JP2007198417A - 軸封装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シール圧の調整が可能な軸封装置を提供する。
【解決手段】軸封装置1は、回転軸4が回転すると、その外周のスリーブ6に摺接面11を摺接させたヘリカルシール部材7のヘリカル部9は、回転軸4の回転方向と巻き方向が同一であるから、回転軸4の回転につられるとともに、自身の巻き方向のバネ弾力によりスリーブ6に巻き付きながら摺接する。ヘリカルシール部材7のヘリカル部9のスリーブ6への巻き付きにより、ケーシング3から侵入する流体や粉体は阻止されるとともに、シールカバー12により大気側へ漏れ出すことがない。このヘリカルシール部9の巻き方向に作用する力であるシール圧の設定は、調整リング18により引っ張りバネ15を伸縮して、ヘリカル部9の巻き方向に作用する力を調整することにより可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】軸封装置1は、回転軸4が回転すると、その外周のスリーブ6に摺接面11を摺接させたヘリカルシール部材7のヘリカル部9は、回転軸4の回転方向と巻き方向が同一であるから、回転軸4の回転につられるとともに、自身の巻き方向のバネ弾力によりスリーブ6に巻き付きながら摺接する。ヘリカルシール部材7のヘリカル部9のスリーブ6への巻き付きにより、ケーシング3から侵入する流体や粉体は阻止されるとともに、シールカバー12により大気側へ漏れ出すことがない。このヘリカルシール部9の巻き方向に作用する力であるシール圧の設定は、調整リング18により引っ張りバネ15を伸縮して、ヘリカル部9の巻き方向に作用する力を調整することにより可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、ケーシングから突出させた回転軸に対する軸封装置に関するものである。
ケーシングから突出させた回転軸に対する軸封装置としては、グランドパッキング軸封装置、メカニカルシール等がある。
グランドパッキング軸封装置は、ケーシングの回転軸が突出する部分に形成されたポケットに、紐状の鉱物質繊維や黒鉛質繊維等のいわゆるグランドパッキンを詰め込み、パッキン押さえで加圧保持したものである。この装置は、回転軸とパッキン間に極めて高い圧力が生じて焼き付いたり、回転動力が増大してり、回転軸の磨耗が発生する等の問題点がある。また、パッキン押さえで加圧調整した軸封能力が、短時間の運転でたちまち低下してしまう場合がある。そして、この加圧調整は専ら作業者の感に頼っている。
一方メカニカルシールは、回転軸とともに回転する回転リングと、バネで押圧された摺動リング(固定リング)との接触圧力により回転部分の封止を行なうものである。機構上、両リングの接触面積が少ないとともに、その面圧が高いため接触面の磨耗が大きい。このため、両リングの材質を超硬合金とカーボン等の組み合わせにする等の対策が講じられている。しかしながら、取り扱う液体が固形成分を含むスラリー等では、軸封機能を十分発揮できないという問題点がある。さらに、摺動リングを押圧するバネの押圧力を任意に調整することができない。
その他の軸封装置としてはセグメントシールがあるが、各セグメント間でシール圧をバランスさせることが難しくてセグメントの磨耗がばらつくため、軸封機能を長期に亘って維持することができないという問題点がある。
その他の軸封装置としてはセグメントシールがあるが、各セグメント間でシール圧をバランスさせることが難しくてセグメントの磨耗がばらつくため、軸封機能を長期に亘って維持することができないという問題点がある。
上記従来の軸封装置においては、回転軸とシール部材が接触しているため、両者間のある程度の磨耗は避けられないものの、この磨耗に対して常に一定のシール圧力を補償する機能を備えていなかった。さらに、運転開始初期に任意のシール圧を設定する機能も備えていない。
なし
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、シール圧の調整が可能な軸封装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するための請求項1に記載された軸封装置は、ケーシングから突出させた回転軸に対する軸封装置であって、前記回転軸の回転方向と巻き方向を同一とするとともに、該回転軸の外周と摺接する摺接面を内周に形成して、前記ケーシングに一端を固定したヘリカルシール部材と、該ヘリカルシール部材の外周に嵌着させて、その外周を封止するシールカバーと、前記ヘリカルシール部材の巻き方向に作用する力を調整する調整部材と、から構成したことを特徴とする。
請求項2に記載された軸封装置は、請求項1に記載の構成において、前記ヘリカルシール部材のヘリカル部の断面が角形であることを特徴とする。
