JP4293778B2 - メカニカルシール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する軸部のメカニカルシールに関し、特に混練装置などに用いられるメカニカルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールを用いる混練装置５０は、図８乃至図９に示すとおり、混練材料を収納する混練槽（以下、「チャンバー５１」という）と該チャンバー５１の側壁５２を貫通して対となるロータ駆動軸５４を両端に備え、ロータ駆動軸５４に連接され、チャンバー５１内で混練材料を混練せしめるロータＲ、Ｒと、加圧蓋５５よりなり、混練材料の混練に際しては、加圧蓋５５を上部に開放した状態で混練材料を適宜手段でチャンバー５１内に投入し、加圧蓋５５を下方に下ろし、ロータ駆動軸５４に連結したモータ等の駆動手段によりロータＲを回転駆動することにより混練材料の混練を行うものである。
なお、対となるロータ駆動軸５４はギヤ等の連結手段を用いることにより他方を従動軸としてもよい。
【０００３】
メカニカルシール６０は、側壁５２のロータ駆動軸５４の貫通孔近傍に設けた受け部材５３に取り付けたパッキンガイド６６に対し、先端全周にメカシールパッキン６１を配設したパッキン押さえ６２をボルト６３を介して固定する。
【０００４】
そして、ナット６４を締め付けて、スプリング６５のバネ力によって押圧し、メカシールパッキン６１の外周面をパッキンガイド６６の内周面に摺接させながら、メカシールパッキン６１の端面を、ロータＲの鍔部ｓに取り付けたウェアリングプレートｗ（以下、「パッキン受け部ｗ」という）に押し当てることにより、チャンバー５１内で混練される混練材料が外部に漏出することを防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、メカニカルシール６０は、混練材料を変更する時、メカシールパッキン６１やパッキン受け部ｗ付近に付着する混練材料が変更する混練材料に混ざることを防止するため、また、ロータＲ、メカシールパッキン６１、パッキン受け部ｗのメンテナンスや摩耗などによる交換作業時等に取り外す必要がある。
係る交換作業は、ナット６４を緩め、スプリング６５、パッキン押さえ６２及び、パッキンガイド６６の全てを取り外し、清掃あるいは交換後に再び組み付けるという多大な時間と手間を伴う作業である等の問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑み、メカシールパッキンの交換や混練材料変更時の清掃作業に要する時間と手間を大幅に低減することのできるメカニカルシールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のメカニカルシールは、ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のパッキン押さえに固定したリング状のメカシールパッキンとよりなり、前記パッキン押さえを、軸と平行な方向に伸長作動する油圧シリンダのピストンロッドの先端に装着し、油圧シリンダの伸長作動に伴ってメカシールパッキンをパッキン受け部に対して離れた状態から、押し当て、その状態で軸を駆動手段によって回転するように構成するとともに、ケーシング側壁に軸と平行に突出形成した複数の係止部材と、前記パッキン押さえに開口した前記係止部材が挿入される位置決め孔とからなる係止手段を配設し、前記油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込んだこと特徴とする。
【０００８】
上記の構成からなる本発明は、メカニカルシールのリング状のパッキン押さえに固定したリング状のメカシールパッキンを、軸と平行な方向に伸長作動する油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押さえを装着して軸と平行な方向に移動可能に配設したから、メカシールパッキンの交換や清掃作業を簡単に行うことができる。
また、係止手段によって、メカシールパッキンの共回りを防止し、メカシールパッキンがパッキン受け部に固着して油圧シリンダに無理な回転力が伝わることを防止することができるとともに、位置決めガイドとして、パッキン押さえを軸に対し常に直角を保ちつつ軸方向に移行させ、メカシールパッキンをパッキン受け部に均一かつ確実に当接させるようにすることができる。
【０００９】
そして、特に、油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押さえを介してメカシールパッキンを固定することにより、パッキン受け部にメカシールパッキンを十分な押圧力をもって押し当てることができ、混練槽内部で混練される、混練材料の漏出を確実に防止できることができる。
