JP5153576B2

JP5153576B2 - Shaft seal device

Info

Publication number: JP5153576B2
Application number: JP2008282632A
Authority: JP
Inventors: 隆久上田; 優藤原; 剛高山; 広大井上
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2008-11-01
Filing date: 2008-11-01
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-11-01
Also published as: JP2010107028A

Description

本発明は、回転及び／又は軸線方向に往復動する軸部材を有するバルブ，ポンプ，攪拌機等の流体機器に装備される軸封手段であって、複数個の膨張黒鉛製パッキンを軸線方向に並列させてなるブッシュ状パッキンを使用した軸封装置に関するものである。 The present invention relates to a shaft sealing means provided in a fluid device such as a valve, a pump or a stirrer having a shaft member that rotates and / or reciprocates in the axial direction, and a plurality of expanded graphite packings are arranged in parallel in the axial direction. The present invention relates to a shaft seal device using a bush-shaped packing.

バルブ，ポンプ，攪拌機等の流体機器に装備される軸封手段として、バルブステム，インペラ軸等の軸部材とこれを囲繞するスタフィングボックスとの対向周面間に形成された円筒状のシール空間に、渦巻き状又は同心円状に配置した膨張黒鉛テープ素材をリング状に成形（ダイモールド成形）した複数個の膨張黒鉛製パッキンを軸線方向に並列させてなるブッシュ状パッキンを、軸線方向に圧縮した状態で装填した軸封装置が周知である（例えば、特許文献１又は特許文献１を参照）。 Cylindrical seal space formed between the opposing peripheral surfaces of a shaft member such as a valve stem or impeller shaft and a stuffing box surrounding the shaft member as a shaft sealing means equipped in a fluid device such as a valve, pump or agitator In addition, a bush-like packing formed by juxtaposing a plurality of expanded graphite packings formed in a ring shape (die molding) from expanded graphite tape material arranged in a spiral or concentric shape in the axial direction was compressed in the axial direction. A shaft seal device loaded in a state is well known (for example, see Patent Document 1 or Patent Document 1).

特開２０００−１７０９２１公報JP 2000-170921 A 特開２００１−１６５３２４公報JP 2001-165324 A

このような膨張黒鉛製パッキンを使用した軸封装置は、編組パッキンを使用する場合に比して、膨張黒鉛の特性によりシール性が極めて高く、高度の軸封機能を発揮することができるものであるが、膨張黒鉛製パッキンが径方向において膨張黒鉛テープが積層された構造をなすものであり、その端面が層状をなしていることから、各膨張黒鉛製パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面から被密封流体がパッキン内部に浸透して漏洩する、いわゆる浸透漏れが生じる虞れがある。このような浸透漏れは高温，高圧条件下でより顕著に生じることになり、膨張黒鉛製パッキンを使用する軸封装置は高温，高圧条件下では高度の軸封機能を発揮し得ないとの指摘があった。 The shaft seal device using such expanded graphite packing has extremely high sealing performance due to the characteristics of expanded graphite and can exhibit a high degree of shaft seal function compared to the case of using braided packing. However, since the expanded graphite packing has a structure in which expanded graphite tape is laminated in the radial direction, and its end face is layered, each expanded graphite packing and the expanded graphite packing adjacent thereto There is a possibility that so-called osmotic leakage may occur where the sealed fluid penetrates into the packing and leaks from the opposite end face. It is pointed out that such penetration leaks are more prominent under high temperature and high pressure conditions, and that the shaft seal device using expanded graphite packing cannot exhibit a high degree of shaft seal function under high temperature and high pressure conditions. was there.

本発明は、上記した問題を生じることなく、高温，高圧条件下においても良好且つ高度の軸封機能を発揮しうる軸封装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a shaft seal device that can exhibit a good and high degree of shaft seal function even under high temperature and high pressure conditions without causing the above-described problems.

本発明は、軸部材とこれを囲繞するスタフィングボックスとの対向周面間に形成された円筒状のシール空間に、渦巻き状又は同心円状に配置した膨張黒鉛テープ素材をリング状に成形した３個の第１、第２及び第３膨張黒鉛製パッキンを軸線方向に並列させてなるブッシュ状パッキンを、軸線方向に圧縮した状態で装填した軸封装置において、上記の目的を達成すべく、特に、当該膨張黒鉛製パッキン群の中間に位置する第２膨張黒鉛製パッキンの両端面にその内外周端から夫々軸線方向と平行に突出する環状凸部を形成し、第１及び第３膨張黒鉛製パッキンの一端面である第２膨張黒鉛製パッキンとの対向端面の内外周端に夫々当該各環状凸部に嵌合する環状凹部を形成すると共に第１及び第３膨張黒鉛製パッキンの他端面にその内外周端から夫々軸線方向と平行に突出する環状凸部を形成してあり、各膨張黒鉛製パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面に浸透防止剤を塗布して、当該浸透防止剤の塗膜により当該対向面からの被密封流体の浸透漏れを防止するように構成することを提案するものである。
The present invention, the shaft member and the stuffing box and cylindrical sealing space formed between the opposed circumferential surfaces of the surrounding which was molded expanded graphite tape material arranged in a spiral or concentric shape on a ring 3 In order to achieve the above-mentioned object, in the shaft seal device in which the bush-like packing formed by juxtaposing the first, second and third expanded graphite packings in the axial direction is loaded in a state compressed in the axial direction, The first and third expanded graphite products are formed on both end faces of the second expanded graphite packing located in the middle of the expanded graphite packing group by projecting annular projections from the inner and outer peripheral ends thereof in parallel with the axial direction . An annular recess is formed on each of the inner and outer peripheral ends of the end surface facing the second expanded graphite packing, which is one end surface of the packing, and on the other end surfaces of the first and third expanded graphite packings. The inner and outer edges Yes forms the annular convex portion protruding parallel to the Luo respectively axially the penetration inhibitor is applied to the opposing end surface of each expanded graphite packing expanded graphite packing adjacent thereto, of the penetration inhibitor It is proposed that the coating film is configured to prevent permeation leakage of the sealed fluid from the facing surface.

