JP6900305B2 - Shaft sealing device - Google Patents
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Description
本発明は、液体を扱うポンプ、攪拌機、ブロワやタービン等の回転機器に使用される軸封装置に関するものである。 The present invention relates to a shaft sealing device used in rotating equipment such as pumps, stirrers, blowers and turbines that handle liquids.
従来のこの種の軸封装置として、例えば、特許文献1に開示されるように、二つのメカニカルシールを軸方向に縦列配置して、液体領域(液化ガス領域)である機内領域と大気領域である機外領域とを両メカニカルシール間に形成されたバッファ領域を介してシールするように構成されたタンデムダブルシール(以下「従来軸封装置」という)が周知である。 As a conventional shaft sealing device of this type, for example, as disclosed in Patent Document 1, two mechanical seals are arranged in tandem in the axial direction in an in-flight region and an atmospheric region, which are liquid regions (liquefied gas regions). A tandem double seal (hereinafter referred to as "conventional shaft sealing device") configured to seal a certain external region via a buffer region formed between both mechanical seals is well known.
従来軸封装置にあって、各メカニカルシールは、回転軸に固定された軸側密封環とシールケースにOリングを介して軸方向移動可能に保持され且つ軸側密封環へと押圧附勢されたケース側密封環とが接触状態で相対回転することによりシール機能を発揮するように構成された接触シールであり、バッファ領域にバッファ液を供給することにより、各メカニカルシールにおける両密封環の接触部分を液体により潤滑すると共に、機内領域側メカニカルシールから機内領域の液体が大気領域に漏れるのを阻止するように工夫している。 In the conventional shaft sealing device, each mechanical seal is held by the shaft-side sealing ring fixed to the rotating shaft and the seal case via an O-ring so as to be movable in the axial direction, and is pressed and lubricated to the shaft-side sealing ring. It is a contact seal configured to exert a sealing function by relative rotation with the case side sealing ring in a contact state, and by supplying a buffer liquid to the buffer area, contact between both sealing rings in each mechanical seal. In addition to lubricating the parts with liquid, we have devised ways to prevent the liquid in the cabin area from leaking into the atmosphere area from the mechanical seal on the cabin area side.
しかし、従来軸封装置では、機内領域の液体に固形微粒子等の異物が混入していると、機内側メカニカルシールにおいて、両密封環の接触部分やケース側密封環とOリングとの接触部分に固形微粒子等の異物が侵入して、メカニカルシール機能が低下、喪失する虞れがある。 However, in the conventional shaft sealing device, when foreign matter such as solid fine particles is mixed in the liquid in the machine interior region, in the mechanical seal inside the machine, the contact portion between both sealing rings and the contact portion between the case side sealing ring and the O-ring Foreign matter such as solid fine particles may invade and the mechanical sealing function may be deteriorated or lost.
本発明は、このような問題を生じることなく、機内領域の液体をこれが固形微粒子等の異物を含むものである場合にも良好にシールすることができ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 sealing device capable of satisfactorily sealing a liquid in an in-machine region even when it contains foreign substances such as solid fine particles without causing such a problem. is there.
この課題を解決した本発明は、上記の目的を達成すべく、第1に、液体領域である機内領域と大気領域である機外領域との間を、シールケースに設けたケース側密封環と回転軸に設けた軸側密封環とを具備する機内領域側の第1メカニカルシール及び機外領域側の第2メカニカルシールによりシールするように構成されており、両メカニカルシール間に形成されたバッファ領域に機内領域と同圧又はこれより高圧のバッファガスを供給し、第1メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間にバッファ領域より高圧のシールガスを供給することにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる静圧形の非接触シールに構成すると共に、第2メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間に前記バッファガスによる動圧を発生させることにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる動圧形の非接触シールに構成してあることを特徴とする軸封装置(以下「第1軸封装置」という)を提案するものであり、第2に、液体領域である機内領域と大気領域である機外領域との間を、シールケースに設けたケース側密封環と回転軸に設けた軸側密封環とを具備する機内領域側の第1メカニカルシール、機外領域側の第3メカニカルシール及び当該両メカニカルシール間に設けた第2メカニカルシールによりシールするように構成されており、第1及び第2メカニカルシール間に形成されたバッファ領域に機内領域と同圧又はこれより高圧のバッファガスを供給すると共に、第2及び第3メカニカルシール間に形成された二次シール領域にバッファガス領域より高圧の二次シールガスを供給し、第1メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間にバッファ領域より高圧のシールガスを供給することにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる静圧形の非接触シールに構成すると共に、第2及び第3メカニカルシールを、夫々、両密封環の対向端面である密封端面間に前記二次シールガスによる動圧を発生させることにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる動圧形の非接触シールに構成してあることを特徴とする軸封装置(以下「第2軸封装置」という)を提案するものである。 In order to achieve the above object, the present invention that solves this problem firstly provides a case-side sealing ring provided in a seal case between the in-flight region, which is a liquid region, and the outside region, which is an atmospheric region. A buffer formed between the two mechanical seals, which is configured to be sealed by a first mechanical seal on the inner region side and a second mechanical seal on the outer region side provided with a shaft-side sealing ring provided on the rotating shaft. A buffer gas having the same pressure as or higher than that of the in-flight region is supplied to the region, and the first mechanical seal is sealed by supplying a seal gas having a higher pressure than the buffer region between the sealing end faces which are the opposite end faces of both sealing rings. By constructing a static pressure type non-contact seal in which the end faces are relatively rotated in a non-contact state, and by generating a dynamic pressure by the buffer gas between the sealed end faces which are opposite end faces of both sealing rings, the second mechanical seal is formed. The present invention proposes a shaft sealing device (hereinafter referred to as "first shaft sealing device") characterized in that the sealed end face is configured as a dynamic pressure type non-contact seal that rotates relative to each other in a non-contact state. Second, there is a second in-flight region side that includes a case-side sealing ring provided on the seal case and a shaft-side sealing ring provided on the rotating shaft between the in-flight region that is the liquid region and the outside region that is the atmospheric region. It is configured to be sealed by one mechanical seal, a third mechanical seal on the outer region side, and a second mechanical seal provided between the two mechanical seals, and a buffer area formed between the first and second mechanical seals. A buffer gas having the same pressure as or higher than the in-flight region is supplied to the secondary seal region formed between the second and third mechanical seals, and a secondary seal gas having a higher pressure than the buffer gas region is supplied to the secondary seal region. 1 The mechanical seal is configured as a static pressure type non-contact seal in which the sealed end faces are relatively rotated in a non-contact state by supplying a sealing gas having a high pressure from the buffer region between the sealed end faces which are the facing end faces of both sealing rings. At the same time, the second and third mechanical seals are moved to rotate the sealed end faces relative to each other in a non-contact state by generating a dynamic pressure due to the secondary sealing gas between the sealing end faces which are the facing end faces of both sealing rings. It proposes a shaft sealing device (hereinafter referred to as "second shaft sealing device") characterized by being configured as a pressure type non-contact seal.