【００１０】
また、油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込むことにより、油圧シリンダが押し戻されることによって生じる異常な高圧を逃がすクッション的役割を果たすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のメカニカルシールの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明のメカニカルシールの要部を示す一部断面図で、従来例と同様の構成については同様の符号を付し説明を省略する。
【００１３】
本発明のメカニカルシール１は、混練装置１０のケーシング側壁５２を貫通してケーシング外に突出するロータ駆動軸５４の周上で、油圧シリンダ１１からなる押圧手段４の先端にリング状のパッキン押さえ３にボルト等の固定手段で固定したリング状のメカシールパッキン２と、ロータ駆動軸５４の鍔部に配設したリング状のパッキン受け部ｗからなる。
図１では、メカニカルシール１の上半分がロータＲ端面から引き離された状態を示し、メカニカルシール１の下半分がロータ軸Ｒ端面に押付けられた状態を示している。
【００１４】
５は、ケーシング側壁５２のロータ駆動軸５４の貫入孔近傍に設けたパッキンガイド６から直径方向２箇所においてロータ駆動軸５４と平行に突出させた係止部材を示し、押圧手段４によって、メカシールパッキン２をロータＲの鍔部ｓに取り付けたリング状のパッキン受け部ｗに圧接する際に、パッキン押さえ３に形成した位置決め孔７に挿入され、ロータＲの回転に伴いメカシールパッキン２が共回りすることを防止する。
パッキン受け部ｗは、図示例の如く、ロータＲの鍔部ｓに形成した凹状の環状溝にリング状のプレート材を嵌入するように構成する他、鍔部ｓの表面を磨いた状態で直接メカシールパッキン２の圧接を受けるように構成してもよい。
係止部材５は、位置決め孔７への挿入を容易ならしめるように、先端を尖頭状に形成することが好ましい。
また、係止部材５は油圧シリンダ１１のストローク範囲においてパッキン押さえ３と常時係合するようにされたものでもよい。
更にまた、図３に示すように押圧手段４、位置決め孔７は円周上に対向して２箇所配備した例を示したが、これに限られず、３箇所以上配備するように構成しても構わない。
【００１５】
次に、本発明のメカニカルシール１の作動を図４に示す油圧回路図に基づき説明する。
本発明のメカニカルシール１は、混練装置１０の運転に先立ち、電動機Ｍを駆動し、油圧ポンプＰからの圧油を油路Ｐ１、電磁切替弁Ｖ、押し側回路１２を経て油圧シリンダ１１の反ロッド側室に供給して、ピストンロッドを伸長作動し、先端にメカシールパッキン２を取り付けたパッキン押さえ３を押して、メカシールパッキン２を、その外周面をパッキンガイド６に摺接させながらロータＲの端面のパッキン受け部ｗに押し当てるものである。
油圧回路中ＡＣはアキュームレーターを示している。このアキュームレーターＡＣは、混練時のロータ軸Ｒのたわみ、パッキン受け部ｗの加工不良、軸受のガタなどによるパッキン受け部ｗの振れにより油圧シリンダが押し戻されることによって生じる異常な高圧を逃がすクッション的役割を果たす。
【００１６】
上記構成において、メカニカルシール１は、混練装置１０に混練材料を投入する前に、油圧シリンダ１１からなる押圧手段によって、メカシールパッキン２をロータＲの鍔部ｓに取り付けたパッキン受け部ｗに圧接し（図１における下側の状態）、ロータ駆動軸５４を駆動手段（図示しない）によって回転せしめ、ロータ駆動軸５４に連接されるロータＲの回転によって混練材料を混練する。
【００１７】
混練作業終了後、混練材料の変更が必要なときは、メカシールパッキン２とパッキン受け部ｗ近辺に付着した混練材料が、変更後の混練材料のコンタミとして変更後の混練材料の製品品質に悪影響を及ぼすことを防ぐための清掃や、メカシールパッキン２がの摩耗等により劣化が生じた場合にはメカシールパッキン２を交換する必要がある。
【００１８】
このような時、電磁切替弁Ｖを切り換え、ポンプＰからの圧油をシリンダロッド側室に供給し、油圧シリンダ１１を復行させる（図１における上側の状態）。
【００１９】
これにより、パッキン押さえ３及びメカシールパッキン２がロータＲの端面から大きく引き離されるのでメカシールパッキン２の先端部やパッキン受け部ｗ近辺に付着した混練材料の拭き取りやメカシールパッキン２の交換が簡便、かつ短時間で行うことができる。
【００２０】
次に、図５乃至図７に示す、メカニカルシールの参考例について説明する。
【００２１】
このメカニカルシール１では押圧手段として、パッキン押さえ３の周側面適所（図例では対向位置２箇所）に周方向に長孔１４’を開口形成し、該長孔１４’にパッキン押さえ３の半周を囲うように構成した略コ字状の押圧プレート１３の先端に取り付けた押圧ピン１４を嵌入して構成する。