かかる軸封装置の好ましい実施の形態にあっては、浸透防止剤を各膨張黒鉛製パッキンの両端面に塗布しておくことが好ましく、各膨張黒鉛製パッキンの内周面には油潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。 In a preferred embodiment of such a shaft seal device, it is preferable to apply a permeation inhibitor to both end faces of each expanded graphite packing, and an oil lubricant is applied to the inner peripheral surface of each expanded graphite packing. It is preferable to apply it.

また、前記浸透防止剤及び前記油潤滑剤として同一のものとすることが好ましい。例えば、浸透防止剤及び油潤滑剤としてポリエーテル系高粘度油を使用することができる。 The penetration inhibitor and the oil lubricant are preferably the same. For example, a polyether high viscosity oil can be used as a penetration inhibitor and an oil lubricant.

また、ブッシュ状パッキンは、膨張黒鉛製パッキン群の両端に配置したリング状パッキンであって膨張黒鉛製パッキンより高強度の補強用パッキンを更に具備するものとしておくことができる。この場合において、各補強用パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面は、上記した膨張黒鉛製パッキン同士の対向端面と同様に、相互に嵌合する凹凸面に構成しておくことが好ましい。例えば、当該対向面の一方をパッキン内周端から軸線方向に突出する環状凸部及び／又はパッキン外周端から軸線方向に突出する環状凸部を有する凹凸面に構成すると共に、当該対向面の他方を当該環状凸部に嵌合する環状凹部を有する凹凸面に構成しておくことができる。 Further, the bush-shaped packing may be a ring-shaped packing disposed at both ends of the expanded graphite packing group, and may further include a reinforcing packing having higher strength than the expanded graphite packing. In this case, the opposing end surfaces of the reinforcing packings and the expanded graphite packing adjacent thereto are configured to be uneven surfaces that are fitted to each other in the same manner as the opposing end surfaces of the expanded graphite packings described above. Is preferred. For example, one of the opposing surfaces is configured as an uneven surface having an annular convex portion projecting in the axial direction from the inner peripheral end of the packing and / or an annular convex portion projecting in the axial direction from the outer peripheral end of the packing, and the other of the opposing surfaces Can be formed into an uneven surface having an annular recess that fits into the annular protrusion.

また、各補強用パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面間には、環状のシール板を介装しておくことができる。この場合、シール板に衝合する膨張黒鉛製パッキンの端面に浸透防止剤を塗布しておくことは、必ずしも必要ではない。シール板には、必要に応じて、浸透防止剤が塗布又は含浸される。 Further, an annular seal plate can be interposed between the opposing end faces of each reinforcing packing and the expanded graphite packing adjacent thereto. In this case, it is not always necessary to apply an anti-penetration agent to the end face of the expanded graphite packing that abuts the seal plate. The permeation preventive agent is applied or impregnated on the seal plate as necessary.

本発明の軸封装置によれば、膨張黒鉛製パッキンの端面からの浸透漏れが当該端面に塗布された浸透防止剤によって防止されることから、高温，高圧条件下においても膨張黒鉛製パッキンの特性が十分に発揮され、極めて良好且つ高度の軸封機能が発揮される。また、隣接するパッキンの端面を相互に嵌合する凹凸面に形成しておくことにより、一体化されたブッシュ状パッキンとなすことができ、シール空間への装填作業を簡便且つ容易に行うことができる。特に、相互に嵌合する凹凸面の一方を軸部材へと変形可能な環状凸部を有するものしておくことにより、軸部材との接触面積，接触圧の増大が図られ、軸封機能がより向上する。また、このように環状凸部の変形により軸部材との接触面積，接触圧が増大する場合を含めて、膨張黒鉛製パッキンの内周部に油潤滑剤を塗布しておくことより、膨張黒鉛製パッキンに対する軸部材の摺動性が損なわれず、パッキン寿命も向上する。 According to the shaft seal device of the present invention, since the permeation leakage from the end surface of the expanded graphite packing is prevented by the permeation preventive agent applied to the end surface, the characteristics of the expanded graphite packing even under high temperature and high pressure conditions Is sufficiently exhibited, and a very good and high degree shaft sealing function is exhibited. Further, by forming the end faces of adjacent packings on the concave and convex surfaces to be fitted to each other, an integrated bush-like packing can be obtained, and the loading operation into the seal space can be performed easily and easily. it can. In particular, by providing one of the concavo-convex surfaces that are mutually fitted with an annular convex portion that can be deformed into a shaft member, the contact area with the shaft member and the contact pressure are increased, and the shaft sealing function is improved. More improved. In addition, including the case where the contact area and the contact pressure with the shaft member increase due to the deformation of the annular convex portion in this way, an oil lubricant is applied to the inner peripheral portion of the expanded graphite packing, thereby expanding the expanded graphite. The slidability of the shaft member with respect to the packing made is not impaired, and the packing life is also improved.