本発明の第1軸封装置及び第2軸封装置にあっては、第1メカニカルシールが、その密封端面間からシールガスを機内領域に噴出させることにより、密封端面間を非接触に保持した状態で機内領域をシールする静圧形の非接触シールに構成されているから、機内領域の液体が固形微粒子等の異物を含む場合にも、当該異物が密封端面間に侵入する等、メカニカルシール機能を低下、喪失させるような事態が発生せず、良好且つ安定したメカニカルシール機能が発揮される。また、本発明の第1軸封装置及び第2軸封装置によれば、第1メカニカルシールと第2メカニカルシールとでシールされたバッファ領域が機内領域と同圧又はこれより高圧とされていることから、機内領域の液体が気化ガスを発生し易い液体アンモニア等の低沸点液である場合にも、当該気化ガスが第1メカニカルシールの密封端面間からバッファ領域に侵入することがなく、機内領域を確実にシールすることができる。さらに、本発明の第2軸封装置によれば、バッファ領域と機外領域との間に第2メカニカルシールと第3メカニカルシールとでシールされた二次シール領域を形成して、当該二次シール領域をバッファ領域より高圧としたから、機内領域の液体が低沸点液や高圧液体である場合にも機内領域をより確実にシールすることができる。 In the first shaft sealing device and the second shaft sealing device of the present invention, the first mechanical seal keeps the sealed end faces in a non-contact manner by ejecting the seal gas from between the sealed end faces into the in-machine region. Since it is configured as a static pressure type non-contact seal that seals the inside area in the state, even if the liquid in the inside area contains foreign matter such as solid fine particles, the foreign matter enters between the sealed end faces and is a mechanical seal. A good and stable mechanical sealing function is exhibited without causing a situation in which the function is deteriorated or lost. Further, according to the first shaft sealing device and the second shaft sealing device of the present invention, the buffer area sealed by the first mechanical seal and the second mechanical seal has the same pressure as or higher than the in-machine area. Therefore, even when the liquid in the cabin region is a low boiling point liquid such as liquid ammonia that easily generates vaporized gas, the vaporized gas does not enter the buffer region from between the sealed end faces of the first mechanical seal, and the cabin The area can be reliably sealed. Further, according to the second shaft sealing device of the present invention, a secondary seal region sealed by the second mechanical seal and the third mechanical seal is formed between the buffer region and the external region, and the secondary seal region is formed. Since the sealing region has a higher pressure than the buffer region, the cabin region can be more reliably sealed even when the liquid in the cabin region is a low boiling point liquid or a high pressure liquid.
また、本発明の第1軸封装置及び第2軸封装置にあっては、バッファ領域及び二次シール領域がガス領域であるから、バッファ領域をシールする第2メカニカルシール及び二次シール領域をシールする第3メカニカルシールとして密封端面が接触しない動圧形の非接触シールを使用することができる。すなわち、第1メカニカルシールを含むすべてのメカニカルシールを密封端面が非接触状態で相対回転する非接触シールに構成しておくことができるから、密封端面が接触状態で相対回転する接触シールを使用する従来軸封装置に比して、回転軸に作用するトルクが小さくなり、また従来軸封装置のように密封端面を冷却するためのフラッシング手段等を必要としない。したがって、第1軸封装置及び第2軸封装置によれば、従来軸封装置に比して、回転軸の動力費を含むランニングコストやイニシャルコストを大幅に削減することができる。 Further, in the first shaft sealing device and the second shaft sealing device of the present invention, since the buffer region and the secondary sealing region are gas regions, the second mechanical sealing and the secondary sealing region for sealing the buffer region are used. As the third mechanical seal to be sealed, a dynamic pressure type non-contact seal in which the sealed end faces do not come into contact can be used. That is, since all the mechanical seals including the first mechanical seal can be configured as non-contact seals in which the sealed end faces rotate relative to each other in a non-contact state, a contact seal in which the sealed end faces rotate relative to each other is used. The torque acting on the rotating shaft is smaller than that of the conventional shaft sealing device, and unlike the conventional shaft sealing device, a flushing means for cooling the sealed end face is not required. Therefore, according to the first shaft sealing device and the second shaft sealing device, the running cost including the power cost of the rotating shaft and the initial cost can be significantly reduced as compared with the conventional shaft sealing device.
