JP5613529B2

JP5613529B2 - mechanical seal

Info

Publication number: JP5613529B2
Application number: JP2010250568A
Authority: JP
Inventors: 上田　誠; 誠上田
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: JP2012102784A

Description

本発明は、スラッジやスラリーが大量に含まれる液体の輸送に使用されるポンプ、例えばめっき槽内に装備されるシンクロールの軸、または、河川の砂利採取用ポンプや泥土圧送装置などの土木機械の回転軸（以下、「回転軸」と記す）を軸封するためのメカニカルシールに関するものである。 The present invention relates to a pump used for transporting a liquid containing a large amount of sludge or slurry, for example, a shaft of a sink roll installed in a plating tank, or a civil engineering machine such as a river gravel collecting pump or a mud pump. The rotary shaft (hereinafter referred to as “rotary shaft”) is mechanically sealed.

シンクロールは、圧延鋼板等の長尺状金属板を連続的にめっき処理するために、めっき槽内にて長尺状金属板を巻回して反転移動させるための回転体であり、例えば、特許文献１において開示されるものが知られている。特許文献１においては、その図３に示されるように、アルミニウムを主成分とするめっき浴（２）中に鋼板（１）を連続的に浸漬して表面にめっき層を形成するためのめっき槽内に、上方から下降移動されてくる鋼板（１）をシンクロールに巻付けて反転させ、上方移動させて行く構造が示されている。 The sink roll is a rotating body for winding and reversing the long metal plate in the plating tank in order to continuously plate the long metal plate such as a rolled steel plate. What is disclosed in Document 1 is known. In Patent Document 1, as shown in FIG. 3, a plating tank for continuously immersing a steel plate (1) in a plating bath (2) containing aluminum as a main component to form a plating layer on the surface. In the figure, there is shown a structure in which the steel plate (1) moved downward from above is wound around a sink roll, reversed, and moved upward.

シンクロールの軸、即ちシンクロール軸に対するメカニカルシールは、構成要素がめっき液に浸されないこと、施工のし易さ、良好なメンテナンス性により、通常、めっき槽の側壁を貫通して延出されるシンクロール軸の延出部に装備されており、特許文献２や特許部件３において開示されている。そして、そのメカニカルシールは、特許文献３において示されるように、めっき槽の側壁に支持されることとなる静止密封輪を軸心方向に押圧付勢する手段として、めっき液に浸されることの影響がでないように、ゴム等の弾性材によるベローズが用いられる。 The shaft of the sink roll, that is, the mechanical seal for the sink roll shaft, is a sink that usually extends through the side wall of the plating tank because the components are not immersed in the plating solution, ease of installation, and good maintainability. It is equipped in the extending part of the roll shaft and is disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3. And as shown in Patent Document 3, the mechanical seal is immersed in the plating solution as a means for pressing and urging the stationary sealing ring to be supported on the side wall of the plating tank in the axial direction. A bellows made of an elastic material such as rubber is used so as not to be affected.

即ち、従来のシンクロール用のメカニカルシールは、特許文献３の図１に示されるように、シンクロール軸（１）におけるめっき槽側壁（１２）から外部に出た延出軸部を囲繞する状態で、静止密封輪（３）と側壁（１２）とに亘って架設される弾性材製のベローズ（符記無）を設けている。ベローズ（符記無し）は、側壁（１２）に刺さり込む基端部と、静止密封輪（３）を内嵌保持する先端部と、１段の蛇腹部とを有し、静止密封輪（３）を回転密封輪（４）に押付ける弾性機構として機能するものに構成されている。 That is, as shown in FIG. 1 of Patent Document 3, the conventional mechanical seal for the sink roll surrounds the extending shaft portion that protrudes from the plating tank side wall (12) in the sink roll shaft (1). Thus, an elastic bellows (not shown) is provided between the stationary sealing ring (3) and the side wall (12). The bellows (not marked) has a proximal end portion that is inserted into the side wall (12), a distal end portion that holds and holds the stationary sealing ring (3), and a single bellows portion. ) To the rotary sealing ring (4).

このような構造のメカニカルシールにおいては、めっき液（２）は、シンクロール軸（１）とベローズ（符記無し）との間の空間部に普通に入り込むこととなる。それ故、静止密封輪（３）の支持機能及び軸心方向で回転密封輪（４）に押付けてシール部を生じさせる押圧付勢機能とを有するベローズ（符記無し）を弾性材製として、めっき液（２）の影響を受けない構成とされている。ところが、めっき処理の種類や仕様によっては早期にメカニカルシールから漏れが発生するというトラブルの生じることが知見されてきた。 In the mechanical seal having such a structure, the plating solution (2) normally enters the space between the sink roll shaft (1) and the bellows (not marked). Therefore, the bellows (not shown) having a support function of the stationary sealing ring (3) and a pressing biasing function that presses against the rotary sealing ring (4) in the axial direction to generate a seal portion is made of an elastic material. The structure is not affected by the plating solution (2). However, it has been found that a trouble occurs that a leak occurs from the mechanical seal at an early stage depending on the type and specification of the plating treatment.

