward a lower discharge amount side in response.
また、本発明では、バランス室とポンプ吐出し
管とを圧力バランス管によつて直接接続し、この
バランス管の断面積よりも羽根車背面のウエアリ
ングリング部の半径方向細隙部面積の方が大きく
なるように構成し、ポンプ吐出し管からバランス
管を経てバランス室に流入した水は羽根車背面を
通つて羽根車出口部に流入する構成としているの
で、次の作用、効果も得られる。すなわち、バラ
ンス管断面積とウエアリングリング部細隙部面積
とを設計時に適当な値とすることにより、羽根車
に作用するスラスト力をバランスさせることがで
き、したがつて従来例のように回転軸や羽根車を
軸方向に移動させる構造とする必要がないから装
置を簡単なものにすることができるだけでなく、
軸方向への振動のない安定な水中ポンプが得られ
る。また、バランス室の水を羽根車出口へ流す構
成としているので、ポンプ吐出し側と羽根車出口
との差圧は小さいから、スラスト力をバランスさ
せるための水は少量流れるだけであり、ポンプ効
率も従来のものより向上する。さらに、バランス
管の断面積よりウエアリングリング部細隙部面積
の方が大きいから、スラストバランスのための水
の流量はバランス管の断面積で決まり、したがつ
てバランス水の流量を増すことなくウエアリング
リング部細隙部面積を大きくとれるから、バラン
ス室に作用する圧力を小さくすることも可能であ
り、軸スラストを任意の小さな値に設定すること
ができるという効果がある。 In addition, in the present invention, the balance chamber and the pump discharge pipe are directly connected by a pressure balance pipe, and the area of the radial slit in the wear ring on the back of the impeller is larger than the cross-sectional area of the balance pipe. The water flowing into the balance chamber from the pump discharge pipe through the balance pipe flows into the impeller outlet through the back of the impeller, so the following functions and effects can be obtained. . In other words, by setting appropriate values for the cross-sectional area of the balance tube and the area of the wear ring slit at the time of design, it is possible to balance the thrust force acting on the impeller. Since there is no need for a structure that moves the shaft or impeller in the axial direction, the device can not only be simplified, but also
A stable submersible pump without axial vibration can be obtained. In addition, since the water in the balance chamber is configured to flow to the impeller outlet, the differential pressure between the pump discharge side and the impeller outlet is small, so only a small amount of water flows to balance the thrust force, resulting in pump efficiency. is also improved compared to the conventional one. Furthermore, since the slit area of the wear ring is larger than the cross-sectional area of the balance tube, the flow rate of water for thrust balance is determined by the cross-sectional area of the balance tube, and therefore the flow rate of balance water does not need to be increased. Since the area of the wear ring slit can be increased, the pressure acting on the balance chamber can be reduced, and the axial thrust can be set to an arbitrarily small value.
第1図は従来の水中ポンプの断面図、第2図a
は第1図のポンプ部分の拡大断面図、第2図bは
第2図aのポンプの圧力分布図、第3図は水中ポ
ンプの吸込圧変化に伴うスラスト変化を示す図、
第4図はリバースサーキユレーシヨンドリル装置
図、第5図aはこの発明によるポンプの断面図、
第5図bは第5図aのポンプの圧力分布図、第6
図は羽根車出口静圧の吐出し量に伴う変化を説明
する図、第7図はリバースサーキユレーシヨンド
リル用水中ポンプの運転点を説明する図、第8図
aはこの発明による他のポンプの断面図、第8図
bは第8図aに示すポンプの圧力分布図。
1…羽根車、4…乾式モートル、7…ケーシン
グ、8,13…ウエアリングリング、15…うら
羽根、16…バランス管。
Figure 1 is a sectional view of a conventional submersible pump, Figure 2a
is an enlarged sectional view of the pump part in Figure 1, Figure 2b is a pressure distribution diagram of the pump in Figure 2a, Figure 3 is a diagram showing thrust changes due to changes in suction pressure of the submersible pump,
Fig. 4 is a diagram of a reverse circulation drill device, Fig. 5a is a sectional view of a pump according to the present invention;
Figure 5b is a pressure distribution diagram of the pump in Figure 5a,
7 is a diagram illustrating the change in static pressure at the impeller outlet with the discharge amount, FIG. 7 is a diagram illustrating the operating points of a submersible pump for a reverse circulation drill, and FIG. FIG. 8b is a sectional view of the pump, and FIG. 8b is a pressure distribution diagram of the pump shown in FIG. 8a. 1... Impeller, 4... Dry motor, 7... Casing, 8, 13... Wear ring, 15... Back blade, 16... Balance tube.
Claims (1)
羽根車をケーシングに回転自在に支持させた水中
ポンプにおいて、羽根車背面側壁に軸方向に伸び
る円筒状部材を形成し、この円筒状部材に対し半
径方向に細隙部を形成するようにウエアリングリ
ングをケーシングに設け、該ウエアリングリング
部と、羽根車と、ケーシングと、ケーシングと回
転軸との間の隙間をシールする軸封部とによつて
バランス室を形成し、このバランス室とポンプ吐
出し管とを接続する圧力バランス管を設け、この
バランス管の断面積よりも前記ウエアリングリン
グ部の半径方向細隙部面積の方が大きくなるよう
に構成したことを特徴とする水中ポンプ。1. In a submersible pump driven by a dry motor and having an impeller having a rear side wall rotatably supported by a casing, a cylindrical member extending in the axial direction is formed on the rear side wall of the impeller, and a cylindrical member extending in the axial direction is formed on the rear side wall of the impeller, and A wear ring is provided in the casing so as to form a narrow gap in the casing, and the wear ring, the impeller, the casing, and a shaft sealing part seals the gap between the casing and the rotating shaft. A balance chamber is formed, and a pressure balance pipe is provided to connect the balance chamber and the pump discharge pipe, and the radial slit area of the wear ring portion is larger than the cross-sectional area of the balance pipe. A submersible pump characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13106584A JPS6017293A (en) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | Submersible pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13106584A JPS6017293A (en) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | Submersible pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017293A JPS6017293A (en) | 1985-01-29 |
| JPS6356437B2 true JPS6356437B2 (en) | 1988-11-08 |
Family
ID=15049183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13106584A Granted JPS6017293A (en) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | Submersible pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017293A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4347173B2 (en) | 2004-09-15 | 2009-10-21 | 三菱重工業株式会社 | Canned motor pump |
| CN100368689C (en) * | 2004-09-16 | 2008-02-13 | 北京化工大学 | A Pressure Differential Thrust Balance Device for Rotating Fluid Machinery |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436801U (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13106584A patent/JPS6017293A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017293A (en) | 1985-01-29 |
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