まず、本発明の第1軸封装置について図1〜図3を参照して具体的に説明する。図1は第1軸封装置の一例を示す断面図であり、図2は図1の要部を拡大して示す断面図であり、図3は図2と異なる図1の要部を拡大して示す断面図である。 First, the first shaft sealing device of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a first shaft sealing device, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. It is sectional drawing which shows.
第1軸封装置M1は、図1に示す如く、低沸点液(液体アンモニア、LPG等の液化ガス等)等の液体を扱うポンプ等の回転機器のハウジング1と回転軸2との間に装備されるもので、液体領域である機内領域Aと大気領域である機外領域Bとの間を、機内領域A側の第1メカニカルシール3及び機外領域B側の第2メカニカルシール4によって両メカニカルシール3,4間に形成されたバッファ領域Cを介してシールするように構成されている。なお、第1軸封装置M1の説明において、前後とは図1〜図3における左右を意味するものとし、軸線とは回転軸2の中心線をいい、軸線方向とは当該軸線に平行する方向をいうものとする。
As shown in FIG. 1, the first shaft sealing device M1 is installed between the housing 1 of a rotating device such as a pump that handles a liquid such as a low boiling point liquid (liquefied gas such as liquid ammonia or LPG) and the rotating
第1メカニカルシール3は、図1に示す如く、ハウジング1に取り付けられたシールケース6と、回転軸2に固定されたスリーブ7と、回転軸2に設けられた軸側密封環8と、軸側密封環8に直対向した状態でシールケース6に設けられたケース側密封環9と、ケース側密封環9を軸側密封環8へと押圧附勢するスプリング10と、両密封環8,9の対向端面たる密封端面8a,9a間にシールガスG1を供給するシールガス供給通路11とを具備して、密封端面8a,9a間にシールガス供給通路11から供給したシールガスG1により静圧を発生させて、密封端面8a,9aを非接触状態に保持しつつ相対回転させることにより、密封端面8a,9aの内周側領域である機内領域Aとその外周側領域であるバッファ領域Cとを遮蔽シールするように構成された静圧形の非接触シールである。
As shown in FIG. 1, the first
シールケース6は、図1に示す如く、ハウジング1の基端部(前端部)に取り付けられたフランジ部6aと、フランジ部6aの内周部から突出してハウジング1の内周部に嵌合された本体部6bと、本体部6bの先端部(後端部)の内周部に形成された第1リテーナ部6cと、本体部6bの基端部(前端部)の内周部に形成された第2リテーナ部6dとからなる円筒構造体である。
As shown in FIG. 1, the
スリーブ7は、図1に示す如く、回転軸2に挿通された本体部7aと、本体部7aの軸線方向中央部に形成された密封環保持部7bと、本体部7aの両端部分に嵌合された位置決め部7c,7dとからなる円筒構造体であり、回転軸2にキー7e,7f及び固定環7gを介して固定されている。
As shown in FIG. 1, the
軸側密封環8は、図1及び図2に示す如く、回転軸2にスリーブ7を介して固定された円環状体である。軸側密封環8は、スリーブ7の密封環保持部7bの先端面(後端面)に当接する状態でスリーブ7の本体部7aに固定されている。軸側密封環8の先端面(後端面)は軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面8aに構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shaft-
ケース側密封環9は、図1及び図2に示す如く、軸側密封環8の機内領域A側に配置された円環状体であって、第1〜第3Oリング12,13,14を介してシールケース6に軸線方向に移動可能に保持されている。第1Oリング12は、図2に示す如く、ケース側密封環9とシールケース6の第1リテーナ部6cとの対向周面間に装填されていて、当該対向周面間をシールした状態でケース側密封環9をシールケース6に軸線方向に移動可能に保持している。第2及び第3Oリング13,14は、図2に示す如く、ケース側密封環9とシールケース6の本体部6bとの対向周面間に装填されていて、当該対向周面間をシールする。ケース側密封環9の先端面(前端面)は、軸側密封環8の密封端面8aに直対向する円環状の平滑面である密封端面9aに形成されている。なお、ケース側密封環9は、図1に示す如く、その基端部(後端部)に形成した係合孔9bにシールケース6の第1リテーナ部6cに取り付けたドライブピン15を係合させることによって、所定範囲での軸線方向移動が許容された状態で、シールケース6に対する相対回転が阻止されている。また、ケース側密封環9には、その基端部とシールケース6との間に形成された空間であって第1及び第3Oリング12,14によってシールされた閉塞空間をバッファ領域Cに連通させる連通路9cが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the case-
スプリング10は、図1に示す如く、ケース側密封環9とシールケース6の第1リテーナ部6cとの対向端部間に装填されたコイルスプリングであり、ケース側密封環9を軸側密封環8へと押圧附勢している。
As shown in FIG. 1, the
シールガス供給通路11は、図1及び図2に示す如く、シールケース6及びケース側密封環9に形成された一連のものであり、シールケース6の本体部6bとケース側密封環9との対向周面に形成された環状空間であって第2Oリング13と第3Oリング14とでシールされた接続空間11aと、シールケース6の本体部6bを貫通して接続空間11aに連通するケース側通路11bと、ケース側密封環9の密封端面9aに形成した静圧発生溝11cと、ケース側密封環9を貫通して接続空間11aと静圧発生溝11cとを連通する密封環側通路11dとを具備して、シールガスG1をケース側通路11b、接続空間11a及び密封環側通路11dを経て、静圧発生溝11cから両密封環8,9の密封端面8a,9a間に供給するように構成されている。静圧発生溝11cは、ケース側密封環9の密封端面9aの径方向における中央部又は略中央部に形成されており、当該密封端面9aと同心状の環状をなして連続又は断続する断面三角形状の浅い凹溝である。密封環側通路11dの上流側部分にはオリフィス11eが配設されている。なお、静圧発生溝11cが環状をなして断続するものである場合、つまり当該密封端面9aの円周方向に並列する複数の円弧状溝で構成されている場合、密封環側通路11dにおけるオリフィス11eより下流側の部分を分岐して、各分岐部分を当該各円弧状溝に連通させておく。
