JP3600766B2

JP3600766B2 - mechanical seal

Info

Publication number: JP3600766B2
Application number: JP31779199A
Authority: JP
Inventors: 秀和高橋
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-11-09
Also published as: JP2001141076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転軸の軸周を密封するメカニカルシールであって、特に、摺動環が他の環状部材に嵌合保持された構造を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メカニカルシールには、静止側摺動環と回転側摺動環との摺動面の両側に存在する空間のうち、いずれの空間が相対的に高圧になっても密封性能を発揮するものがある。図５はその一例を部分的に示すもので、静止側摺動環１０１がベローズ１０２によって軸方向の押し付け力が付与され、この静止側摺動環１０１に密封的に摺接する回転側摺動環１０３が、保持部材であるリテーナ１０４に嵌合保持された構造を備えている。
【０００３】
回転側摺動環１０３は、リテーナ１０４の筒状張出部１０４ａの内周にパッキン１０５を介して密嵌されると共に、ピン１０６との係合によって回転軸１００側からの回転力がリテーナ１０４を介して伝達される。また、静止側摺動環１０１と回転側摺動環１０３による密封摺動面ＳＦの内周側に連なる空間Ｂが、前記密封摺動面ＳＦの外周側に連なる空間Ａより高圧になる逆圧状態の時に、その差圧が回転側摺動環１０３の背面に作用することによって、この回転側摺動環１０３がベローズ１０２を圧縮しながらリテーナ１０４から抜け出すことのないように、回転側摺動環１０３は、リテーナ１０４の筒状張出部１０４ａの内周溝に嵌着されたスナップリング１０７によって抜け止めがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来構造のメカニカルシールによれば、リテーナ１０４からの摺動環１０３の抜け止めがリテーナ１０４の筒状張出部１０４ａの内周溝に、密封摺動面ＳＦ側から嵌着されたスナップリング１０７によりなされていることから、このスナップリング１０７の内径と、摺動環１０３の摺動面の外径Ｄ１とのクリアランスΔＤ１が、スナップリング嵌着用溝の溝深さｄよりも大きく設定されていないと、スナップリング１０７の装着が不可能である。したがって、摺動環１０３の外径Ｄ２は、少なくともＤ１＋２ｄ以上とする必要があり、その結果リテーナ１０４の外径も大きくなり、径方向に対して大きな装着スペースが必要であった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、保持部材に対する摺動環の抜け止め構造によって、径方向の装着スペースを小さくすることの可能なメカニカルシールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るメカニカルシールは、回転側又は静止側の摺動環が保持部材に嵌合保持され、前記摺動環と、その外周を包囲する前記保持部材の筒状張出部の互いの対向周面に、それぞれ円周方向へ延びる溝が形成され、前記保持部材の筒状張出部にその先端から延びてこの筒状張出部の内周溝を円周方向へ分断する切欠が形成され、前記両溝間に嵌合するストッパが前記切欠から前記両溝間へ円周方向に挿入された構成を備える。
【０００７】
上記構成によれば、摺動環を保持部材の筒状張出部の内周へ収容保持した後、径方向に互いに対向する前記摺動環の外周溝と前記筒状張出部の内周溝との間に、この筒状張出部に前記内周溝を円周方向へ分断するように形成された切欠からストッパを円周方向へ挿入することによって、ストッパが前記両溝間に嵌合され、保持部材からの摺動環の抜け止めがなされる。この構造において、ストッパは摺動環の端面を係止するものではなく、前記筒状張出部の内周面と摺動環の外周面間に介在する構造であるため、前記摺動環の外径を摺動面の外径と一致させることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るメカニカルシールの好ましい一実施形態を用いた軸封装置全体を示すものである。なお、以下の説明において、「背面」とはメカニカルシール１の密封摺動面ＳＦと反対側を向いた面のことであり、「後端」あるいは「後部」とは、前記密封摺動面ＳＦと反対側の端部のことである。
【０００９】