もともと、横軸であるシンクロール軸にベローズを有する上記メカニカルシールを適用してある場合、袋状となる蛇腹部の内部に塵埃やゴミが入って溜り易い傾向にある。そこで、早期漏れの不具合を確認したところ、ベローズに亀裂が入り、そこから液漏れが生じていたことが判明した。ベローズ内部における亀裂箇所周辺には刃物で切ったような傷が無数にできており、多くの金属片が突き刺さったりしている状況も確認された。また、河川の砂利採集用機器のポンプにおいても同様の構造を持つメカニカルシールの採用が試みられたが、鋭利な角部を備える石やガラス片などでベローズが傷付けられる状況や、泥土がベローズ内に侵入してベローズが弾性を失うという問題があり、採用はできなかった。 Originally, when the mechanical seal having the bellows is applied to the sink roll shaft that is the horizontal axis, dust and dirt tend to be accumulated inside the bag-shaped bellows portion and easily collected. Then, when the malfunction of the early leak was confirmed, it became clear that the bellows cracked and the liquid leak had arisen from there. Innumerable scratches, such as those cut with a blade, were found around the cracks inside the bellows, and many metal pieces were pierced. In addition, a mechanical seal with a similar structure has been used for pumps for river gravel collection equipment, but the bellows may be damaged by stones or glass pieces with sharp corners, and mud soil is contained in the bellows. The problem was that the bellows lost its elasticity due to intrusion, and it could not be adopted.

つまり、ベローズ内部に入り込んだ金属片が蛇腹部の下部に溜り、それによる刺さりが繰り返し行われるとともに、軸振れや軸移動に追従するベローズの動きにより刺さり傷が徐々に拡大して亀裂が生じ、漏れに発展したものであると推測できる。めっき槽内に金属片が存在することが問題ではあるが、使用状況によってはそのような不都合状況も十分ありうるので、そのことに対処できるようにすることがメカニカルシールに求められる。 In other words, the metal piece that entered the bellows accumulates in the lower part of the bellows part, and the stab by it is repeatedly performed, and the stab wound is gradually expanded by the movement of the bellows following the shaft runout and the axial movement, and a crack is generated, It can be inferred that it has developed into a leak. Although there is a problem that a metal piece is present in the plating tank, there may be such a disadvantageous situation depending on the use situation. Therefore, it is required for the mechanical seal to cope with this situation.

特開２００８−１３７９９号公報JP 2008-13799 A 特開平６−８１１８０号公報JP-A-6-81180 実開平４−１０６３５２号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-106352

本発明の目的は、弾性材製ベローズを用いて静止密封輪を押圧付勢させる構造を採るメカニカルシールのさらなる構造工夫により、めっき槽内に金属片が存在するような悪使用条件下であっても、金属片の突き刺さりに起因するベローズの損傷が防止され、早期漏れの不都合が回避されて十分な耐久性を持てるようにする点にある。 The object of the present invention is under adverse use conditions in which metal pieces are present in the plating tank by further structural contrivance of the mechanical seal that adopts a structure that presses and biases the stationary sealing ring using the bellows made of an elastic material. However, it is possible to prevent the bellows from being damaged due to the piercing of the metal piece, to avoid the inconvenience of early leakage and to have sufficient durability.

請求項１に係る発明は、機械の回転軸における機外へ延ばされた延出軸部１Ａに外嵌されて一体回転する回転密封輪５と、前記回転軸１の軸心Ｐ方向移動が可能で、かつ、前記軸心Ｐに関する回転が不能に前記機械の固定部２に支持される静止密封輪６と、前記軸心Ｐ方向において前記静止密封輪６を前記回転密封輪５に押付けてシール部Ｓを形成させる弾性機構７とを備え、前記弾性機構７が、前記延出軸部１Ａを囲繞する状態で前記静止密封輪６と前記固定部２とに亘って架設される弾性材製のベローズを有して構成されているメカニカルシールにおいて、
前記ベローズ７におけるその蛇腹部７Ｃより前記固定部側となる基端部７Ａと、前記静止密封輪側となる先端部７Ｂのうちの何れか一方に液密に支持され、かつ、何れか他方の内周面ｉに前記軸心Ｐ方向で相対移動可能に摺接される筒状のアダプタ９が装備され、
前記ベローズ７の前記基端部７Ａと前記蛇腹部７Ｃとの境目の凹周溝１３に嵌り込み外装される環状板１４と、前記ベローズ７の前記先端部７Ｂと前記蛇腹部７Ｃとの境目の凹周溝１６に嵌り込み外装される環状補強板１７と、が装備されており、
前記アダプタ９における軸心Ｐ方向の一端部に径外側に突出する凸条リング部９ｂが形成され、前記凸条リング部９ｂの外周が前記何れか他方の内周面ｉに前記軸心Ｐ方向で相対移動可能に摺接する構造として、前記ベローズ７の内周面ｉと前記アダプタ９との径方向間に筒状狭小空間ｒが形成されていることを特徴とするものである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a rotary sealing ring 5 that is externally fitted to an extending shaft portion 1 </ b> A that extends to the outside of the rotating shaft of the machine and rotates integrally with the rotating shaft 1. A stationary sealing ring 6 that is supported by the fixed portion 2 of the machine so that rotation about the axis P is impossible, and the stationary sealing ring 6 is pressed against the rotary sealing ring 5 in the direction of the axis P. An elastic mechanism 7 that forms a seal portion S, and the elastic mechanism 7 is made of an elastic material that spans between the stationary sealing ring 6 and the fixed portion 2 in a state of surrounding the extending shaft portion 1A. In a mechanical seal configured with a bellows of
The bellows 7 is liquid-tightly supported by any one of the base end portion 7A on the fixed portion side from the bellows portion 7C and the tip end portion 7B on the stationary sealing ring side, and the other A cylindrical adapter 9 slidably contacted with the inner peripheral surface i so as to be relatively movable in the direction of the axis P is equipped.
An annular plate 14 that is fitted into the concave circumferential groove 13 at the boundary between the base end portion 7A of the bellows 7 and the bellows portion 7C, and the boundary between the tip portion 7B of the bellows 7 and the bellows portion 7C. And an annular reinforcing plate 17 fitted into the concave circumferential groove 16 and externally mounted,
A convex ring portion 9b that protrudes radially outward is formed at one end of the adapter 9 in the axial center P direction, and the outer periphery of the convex ring portion 9b extends to the other inner peripheral surface i in the axial center P direction. As a structure that is slidably contacted with each other, a cylindrical narrow space r is formed between the inner peripheral surface i of the bellows 7 and the adapter 9 in the radial direction .