As shown in FIGS. 1 and 2, the seal
而して、第1メカニカルシール3にあっては、密封端面8a,9a間にシールガス供給通路11から供給されたシールガスG1により静圧が発生し、この静圧により密封端面8a,9aを離間させる方向に作用する開力とスプリング10の附勢力により密封端面8a,9aを接近させる方向に作用する閉力とがバランスされて、密封端面8a,9a間が非接触状態に保持される。
Thus, in the first
第2メカニカルシール4は、図1に示す如く、シールケース6及びスリーブ7と、回転軸2に設けられた軸側密封環16と、軸側密封環16に直対向した状態でシールケース6に設けられたケース側密封環17と、ケース側密封環17を軸側密封環16へと押圧附勢するスプリング18とを具備し、両密封環16,17の対向端面である密封端面16a,17aを、当該密封端面16a,17a間にその一方に形成した動圧発生溝19により動圧を発生させて、非接触状態で相対回転させることにより、密封端面16a,17aの外周側領域であるバッファ領域Cとその内周側領域である機外領域Bとを遮蔽シールするように構成された動圧形の非接触シールである。
As shown in FIG. 1, the second
軸側密封環16は、図1及び図3に示す如く、第1メカニカルシール3の軸側密封環8の機外領域B側に配して、回転軸2にスリーブ7を介して固定された円環状体である。軸側密封環16は、スリーブ7の密封環保持部7bの基端面(前端面)に当接する状態でスリーブ7の本体部7aに固定されている。本実施形態において、軸側密封環16は、円環状の摺動材に円環状の補強材が外嵌されたものであり、当該補強材の基端面(後端面)の周方向数箇所に設けられた凸部とスリーブ7の密封環保持部7bの基端面(前端面)の対応する箇所に設けられた凹部とが係合することにより、軸側密封環16は、スリーブ7に対して回り止めされている。軸側密封環16の先端面(前端面)は軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面16aに構成されている。軸側密封環16の密封端面16aには、バッファ領域Cに開口するスパイラル状等の適宜形状の動圧発生溝19が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the shaft-
ケース側密封環17は、図1及び図3に示す如く、軸側密封環16の機外領域B側に配置された円環状体であって、保持環20を介してシールケース6の第2リテーナ部6dに軸線方向に移動可能に保持されている。保持環20は、図3に示す如く、断面L字形状の円筒体であり、シールケース6の第2リテーナ部6dにOリング21及びドライブピン22を介して軸線方向に移動可能に保持されている。ケース側密封環17は、図3に示す如く、保持環20にOリング23及びドライブピン24を介して連結されており、保持環20を介してシールケース6の第2リテーナ部6dに軸線方向に移動可能に保持されている。ケース側密封環17の先端面(後端面)は、軸側密封環16の密封端面16aに直対向する円環状の平滑面である密封端面17aに構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the case-
スプリング18は、図1に示す如く、保持環20とシールケース6の第2リテーナ部6dとの間に装填されたコイルスプリングであり、ケース側密封環17を保持環20を介して軸側密封環16へと押圧附勢する。
As shown in FIG. 1, the
第1メカニカルシール3と第2メカニカルシール4とでシールされたバッファ領域Cには、シールケース6の本体部6bに形成されたバッファガス供給通路25からバッファガスG2が供給される。
The buffer gas G2 is supplied to the buffer region C sealed by the first
而して、バッファガスG2の圧力P2は、機内領域Aの圧力P0と同圧又はこれより高圧とされている。また、シールガスG1の圧力P1は、バッファガスG2の圧力P2より高圧とされている。すなわち、シールガスG1は、バッファ領域Cの圧力(バッファガスG2の圧力)P2及び機内領域Aの圧力P0より高圧とされている。具体的には、例えば、ゲージ圧において、バッファガスG2の圧力P2はP2=P0+0〜0.2MPaGに設定し、シールガスG1の圧力P1はP1=P2+0.2MPaG(=P0+0.2〜0.4MPaG)に設定しておくことが好ましい。シールガスG1及びバッファガスG2としては、機内領域Aの液体に混入しても支障がなく且つ機外領域Bに漏出しても問題がないガスが使用されるが、この例では、これらのガスG1,G2として不活性な安全ガスである窒素ガスを使用している。 Therefore, the pressure P2 of the buffer gas G2 is set to be the same as or higher than the pressure P0 of the in-flight region A. Further, the pressure P1 of the seal gas G1 is higher than the pressure P2 of the buffer gas G2. That is, the seal gas G1 has a higher pressure than the pressure P2 in the buffer region C (the pressure of the buffer gas G2) and the pressure P0 in the in-flight region A. Specifically, for example, in the gauge pressure, the pressure P2 of the buffer gas G2 is set to P2 = P0 + 0 to 0.2 MPaG, and the pressure P1 of the seal gas G1 is P1 = P2 + 0.2 MPaG (= P0 + 0.2 to 0.4 MPaG). ) Is preferable. As the seal gas G1 and the buffer gas G2, gases that can be mixed with the liquid in the in-flight region A and have no problem even if leaked to the out-of-machine region B are used. In this example, these gases are used. Nitrogen gas, which is an inert safe gas, is used as G1 and G2.