請求項3に記載された軸封装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記調整部材は、前記ヘリカルシール部材のヘリカル部に一端を連結した引張りバネの張力を調整する構成としたことを特徴とする。
請求項1に記載の軸封装置は、回転軸が回転すると、その外周に摺接面を摺接させたヘリカルシール部材は、回転軸の回転方向と巻き方向が同一であるから、回転軸の回転に追従し、自身の巻き方向のバネ弾力により回転軸に巻き付きながら摺接する。このヘリカルシール部材の巻き方向に作用する力であるシール圧は、調整部材により調整することができる。また、ヘリカルシール部材の外周は、シールカバーが嵌着されて封止されている。
ヘリカルシール部材の回転軸への巻き付きにより、ケーシングから侵入する流体や粉体は阻止されるとともに、シールカバーにより大気側へ漏れ出すことがない。また、調整部材により停止中、運転中を問わずシール圧を任意に調整できる。ヘリカルシール部材の内径に摺接面を形成したから、摺接面積が大きく耐磨耗性に富み耐久性が高まるとともに、大きなシール圧に対しても完全なシールが可能になる。さらに、回転軸の振れや芯違いに対しては、ヘリカルシール部材が追従できるから、これが原因となる故障が起き難い。その他、ヘリカルシール部材の摺接面が磨耗しても、調整部材によりシール圧を一定圧に調整することができる等の優れた効果を発揮できる。
請求項2に記載の軸封装置によれば、ヘリカルシール部材のヘリカル部の断面が角形であるから摺接面積が拡大し、より耐磨耗性が向上し耐久性が高まる。
請求項3に記載の軸封装置によれば、調整部材は、ヘリカルシール部材のヘリカル部に一端を連結した引張りバネの張力を調整する構成としたから、構成が簡易となるとともに操作が容易となる。
本発明の1実施例を添付図面を参照して説明する。図1は本実施例に係る軸封装置1の断面図である。この軸封装置1は、攪拌容器2のケーシング3から突出させた回転軸4に対するものである。ケーシング3には、回転軸4を貫通させて軸封装置1を取り囲む円筒形筐体5が取り付けられている。回転軸4には、スリーブ6が嵌着されている。このスリーブ6にはヘリカルシール部材7が嵌挿されている。
ヘリカルシール部材7は、自己潤滑性を有する合成樹脂製若しくは含油焼結合金製である。図2に示すようにヘリカルシール部材7は、一端部に形成した取り付け用のフランジ8と一体に、断面角形の螺旋形に巻いたヘリカル部9が形成されている。ヘリカル部9の自由端部には縮径部10が形成されている。ヘリカル部9の内径は、回転軸4に嵌挿したスリーブ6の外径と略同一に形成され、該スリーブ6との摺接面11となっている。ヘリカル部9は、回転軸4の回転方向と同一方向に巻かれている。従って、回転軸4が右回転であれば右巻きにし、左回転であれば左巻きにする。
ヘリカル部9の外周には、シールカバー12が嵌着されている。シールカバー12の外郭は、金属製の円筒部材13である。円筒部材13の内側には、シリコンゴム等の弾力性のシール部材14が裏打ちされている。このシール部材14によりヘリカル部9の外径部が封止され、ここからの漏れを防止している。
図2、3に示すようにヘリカル部9の縮径部10には、引っ張りバネ15が巻装されている。引張りバネ15の一端は、縮径部10に締着固定されている。引張りバネ15は、ヘリカル部9の巻き方向とは逆方向に引張り力が作用するように縮径部10に巻装されている。引張りバネ15の他端のフックは、係止ピン16に係止されている。係止ピン16は、上記円筒形筐体5の外周の周方向に形成した調整長孔17に挿通し、該円筒形筐体5に回動自在に被着した調整リング18にナット19により固定されている。調整リング17を回動させることにより、係止ピン16が調整長孔17内を移動し、引っ張りバネ15を伸縮させてヘリカル部9の巻き方向に作用する力を調整することができる。
上記した構成の軸封装置1は、回転軸4が回転すると、その外周のスリーブ6に摺接面11を摺接させたヘリカルシール部材7のヘリカル部9は、回転軸4の回転方向と巻き方向が同一であるから、回転軸4の回転に追従するとともに、自身の巻き方向の弾力によりスリーブ6に巻き付きながら摺接する。ヘリカルシール部材7のヘリカル部9のスリーブ6への巻き付きにより、ケーシング3から侵入する流体や粉体は阻止される。ヘリカル部9の外周は、シールカバー12により封止されていて、ここから大気側へ漏れ出すことがない。このヘリカルシール部9の巻き方向に作用する力であるシール圧の設定は、調整リング18により引っ張りバネ15を伸縮して、ヘリカル部9の巻き方向に作用する力を調整することにより可能となる。
上記シール圧の調整原理は、回転体にブレーキ帯を巻き付ける形式の中の単式帯ブレーキの原理を適用したものである。単式帯ブレーキは、ブレーキ帯に僅かな張力を作用させると該ブレーキ帯が回転体に巻き付き、その自励作用により強力に回転体を締め付けてブレーキを掛けるものである。