以下、本発明の構成を図面に基づいて具体的に説明する。 The configuration of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図１は本発明に係る軸封装置の実施の形態を示す縦断側面図であり、この実施の形態における軸封装置は、軸部材（バルブステム，インペラ軸等）１とこれを囲繞するスタフィングボックス２との対向周面間に形成された円筒状のシール空間３にブッシュ状パッキン４を装填してなる。 FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of a shaft seal device according to the present invention. The shaft seal device in this embodiment includes a shaft member (valve stem, impeller shaft, etc.) 1 and stuffing surrounding it. A bush-like packing 4 is loaded into a cylindrical seal space 3 formed between the peripheral surfaces facing the box 2.

スタフィングボックス２は、図１に示す如く、被密封流体領域Ｈから非密封流体領域（大気領域）Ｌへと伸びる軸部材１に挿通させた状態でバルブ，ポンプ等のハウジング（図示せず）に取り付けられた本体部２１と当該本体部２１から非密封流体領域Ｌ側へと延びるシール部２２とからなる円筒状構造物である。本体部２１の内径は軸部材１に挿通しうるに必要最小限の大きさに設定されており、シール部２２の内径は、軸部材１との間にブッシュ状パッキン４を装填しうるに必要且つ十分な円筒状のシール空間３が形成されるように、軸部材１の外径に比して適当量大きく設定されている。シール部２２には、図１に示す如く、円筒状の押さえ部５１とその端部に形成されたフランジ部５２とからなるパッキン押さえ５が取り付けられている。フランジ部５２は、適当本数（１本のみ図示）のボルト６により、押さえ部５１を非密封流体領域Ｌ側からシール空間３に突入させた状態でスタフィングボックス２のシール部２２に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, the stuffing box 2 is a housing (not shown) such as a valve or a pump that is inserted into a shaft member 1 extending from a sealed fluid region H to an unsealed fluid region (atmospheric region) L. Is a cylindrical structure including a main body 21 attached to the main body 21 and a seal 22 that extends from the main body 21 toward the non-sealed fluid region L. The inner diameter of the main body portion 21 is set to a minimum size necessary to be able to be inserted into the shaft member 1, and the inner diameter of the seal portion 22 is necessary to be able to load the bush-like packing 4 between the shaft member 1. In addition, an appropriate amount is set larger than the outer diameter of the shaft member 1 so that a sufficient cylindrical seal space 3 is formed. As shown in FIG. 1, the seal holder 22 is attached with a packing holder 5 including a cylindrical holding part 51 and a flange part 52 formed at the end thereof. The flange portion 52 is attached to the seal portion 22 of the stuffing box 2 with an appropriate number of bolts 6 (only one is shown) with the pressing portion 51 protruding from the non-sealed fluid region L side into the seal space 3. Yes.

ブッシュ状パッキン４は、図１に示す如く、軸線方向に並列する３個の膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３とこのパッキン群の両端に配置した補強用パッキン４４，４５とからなる円筒形状のグランドパッキンであり、パッキン押さえ５の押さえ部５１で閉塞されたシール空間３に装填されている。各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３は、特許文献１又は特許文献２に開示される如く、渦巻状又は同心円状に配置して円筒状となした膨張黒鉛テープ素材を断面方形（この例では正方形）のリング状に加圧成形（ダイモールド成形）してなるものである。膨張黒鉛製パッキンの数は、シール空間３の軸線方向長さに応じて設定されるが、この例では３個とされており、以下においては、シール空間３の最奥に位置するものから順に、第１パッキン４１、第２パッキン４２及び第３パッキン４３ということとする。

As shown in FIG. 1, the bush-like packing 4 has a cylindrical shape composed of three expanded graphite packings 41, 42, 43 arranged in parallel in the axial direction and reinforcing packings 44, 45 disposed at both ends of the packing group. It is a gland packing and is loaded in the seal space 3 closed by the pressing portion 51 of the packing presser 5. Each of the expanded graphite packings 41, 42, and 43 is made of expanded graphite tape material that is spirally or concentrically arranged in a cylindrical shape, as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, and has a square cross section (in this example, It is formed by pressure molding (die molding) into a square ring shape. The number of expanded graphite packings is set according to the axial length of the seal space 3, but in this example, the number is three, and in the following, the one located in the innermost position of the seal space 3 will be described in order. The first packing 41, the second packing 42, and the third packing 43 are referred to.