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のメカニカルシールにおいて、前記静止密封輪６が前記先端部７Ｂに直接に内嵌支持されるとともに、前記アダプタ９が前記静止密封輪６に対する嵌合支持部９ａを有する状態で前記先端部７Ｂに支持されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the mechanical seal according to the first aspect, the stationary sealing ring 6 is directly fitted and supported by the tip portion 7B, and the adapter 9 is fitted to the stationary sealing ring 6. The support portion 9a is supported by the tip portion 7B.

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のメカニカルシールにおいて、前記先端部７Ｂに、前記静止密封輪６の前記軸心Ｐ方向で前記固定部２側となる端面６ａを溝側壁とする周溝ｍを構成するための周状切欠き７ｋが形成されるとともに、前記周溝ｍに嵌り込む外周フランジ９ａが前記アダプタ９に設けられていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the mechanical seal according to the second aspect, the end surface 6a on the fixed portion 2 side in the axial center P direction of the stationary sealing ring 6 is a groove side wall at the distal end portion 7B. A circumferential notch 7k for forming the circumferential groove m is formed, and an outer peripheral flange 9a fitted into the circumferential groove m is provided in the adapter 9.

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記アダプタ９がフッ素樹脂製であることを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is the mechanical seal according to any one of claims 1 to 3, wherein the adapter 9 is made of a fluororesin .

請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシールにおいて、前記アダプタ９がステンレス鋼製であることを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is the mechanical seal according to any one of claims 1 to 3 , wherein the adapter 9 is made of stainless steel .

請求項１の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて述べるが、シール対象流体、例えばめっき液に混入している金属片、ゴミ等の異物がベローズ内部である環状膨出部に及ばないようになるとともに、機械装置などの回転軸の振れや移動に追従して問題なくベローズが動くことができる。その結果、弾性材製ベローズを用いて静止密封輪を押圧付勢させる構造を採るメカニカルシールのさらなる構造工夫により、シール対象流体にスラッジやガラス片、金属片などが存在するような悪使用条件下であっても、金属片の突き刺さりといったシール対象流体に含まれる異物に起因するベローズの損傷が防止され、早期漏れの不都合が回避されて十分な耐久性が発揮されるように改善することができる。 According to the invention of claim 1, although described in detail in the section of the embodiment, foreign matters such as metal pieces and dust mixed in the fluid to be sealed, for example, the plating solution, reach the annular bulging portion inside the bellows. In addition, the bellows can move without problems following the movement and movement of a rotating shaft of a mechanical device or the like. As a result, due to further structural improvements of the mechanical seal that employs a structure that presses and urges the stationary sealing ring using the bellows made of elastic material, sludge, glass pieces, metal pieces, etc. exist in the fluid to be sealed under adverse use conditions Even so, damage to the bellows caused by foreign matter contained in the fluid to be sealed, such as the piercing of a metal piece, can be prevented, and the inconvenience of early leakage can be avoided and sufficient durability can be exhibited. .

請求項１の発明によれば、もし異物がベローズ内周面とアダプタとの摺接部を越えて侵入することがあったとしても、それら異物をベローズ内周面とアダプタとの径方向間に形成される筒状狭小空間に溜め、環状膨出部にまでは及ばないようにすることが可能になる。その結果、前記の効果がより一層強化される利点がある。 According to the first aspect of the present invention, even if foreign matter enters the sliding contact portion between the inner peripheral surface of the bellows and the adapter, the foreign matter is inserted between the inner peripheral surface of the bellows and the adapter in the radial direction. It is possible to store in the formed cylindrical narrow space so as not to reach the annular bulging portion. As a result, there is an advantage that the above effect is further enhanced.

請求項２の発明によれば、アダプタがベローズの先端部だけでなく、それよりも硬い構成要素である静止密封輪にも嵌合支持される構造となり、よりしっかりと精度良くアダプタを支持でき、請求項１の発明による前記効果が強化される利点がある。 According to the invention of claim 2, the adapter becomes a structure that is supported not only by the tip of the bellows but also by a stationary sealing ring that is a harder component, and can support the adapter more firmly and accurately. There exists an advantage by which the said effect by invention of Claim 1 is strengthened.