図１において、参照符号２は複数の環状部材２１，２２がボルト・ナット２３によって組み立てられた軸封部のハウジング、３はハウジング２の内周に挿通されてその軸心の周りに回転される回転軸である。前記ハウジング２と回転軸３との間で軸封を行うメカニカルシール１は、ハウジング２側に非回転状態に配置された静止側シールユニット１１と、回転軸３側に軸方向移動自在に配置されてこの回転軸３と共に回転される回転側シールユニット１２とを備える。
【００１０】
静止側シールユニット１１は、カーボン材料からなる静止側摺動環としてのシールリング１１１と、このシールリング１１１を密嵌保持する静止側リテーナ１１２と、ハウジング２を構成する環状部材２２の内周フランジ部２２ａにガスケット１１５を介してボルト１１６により固定されたベローズカラー１１３と、軸方向両端が前記静止側リテーナ１１２とベローズカラー１１３に溶接されたベローズ１１４とからなる。すなわち、シールリング１１１は、静止側リテーナ１１２、ベローズ１１４及びベローズカラー１１３を介して、ハウジング２側に非回転状態にかつ軸方向移動可能な状態に保持されている。
【００１１】
一方、回転側シールユニット１２は、シールリング１１１と対向端面同士で密接した状態に配置されたＳｉＣからなる回転側摺動環としてのメイティングリング１２１と、このメイティングリング１２１を嵌合保持する保持部材である回転側リテーナ（以下、単にリテーナという）１２２と、このリテーナ１２２の背面にボルト１２４を介して固定されると共に、回転軸３に外装された軸スリーブ３１の一端にピン１２３ａを介して係止されたコンプレッションリング１２３とを備える。すなわち、前記メイティングリング１２１は、回転軸３に外装された軸スリーブ３１から、コンプレッションリング１２３及びリテーナ１２２を介して回転トルクが伝達されることにより、回転軸３と一体的に回転して、非回転のシールリング１１１との間に密封摺動面ＳＦを形成する。
【００１２】
軸スリーブ３１は、コンプレッションリング１２３との係合部と反対側の端部３１ａに円周方向等間隔で開設された孔３１ｂに、その外周に配置されたスリーブカラー３２からねじ込まれた複数のセットスクリュ３３によって、回転軸３の外周に固定されている。前記端部３１ａの内周段差部と回転軸３の外周面との間にはパッキン３４が挿入されており、このパッキン３４は、前記スリーブカラー３２に軸方向にねじ込まれたボルト３５の締め付け力で、シールカバー３６を介して圧縮されることにより、回転軸１３と軸スリーブ３１との間をシールするものである。
【００１３】
ハウジング（環状部材２２）には、シールリング１１１とメイティングリング１２１による密封摺動面ＳＦの外周側に連なる機内空間Ｓ１に向けて開口された所要数のフラッシング孔２ａが形成されている。すなわち、機内空間Ｓ１内の密封対象液は、このフラッシング孔２ａを通じて、図示されていない外部の循環装置との間で循環されている。
【００１４】
メカニカルシール１と軸スリーブ３１との間のクエンチング空間Ｓ２には、バッフルスリーブ４が配置されており、その基部４ａがハウジング２を構成する環状部材２２の内周フランジ部２２ａの背面に固定されている。なお、ベローズカラー１１３を固定するボルト１１６は、前記バッフルスリーブ４の基部４ａに対する固定手段を兼ねるものである。
【００１５】
バッフルスリーブ４の基部４ａの背面側には円筒面シール５が配置されており、ハウジング２の環状部材２２の外端内周部にフランジ部材５１及びボルト５２を介して固定されている。更に、前記環状部材２２には、前記バッフルスリーブ４の外周空間へ向けて開口されたクエンチング液供給孔２ｂと、前記バッフルスリーブ４の基部４ａの背面側の空間へ向けて開口されたクエンチング液排出孔２ｃが形成されている。
【００１６】
円筒面シール５は、フランジ部材５１に固定されたケース部材５３内に非回転状態に収容されたシールリング５４が、その内周面を軸スリーブ３１の外周面に微小隙間を介して密封的に摺接されると共に、一端面を、円周方向複数配置されたコンプレッションスプリング５５の軸方向付勢力によって、前記ケース部材５３の内側面と密接された構造を有する。そしてこれによって、バッフルスリーブ４の基部４ａの背面側でクエンチング空間Ｓ２を密封し、クエンチング液が機外空間Ｓ３へ流出するのを防止するものである。
【００１７】
すなわち、クエンチング液供給孔２ｂから供給されたクエンチング液は、メカニカルシール１の静止側シールユニット１１とバッフルスルーブ４との間の隙間をメカニカルシール１の密封摺動面ＳＦの内周側まで迂回して流れ、そこから前記バッフルスリーブ４と軸スリーブ３１との間の隙間及びバッフルスリーブ４の基部４ａの背面側を経由して、クエンチング液排出孔２ｃから排出される。そしてこのようなクエンチング液の流通によって、メカニカルシール１の密封摺動面ＳＦで発生する摺動熱を除去すると共に、前記密封摺動面ＳＦからクエンチング空間Ｓ２内へ漏洩した機内の密封対象流体を、機外空間Ｓ３へ流出することのないようにクエンチング液排出孔２ｃから排出するものである。
