JP2011144933A - 静的および動的な排出機の耐圧シャフトシール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中心に配置される回動可能なシャフト10の静的および動的な軸線方向シールのためのシャフトシール組立体100は、シャフトをシールする少なくとも一つの第一シール部材8と、シャフトに取り付けられる少なくとも一つのローター部材3、6と、ハウジング30に取り付けられるステーター部材1とを具備する。第一シール部材8は、シール組立体の両側の媒質の間に圧力差が存在する場合、シール組立体一方の側を他方の側から効果的にシールするようにローター部材3の凹部7内に配置される。シャフトの回転時、静的なシール部材8は、その静的なシール位置から軸線方向かつ径方向に外側に向かって離れ、シール部材とステーター1との間の摩擦がなくなる。動的なシールは、ローター部材のタービン効果によって生じる圧力差によって達成される。
【選択図】図1
Description
3 ローター部材
6 ローター部材
7 凹部
8 第一シール部材
10 シャフト
30 ハウジング
100 シャフトシール組立体
Claims (23)
- 中心に配置される回動可能なシャフト(10)の静的および動的な軸線方向シールのためのシャフトシール組立体(100)であって、前記シャフト(10)をシールする少なくとも一つの第一シール部材(8、32)と、前記シャフト(10)に取り付けられる少なくとも一つのローター部材(3、6)と、ハウジング(30)に取り付けられるステーター部材(1)とを具備し、前記第一シール部材(8、32)が前記ローター部材(3、6)の凹部(7)内に配置されると共に静的なシールの間、当該シャフトシール組立体(100)の両側の媒質間で軸線方向に存在する圧力差によって生じるシール性能の低下がなく前記シール部材のシール性能を維持するように構成され、また、前記第一シール部材(8)が前記ステーター部材(1)の略径方向に延びる面と前記凹部(7、31)の略径方向に延びる面(42)と前記凹部(7)の略軸線方向に延びる面(43)とに当接して静的にシールするように配置され、前記シャフト(10)の回転時に前記ローター部材によって動的なシールが達成され、前記シャフト(10)の回転時に前記静的なシール部材(8)がその静的なシール位置から軸線方向かつ径方向に離れるように構成されていることを特徴とするシャフトシール組立体(100)。
- 前記ローター部材(3、6)が少なくとも一つの排出ローター部材(3、6)を有し、前記圧力差を補填する動的なシールのための圧力を発生させるように構成され、前記シャフト(10)の回転時に動的なシールをするように前記ステーター部材(1)に隣接して配置される請求項1に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記排出ローター部材(3、6)が前記動的なシール効果をもたらすように前記ステーターに向けられた隣接する排出突起(4)と排出凹部(5)とを有する請求項2に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記凹部(7)が前記ローター部材(3、6)の環状凹部(7、31)であり、前記第一シール部材(8)が該ローター部材(3、6)の環状凹部(7、31)内に収容されており、該環状凹部(7、31)が前記ステーター部材(1)の径方向に延びる面(45)に対向するように構成されている請求項1から3のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記環状凹部(7、31)が略軸線方向に延びる径方向内側に配置された環状の第二の凹部面(43)と略軸線方向に傾いて延びる径方向外側に配置された環状の第三の凹部面(44)とを橋絡する略径方向に傾いて延びる環状の第一の凹部面(42)を有する請求項4に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 静的なシール用の前記シール部材(8)が前記略径方向に傾いて延びる環状の第一の凹部面(42)と前記略軸線方向に延びる径方向内側に配置された環状の第二の凹部面(43)と前記略径方向に延びるステーターの面(45)とに当接して静的にシールし、前記圧力差が前記シール面に対する前記シール部材(8)の保持シール圧を生じさせる請求項5に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記シール部材(8)が弾力性のある伸縮自在で変形可能な材料から形成されている請求項1から6のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 当該シャフトシール組立体(100)がベアリングをシールするように配置される請求項1から7のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 当該シャフトシール組立体(100)が前記ベアリングと一体化されている請求項8に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記ローター部材(6)が前記シャフト(10)と該ローター部材(6)との間に相互ロックするように配置される摩擦連結部材(9)を有する請求項1から9のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記ローター部材が前記摩擦連結部材(9)を略収容する周方向に延びる環状の凹部を具備する請求項10に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記シャフト(10)と前記ローター(6)との間に相対的な回転運動を生じさせるトルクが該相対的な回転運動時に制動を達成するように前記摩擦連結部材(9)の圧縮と前記シャフト(10)と前記ローター部材(6)との間の摩擦の増加とを引き起こすように前記摩擦連結部材(9)が配置されている請求項10または11に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記摩擦連結部材(9)が環状のリング形状を有すると共に互いに隣接する突起(50、52)と凹部(51、53)とを有する請求項10から12に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記ステーター(1)の底部から流体を連通させるために径方向内側へ延びる通路(91)が延在しており、前記通路(91)が当該シャフトシール組立体(100)の内部と前記ハウジング(30)の内部とを連通する請求項1から13のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記通路(91)が流体を運ぶように構成されており、前記シャフト(10)の回転時に該流体が前記排出ローター部材(3、6)から放出される請求項14に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記流体が静的シール中に前記排出凹部(5)内に堆積した物質を前記シャフト(10)の回転時に当該シャフトシール組立体(100)から放出する洗浄液である請求項15に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記流体が潤滑流体である請求項15に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記潤滑流体がオイルであり、該オイルが当該シャフトシール組立体から放出されるときにオイルミストに変化する請求項17に記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記シャフトの直径が最大3mである請求項1から18のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 前記ローター部材(3、6)とステーター部材(1)とシール部材(8)とが押出成形によってエラストマー材料から製造される請求項1から19のいずれかに記載のシャフトシール組立体(100)。
- 請求項1に記載のシャフトシール組立体によるシャフトの静的および動的なシール方法であって、ローター部材(3)内に配置された第一シール部材(8)をステーター部材(1)の略径方向に延びる面と前記シール部材(8)を収容する凹部(7)の略径方向に延びる面(42)と前記凹部(7)の略軸線方向に延びる面(43)とに押し付けることによって前記シャフトの両側の媒質間で軸線方向に存在する圧力差によって前記静的なシールを保持し、前記シャフト(10)の回転時に前記静的なシール部材(8)をその静的なシール位置から軸線方向かつ径方向に遠心力によって離すことを特徴とする方法。
- 前記シャフト(10)の回転時に前記静的なシール部材(8)をその静的なシール位置から軸線方向かつ径方向に遠心力によって離すことが動的なシール中に前記シール部材(8)と前記ステーター(1)との間の摩擦を除去していることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記ローター部材(3、6)のタービンの効果によって生じる動的なローターの圧力差によって前記動的なシールを達成し、前記動的なローターの圧力差で前記シャフトの両側の媒質間で軸線方向に存在する前記圧力差を補償することによって動的動作中にシールを維持することを特徴とする請求項22に記載の方法。
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