請求項３の発明によれば、ベローズにおける静止密封輪を嵌合支持させる構成の有効利用により、構造簡単にしながらアダプタを軸心方向に動かないように確実にベローズの静止密封輪側端部にホールドさせることができ、前記いずれかの効果をより安定的に発揮させることができる利点がある。 According to the invention of claim 3, by utilizing the structure for fitting and supporting the stationary sealing ring in the bellows, the adapter is securely attached to the stationary sealing ring side end portion of the bellows so as not to move in the axial direction while simplifying the structure. There is an advantage that any one of the above effects can be exhibited more stably.

請求項４の発明によれば、アダプタをフッ素樹脂製とすれば、耐温度性や耐薬品性に優れており、めっき液などのシール対象流体に浸されての使用条件下においても十分な耐久性が発揮されるメカニカルシールを提供することができる。また、請求項５のように、アダプタを耐食性などに優れるステンレス鋼製とすることも好ましい。 According to the invention of claim 4 , if the adapter is made of a fluororesin, it has excellent temperature resistance and chemical resistance, and is sufficiently durable even under use conditions immersed in a fluid to be sealed such as a plating solution. It is possible to provide a mechanical seal that exhibits its properties. Furthermore, as according to claim 5, it is also preferable that the stainless steel is excellent adapter like corrosion resistance.

本願発明に係るメカニカルシールを示す全体図Overall view showing a mechanical seal according to the present invention 図１のメカニカルシールの要部を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the principal part of the mechanical seal of FIG.

以下に、本発明によるメカニカルシールの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a mechanical seal according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔実施例１〕
実施例１に係るメカニカルシールＭは、図１，２に示すように、回転密封輪５、静止密封輪６、ベローズ７等を有し、めっき槽（機械の一例）Ｔの側壁（固定部の一例）２の外側にボルト止めによって液密に取り付けられた装着壁３と、回転軸（シンクロール軸）１とに跨るように構成されている。回転軸１の側壁２から外部に延ばされた延出軸部１Ａに、合成樹脂（例：クロロスルホン化ポリエチレン）製のリテーナ４が締付バンド１１を用いて外嵌係止され、そのリテーナ４の側壁側端に回転密封輪５が内嵌支持されている。 [Example 1]
As shown in FIGS. 1 and 2, the mechanical seal M according to the first embodiment includes a rotating sealing ring 5, a stationary sealing ring 6, a bellows 7, and the like, and a side wall (an example of a fixed portion) of a plating tank (an example of a machine) T. Example) It is configured to straddle a mounting wall 3 that is liquid-tightly attached to the outside of 2 by bolting and a rotating shaft (sink roll shaft) 1. A retainer 4 made of a synthetic resin (for example, chlorosulfonated polyethylene) is externally fitted and locked to the extending shaft portion 1A extending from the side wall 2 of the rotating shaft 1 to the outside using a fastening band 11, and the retainer. A rotary sealing ring 5 is fitted and supported at the end of the side wall 4.

軸心Ｐを有する回転軸１の延出軸部１Ａに嵌装される状態の回転密封輪５は、例としてＳｉｃ製で延出軸部１Ａと一体回転する。１２は、回転密封輪５をリテーナ４に固定させるための締付バンドであり、８はリテーナ４を補強するための金属製バックアップリング板である。静止密封輪６の材質の例としてはセラミックが挙げられる。また、２１はリテーナ４の延出軸部１Ａへの係止状態を補強するストッパーリングであり、ｅはシール対象流体の一例としてのめっき液である。 The rotary sealing ring 5 fitted in the extending shaft portion 1A of the rotating shaft 1 having the axis P is made of Sic as an example and rotates integrally with the extending shaft portion 1A. Reference numeral 12 denotes a tightening band for fixing the rotary sealing ring 5 to the retainer 4, and reference numeral 8 denotes a metal backup ring plate for reinforcing the retainer 4. An example of the material of the stationary sealing ring 6 is ceramic. Reference numeral 21 denotes a stopper ring that reinforces the state in which the retainer 4 is locked to the extending shaft portion 1A, and e is a plating solution as an example of a fluid to be sealed.

ベローズ７は、装着壁３に係止固定される固定部側の端部である基端部７Ａ、静止密封輪６を内嵌保持する静止密封輪側となる先端部７Ｂ、及びそれら基端部７Ａと先端部７Ｂとを繋ぐ一段の蛇腹部７Ｃとを有して構成される弾性材（例：クロロスルホン化ポリエチレン）製の蛇腹筒である。ベローズ７の他の材料としては、ＮＢＲ、フッ素ゴム、ＥＰＤＭなどのゴム材が可能である。このベローズ７は、静止密封輪６を軸心Ｐ方向で回転密封輪５に押圧付勢して接触型のシール部Ｓを形成させる弾性機構を兼ねている。蛇腹部７Ｃの内側は、ベローズ７の内部空間（ベローズ７と延出軸部１Ａとの間の空間部）における蛇腹形状に伴う径外側に膨出する環状膨出部７Ｖとなっている。 The bellows 7 includes a base end portion 7A that is an end portion on the fixed portion that is locked and fixed to the mounting wall 3, a distal end portion 7B that is a stationary sealing ring side that holds and holds the stationary sealing ring 6, and these base end portions. It is a bellows tube made of an elastic material (example: chlorosulfonated polyethylene) having a single bellows portion 7C connecting 7A and the tip portion 7B. Other materials for the bellows 7 can be rubber materials such as NBR, fluororubber, and EPDM. The bellows 7 also serves as an elastic mechanism that presses and urges the stationary sealing ring 6 against the rotary sealing ring 5 in the direction of the axis P to form a contact-type seal portion S. The inside of the bellows portion 7C is an annular bulge portion 7V that bulges outward in the diameter associated with the bellows shape in the internal space of the bellows 7 (the space portion between the bellows 7 and the extending shaft portion 1A).