【００１８】
ここで、メカニカルシール１における回転側シールユニット１２の構成について、更に詳しく説明すると、図２及び図３に示されるように、メイティングリング１２１は軸心を通る平面で切断した断面形状が略Ｌ字形をなすものであって、すなわち静止側シールユニット１１のシールリング１１１との密封摺動面ＳＦが形成された大径部１２１ａと、その背面側へ延びる小径部１２１ｂとを有する。前記大径部１２１ａの外周面には、円周方向に連続した溝１２１ｃが形成されており、前記小径部１２１ｂの後端部には、円周方向２等配（１８０°間隔）で係合切欠１２１ｄが形成されている。
【００１９】
リテーナ１２２は、軸スリーブ３１の外周面に支持される内径フランジ部１２２ａと、その外周部から突出形成されて、メイティングリング１２１の小径部１２１ｂの後部外周面を挿入可能な段差部１２２ｂと、更にその外周部から突出形成されて、メイティングリング１２１の大径部１２１ａを挿入可能な筒状張出部１２２ｃとを有する。メイティングリング１２１は、このリテーナ１２２に、大径部１２１ａにおける密封摺動面ＳＦ側の端部が前記筒状張出部１２２ｃから露出した状態で嵌合保持される。
【００２０】
リテーナ１２２の内径フランジ部１２２ａには、円周方向２等配（１８０°間隔）でピン１２２ｄが突設されている。このピン１２２ｄは、メイティングリング１２１の後端の各係合切欠１２１ｄと係合することによって、メイティングリング１２１とリテーナ１２２との相対回転を阻止し、リテーナ１２２からメイティングリング１２１へ回転トルクを伝達するものである。
【００２１】
リテーナ１２２における内径フランジ部１２２ａの背面には、パッキン１２５が装着されており、このパッキン１２５は、先に説明したボルト１２４の締め付けにより、コンプレッションリング１２３及びスプリットリング１２６を介して圧縮され、前記内径フランジ部１２２ａと軸スリーブ３１との間を密封するものである。また、メイティングリング１２１の大径部１２１ａと小径部１２１ｂの外周面間の段差部には、パッキン１２７が嵌着される。このパッキン１２７は、前記メイティングリング１２２をリテーナ１２２に嵌合保持した状態では、その筒状張出部１２２ｃの内周面との間で適当に圧縮され、メイティングリング１２１とリテーナ１２２との間を密封するものである。
【００２２】
メイティングリング１２１における大径部１２１ａの外周面を包囲するリテーナ１２２の筒状張出部１２２ｃの内周面には、前記大径部１２１ａの外周面に形成された溝１２１ｃと互いに対応する位置に、円周方向に延びる溝１２２ｅが形成されており、両溝１２１ｃ，１２２ｅ間には、ストッパ２８が嵌着されるようになっている。このストッパ２８は、ＳＵＳ等の鋼材からなり、図２に示されるように円周方向に延びると共にその一部が切断された略Ｃ字形をなすことによって、半径方向への適当な弾性が与えられている。
【００２３】
リテーナ１２２の筒状張出部１２２ｃの先端部には、その内周面に形成された溝１２２ｅを円周方向へ分断する切欠１２２ｆが、円周方向２等配（１８０°間隔）で形成されている。
【００２４】
以上の構成において、メカニカルシール１は、密封摺動面ＳＦの外周側に連なる機内空間Ｓ１が、内周側に連なるクエンチング空間Ｓ２より高圧となる正圧状態では勿論、機内空間Ｓ１よりクエンチング空間Ｓ２が相対的に高圧となる逆圧状態であっても、その差圧が、ベローズ１１４に対して静止側シールユニット１１のシールリング１１１をメイティングリング１２１側へ押し付ける背圧として作用する。
【００２５】
そして、クエンチング液の軸方向の圧力に対するメイティングリング１２１の受圧面積は、シールリング１１１との密封摺動面ＳＦの内周側の受圧面積よりも、背面側の受圧面積の方が大きいため、機内空間Ｓ１よりクエンチング空間Ｓ２が相対的に高圧となる逆圧状態の時は、メイティングリング１２１は、リテーナ１２２から抜け出す方向への軸方向変位力を受ける。しかしながら、前記メイティングリング１２１は、その大径部１２１ａの外周面に形成された溝１２１ｃと、リテーナ１２２の筒状張出部１２２ｃの内周面に形成された溝１２２ｅに跨がって嵌着されたストッパ１２８によって、リテーナ１２２との相対的な軸方向変位が阻止されているので、前記逆圧時に、メイティングリング１２１がベローズ１１４を圧縮するようにリテーナ１２２から抜け出してしまうことがない。したがって、このメカニカルシール１は、正圧に対しても逆圧に対しても優れた密封性能を発揮することができる。
