[发明专利]多级泵

说明书

技术领域

本发明涉及移送液体的多级泵，尤其涉及能够以高压移送液体的高压多级泵。

背景技术

作为能够以几MPa～几十MPa的高压力移送液体的泵，存在高压多级泵。高压多级泵使用于各种用途，例如使用于以高压力移送危险液体。对于这种泵，采用了在壳体的外侧还设有壳体的双重壳体构造，以便能够耐受液体的高压，且液体不会向外部泄漏。

图1是表示现有的高压多级泵的剖视图。如图1所示，如图1所示，高压多级泵具有固定在轴1上的多个叶轮2。以包围叶轮2的方式配置有多个中段壳体3。在各中段壳体3的内部配置有导叶5，从而能够将通过各级叶轮2升压了的液体引导至下一级的叶轮2。中段壳体3沿轴向（轴1的延伸方向）重叠，这些中段壳体3通过多个贯穿螺栓50而被相互固定。而且，以包围这些中段壳体3的方式还配置有外侧壳体8。在外侧壳体8上设有液体的吸入口9及排出口10。由这些中段壳体3及外侧壳体8构成了双层壳体构造。

轴1的端部与未图示的驱动机（例如马达）连结，通过该驱动机使叶轮2旋转。当叶轮2旋转时，液体被从吸入口9吸入并引导至叶轮2，通过各叶轮2而被依次升压。中段壳体3与外侧壳体8之间的空间充满了升压后的液体，液体从排出口10被排出。这样，中段壳体3具有将升压途中的液体和升压后的液体分隔开的作用，外侧壳体8具有防止升压后的液体向外部泄漏的作用。

图2是表示图1所示的高压多级泵的一部分的示意剖视图。如图2所示，级数与叶轮2的级数相同的中段壳体3A～3D相重叠。在各中段壳体与导叶5之间安装有定位销7，通过该定位销7来固定中段壳体3A～3D与导叶5的相对位置。在第一级中段壳体3A的端面与外侧壳体8之间配置有垫片14。与末级中段壳体3D相邻地配置有扩散环12，在该扩散环12的内部，以包围末级叶轮2的方式形成有扩散器（diffuser）13。中段壳体3A～3D和扩散环12通过多个贯穿螺栓50（在图2中仅示出了一个贯穿螺栓50）而相互紧固连接。

但是，在图2所示的构造中，由于不得不在中段壳体3A～3D上形成贯穿螺栓50用的螺纹孔及贯穿孔，所以存在中段壳体3A～3D自身变大而泵整体重量增加的缺点、以及中段壳体3A～3D的材料费变高的缺点。

因此，如图3所示，提出有将贯穿螺栓50配置在中段壳体外侧的构造。在该构造中，在第一级中段壳体3A和扩散环12上设有凸缘3a、12a，在该凸缘3a、12a上分别形成有贯穿螺栓用的螺纹孔及贯穿孔。因此，能够缩小其他中段壳体3B～3D，泵重量减轻，进而中段壳体3B～3D的材料费也能够减轻。但是，由于贯穿螺栓50位于中段壳体3B～3D与外侧壳体8之间的空间中，所以存在如下情况：由于填充在该空间中的升压后的液体的流动而导致贯穿螺栓50被腐蚀，或者由于流体振动而导致贯穿螺栓50受到损伤。

图4是表示中段壳体的其他紧固连接构造的图，在该构造中采用了热压配合。在热压配合中，使相邻的两个中段壳体中的一方在炉中加热至高温使之膨胀，从而使该嵌合部4a变大。在该状态下，迅速地将低温的另一方中段壳体的嵌合部4b插入到膨胀的中段壳体的嵌合部4a中。随着加热后的中段壳体的温度下降，外侧的嵌合部4a紧贴于内侧的嵌合部4b，由此相邻的两个中段壳体被紧固连接。通过将这样的热压配合反复进行仅需要的级数就能够构成多级中段壳体3A～3D。通过该热压配合构造，能够缩小中段壳体3A～3D的直径，并且也能够缩小外侧壳体8的直径。

但是，对于热压配合，需要用于实施热压配合的炉，而且为了加热中段壳体耗费费用和时间。因此，泵整体的制造成本上升。而且，在泵发生故障的情况下，为了卸下中段壳体，必须使用喷烧器（burner）等燃烧器。根据泵的设置现场，存在不允许使用火的情况（例如，化学工厂等），在这样的设置现场中，无法使用燃烧器。因此，无法在该设置现场修理发生了故障的泵，必须要将泵搬运至工厂。

因此，发明人为了解决这些问题，发明了一种将中段壳体收容在圆筒形状的中段壳体罩中的构造（参照日本特愿2012-047600号）。如图5所示，在第一级中段壳体3A的外周面上，形成有供第一螺丝27螺合的多个第一螺纹孔23。在中段壳体罩20的周壁上，形成有用于使第一螺丝27通过的多个通孔25。在中段壳体罩20上，形成有从其周壁向半径方向内侧延伸的凸缘21，在这些凸缘21上形成有多个第二螺纹孔33。多个通孔25位于中段壳体罩20的一方端部，凸缘21以及多个第二螺纹孔33位于中段壳体罩20的另一方端部。