装着壁３における回転軸１の挿通孔３ａの径外側には、軸心Ｐ方向で先拡がり状の側周溝１０が形成されており、ベローズ７の先窄まり状断面を持つ基端部７Ａが側周溝１０に側方から差し込まれている。そして、ベローズ７の基端部７Ａと蛇腹部７Ｃとの境目の凹周溝１３に嵌り込み外装される例えばステンレス鋼板製の環状板１４を、軸心Pに関する周上に配置されて装着壁３に螺装される複数のボルト・ナット２５で装着壁３側に押付けることにより、基端部７Ａの先端部を側周溝１０に押付けてこれら両者７Ａ，３を液密に接合させてある。なお、本実施例においては、装着壁３は側壁２の一部（つまりは固定部）であるとみなして良い。 A side circumferential groove 10 that is widened in the direction of the axis P is formed outside the diameter of the insertion hole 3 a of the rotating shaft 1 in the mounting wall 3, and a base end portion 7 </ b> A having a tapered cross section of the bellows 7. Is inserted into the side circumferential groove 10 from the side. Then, an annular plate 14 made of, for example, a stainless steel plate, which is fitted and fitted in the concave circumferential groove 13 at the boundary between the base end portion 7A of the bellows 7 and the bellows portion 7C, is arranged on the circumference with respect to the axis P and is attached to the mounting wall 3. A plurality of bolts and nuts 25 that are screwed to the mounting wall 3 are pressed against the mounting wall 3 to press the distal end portion of the base end portion 7A against the side circumferential groove 10 so that both of them are liquid-tightly joined. . In the present embodiment, the mounting wall 3 may be regarded as a part of the side wall 2 (that is, a fixed portion).

先端部７Ｂの内周面には静止密封輪６が内嵌装着（直接に内嵌支持）されており、外周面には締付バンド１５が装備されている。先端部７Ｂと蛇腹部７Ｃとの境目には、環状補強板１７が嵌り込み外装される凹周溝１６が形成されている。例えばステンレス鋼板製の環状補強板１７の外周側に螺着される複数のボルト１８にはコイルスプリング１９が嵌装されており、環状補強板１７と環状板１４とを互いに軸心Ｐ方向で離反する方向に弾性付勢する外装弾性機構２０を構成している。 A stationary sealing ring 6 is fitted on the inner peripheral surface of the distal end portion 7B (directly fitted and supported), and a fastening band 15 is mounted on the outer peripheral surface. At the boundary between the distal end portion 7B and the bellows portion 7C, a concave circumferential groove 16 is formed in which the annular reinforcing plate 17 is fitted and packaged. For example, coil springs 19 are fitted to a plurality of bolts 18 screwed to the outer peripheral side of an annular reinforcing plate 17 made of stainless steel plate, and the annular reinforcing plate 17 and the annular plate 14 are separated from each other in the axis P direction. The exterior elastic mechanism 20 is configured to be elastically biased in the direction in which it moves.

この外装弾性機構２０は、ベローズ７によって静止密封輪６を回転密封輪５に押圧付勢する機能、即ちシール部Ｓを生じさせる機能を強化している。例えば、静止密封輪６をより強く押す補強用として、また、ベローズ７が劣化しても十分な弾性付勢力、即ちシール部Ｓの機能を維持させて必要十分なシール性能を発揮させる補助用として設定することができる。環状板１４および環状補強板１７のその他の材料としては、機内液（めっき液）が漏れたときのことを考慮すれば、ステンレス鋼板と同等以上の耐食性を有するものが望ましく、また両板１４，１７は互いに同一材料であるのが妥当である。 The exterior elastic mechanism 20 reinforces the function of pressing and urging the stationary sealing ring 6 against the rotating sealing ring 5 by the bellows 7, that is, the function of generating the seal portion S. For example, as a reinforcement for pushing the stationary sealing ring 6 more strongly, and as an auxiliary for maintaining a sufficient elastic urging force even if the bellows 7 deteriorates, that is, maintaining the function of the seal portion S and exhibiting a necessary and sufficient sealing performance. Can be set. Other materials for the annular plate 14 and the annular reinforcing plate 17 are preferably those having corrosion resistance equal to or higher than that of the stainless steel plate in consideration of leakage of the in-machine liquid (plating solution). It is reasonable that 17 are the same material.