【００２６】
また、リテーナ１２２に対してメイティングリング１２１を抜け止めするためのストッパ１２８が、メイティングリング１２１の大径部１２１ａの外周面に形成された溝１２１ｃと嵌合する構成となっているため、図５に示された従来構造のものと異なり、メイティングリング１２１の外径を、Ｃ字形のストッパ１２８のスパンを考慮して密封摺動面ＳＦより十分に大径にするといった必要がなく、メイティングリング１２１の外径を、密封摺動面ＳＦの外径と略同一にすることができる。このため、メイティングリング１２１の半径方向の肉厚を従来よりも小さくすることができ、その結果、リテーナ１２２の半径方向の寸法も小さくして、メカニカルシール１全体の小型化を図ることができる。
【００２７】
なお、メイティングリング１２１をリテーナ１２２に組み付けるには、まず、メイティングリング１２１の小径部１２１ｂの外周面にパッキン１２７を嵌め込んでから、前記メイティングリング１２１をリテーナ１２２に挿入する。その際、メイティングリング１２１を適当に回転させることによって、その小径部１２１ｂの後端に形成された係合切欠１２１ｄを、リテーナ１２２の内径フランジ部１２２ａに突設されたピン１２２ｄと係合させる。そしてこの状態では、メイティングリング１２１の大径部１２１ａの外周面に形成された溝１２１ｃと、リテーナ１２２の筒状張出部１２２ｃの内周面に形成された溝１２２ｅとが、半径方向に互いに対向する位置にある。
【００２８】
次に、図４に示されるように、リテーナ１２２の筒状張出部１２２ｃに形成された切欠１２２ｆを通じて、ストッパ１２８の一端１２８ａを、互いに半径方向に対向した位置にある溝１２１ｃ，１２２ｅ間へ挿入する。ストッパ１２８は、半径方向に対する弾性を有するため、前記筒状張出部１２２ｃの外周側から切欠１２２ｆを通じて適当に弾性変形しながら溝１２１ｃ，１２２ｅ間へ連続的に押し込まれて円周方向へ移動して行き、嵌合状態となる。そして、このようにしていったん挿入されたストッパ１２８は、前記溝１２１ｃ，１２２ｅ間から外部へ逸脱するようなことはない。
【００２９】
なお、上記実施形態においては、回転側の摺動環（メイティングリング１２１）が回転側の保持部材（リテーナ１２２）に嵌合された構造のものに本発明を適用した場合について説明したが、メカニカルシール１の仕様によっては、静止側の摺動環と、その保持部材との装着構造ついても、同様に構成することができる。また、ストッパ１２８は、必ずしもＣ字形に延びるものである必要はなく、ワイヤ状のものや、金属環を円周方向複数箇所で切断した円弧状のものも採用可能であり、その断面形状も図示のような円形のものには限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るメカニカルシールによると、摺動環とこれを嵌合保持する保持部材との抜け止めをするためのＣ字形のストッパは、摺動環の端面を係止するものではなく、前記保持部材の筒状張出部の内周面と摺動環の外周面間に介在する構造であるため、前記摺動環の外径を密封摺動面の外径と略同一とすることができ、このため摺動環及び保持部材を半径方向に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメカニカルシールの好ましい一実施形態を用いた軸封装置全体を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】上記実施形態における要部を分解して示す一部切断した斜視図である。
【図３】上記実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】上記実施形態におけるメイティングリングとリテーナとの間にストッパを挿入する過程を示す説明図である。
【図５】従来技術を示す部分的な断面図である。
【符号の説明】
１メカニカルシール
１２１メイティングリング（回転側摺動環）
１２１ｃ，１２２ｅ溝
１２２回転側リテーナ（保持部材）
１２２ｃ筒状張出部
１２２ｆ切欠
１２８ストッパ
ＳＦ摺動面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanical seal for sealing the circumference of a rotating shaft, and more particularly to a mechanical seal having a structure in which a sliding ring is fitted and held in another annular member.