したがって、第2メカニカルシール4にあっては、密封端面16a,17aの相対回転により、その外周側領域であるバッファ領域CのバッファガスG2が動圧発生溝19から密封端面16a,17a間に導入されて当該密封端面16a,17a間に動圧を発生させる。そして、この動圧により密封端面16a,17aを離間させる方向に作用する開力とスプリング18による附勢力により密封端面16a,17aを接近させる方向に作用する閉力とがバランスされて、密封端面16a,17a間が非接触状態に保持される。
Therefore, in the second
以上のように構成された第1軸封装置M1にあっては、第1メカニカルシール3により密封端面8a,9aの内周側領域である機内領域Aとその外周側領域であるバッファ領域Cとの間がシールされる(隔離される)。
In the first shaft sealing device M1 configured as described above, the in-machine region A which is the inner peripheral side region of the sealed end faces 8a and 9a and the buffer region C which is the outer peripheral side region thereof are provided by the first
すなわち、第1メカニカルシール3によれば、密封端面8a,9a間に供給されるシールガスG1の圧力P1が機内領域Aの圧力P0及びバッファ領域Cの圧力P2より高圧であるから、シールガスG1は密封端面8a,9a間から機内領域A及びバッファ領域Cに噴出されることになる。したがって、密封端面8a,9aが非接触状態にあるにも拘わらず、機内領域Aの液体が密封端面8a,9a間に侵入することがなく、当該液体を良好にシールする。また、シールガスG1が密封端面8a,9a間から機内領域Aに噴出することから、機内領域Aの低沸点液等の液体に固形微粒子等の異物が混入している場合にも、当該異物が密封端面8a,9a間やケース側密封環9及びシールケース6と第1Oリング12との接触部分に侵入してメカニカルシール機能を低下、喪失させるようなことがなく、良好且つ安定したメカニカルシール機能が発揮される。
That is, according to the first
また、第2メカニカルシール4にあっては、密封端面16a,17a間に動圧発生溝19によって発生するバッファガスG2の動圧により密封端面16a,17aが非接触状態で相対回転することにより、当該密封端面16a,17aの外周側領域であるバッファ領域Cとその内周側領域である機外領域(大気領域)Bとの間がシールされる(隔離される)。
Further, in the second
ところで、機内領域Aの液体が液体アンモニア等の低沸点液である場合には、その気化ガスが第1メカニカルシール3の密封端面8a,9a間からバッファ領域Cに侵入(蒸気漏れ)する虞れがあるが、バッファ領域Cの圧力P2が機内領域Aの圧力P0と同圧又はこれより高圧となっていることから、気化ガスが密封端面8a,9a間からバッファ領域Cに侵入することがない。したがって、機内領域Aの液体が気化し易い低沸点液である場合にも、当該液体を第1メカニカルシール3により確実にシールすることができる。また、機内領域Aの液体が高圧である場合にも、上記した如く、バッファ領域Cの圧力P2が機内領域Aの圧力P0と同圧又はこれより高圧であることから、当該液体を第1メカニカルシール3により良好にシールすることができる。
By the way, when the liquid in the in-flight region A is a low boiling point liquid such as liquid ammonia, the vaporized gas may enter the buffer region C (steam leakage) from between the sealed end faces 8a and 9a of the first
以上のように、第1軸封装置M1によれば、機内領域Aの液体が固形微粒子等の異物が混入している場合や当該液体が低沸点液や高圧液体である場合にも、当該液体を機外領域Bに漏洩させることなく、第1及び第2メカニカルシール3,4により良好且つ確実にシールすることができる。
As described above, according to the first shaft sealing device M1, even when the liquid in the in-machine region A is mixed with foreign substances such as solid fine particles, or when the liquid is a low boiling point liquid or a high pressure liquid, the liquid is concerned. Can be satisfactorily and surely sealed by the first and second
また、バッファ領域CがバッファガスG2によるガス領域であることから、第2メカニカルシール4として動圧形の非接触シールを使用することができる。すなわち、第1軸封装置M1を構成するすべてのメカニカルシール3,4を密封端面8a,9a、16a,17aが非接触状態で相対回転する非接触シールとしておくことができる。したがって、軸封装置を構成するすべてのメカニカルシールを密封端面が接触状態で相対回転する接触シールとする従来軸封装置に比して、回転軸2に作用するトルクが減少し、回転軸2の動力費を含むランニングコストが大幅に削減される。
Further, since the buffer region C is a gas region formed by the buffer gas G2, a dynamic pressure type non-contact seal can be used as the second
さらに、各メカニカルシール3,4が非接触シールであるから、密封端面が接触状態により相対回転することにより発熱する接触シールのように、密封端面を冷却するためのフラッシング手段等を必要とせず、軸封装置の付帯設備を簡略化することができる。したがって、第1軸封装置にあっては、従来軸封装置に比して、イニシャルコスト、ランニングコストを大幅に削減することができる。
Further, since each of the
次に、本発明の第2軸封装置について図4〜図6を参照して具体的に説明する。図4は第2軸封装置の一例を示す断面図であり、図5は図4の要部を拡大して示す断面図であり、図6は図5と異なる図4の要部を拡大して示す断面図である。 Next, the second shaft sealing device of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the second shaft sealing device, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. 4 different from FIG. It is sectional drawing which shows.