図4の説明図において、S:張力(kg)、U:円周に作用する力(kg)、e:自然対数、μ:摩擦係数、θ:ブレーキ帯の接触角(radian)とすると、S=U/(eμθ−1)…(1)となり、(1)式を変形してU=S・(eμθ−1)…(2)なる。
本実施例の場合のシール圧となるUを発生する元となる引張りバネ15の引っ張り力は、上記したSに相当する。また、ヘリカル部9のスリーブ6に対する巻き付け角度は、上記θに相当する。従って、(2)式により引張りバネ15を伸縮させて引っ張り力Sを調整することにより、ヘリカル部9のスリーブ6に対する巻き付け角度が調整され、適正なシール圧Uを得ることができる。
また、上記構成の軸封装置1のシール圧の調整は、調整リング17を回動させて引張りバネ15を伸縮させて行なうものであるから、構成が簡易となるとともに操作が容易となり、停止中のみならず運転中にも任意に調整できる。さらに、ヘリカル部9の断面が角形であるから摺接面積が拡大し、より耐磨耗性に富み耐久性が高まり、大きなシール圧に対しても完全なシールが可能になる。そして、ヘリカルシール部9の摺接面11が磨耗しても、調整リング17で引張りバネ15を伸縮させて、シール圧を一定に調整することができる。
その他、回転軸4の振れや芯違いに対しては、ヘリカルシール部材7が追従できるから、これが原因となる故障が起き難い。
1 軸封装置
3 ケーシング
4 回転軸
7 ヘリカルシール部材
9 ヘリカル部
11 摺接面
12 シールカバー
14 シール部材
15 引張りバネ
18 調整リング
3 ケーシング
4 回転軸
7 ヘリカルシール部材
9 ヘリカル部
11 摺接面
12 シールカバー
14 シール部材
15 引張りバネ
18 調整リング
Claims (3)
- ケーシングから突出させた回転軸に対する軸封装置であって、
前記回転軸の回転方向と巻き方向を同一とするとともに、該回転軸の外周と摺接する摺接面を内周に形成して、前記ケーシングに一端を固定したヘリカルシール部材と、
該ヘリカルシール部材の外周に嵌着させて、その外周を封止するシールカバーと、
前記ヘリカルシール部材の巻き方向に作用する力を調整する調整部材と、
から構成したことを特徴とする軸封装置。 - 前記ヘリカルシール部材のヘリカル部の断面が角形であることを特徴とする請求項1に記載の軸封装置。
- 前記調整部材は、前記ヘリカルシール部材のヘリカル部に一端を連結した引張りバネの張力を調整する構成としたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の軸封装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006014654A JP2007198417A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | 軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006014654A JP2007198417A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | 軸封装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2006014654A Pending JP2007198417A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | 軸封装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2007198417A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102444718A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-09 | 长沙理工大学 | 组合式机械密封 |
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CN111322404A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-06-23 | 陈玉 | 一种自胀封堵器 |
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-
2006
- 2006-01-24 JP JP2006014654A patent/JP2007198417A/ja active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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