[0002]
[Prior art]
Some mechanical seals exhibit sealing performance even when any of the spaces existing on both sides of the sliding surface between the stationary side sliding ring and the rotating side sliding ring becomes relatively high pressure. . FIG. 5 partially shows an example of such a case, in which a stationary side sliding ring 101 is provided with an axial pressing force by a bellows 102, and a rotating side sliding ring that hermetically slides on the stationary side sliding ring 101. 103 has a structure fitted and held by a retainer 104 as a holding member.
[0003]
The rotating side sliding ring 103 is tightly fitted to the inner periphery of the cylindrical projection 104 a of the retainer 104 via a packing 105, and the rotational force from the rotating shaft 100 side is engaged with the pin 106. Is transmitted via The space B connected to the inner peripheral side of the sealed sliding surface SF by the stationary sliding ring 101 and the rotating sliding ring 103 has a higher reverse pressure than the space A connected to the outer peripheral side of the sealed sliding surface SF. In this state, the differential pressure acts on the back surface of the rotating side sliding ring 103 so that the rotating side sliding ring 103 compresses the bellows 102 and does not come out of the retainer 104 so that the rotating side sliding ring 103 does not come out of the retainer 104. The ring 103 is prevented from coming off by a snap ring 107 fitted in the inner peripheral groove of the cylindrical projection 104 a of the retainer 104.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the mechanical seal having the above-described conventional structure, the stopper of the sliding ring 103 from the retainer 104 is fitted into the inner peripheral groove of the cylindrical projection 104a of the retainer 104 from the sealing sliding surface SF side. Because of the snap ring 107, the clearance ΔD1 between the inner diameter of the snap ring 107 and the outer diameter D1 of the sliding surface of the sliding ring 103 is set to be larger than the groove depth d of the snap ring fitting groove. Otherwise, the snap ring 107 cannot be mounted. Therefore, the outer diameter D2 of the sliding ring 103 needs to be at least D1 + 2d or more. As a result, the outer diameter of the retainer 104 also increases, and a large mounting space in the radial direction is required.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and a main technical problem thereof is that a mounting space in a radial direction can be reduced by a retaining structure of a sliding ring with respect to a holding member. It is to provide a mechanical seal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a means for effectively solving the above-mentioned technical problem, a mechanical seal according to the present invention is configured such that a rotating ring or a stationary sliding ring is fitted and held in a holding member, and the sliding ring and its outer periphery are Grooves extending in the circumferential direction are respectively formed on the opposing peripheral surfaces of the cylindrical projections of the holding member to surround, and the cylindrical projections of the holding member extend from the distal end thereof and extend in the cylindrical direction. A notch that divides the inner circumferential groove of the portion in the circumferential direction is formed, and a stopper that fits between the two grooves is inserted circumferentially from the notch into the space between the two grooves.
[0007]
According to the above configuration, after the sliding ring is accommodated and held in the inner periphery of the cylindrical protrusion of the holding member, the outer peripheral groove of the sliding ring and the inner periphery of the cylindrical protrusion that are radially opposed to each other. By inserting a stopper in the circumferential direction from a notch formed in the cylindrical projecting portion so as to divide the inner circumferential groove in the circumferential direction, the stopper fits between the two grooves. Thus, the slide ring is prevented from coming off from the holding member. In this structure, the stopper does not lock the end surface of the sliding ring, but is interposed between the inner peripheral surface of the cylindrical projection and the outer peripheral surface of the sliding ring. It is possible to make the outer diameter coincide with the outer diameter of the sliding surface.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an entire shaft sealing device using a preferred embodiment of a mechanical seal according to the present invention. In the following description, the “rear surface” is a surface facing the side opposite to the sealing sliding surface SF of the mechanical seal 1, and the “rear end” or “rear portion” is the sealing sliding surface SF. And the opposite end.
[0009]
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a housing of a shaft sealing portion in which a plurality of annular members 21 and 22 are assembled by bolts / nuts 23, and 3 is inserted around the inner periphery of the housing 2 and rotated around its axis. It is a rotation axis. The mechanical seal 1 that seals the shaft between the housing 2 and the rotating shaft 3 includes a stationary seal unit 11 arranged on the housing 2 in a non-rotating state, and an axially movable unit arranged on the rotating shaft 3. A rotary side seal unit 12 that rotates together with the rotary shaft 3.