【００２２】
１５は、パッキン押さえ３の適所（図例では直径方向２箇所）に開口した位置決め孔（ガイド孔）１６に摺動可能に挿入される係止部材（ガイドポール）を示し、この係止部材（ガイドポール）１５によって、パッキン押さえ３は、ロータ駆動軸５４に対し常に直角を保ちつつ、ロータ駆動軸５４の軸方向に移行する。これにより、メカシールパッキン２はパッキン受け部ｗに均一に当接させることができるとともに、メカシールパッキンをロータＲの鍔部ｓに取り付けたパッキン受け部ｗに圧接する際に、ロータＲの回転に伴いメカシールパッキン２が共回りすることを防止することができる。
【００２３】
１７は、シリンダ１１の先端を押圧プレート１３に連結するシリンダ接合部を示している。
押圧プレート１３がプレート支持部１８を中心に回動可能となるように、シリンダ接合部１７はピンを用いて連結する。
【００２４】
上記構成において、押圧手段４であるシリンダ１１の押圧力は、シリンダ接合部１７を介し、押圧プレート１３に伝わり、押圧プレート１３はプレート支持部１８を軸として振り子状に動き、押圧ピン１４によってパッキン押さえ３がロータ駆動軸５４の軸方向に移行し、メカシールパッキン２がパッキン受け部ｗに接離可能に移動する。
【００２５】
以上、本発明のメカニカルシールについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上の如く本発明によるときは、メカニカルシールのリング状のパッキン押さえに固定したリング状のメカシールパッキンを、軸と平行な方向に伸長作動する油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押さえを装着して軸と平行な方向に移動可能に配設したから、メカシールパッキンの交換や清掃作業の手間や時間を大幅に削減することができる。
また、係止手段によって、メカシールパッキンの共回りを防止し、メカシールパッキンがパッキン受け部に固着して油圧シリンダに無理な回転力が伝わることを防止することができるとともに、位置決めガイドとして、パッキン押さえを軸に対し常に直角を保ちつつ軸方向に移行させ、メカシールパッキンをパッキン受け部に均一かつ確実に当接させるようにすることができる。
【００２７】
そして、特に、油圧シリンダのピストンロッドの先端にパッキン押さえを介してメカシールパッキンを固定することにより、パッキン受け部にメカシールパッキンを十分な押圧力をもって押し当てることができ、混練槽内部で混練される、混練材料の漏出を確実に防止できることができる。
【００２８】
また、押し側回路にアキュームレーターを組み込むことにより、混練槽内部で発生した異常な高圧を逃がすクッション的役割を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のメカニカルシールの要部を示す一部断面図である。
【図２】 本発明のメカニカルシールの部分拡大断面図である。
【図３】 本発明のメカニカルシールの正面図である。
【図４】 本発明のメカニカルシールを作動させる油圧回路図である。
【図５】 メカニカルシールの参考例の要部を示す一部断面図である。
【図６】 図５におけるＸ−Ｘ線に沿う一部切り欠き断面図である。
【図７】 参考例のメカニカルシールを作動させる油圧回路図である。
【図８】 従来のメカニカルシールの要部を示す一部断面図である。
【図９】 混練装置の正面断面図である。
【符号の説明】
１ メカニカルシール
２ メカシールパッキン
４ 押圧手段
５ 係止部材（係止手段）
７ 位置決め孔（係止手段）
１１ 油圧シリンダ
１２ 押し側回路
ＡＣ アキュームレーター
ｗ パッキン受け部

Claims (1)

1. ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカルシールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のパッキン押さえに固定したリング状のメカシールパッキンとよりなり、前記パッキン押さえを、軸と平行な方向に伸長作動する油圧シリンダのピストンロッドの先端に装着し、油圧シリンダの伸長作動に伴ってメカシールパッキンをパッキン受け部に対して離れた状態から、押し当て、その状態で軸を駆動手段によって回転するように構成するとともに、ケーシング側壁に軸と平行に突出形成した複数の係止部材と、前記パッキン押さえに開口した前記係止部材が挿入される位置決め孔とからなる係止手段を配設し、前記油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込んだこと特徴とするメカニカルシール。

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