外装弾性機構２０を持たない構造では、ベローズ７は、静止密封輪６と装着壁３との間からめっき液ｅを外部に漏らさない液漏れ防止機能と、静止密封輪６を回転密封輪５に押付ける押圧付勢機能との二つの役割を持つことが要求される。これに対して、外装弾性機構２０を持つ構造では、ベローズ７は前記液漏れ防止機能を、そして外装弾性機構２０は前記押圧付勢機能を、という具合に機能分担させることが可能である。従って、ベローズ７の劣化を遅らせて耐久性を高められるとか、劣化したとしても前記押圧付勢機能は維持されてシール部Ｓの良好なシール性を発揮し続けさせることができる、という効果が得られる。なお、コイルスプリング１９の材料としてシリコンマンガン鋼、クロムバナジウム鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼であるが、その他でも良い。 In the structure without the exterior elastic mechanism 20, the bellows 7 has a function of preventing leakage of the plating solution e from between the stationary sealing ring 6 and the mounting wall 3, and the stationary sealing ring 6 as a rotary sealing ring 5. It is required to have two roles of a pressing bias function. On the other hand, in the structure having the exterior elastic mechanism 20, the bellows 7 can share the function of preventing liquid leakage, and the exterior elastic mechanism 20 can share the function of pressing and urging. Therefore, it is possible to delay the deterioration of the bellows 7 and increase the durability, or even when the bellows 7 are deteriorated, the pressure urging function is maintained and the seal part S can continue to exhibit a good sealing performance. It is done. The material of the coil spring 19 is silicon manganese steel, chrome vanadium steel, chrome molybdenum steel, or stainless steel, but may be other.

そして、図１，図２に示すように、環状膨出部７Ｖに対して径内側から蓋をすべく、ベローズ７における蛇腹部7Ｃの静止密封輪側となる先端部（「基端部と先端部のうちの何れか一方」の一例）７Ｂに液密に支持され、かつ、ベローズ７における蛇腹部7Ｃの固定部側となる基端部（「基端部と先端部のうちの何れか他方」の一例）７Ａの内周面２２（ｉ）に軸心Ｐ方向で相対移動可能に摺接される筒状のアダプタ９が装備されている。アダプタ９は、例えばグラスファイバー入りのＰＴＦＥ（フッ素樹脂）またはステンレス鋼で作成され、静止密封輪６に内嵌される嵌合支持部９ｃと、後述する周溝ｍに嵌合支持される外周フランジ９ａと、凸条リング部９ｂと、本体筒部９ｄとを有して延出軸部１Ａに遊外嵌状態で装備されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the bellows portion 7C on the bellows portion 7C on the stationary sealing ring side is closed to cover the annular bulge portion 7V from the inner diameter side ("base end portion and tip end"). An example of any one of the portions) The base end portion that is liquid-tightly supported by 7B and is the fixing portion side of the bellows portion 7C in the bellows 7 (the other one of the base end portion and the tip end portion) The cylindrical adapter 9 is slidably contacted with the inner peripheral surface 22 (i) of 7A so as to be relatively movable in the direction of the axis P. The adapter 9 is made of, for example, PTFE (fluororesin) containing glass fiber or stainless steel, and a fitting support portion 9c fitted in the stationary sealing ring 6 and an outer peripheral flange fitted and supported in a circumferential groove m described later. It has 9a, a convex ring part 9b, and a main body cylinder part 9d, and is equipped with the extended shaft part 1A in a loosely fitted state.

先端部７Ｂに、静止密封輪６の軸心Ｐ方向で側壁２側となる端面６ａを溝側壁とする周溝ｍを構成するための周状の切欠き７ｋが形成されており、その周溝ｍに外周フランジ９ａが嵌り込んでいる。そして、アダプタ９における側壁２側端部（「軸心Ｐ方向の一端部」の一例）に径外側に突出する凸条リング部９ｂが形成され、凸条リング部９ｂの外周が基端部７Ａの内周面２２（内周面ｉ）に軸心Ｐ方向で相対移動可能に摺接する構造として、先端部７Ｂの内周面２３（ベローズ７の内周面ｉ）とアダプタ９との径方向間に奥止り状の筒状狭小空間ｒが形成されている。 A circumferential notch 7k for forming a circumferential groove m having an end surface 6a on the side wall 2 side in the axial center P direction of the stationary sealing ring 6 as a groove side wall is formed at the distal end portion 7B. The outer peripheral flange 9a is fitted in m. And the convex ring part 9b which protrudes on a diameter outer side is formed in the side wall 2 side edge part (an example of "one end part of an axial center P direction") in the adapter 9, and the outer periphery of the convex ring part 9b is base end part 7A. The radial direction between the inner peripheral surface 23 of the tip 7B (the inner peripheral surface i of the bellows 7) and the adapter 9 is configured to be slidably contacted with the inner peripheral surface 22 (inner peripheral surface i) in the axial center P direction. A cylindrical narrow space r having a back end is formed between them.

つまり、本発明においては、ベローズ７の内部空間における蛇腹形状に伴う径外側に膨出する環状膨出部７Ｖに対して径内側から蓋をすべく、前記ベローズ７における前記固定部側となる基端部７Ａと前記静止密封輪側となる先端部７Ｂのうちの何れか一方に液密に支持され、かつ、何れか他方の内周面ｉに前記軸心Ｐ方向で相対移動可能に摺接される筒状のアダプタ９が装備されているのである。 In other words, in the present invention, the base on the fixed portion side of the bellows 7 is to cover the annular bulging portion 7V bulging outward from the diameter associated with the bellows shape in the inner space of the bellows 7 from the inside of the diameter. Liquid-tightly supported by either one of the end 7A and the tip 7B on the stationary sealing ring side, and slidably contacted with the other inner peripheral surface i in the direction of the axis P. A cylindrical adapter 9 is provided.