[0010]
The stationary seal unit 11 includes a seal ring 111 as a stationary slide ring made of a carbon material, a stationary retainer 112 for tightly holding the seal ring 111, and an inner peripheral flange of an annular member 22 forming the housing 2. The bellows collar 113 is fixed to the portion 22 a by a bolt 116 via a gasket 115, and the stationary side retainer 112 has both ends in the axial direction and a bellows 114 welded to the bellows collar 113. That is, the seal ring 111 is held on the housing 2 side in a non-rotatable state and in a state in which the seal ring 111 can move in the axial direction via the stationary-side retainer 112, the bellows 114, and the bellows collar 113.
[0011]
On the other hand, the rotating-side seal unit 12 fits and holds the mating ring 121 as a rotating-side sliding ring made of SiC, which is disposed in a state where the seal ring 111 is in close contact with the facing end faces. A rotation-side retainer (hereinafter, simply referred to as a retainer) 122 as a holding member is fixed to a back surface of the retainer 122 via a bolt 124, and a pin 123a is connected to one end of a shaft sleeve 31 provided on the rotation shaft 3 via a pin 123a. And a compression ring 123 locked. That is, the mating ring 121 rotates integrally with the rotating shaft 3 by transmitting the rotating torque from the shaft sleeve 31 provided on the rotating shaft 3 via the compression ring 123 and the retainer 122, A sealing sliding surface SF is formed between the sealing ring 111 and the non-rotating seal ring 111.
[0012]
The shaft sleeve 31 has a plurality of sets screwed from a sleeve collar 32 disposed on the outer periphery thereof into holes 31b formed at equal circumferential intervals on an end 31a opposite to the engagement portion with the compression ring 123. The screw 33 is fixed to the outer periphery of the rotating shaft 3. A packing 34 is inserted between the inner peripheral step of the end portion 31a and the outer peripheral surface of the rotating shaft 3, and the packing 34 applies a tightening force of a bolt 35 screwed into the sleeve collar 32 in the axial direction. Thus, the space between the rotating shaft 13 and the shaft sleeve 31 is sealed by being compressed via the seal cover 36.
[0013]
The housing (annular member 22) has a required number of flushing holes 2a opened toward the in-machine space S1 connected to the outer peripheral side of the sealing sliding surface SF formed by the seal ring 111 and the mating ring 121. That is, the liquid to be sealed in the machine space S1 is circulated through the flushing hole 2a to and from an external circulating device (not shown).
[0014]
A baffle sleeve 4 is disposed in a quenching space S2 between the mechanical seal 1 and the shaft sleeve 31, and a base portion 4a of the baffle sleeve 4 is fixed to a back surface of an inner peripheral flange portion 22a of an annular member 22 constituting the housing 2. ing. The bolt 116 for fixing the bellows collar 113 also serves as a fixing means for the base 4a of the baffle sleeve 4.
[0015]
A cylindrical seal 5 is disposed on the back side of the base 4 a of the baffle sleeve 4, and is fixed to the inner peripheral portion of the outer end of the annular member 22 of the housing 2 via a flange member 51 and bolts 52. Further, the annular member 22 has a quenching liquid supply hole 2b opened toward the outer peripheral space of the baffle sleeve 4 and a quenching liquid opened toward the space on the back side of the base 4a of the baffle sleeve 4. A liquid discharge hole 2c is formed.
[0016]
The cylindrical surface seal 5 is configured such that a seal ring 54 housed in a non-rotating state in a case member 53 fixed to the flange member 51 hermetically seals its inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the shaft sleeve 31 via a minute gap. It has a structure in which one end surface is brought into close contact with the inner surface of the case member 53 by an axial biasing force of a plurality of compression springs 55 arranged in the circumferential direction. Thus, the quenching space S2 is sealed on the back side of the base 4a of the baffle sleeve 4, and the quenching liquid is prevented from flowing out of the external space S3.
[0017]
That is, the quenching liquid supplied from the quenching liquid supply hole 2b fills a gap between the stationary seal unit 11 of the mechanical seal 1 and the baffle through 4 on the inner peripheral side of the sealing sliding surface SF of the mechanical seal 1. The baffle sleeve 4 is discharged from the quenching liquid discharge hole 2c through the gap between the baffle sleeve 4 and the shaft sleeve 31 and the back side of the base 4a of the baffle sleeve 4. By the flow of the quenching liquid, the sliding heat generated on the sealing sliding surface SF of the mechanical seal 1 is removed, and the sealing target in the machine leaked from the sealing sliding surface SF into the quenching space S2. The fluid is discharged from the quenching liquid discharge hole 2c so that the fluid does not flow into the external space S3.