第１〜第３パッキン４１，４２，４３は、軸線方向に並列した状態でシール空間３に装填されており、パッキン押さえ５を取り付けるボルト６を締付けて押さえ部５１を被密封流体領域Ｈ方向に移動させることにより、軸線方向に圧縮されて軸部材２との接触圧が高められ、所定の軸封機能を発揮するものである。ところで、膨張黒鉛製パッキンは軸封機能に優れるものである反面、変形容易なものであるから、軸線方向に圧縮された場合、軸部材１とスタフィングボックス２の本体部２１及びパッキン押さえ５の押さえ部５１との隙間２１ａ，５１ａから膨張黒鉛製パッキン群の両端に位置する第１及び第３パッキン４１，４３の内周部がシール空間３外にはみ出す虞れがある。そこで、上記した如く、膨張黒鉛製パッキン群４１，４２，４３の両端に補強用パッキン４４，４５を配置しておくことにより、このような膨張黒鉛製パッキンのはみ出しを防止している。各補強用パッキン４４，４５としては、上記隙間２１ａ，５１ａからの膨張黒鉛製パッキン４１，４２のはみ出しを阻止しうるべく軸部材１に密に嵌合するリング状パッキンであって膨張黒鉛製パッキンに比して高強度のものが使用され、この例では、炭素繊維を膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３と同一のリング形状に格子編みしてなる編組パッキンを使用している。 The first to third packings 41, 42, 43 are loaded in the seal space 3 in a state of being parallel in the axial direction, and the bolts 6 to which the packing presser 5 is attached are tightened to bring the presser part 51 in the sealed fluid region H direction. By moving, it is compressed in the axial direction to increase the contact pressure with the shaft member 2, and exhibits a predetermined shaft sealing function. By the way, while the expanded graphite packing is excellent in the shaft sealing function, it is easily deformable. Therefore, when it is compressed in the axial direction, the shaft member 1, the body portion 21 of the stuffing box 2, and the packing presser 5 There is a possibility that the inner peripheral portions of the first and third packings 41 and 43 located at both ends of the expanded graphite packing group may protrude outside the seal space 3 from the gaps 21 a and 51 a with the holding part 51. Therefore, as described above, the reinforcing packings 44 and 45 are disposed at both ends of the expanded graphite packing groups 41, 42, and 43 to prevent the expanded graphite packing from protruding. The reinforcing packings 44 and 45 are ring-shaped packings that are closely fitted to the shaft member 1 so as to prevent the expanded graphite packings 41 and 42 from protruding from the gaps 21a and 51a. In this example, a braided packing made by lattice-knitting carbon fibers into the same ring shape as the expanded graphite packings 41, 42, 43 is used.

而して、各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の両端面には、本発明に従って、図１に示す如く、浸透防止剤７が膜状に塗布されている。すなわち、各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の端面からの浸透漏れを、その全面に形成した浸透防止剤による塗膜７により防止するように工夫されている。浸透防止剤７としては、軸封条件（被密封流体の性状，温度，圧力等）に応じて、各種ゴム，フッ素樹脂（ＰＴＦＥ，ＰＰＡ，ＥＴＦＥ等），その他の樹脂（エポキシ樹脂，フェノール樹脂等）の液状剤が使用される。一般には、ポリエーテル系高粘度油，シリコン油，ＰＴＦＥディスパージョン（ＰＴＦＥ微粒子を水に分散させた水分散体）等が好適する。なお、浸透防止剤７は、パッキン４１，４２，４３の端面からの浸透漏れを阻止すべく、当該端面に膜状をなしてとどまるものであればよく、当該端面からパッキン内に浸透し易いものや高温度条件下でパッキン外に滲出し易いものは使用されない。 Thus, according to the present invention, as shown in FIG. 1, the permeation preventive agent 7 is applied in the form of a film on both end faces of each expanded graphite packing 41, 42, 43. That is, it is devised to prevent permeation leakage from the end faces of the expanded graphite packings 41, 42, 43 by the coating film 7 made of the permeation inhibitor formed on the entire surface. As the permeation preventive agent 7, various rubbers, fluororesins (PTFE, PPA, ETFE, etc.) and other resins (epoxy resins, phenol resins, etc.) depending on shaft seal conditions (properties of sealed fluid, temperature, pressure, etc.) ) Is used. In general, polyether-based high-viscosity oil, silicone oil, PTFE dispersion (water dispersion in which PTFE fine particles are dispersed in water) and the like are suitable. The permeation preventive agent 7 is only required to remain in the form of a film on the end surface so as to prevent permeation leakage from the end surfaces of the packings 41, 42, and 43, and can easily permeate into the packing from the end surface. Those that are likely to ooze out of the packing under high temperature conditions are not used.

また、軸部材１に接触する各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の内周面には、軸部材１との相対回転を円滑ならしめるべく、図１に示す如く、油潤滑剤８が塗布されている。油潤滑剤８としては、軸封条件に応じて、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ等），ワックス，液体潤滑剤（鉱物油，合成油等）等が使用される。一般には、窒化ホウ素ディスパージョン（窒化ホウ素微粒子を水に分散させた水分散体），ポリエーテル系高粘度油等が好適する。なお、油潤滑剤８には浸透防止剤７としても使用できるものがある（例えば、ポリエーテル系高粘度油は浸透防止剤７としても使用される）ことから、軸封条件によっては、各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の両端面及び内周面に同一の浸透防止剤７（又は油潤滑剤８）を塗布しておくことができる。 Further, as shown in FIG. 1, an oil lubricant 8 is applied to the inner peripheral surfaces of the expanded graphite packings 41, 42, and 43 that are in contact with the shaft member 1 so as to smoothly rotate relative to the shaft member 1. Has been. As the oil lubricant 8, fluororesin (PTFE or the like), wax, liquid lubricant (mineral oil, synthetic oil or the like) or the like is used according to the shaft seal condition. In general, a boron nitride dispersion (an aqueous dispersion in which boron nitride fine particles are dispersed in water), a polyether-based high viscosity oil, and the like are suitable. Some oil lubricants 8 can also be used as the penetration inhibitor 7 (for example, a polyether-based high viscosity oil is also used as the penetration inhibitor 7). The same penetration preventing agent 7 (or oil lubricant 8) can be applied to both end faces and inner peripheral faces of the graphite packings 41, 42, 43.