このような構成により、ベローズ７の先端部７Ｂに液密支持されるアダプタ９の凸条リング部９ｂと、基端部７Ａの内周面２２との摺接によって接触型シール部２４が形成されている。従って、めっき槽Ｔ内のめっき液ｅがベローズ７部位に及んでいても、めっき液ｅに混入している金属片、ゴミ、泥土、砂利等の異物は接触型シール部２４でシールされ、蛇腹部７Ｃの内部空間である環状膨出部７Ｖにまでは及ばないようになる。しかも、接触型シール部２４であるから、アダプタ９を設けても、回転軸１の振れや移動に追従して問題なくベローズ７が動くことができる。また、アダプタ９をフッ素樹脂製とすれば、耐温度性や耐薬品性に優れており、めっき液に浸されての使用条件下においても十分な耐久性が発揮される。 With such a configuration, the contact-type seal portion 24 is formed by sliding contact between the protruding ring portion 9b of the adapter 9 that is liquid-tightly supported by the distal end portion 7B of the bellows 7 and the inner peripheral surface 22 of the proximal end portion 7A. ing. Therefore, even if the plating solution e in the plating tank T reaches the bellows 7 site, foreign matters such as metal pieces, dust, mud, and gravel mixed in the plating solution e are sealed by the contact-type seal portion 24, and the bellows It does not reach the annular bulging portion 7V that is the internal space of the portion 7C. And since it is the contact-type seal | sticker part 24, even if it provides the adapter 9, the bellows 7 can move without a problem following the shake | fluctuation and movement of the rotating shaft 1. FIG. Further, if the adapter 9 is made of a fluororesin, it is excellent in temperature resistance and chemical resistance, and sufficient durability is exhibited even under use conditions immersed in a plating solution.

また、図２に示すように、ベローズ７の内周面ｉとアダプタ９との径方向間に筒状狭小空間ｒが形成されているから、もし異物が接触型シール部２４を越えて侵入することがあったとしても、それらを筒状狭小空間ｒに溜めて、環状膨出部７Ｖにまでは及ばないようにすることが可能になる。その結果、金属片が環状膨出部７Ｖの下部に溜まってベローズ７を内部から突き刺し、亀裂や割れ、或いはそれらによって早期に漏れが生じるという不都合が回避され、所期通りの十分な耐久性のあるメカニカルシールＭが実現できる。 Further, as shown in FIG. 2, since a cylindrical narrow space r is formed between the inner peripheral surface i of the bellows 7 and the adapter 9 in the radial direction, if foreign matter enters beyond the contact type seal portion 24. Even if there are cases, they can be stored in the cylindrical narrow space r so as not to reach the annular bulging portion 7V. As a result, the inconvenience that the metal piece accumulates in the lower part of the annular bulging portion 7V and pierces the bellows 7 from the inside, and cracks, cracks or early leakage due to them is avoided, and sufficient durability as expected. A certain mechanical seal M can be realized.

ベローズ７における静止密封輪６を内嵌支持する内周面、リテーナ４における回転密封輪５を内嵌支持する大内周面及び回転軸１に外嵌される小内周面の三箇所には、それぞれ複数で、かつ、軸心P方向で均等間隔毎に複数の周溝７ａ，４ａ，４ｂが形成されている。これら周溝７ａ、大周溝４ａ、小周溝４ｂの存在、並びに、それら隣合う周溝７ａ，４ａ，４ｂどうしに軸心Ｐ方向の適宜な間隙を設けて接触面積をある程度確保することとにより、嵌合相手物との接触面圧を無理なく高めることができ、単純な嵌合構造に比べて保持力を高めることが可能となる効果がある。なお、この周溝７ａ，４ａ，４ｂによる効果（接面圧増によるシール性の向上）は、ストッパーリング２１にも適用されている。 There are three locations: an inner peripheral surface that internally fits and supports the stationary sealing ring 6 in the bellows 7, a large inner circumferential surface that internally supports and supports the rotary sealing ring 5 in the retainer 4, and a small inner peripheral surface that is externally fitted to the rotary shaft 1. A plurality of circumferential grooves 7a, 4a, 4b are formed at equal intervals in the axis P direction. Existence of these circumferential grooves 7a, large circumferential grooves 4a, small circumferential grooves 4b, and providing appropriate gaps in the direction of the axis P between the neighboring circumferential grooves 7a, 4a, 4b to ensure a certain contact area. Thus, the contact surface pressure with the mating counterpart can be increased without difficulty, and the holding force can be increased as compared with a simple fitting structure. The effect of the circumferential grooves 7a, 4a, 4b (improving the sealing performance by increasing the contact pressure) is also applied to the stopper ring 21.

〔別実施例〕
アダプタ９は、図１，２に示される状態とは軸心Ｐ方向で逆向きとされる等により、基端部７Ａに支持され、かつ、凸条リング部９ｂの外周が先端部７Ｂの内周面２３に摺接される構造としても良い。蛇腹部７ｃは、環状膨出部７Ｖが複数存在する２以上折り返される構造のものでも良い。本発明は、補助弾性機構２０を持たない構造のメカニカルシールＭにも適用可能である。 [Another Example]
The adapter 9 is supported by the base end portion 7A by, for example, being reversed in the direction of the axis P from the state shown in FIGS. 1 and 2, and the outer periphery of the ridge ring portion 9b is within the tip end portion 7B. It is good also as a structure slidably contacted with the surrounding surface 23. FIG. The bellows portion 7c may have a structure in which two or more annular bulge portions 7V are folded back. The present invention can also be applied to a mechanical seal M having a structure without the auxiliary elastic mechanism 20.