第2軸封装置M2は、図4に示す如く、低沸点液(液体アンモニア、LPG等の液化ガス等)等の液体を扱うポンプ等の回転機器のハウジング101と回転軸102との間に装備されるもので、液体領域である機内領域Aと大気領域である機外領域Bとの間を、機内領域A側に設けた第1メカニカルシール103、機外領域B側に設けた第3メカニカルシール105及び両メカニカルシール103,105間に設けた第2メカニカルシール104によって、第1及び第2メカニカルシール103,104間に形成されたバッファ領域C並びに第2及び第3メカニカルシール104,105間に形成された二次シール領域Dを介してシールするように構成されている。なお、以下の説明において、前後とは図4〜図6における左右を意味するものとし、軸線とは回転軸102の中心線をいい、軸線方向とは当該軸線に平行する方向をいうものとする。
As shown in FIG. 4, the second shaft sealing device M2 is installed between the
第1メカニカルシール103は、図4及び図5に示す如く、後述するシールケース106及びスリーブ107の構成を除いて、第1軸封装置M1の第1メカニカルシール3と同一構造をなし且つ同一機能を発揮する静圧形の非接触シールである。したがって、第1メカニカルシール103において第1軸封装置M1の第1メカニカルシール3と同一構成をなす部材については、図4及び図5において当該第1メカニカルシール3の構成部材と同一の符号であって丸括弧を付した符号を使用することにより、その詳細な説明は省略することとする。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first
すなわち、第1メカニカルシール103は、図4及び図5に示す如く、ハウジング101に取り付けられたシールケース106と、回転軸102に固定されたスリーブ107と、回転軸102に設けられた軸側密封環(8)と、軸側密封環(8)に直対向した状態でシールケース106に設けられたケース側密封環(9)と、ケース側密封環(9)を軸側密封環(8)へと押圧附勢するスプリング(10)と、両密封環(8),(9)の密封端面(8a),(9a)間にシールガスG1を供給するシールガス供給通路(11)とを具備して、密封端面(8a),(9a)を非接触状態で相対回転させることにより、密封端面(8a),(9a)の内周側領域である機内領域Aとその外周側領域であるバッファ領域Cとの間をシールするように構成されている。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the first
シールケース106は、図4に示す如く、ハウジング101の基端部(前端部)に取り付けられたフランジ部106aと、フランジ部106aから突出してハウジング101の内周部に嵌合された本体部106bと、本体部106bの先端部(後端部)の内周部に形成された第1リテーナ部106cと、本体部106bの軸線方向中央部の内周部に形成された第2リテーナ部106dと、フランジ部106aの内周部に形成された第3リテーナ部106eとからなる円筒構造体である。
As shown in FIG. 4, the
スリーブ107は、図4に示す如く、回転軸102に挿通された第1本体部107aと、第1本体部107aの機外領域B側に配して回転軸102に挿通された第2本体部107bと、第1本体部107aの基端側(前端側)に形成された第1密封環保持部107cと、第2本体部107bの軸線方向中央部に形成された第2密封環保持部107dと、第1及び第2本体部107a,107bに嵌合された位置決め部107e,107f,107gとからなる円筒構造体であり、回転軸102にキー107h,107i及び固定環107jを介して固定されている。
As shown in FIG. 4, the
軸側密封環(8)は、図4及び図5に示す如く、スリーブ107の第1密封環保持部107cの先端面(後端面)に当接する状態でスリーブ107の第1本体部107aに固定されている。ケース側密封環(9)は、図4及び図5に示す如く、軸側密封環(8)の機内領域A側に配置された円環状体であって、第1〜第3Oリング(12),(13),(14)及びドライブピン(15)を介してシールケース106の第1リテーナ部106cに軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the shaft-side sealing ring (8) is fixed to the first
スプリング(10)は、図4に示す如く、ケース側密封環(9)とシールケース106の第1リテーナ部106cとの間に装填されたコイルスプリングであり、ケース側密封環(9)を軸側密封環(8)へと押圧附勢している。
As shown in FIG. 4, the spring (10) is a coil spring loaded between the case-side sealing ring (9) and the
シールガス供給通路(11)は、図4及び図5に示す如く、シールケース106の本体部106bとケース側密封環(9)との対向周面間に形成されて第2及び第3Oリング(13),(14)でシールされた接続空間(11a)と、シールケース106の本体部106bに形成されて接続空間(11a)に連通するケース側通路(11b)と、ケース側密封環(9)の密封端面(9a)に形成した静圧発生溝(11c)と、ケース側密封環(9)に形成されて接続空間(11a)と静圧発生溝(11c)とを連通する密封環側通路(11d)と、密封環側通路(11d)に配設されたオリフィス(11e)とを具備して、シールガスG1を静圧発生溝(11c)から両密封環(8),(9)の密封端面(8a),(9a)間に供給するように構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the seal gas supply passage (11) is formed between the facing peripheral surfaces of the
而して、第1メカニカルシール103にあっては、第1軸封装置M1の第1メカニカルシール3と同様に、密封端面(8a),(9a)間にシールガス供給通路(11)から供給されたシールガスG1により静圧が発生し、この静圧により密封端面(8a),(9a)を離間させる方向に作用する開力とスプリング(10)の附勢力により密封端面(8a),(9a)を接近させる方向に作用する閉力とがバランスされて、密封端面(8a),(9a)間が非接触状態に保持される。
Thus, in the first
第2メカニカルシール104は、図4及び図6に示す如く、シールケース106及びスリーブ107の構成並びに軸線方向における密封環配置を逆にした点を除いて、第1軸封装置M1の第2メカニカルシール4と同一構造をなし且つ同一機能を発揮する動圧形の非接触シールである。したがって、第2メカニカルシール104において第1軸封装置M1の第2メカニカルシール4と同一構成をなす部材については、図4及び図6において当該第2メカニカルシール4の構成部材と同一の符号であって丸括弧を付した符号を使用することにより、その詳細な説明は省略することとする。