ところで、各膨張黒鉛製パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面つまり膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３相互の衝合面（また、更には第１及び第３パッキン４１，４３と補強用パッキン４４，４５との対向端面たる衝合面）は、図２〜図４に示す如く、相互に嵌合する凹凸面に形成されている。このようにしておくことにより、ブッシュ状パッキン４を一体化した状態でシール空間３に装填させることができ、シール空間３へのパッキン装填作業をより簡便且つ容易に行うことできると共に、膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３による軸封機能の更なる高度化を図ることができる。 By the way, the opposing end surfaces of each expanded graphite packing and the expanded graphite packing adjacent thereto, that is, the abutting surfaces of the expanded graphite packings 41, 42, 43 (and further, the first and third packings 41, 43) facing end surface serving as abutment surface of the reinforcement packing 44, 45), as shown in FIGS. 2 to 4, that are formed on the uneven surface to be fitted to each other. By doing in this way, the bush-like packing 4 can be loaded into the seal space 3 in an integrated state, and the packing loading operation into the seal space 3 can be performed more easily and easily. The shaft sealing function by the packings 41, 42, and 43 can be further enhanced.

すなわち、図２に示すブッシュ状パッキン（以下「第１ブッシュ状パッキン」という）４又は図３に示すブッシュ状パッキン（以下「第２ブッシュ状パッキン」という）４にあっては、軸線方向中央に位置する第２パッキン４２の両端面が、内周端から突出する環状凸部（以下「内周凸部」という）４２ａ，４２ａ及び外周端から突出する環状凸部（以下「外周凸部」という）４２ｂ，４２ｂを有する凹凸面に形成されており、第２パッキン４２に衝合する第１及び第３パッキン４１，４３の一端面が、その内周端に第２パッキン４２の内凸部４２ａに嵌合する環状凹部（以下「内周凹部」という）４１ａ，４３ａを有し且つその外周端に第２パッキン４２の外周凸部４２ｂに嵌合する環状凹部（以下「外周凹部」という）４１ｂ，４３ｂを有する凹凸面に形成されると共に、その他端面が、内周端から突出する環状凸部たる内周凸部４１ｃ，４３ｃ及び外周端から突出する環状凸部たる外周凸部４１ｄ，４３ｄを有する凹凸面に形成されている。さらに、第１パッキン４１に衝合する補強用パッキン４４の端面及び第３パッキン４３に衝合する補強用パッキン４５の端面は、その内外周端に膨張黒鉛製パッキン４１，４３の内外周凸部４１ｃ，４１ｃ，４３ｃ，４３ｄに嵌合する環状凹部たる内外周凹部４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂを有する凹凸面に形成されている。各膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の両端面及び内周面には、浸透防止剤７及び油潤滑剤８が塗布されているが、第１ブッシュ状パッキン４では、図２（Ｂ）に示す如く、浸透防止剤７がパッキン端面全体つまり内外周凹凸部を含むパッキン端面全体に塗布されており、第２ブッシュ状パッキン４では、図３（Ｂ）に示す如く、浸透防止剤７がパッキン端面における内外周凹凸部を除く部分に塗布されている。 That is, the bush-like packing (hereinafter referred to as "the first bush-shaped packing") shown in FIG. 2 4 or bush-like packing (hereinafter referred to as "the second bush-shaped packing") shown in FIG. 3 In the 4, in the axial direction center Both end surfaces of the second packing 42 positioned are annular convex portions 42a and 42a projecting from the inner peripheral end (hereinafter referred to as “inner peripheral convex portion”) 42a and 42a, and annular convex portions projecting from the outer peripheral end (hereinafter referred to as “outer peripheral convex portion”) 42b. , 42b, and one end surfaces of the first and third packings 41 and 43 that abut the second packing 42 are fitted into the inner convex portions 42a of the second packing 42 at the inner peripheral ends thereof. Annular recesses (hereinafter referred to as “outer peripheral recesses”) 41 b, 43 b having annular recesses (hereinafter referred to as “inner peripheral recesses”) 41 a, 43 a to be fitted and fitted on the outer peripheral convex portions 42 b of the second packing 42 at the outer peripheral ends thereof. The The other end surface is formed on the concavo-convex surface having inner peripheral convex portions 41c and 43c that are annular convex portions protruding from the inner peripheral end and outer peripheral convex portions 41d and 43d that are annular convex portions protruding from the outer peripheral end. Has been. Furthermore, the end surface of the reinforcing packing 44 that abuts with the first packing 41 and the end surface of the reinforcing packing 45 that abuts the third packing 43 have inner and outer peripheral convex portions 41c of the expanded graphite packings 41 and 43 at their inner and outer peripheral ends. It is formed in the uneven | corrugated surface which has inner-and-outer periphery recessed part 44a, 44b, 45a, 45b which is an annular recessed part fitted to 41c, 43c, 43d. The both end surfaces and the inner peripheral surface of the expanded graphite packing 41, although and penetration inhibitor 7 and an oil lubricant 8 is applied, the first bush-shaped gasket 4, and FIG. 2 (B) As shown in FIG. 3, the permeation preventive agent 7 is applied to the entire packing end surface, that is, the entire packing end surface including the inner and outer peripheral irregularities. In the second bush-shaped packing 4, as shown in FIG. It is apply | coated to the part except inner and outer periphery uneven | corrugated | grooved part in a packing end surface.