[0018]
Here, the configuration of the rotating side seal unit 12 in the mechanical seal 1 will be described in more detail. As shown in FIGS. 2 and 3, the mating ring 121 has a substantially L-shaped cross section cut along a plane passing through the axis. It has a large-diameter portion 121a in which a sealing sliding surface SF with the seal ring 111 of the stationary-side seal unit 11 is formed, and a small-diameter portion 121b extending to the back side thereof. A circumferentially continuous groove 121c is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 121a, and is engaged with the rear end of the small-diameter portion 121b at equal intervals (180 ° intervals) in the circumferential direction. A notch 121d is formed.
[0019]
The retainer 122 has an inner diameter flange portion 122a supported on the outer peripheral surface of the shaft sleeve 31, a projecting portion formed from the outer peripheral portion, and a step portion 122b into which the rear outer peripheral surface of the small diameter portion 121b of the mating ring 121 can be inserted. Further, it has a cylindrical projecting portion 122c projecting from the outer peripheral portion thereof and capable of inserting the large diameter portion 121a of the mating ring 121. The mating ring 121 is fitted and held by the retainer 122 in a state where the end of the large-diameter portion 121a on the side of the sealing sliding surface SF is exposed from the cylindrical projecting portion 122c.
[0020]
Pins 122d protrude from the inner diameter flange portion 122a of the retainer 122 at two equal intervals (180 ° intervals) in the circumferential direction. The pin 122 d prevents the relative rotation between the mating ring 121 and the retainer 122 by engaging with each of the engagement notches 121 d at the rear end of the mating ring 121. Is transmitted.
[0021]
A packing 125 is mounted on the back surface of the inner diameter flange portion 122 a of the retainer 122, and the packing 125 is compressed via a compression ring 123 and a split ring 126 by tightening the bolt 124 described above, and the inner diameter is reduced. This seals between the flange portion 122a and the shaft sleeve 31. A packing 127 is fitted to a step between the outer peripheral surfaces of the large diameter portion 121a and the small diameter portion 121b of the mating ring 121. When the mating ring 122 is fitted and held in the retainer 122, the packing 127 is appropriately compressed between the inner peripheral surface of the cylindrical projection 122 c and the mating ring 121 and the retainer 122. It seals the space.
[0022]
In the inner peripheral surface of the cylindrical projection 122c of the retainer 122 surrounding the outer peripheral surface of the large diameter portion 121a in the mating ring 121, a position corresponding to the groove 121c formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 121a. A groove 122e is formed extending in the circumferential direction, and the stopper 28 is fitted between the grooves 121c and 122e. The stopper 28 is made of a steel material such as SUS, and extends in the circumferential direction as shown in FIG. 2 and has a substantially C-shape in which a part thereof is cut, so that appropriate elasticity in the radial direction is given. ing.
[0023]
At the distal end of the cylindrical projection 122c of the retainer 122, notches 122f are formed at equal intervals in the circumferential direction (180 ° intervals) to divide the groove 122e formed on the inner peripheral surface in the circumferential direction. ing.
[0024]
In the above configuration, the mechanical seal 1 is quenched from the internal space S1 in a positive pressure state in which the internal space S1 connected to the outer peripheral side of the sealing sliding surface SF is higher than the quenching space S2 connected to the internal peripheral side. Even when the space S <b> 2 is in a reverse pressure state where the pressure is relatively high, the differential pressure acts as a back pressure for pressing the seal ring 111 of the stationary side seal unit 11 against the bellows 114 toward the mating ring 121.
[0025]
The pressure receiving area of the mating ring 121 with respect to the axial pressure of the quenching liquid is larger on the back side than on the inner peripheral side of the sealing sliding surface SF with the seal ring 111. When the quenching space S2 is in a reverse pressure state in which the quenching space S2 is relatively higher in pressure than the in-machine space S1, the mating ring 121 receives an axial displacement force in a direction of coming out of the retainer 122. However, the mating ring 121 is fitted over a groove 121c formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 121a and a groove 122e formed on the inner peripheral surface of the cylindrical projecting portion 122c of the retainer 122. Since the attached stopper 128 prevents the axial displacement relative to the retainer 122, the mating ring 121 does not come out of the retainer 122 to compress the bellows 114 at the time of the back pressure. . Therefore, the mechanical seal 1 can exhibit excellent sealing performance against both positive pressure and reverse pressure.