As shown in FIGS. 4 and 6, the second
すなわち、第2メカニカルシール104は、図4及び図6に示す如く、回転軸102に設けられた軸側密封環(16)と、軸側密封環(16)に直対向した状態でシールケース106に設けられたケース側密封環(17)と、ケース側密封環(17)を軸側密封環(16)へと押圧附勢するスプリング(18)とを具備し、両密封環(16),(17)の対向端面である密封端面(16a),(17a)を、当該密封端面(16a),(17a)間にその一方に形成した動圧発生溝(19)により動圧を発生させて、非接触状態で相対回転させることにより、密封端面(16a),(17a)の内周側領域であるバッファ領域Cとその外周側領域である二次シール領域Dとの間をシールするように構成されている。
That is, as shown in FIGS. 4 and 6, the second
軸側密封環(16)は、図4及び図6に示す如く、第1メカニカルシール103の機外領域B側に配して、スリーブ107の第2密封環保持部107dの先端面(後端面)に当接する状態でスリーブ107の第2本体部107bに固定されている。軸側密封環(16)の先端面(後端面)は軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面(16a)に構成されている。軸側密封環(16)の密封端面(16a)には、二次シール領域Dに開口するスパイラル状等の適宜形状の動圧発生溝(19)が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the shaft-side sealing ring (16) is arranged on the outside region B side of the first
ケース側密封環(17)は、図4に示す如く、軸側密封環(16)の機内領域A側に配して、保持環(20)、Oリング(21),(23)及びドライブピン(22),(24)を介してシールケース106の第2リテーナ部106dに軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。
As shown in FIG. 4, the case-side sealing ring (17) is arranged on the in-flight region A side of the shaft-side sealing ring (16), and the holding ring (20), O-ring (21), (23) and drive pin are arranged. It is held by the
スプリング(18)は、図6に示す如く、保持環(20)とシールケース106の第2リテーナ部106dとの間に装填されたコイルスプリングであり、ケース側密封環(17)を保持環(20)を介して軸側密封環(16)へと押圧附勢する。
As shown in FIG. 6, the spring (18) is a coil spring loaded between the holding ring (20) and the
第3メカニカルシール105は、図4及び図6に示す如く、シールケース106及びスリーブ107の構成を除いて、第1軸封装置M1の第2メカニカルシール4と同一構造をなし且つ同一機能を発揮する動圧形の非接触シールである。したがって、第3メカニカルシール105において第1軸封装置M1の第2メカニカルシール4と同一構成をなす部材については、図4及び図6において当該第2メカニカルシール4の構成部材と同一の符号であって角括弧を付した符号を使用することにより、その詳細な説明は省略することとする。
As shown in FIGS. 4 and 6, the third
すなわち、第3メカニカルシール105は、図4及び図6に示す如く、回転軸102に設けられた軸側密封環[16]と、軸側密封環[16]に直対向した状態でシールケース106に設けられたケース側密封環[17]と、ケース側密封環[17]を軸側密封環[16]へと押圧附勢するスプリング[18]とを具備し、両密封環[16],[17]の対向端面である密封端面[16a],[17a]を、当該密封端面[16a],[17a]間にその一方に形成した動圧発生溝[19]により動圧を発生させて、非接触状態で相対回転させることにより、密封端面[16a],[17a]の外周側領域である二次シール領域Dとその内周側領域である機外領域(大気領域)Bとの間をシールするように構成されている。
That is, as shown in FIGS. 4 and 6, the third
軸側密封環[16]は、図4及び図6に示す如く、第2メカニカルシール104の機外領域B側に配して、スリーブ107の第2密封環保持部107dの基端面[前端面]に当接する状態でスリーブ107の第2本体部107bに固定されている。軸側密封環[16]の先端面[前端面]は軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面[16a]に構成されている。軸側密封環[16]の密封端面[16a]には、二次シール領域Dに開口するスパイラル状等の適宜形状の動圧発生溝[19]が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the shaft-side sealing ring [16] is arranged on the outer region B side of the second
ケース側密封環[17]は、図6に示す如く、軸側密封環[16]の機外領域B側に配して、保持環[20]、Oリング[21],[23]及びドライブピン[22],[24]を介してシールケース106の第3リテーナ部106eに軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。
As shown in FIG. 6, the case-side sealing ring [17] is arranged on the external region B side of the shaft-side sealing ring [16], and the holding ring [20], the O-ring [21], [23] and the drive are arranged. It is held by the
スプリング[18]は、図4に示す如く、保持環[20]とシールケース106の第3リテーナ部106eとの間に装填されたコイルスプリングであり、ケース側密封環[17]を保持環[20]を介して軸側密封環[16]へと押圧附勢する。
As shown in FIG. 4, the spring [18] is a coil spring loaded between the holding ring [20] and the