第１又は第２ブッシュ状パッキン４は、図２（Ａ）又は図３（Ａ）に示す如く、膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３及び補強用パッキン４４，４５が凹凸係合により相互に連結された状態でシール空間３に装填されて、浸透漏れ防止機能を含む軸封機能がより効果的に発揮される。すなわち、膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の端面からの浸透漏れが当該端面に塗布された浸透防止剤（塗膜）７によって防止される。また、ブッシュ状パッキン４がパッキン押さえ５により軸線方向に圧縮されることにより、膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３の内周凸部４１ｃ，４２ａ，４３ｃが内周側へと変形して軸部材１の外周面により強く圧接されることになり、また外周凸部４１ｄ，４２ｂ，４３ｄも外周側へと変形してスタフィングボックス２の内周面（シール部２２の内周面）により強く圧接されることになり、軸部材１とスタフィングボックス２との対向周面間における膨張黒鉛製パッキン４１，４２，４３によるシール機能（軸封機能）がより効果的に行われることになる。すなわち、環状凸部４１ｃ，４２ａ，４３ｃ又は４１ｄ，４２ｂ，４３ｄはリップシールにおけるリップ部と同様に機能するものである。このとき、内周凸部４１ｃ，４２ａ，４３ｃの軸部材１の外周面への接触圧が上記した如く増大しても、軸部材１とパッキン４１，４２，４３との相対回転は油潤滑剤８によって円滑に行われることになり、軸部材１の回転が妨げられることなく良好な軸封機能が発揮される。また、軸部材１との相対運動による摩耗発生量も少なくなり、ブッシュ状パッキン４の耐久性が向上する。さらに、内周凸部４１ｃ，４２ａ，４３ｃと内周凹部４１ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａとの嵌合部分の存在により、軸部材１からパッキン端面に至る漏れ流路が一種のラビリンスとなるため、被密封流体の浸透漏れがより効果的に防止されることになる。なお、第１及び第３パッキン４１，４３並びに補強用パッキン４４，４５は夫々同一形状のものであるから、第１パッキン４１又は第３パッキン４３の数を増減することにより、ブッシュ状パッキン４の軸線方向長さをシール空間３の軸線方向長さに応じたものに調整することができる。 As shown in FIG. 2 (A) or FIG. 3 (A), the first or second bush-like packing 4 is connected to the expanded graphite packings 41, 42, 43 and the reinforcing packings 44, 45 by concavo-convex engagement. The shaft seal function including the permeation leakage prevention function is more effectively exhibited by being loaded into the seal space 3 in the state where it is made. That is, permeation leakage from the end surfaces of the expanded graphite packings 41, 42, 43 is prevented by the permeation inhibitor (coating film) 7 applied to the end surfaces. Further, when the bush-like packing 4 is compressed in the axial direction by the packing retainer 5, the inner peripheral convex portions 41 c, 42 a, 43 c of the expanded graphite packings 41, 42, 43 are deformed toward the inner peripheral side, and the shaft member 1 Further, the outer peripheral projections 41d, 42b, and 43d are also deformed to the outer peripheral side and are strongly pressed by the inner peripheral surface of the stuffing box 2 (the inner peripheral surface of the seal portion 22). As a result, the sealing function (shaft sealing function) by the expanded graphite packings 41, 42, 43 between the opposed peripheral surfaces of the shaft member 1 and the stuffing box 2 is more effectively performed. That is, the annular convex portions 41c, 42a, 43c or 41d, 42b, 43d function in the same manner as the lip portion in the lip seal. At this time, even if the contact pressure of the inner peripheral protrusions 41c, 42a, 43c to the outer peripheral surface of the shaft member 1 increases as described above, the relative rotation between the shaft member 1 and the packings 41, 42, 43 is caused by the oil lubricant 8. It is performed smoothly, and a good shaft sealing function is exhibited without hindering the rotation of the shaft member 1. Further, the amount of wear caused by relative movement with the shaft member 1 is reduced, and the durability of the bush-like packing 4 is improved. Furthermore, since the leakage flow path from the shaft member 1 to the packing end surface becomes a kind of labyrinth due to the presence of the fitting portion between the inner peripheral convex portions 41c, 42a, 43c and the inner peripheral concave portions 41a, 43a, 44a, 45a, it is sealed Fluid penetration leakage is more effectively prevented. Since the first and third packings 41 and 43 and the reinforcing packings 44 and 45 have the same shape, the number of the first packing 41 or the third packing 43 can be increased or decreased to increase the number of the bush-like packing 4. The axial length can be adjusted according to the axial length of the seal space 3.