１回転軸
１Ａ延出軸部
２固定部
５回転密封輪
６静止密封輪
６ａ端面
７弾性機構、ベローズ
７Ａ基端部
７Ｂ先端部
７Ｃ蛇腹部
７ｋ周状切欠き
９アダプタ
９ａ外周フランジ
９ｂ凸条リング部
９ｃ嵌合支持部
１３凹周溝
１４環状板
１６凹周溝
１７環状補強板
Ｐ軸心
Ｓシール部
ｉ内周面
ｍ周溝
ｒ筒状狭小空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 1A Extending shaft part 2 Fixed part 5 Rotating sealing ring 6 Static sealing ring 6a End surface 7 Elastic mechanism, bellows 7A Base end part 7B Tip part 7C Bellows part 7k Circumferential notch 9 Adapter 9a Outer flange 9b Convex ring Part 9c fitting support part
13 Concave groove
14 Annular plate
16 Concave groove
17 annular reinforcing plate P shaft center S seal part i inner peripheral surface m peripheral groove r cylindrical narrow space

Claims

機械の回転軸における機外へ延ばされた延出軸部に外嵌されて一体回転する回転密封輪と、前記回転軸の軸心方向移動が可能で、かつ、前記軸心に関する回転が不能に前記機械の固定部に支持される静止密封輪と、前記軸心方向において前記静止密封輪を前記回転密封輪に押付けてシール部を形成させる弾性機構とを備え、前記弾性機構が、前記延出軸部を囲繞する状態で前記静止密封輪と前記固定部とに亘って架設される弾性材製のベローズを有して構成されているメカニカルシールであって、
前記ベローズにおけるその蛇腹部より前記固定部側となる基端部と、前記静止密封輪側となる先端部のうちの何れか一方に液密に支持され、かつ、何れか他方の内周面に前記軸心方向で相対移動可能に摺接される筒状のアダプタが装備され、
前記ベローズの前記基端部と前記蛇腹部との境目の凹周溝に嵌り込み外装される環状板と、前記ベローズの前記先端部と前記蛇腹部との境目の凹周溝に嵌り込み外装される環状補強板と、が装備されており、
前記アダプタにおける軸心方向の一端部に径外側に突出する凸条リング部が形成され、前記凸条リング部の外周が前記何れか他方の内周面に前記軸心方向で相対移動可能に摺接する構造として、前記ベローズの内周面と前記アダプタとの径方向間に筒状狭小空間が形成されているメカニカルシール。 A rotary sealing ring that is externally fitted to an extending shaft portion of the rotating shaft of the machine that is extended to the outside of the machine and rotates together with the rotating shaft. The rotating shaft can be moved in the axial direction, and the rotation about the shaft cannot be performed. A stationary sealing ring supported by a fixed part of the machine, and an elastic mechanism for pressing the stationary sealing ring against the rotary sealing ring in the axial direction to form a sealing part, and the elastic mechanism includes the extension A mechanical seal configured to have a bellows made of an elastic material spanning the stationary sealing ring and the fixed portion in a state surrounding the output shaft portion,
The bellows portion of the bellows is supported in a liquid-tight manner on either the base end portion on the fixed portion side from the bellows portion or the tip end portion on the stationary sealing ring side, and on the other inner peripheral surface Equipped with a cylindrical adapter that is slidably contacted in the axial direction,
An annular plate that fits and is fitted in a concave groove at the boundary between the base end portion and the bellows portion of the bellows, and is fitted and packaged in a concave groove at the boundary between the tip portion and the bellows portion of the bellows. And an annular reinforcing plate,
A ridge ring portion projecting radially outward is formed at one end portion in the axial direction of the adapter, and the outer periphery of the ridge ring portion is slidably movable on the other inner peripheral surface in the axial direction. A mechanical seal in which a cylindrical narrow space is formed between the inner peripheral surface of the bellows and the adapter as a contacting structure .

前記静止密封輪が前記先端部に直接に内嵌支持されるとともに、前記アダプタが前記静止密封輪に対する嵌合支持部を有する状態で前記先端部に支持されている請求項１に記載のメカニカルシール。 2. The mechanical seal according to claim 1, wherein the stationary sealing ring is directly fitted and supported by the distal end portion, and the adapter is supported by the distal end portion with a fitting support portion for the stationary sealing ring. .

前記先端部に、前記静止密封輪の前記軸心方向で前記固定部側となる端面を溝側壁とする周溝を構成するための周状切欠きが形成されるとともに、前記周溝に嵌り込む外周フランジが前記アダプタに設けられている請求項２に記載のメカニカルシール。 A circumferential notch for forming a circumferential groove having an end surface on the fixed portion side in the axial direction of the stationary sealing ring as a groove side wall is formed at the distal end portion, and is fitted into the circumferential groove. The mechanical seal according to claim 2, wherein an outer peripheral flange is provided on the adapter.

前記アダプタがフッ素樹脂製である請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。 The mechanical seal according to any one of claims 1 to 3, wherein the adapter is made of a fluororesin .

前記アダプタがステンレス鋼製である請求項１〜３の何れか一項に記載のメカニカルシール。 The mechanical seal according to any one of claims 1 to 3 , wherein the adapter is made of stainless steel .