[0026]
Further, since the stopper 128 for retaining the mating ring 121 with respect to the retainer 122 is configured to fit into the groove 121c formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 121a of the mating ring 121, Unlike the conventional structure shown in FIG. 5, it is not necessary to make the outer diameter of the mating ring 121 sufficiently larger than the sealing sliding surface SF in consideration of the span of the C-shaped stopper 128, The outer diameter of the mating ring 121 can be made substantially the same as the outer diameter of the sealing sliding surface SF. For this reason, the radial thickness of the mating ring 121 can be made smaller than before, and as a result, the radial dimension of the retainer 122 can be made smaller, and the entire mechanical seal 1 can be made smaller. .
[0027]
In order to assemble the mating ring 121 to the retainer 122, first, the packing 127 is fitted on the outer peripheral surface of the small diameter portion 121b of the mating ring 121, and then the mating ring 121 is inserted into the retainer 122. At this time, by appropriately rotating the mating ring 121, the engagement notch 121d formed at the rear end of the small diameter portion 121b is engaged with the pin 122d projecting from the inner diameter flange portion 122a of the retainer 122. . In this state, the groove 121c formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 121a of the mating ring 121 and the groove 122e formed on the inner peripheral surface of the cylindrical projecting portion 122c of the retainer 122 move radially. They are located opposite each other.
[0028]
Next, as shown in FIG. 4, one end 128 a of the stopper 128 is inserted into the groove 121 c and 122 e located at positions radially opposed to each other through a notch 122 f formed in the cylindrical projection 122 c of the retainer 122. insert. Since the stopper 128 has elasticity in the radial direction, the stopper 128 is continuously pushed into the groove 121c and 122e while being appropriately elastically deformed from the outer peripheral side of the cylindrical protrusion 122c through the notch 122f and moves in the circumferential direction. Go into a fitted state. The stopper 128 once inserted in this manner does not deviate from the space between the grooves 121c and 122e to the outside.
[0029]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a structure in which the rotating side sliding ring (the mating ring 121) is fitted to the rotating side holding member (the retainer 122) has been described. Depending on the specifications of the mechanical seal 1, the mounting structure of the stationary side sliding ring and its holding member can be similarly configured. The stopper 128 does not necessarily have to extend in a C-shape, but may be a wire-shaped one or an arc-shaped one obtained by cutting a metal ring at a plurality of circumferential positions. It is not limited to circular ones such as
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the mechanical seal according to the present invention, the C-shaped stopper for preventing the slide ring from being detached from the holding member that fits and holds the slide ring locks the end surface of the slide ring. Rather, the outer diameter of the sliding ring is substantially equal to the outer diameter of the sealing sliding surface because of the structure interposed between the inner peripheral surface of the cylindrical projection of the holding member and the outer peripheral surface of the sliding ring. The sliding ring and the holding member can be made smaller in the radial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire shaft sealing device using a preferred embodiment of a mechanical seal according to the present invention, cut along a plane passing through an axis.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a main part of the embodiment, with a part cut away.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing a process of inserting a stopper between a mating ring and a retainer in the embodiment.
FIG. 5 is a partial sectional view showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 Mechanical seal 121 Mating ring (rotary side sliding ring)
121c, 122e Groove 122 Rotation side retainer (holding member)
122c cylindrical projection 122f notch 128 stopper SF sliding surface

Claims

回転側又は静止側の摺動環が保持部材に嵌合保持され、
前記摺動環と、その外周を包囲する前記保持部材の筒状張出部の互いの対向周面に、それぞれ円周方向へ延びる溝が形成され、
前記保持部材の筒状張出部にその先端から延びてこの筒状張出部の内周溝を円周方向へ分断する切欠が形成され、
前記両溝間に嵌合するストッパが前記切欠から前記両溝間へ円周方向に挿入されたことを特徴とするメカニカルシール。The rotating ring on the rotating side or stationary side is fitted and held on the holding member,
Grooves extending in the circumferential direction are respectively formed on the opposing peripheral surfaces of the cylindrical protrusion of the holding member surrounding the outer periphery of the sliding ring,
A notch is formed in the cylindrical overhang portion of the holding member, extending from the tip thereof and dividing the inner circumferential groove of the cylindrical overhang portion in the circumferential direction,
A mechanical seal characterized in that a stopper fitted between the two grooves is inserted circumferentially from the notch into the space between the two grooves.