また、第１及び第２ブッシュ状パッキン４においては、各膨張黒鉛製パッキンの両端面に浸透防止剤７を塗布しているが、かかるパッキン端面のうち補強用パッキン４４，４５に衝合する端面、つまり第１パッキン４１における補強用パッキン４４との衝合面及び第３パッキン４３における補強用パッキン４５との衝合面については、図４に示すブッシュ状パッキン（以下「第３ブッシュ状パッキン」という）４のように、膨張黒鉛製パッキン４１，４３と補強用パッキン４４，４５との対向端面間に環状のシール板９，９を介装することにより、浸透防止剤７を塗布することに代えることができる。シール板９としては、膨張黒鉛製パッキンの構成素材である膨張黒鉛シートを環状に打ち抜いたものやふっ素樹脂（ＰＴＦＥ等）等の樹脂板を環状に加工したものを使用することができ、その材質等に応じて、上記した浸透防止剤７を塗布又は含浸させておくことができる。なお、第３ブッシュ状パッキン４のようにシール板９を設ける場合においても、各膨張黒鉛製パッキンの両端面に浸透防止剤７を塗布しておくことは可能である。また、第１〜第３ブッシュ状パッキン４のようにパッキン相互間を凹凸嵌合させる場合において、膨張黒鉛製パッキン４１，４３と補強用パッキン４４，４５との衝合面は凹凸嵌合しないフラット面としておくことも可能である。 Further, in the first and second bush-like packings 4, the permeation preventive agent 7 is applied to both end faces of each expanded graphite packing, but the end faces that abut against the reinforcing packings 44 and 45 of the packing end faces. That is, for the abutting surface of the first packing 41 with the reinforcing packing 44 and the abutting surface of the third packing 43 with the reinforcing packing 45, the bush-shaped packing shown in FIG. 4 (hereinafter “ third bush-shaped packing”). As shown in FIG. 4, the penetration preventing agent 7 is applied by interposing the annular seal plates 9 and 9 between the opposed end surfaces of the expanded graphite packings 41 and 43 and the reinforcing packings 44 and 45. Can be replaced. As the seal plate 9, a material obtained by punching an expanded graphite sheet, which is a constituent material of an expanded graphite packing, or a resin plate such as a fluorine resin (PTFE) or the like can be used. Depending on the above, it is possible to apply or impregnate the above-described penetration inhibitor 7. Even when the seal plate 9 is provided as in the third bush-like packing 4, it is possible to apply the permeation preventive agent 7 to both end faces of each expanded graphite packing. Further, in the case of uneven fit between gasket each other as in the first to third bush-shaped gasket 4, abutment surfaces of the expanded graphite packing 41 and 43 and reinforcing the packing 44 and 45 are not concave convex fitting It can also be a flat surface.

なお、本発明の構成は上記した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良，変更することができる。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.

図１は、本発明に係る軸封装置の一例を示す縦断側面図である。 FIG. 1 is a longitudinal side view showing an example of a shaft seal device according to the present invention. 図２は、図１の要部を拡大して示す詳細図であって、第１ブッシュ状パッキンを示すもので、（Ａ）図はパッキンが相互に連結された形態を示し、（Ｂ）図はパッキンが分離された形態を示している。 FIG. 2 is a detailed view showing the main part of FIG. 1 in an enlarged manner, and shows a first bush-like packing. FIG. 2 (A) shows a form in which the packings are connected to each other, and FIG. Indicates a form in which the packing is separated. 図３は、図１の要部を拡大して示す詳細図であって、第２ブッシュ状パッキンを示すもので、（Ａ）図はパッキンが相互に連結された形態を示し、（Ｂ）図はパッキンが分離された形態を示している。 FIG. 3 is a detailed view showing an enlarged main part of FIG. 1 and shows a second bush-like packing. FIG. 3 (A) shows a form in which the packings are connected to each other, and FIG. Indicates a form in which the packing is separated. 図４は、図１の要部を拡大して示す詳細図であって、第３ブッシュ状パッキンを示すもので、（Ａ）図はパッキンが相互に連結された形態を示し、（Ｂ）図はパッキンが分離された形態を示している。 FIG. 4 is a detailed view showing an enlarged main part of FIG. 1 and shows a third bush-like packing . FIG. 4 (A) shows a form in which the packings are connected to each other, and FIG. Indicates a form in which the packing is separated .

符号の説明Explanation of symbols

１軸部材
２スタフィングボックス
３シール空間
４ブッシュ状パッキン
５パッキン押さえ
７浸透防止剤(塗膜)
８油潤滑剤
９シール板
４１膨張黒鉛製パッキン(第１パッキン)
４１ａ環状凹部(内周凹部)
４１ｂ環状凹部(外周凹部)
４１ｃ環状凸部(内周凸部)
４１ｄ環状凸部(外周凸部)
４２膨張黒鉛製パッキン(第２パッキン)
４２ａ環状凸部(内周凸部)
４２ｂ環状凸部(外周凸部)
４２ｃ環状凹部(内周凹部)
４２ｄ環状凹部(外周凹部)
４３膨張黒鉛製パッキン(第３パッキン)
４３ａ環状凹部(内周凹部)
４３ｂ環状凹部(外周凹部)
４３ｃ環状凸部(内周凸部)
４３ｄ環状凸部(外周凸部)
４４補強用パッキン
４５補強用パッキン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft member 2 Stuffing box 3 Sealing space 4 Bush packing 5 Packing holder 7 Penetration inhibitor (coating)
8 Oil lubricant 9 Seal plate 41 Expanded graphite packing (first packing)
41a annular recess (inner recess)
41b Annular recess (outer periphery recess)
41c annular convex part (inner peripheral convex part)
41d annular convex part (outer peripheral convex part)
42 Expanded graphite packing (second packing)
42a Annular convex part (inner peripheral convex part)
42b Annular convex part (outer peripheral convex part)
42c annular recess (inner recess)
42d annular recess (peripheral recess)
43 Expanded graphite packing (3rd packing)
43a Annular recess (inner recess)
43b Annular recess (outer periphery recess)
43c Annular convex part (inner peripheral convex part)
43d Annular convex part (outer peripheral convex part)
44 Reinforcing packing 45 Reinforcing packing

Claims

軸部材とこれを囲繞するスタフィングボックスとの対向周面間に形成された円筒状のシール空間に、渦巻き状又は同心円状に配置した膨張黒鉛テープ素材をリング状に成形した３個の第１、第２及び第３膨張黒鉛製パッキンを軸線方向に並列させてなるブッシュ状パッキンを、軸線方向に圧縮した状態で装填した軸封装置において、
当該膨張黒鉛製パッキン群の中間に位置する第２膨張黒鉛製パッキンの両端面にその内外周端から夫々軸線方向と平行に突出する環状凸部を形成し、第１及び第３膨張黒鉛製パッキンの一端面である第２膨張黒鉛製パッキンとの対向端面の内外周端に夫々当該各環状凸部に嵌合する環状凹部を形成すると共に第１及び第３膨張黒鉛製パッキンの他端面にその内外周端から夫々軸線方向と平行に突出する環状凸部を形成してあり、
各膨張黒鉛製パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面に浸透防止剤を塗布して、当該浸透防止剤の塗膜により当該対向面からの被密封流体の浸透漏れを防止するように構成したことを特徴とする軸封装置。 Three first pieces formed by ring-shaped expanded graphite tape material arranged in a spiral shape or concentrically in a cylindrical seal space formed between opposed peripheral surfaces of a shaft member and a stuffing box surrounding the shaft member . In the shaft seal device in which the bush-like packing formed by juxtaposing the second and third expanded graphite packings in the axial direction is loaded in a compressed state in the axial direction,
The first and third expanded graphite packings are formed by forming annular protrusions projecting from the inner and outer peripheral ends in parallel to the axial direction on both end faces of the second expanded graphite packing located in the middle of the expanded graphite packing group. Are formed on the inner and outer peripheral ends of the end surfaces facing the second expanded graphite packing, which are one end surfaces of the first and third expanded graphite packings, and on the other end surfaces of the first and third expanded graphite packings. An annular convex portion that protrudes in parallel with the axial direction from the inner and outer peripheral ends is formed ,
A permeation preventive agent is applied to the opposing end surfaces of each expanded graphite packing and the adjacent expanded graphite packing, and the permeation leakage of the sealed fluid from the opposite surface is prevented by the permeation preventive coating film. A shaft seal device characterized by comprising the following.

各膨張黒鉛製パッキンの両端面に浸透防止剤を塗布してあることを特徴とする、請求項１に記載する軸封装置。 The shaft seal device according to claim 1, wherein a permeation inhibitor is applied to both end faces of each expanded graphite packing.

各膨張黒鉛製パッキンの内周面に油潤滑剤を塗布してあることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載する軸封装置。 The shaft seal device according to claim 1 or 2, wherein an oil lubricant is applied to an inner peripheral surface of each expanded graphite packing.

ブッシュ状パッキンが、膨張黒鉛製パッキン群の両端に配置したリング状パッキンであって膨張黒鉛製パッキンより高強度の補強用パッキンを更に具備してなるものであることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載する軸封装置。 The bush-shaped packing is a ring-shaped packing disposed at both ends of the expanded graphite packing group, and further includes a reinforcing packing having higher strength than the expanded graphite packing. The shaft seal device described in any one of?

各補強用パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面を相互に嵌合する凹凸面に構成してあることを特徴とする、請求項４に記載する軸封装置。 The shaft seal device according to claim 4, wherein the opposing end surfaces of each reinforcing packing and the expanded graphite packing adjacent to the packing are formed as concave and convex surfaces to be fitted to each other.

各補強用パッキンとこれに隣接する膨張黒鉛製パッキンとの対向端面間に環状のシール板を介装してあることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載する軸封装置。 6. The shaft seal device according to claim 4 or 5, wherein an annular seal plate is interposed between opposing end surfaces of each reinforcing packing and an expanded graphite packing adjacent thereto.

シール板には、前記浸透防止剤が塗布又は含浸されていることを特徴とする、請求項６に記載する軸封装置。 The shaft seal device according to claim 6 , wherein the seal plate is coated or impregnated with the penetration preventing agent.

前記浸透防止剤及び前記油潤滑剤として同一のものを使用することを特徴とする、請求項３〜７の何れかに記載する軸封装置。 The shaft seal device according to any one of claims 3 to 7, wherein the same penetration inhibitor and the oil lubricant are used.

浸透防止剤及び浸透防止剤がポリエーテル系高粘度油であることを特徴とする、請求項８に記載する軸封装置。 The shaft seal device according to claim 8, wherein the penetration inhibitor and the penetration inhibitor are polyether-based high viscosity oils.