第1メカニカルシール103と第2メカニカルシール104とでシールされたバッファ領域Cには、第1軸封装置M1と同様に、図4に示す如く、シールケース106の本体部106bに形成されたバッファガス供給通路(25)からバッファガスG2が供給される。また、第2メカニカルシール104と第3メカニカルシール105とでシールされた二次シール領域Dには、図4及び図6に示す如く、シールケース106の本体部106bに形成された二次シールガス供給通路125から二次シールガスG3が供給される。
In the buffer area C sealed by the first
而して、第1軸封装置M1と同様に、バッファガスG2の圧力P2は、機内領域Aの圧力P0と同圧又はこれより高圧とされており、シールガスG1の圧力P1は、バッファ領域Cの圧力(バッファガスG2の圧力)P2及び機内領域Aの圧力P0より高圧とされている。また、二次シールガスG3の圧力P3は、バッファ領域Cの圧力(バッファガスG2の圧力)P2より高圧とされている。具体的には、例えば、ゲージ圧において、バッファガスG2の圧力P2はP2=P0+0〜0.2MPaGに設定し、シールガスG1の圧力P1はP1=P2+0.2MPaG(=P0+0.2〜0.4MPaG)に設定し、二次シールガスG3の圧力P3はP3=P2+0.2MPaG(=P0+0.2〜0.4MPaG)に設定しておくことが好ましい。シールガスG1、バッファガスG2及び二次シールガスG3としては、機内領域Aの液体に混入しても支障がなく且つ機外領域Bに漏出しても問題がないガスが使用されるが、この例では、これらのガスG1,G2,G3として不活性な安全ガスである窒素ガスを使用している。 Thus, similarly to the first shaft sealing device M1, the pressure P2 of the buffer gas G2 is set to be the same as or higher than the pressure P0 of the in-flight region A, and the pressure P1 of the seal gas G1 is the buffer region. The pressure is higher than the pressure C (pressure of the buffer gas G2) P2 and the pressure P0 in the in-flight region A. Further, the pressure P3 of the secondary seal gas G3 is set to be higher than the pressure P2 of the buffer region C (the pressure of the buffer gas G2). Specifically, for example, in the gauge pressure, the pressure P2 of the buffer gas G2 is set to P2 = P0 + 0 to 0.2 MPaG, and the pressure P1 of the seal gas G1 is P1 = P2 + 0.2 MPaG (= P0 + 0.2 to 0.4 MPaG). ), And the pressure P3 of the secondary seal gas G3 is preferably set to P3 = P2 + 0.2 MPaG (= P0 + 0.2 to 0.4 MPaG). As the seal gas G1, the buffer gas G2, and the secondary seal gas G3, gases that do not cause any problem even if they are mixed with the liquid in the in-machine region A and that there is no problem even if they leak to the outside region B are used. In the example, nitrogen gas, which is an inert safe gas, is used as these gases G1, G2, and G3.
したがって、第2及び第3メカニカルシール104,105にあっては、第1軸封装置M1の第2メカニカルシール4と同様に、密封端面(16a),(17a)、[16a],[17a]の相対回転により、その外周側領域である二次シール領域Dの二次シールガスG3が動圧発生溝(19),[19]から密封端面(16a),(17a)、[16a],[17a]間に導入されて当該密封端面16a),(17a)、[16a],[17a]間に動圧を発生させる。そして、この動圧により密封端面(16a),(17a)、[16a],[17a]を離間させる方向に作用する開力とスプリング(18),[18]による附勢力により密封端面(16a),(17a)、[16a],[17a]を接近させる方向に作用する閉力とがバランスされて、密封端面(16a),(17a)、[16a],[17a]間が非接触状態に保持される。
Therefore, in the second and third
以上のように構成された第2軸封装置M2にあっては、第1軸封装置M1と同様に、第1メカニカルシール103により機内領域Aとバッファ領域Cとの間が良好にシールされる。すなわち、第1メカニカルシール103によれば、密封端面(8a),(9a)間に供給されるシールガスG1の圧力P1が機内領域Aの圧力P0及びバッファ領域Cの圧力P2より高圧であるから、シールガスG1は密封端面(8a),(9a)間から機内領域A及びバッファ領域Cに噴出されることになる。したがって、密封端面(8a),(9a)が非接触状態にあるにも拘わらず、機内領域Aの液体が密封端面(8a),(9a)間に侵入することがなく、当該液体を良好にシールする。また、シールガスG1が密封端面(8a),(9a)間から機内領域Aに噴出することから、機内領域Aの低沸点液等の液体に固形微粒子等の異物が混入している場合にも、当該異物が密封端面(8a),(9a)間やケース側密封環(9)及びシールケース(6)と第1Oリング(12)との接触部分に侵入してメカニカルシール機能を低下、喪失させるようなことがなく、良好且つ安定したメカニカルシール機能が発揮される。
In the second shaft sealing device M2 configured as described above, the space between the in-machine area A and the buffer area C is satisfactorily sealed by the first
また、第2メカニカルシール104によりバッファ領域Cと二次シール領域Dとの間がシールされ(隔離され)、第3メカニカルシール105により二次シール領域Dと機外領域Bとの間がシールされる(隔離される)。そしてバッファ領域Cの圧力P2が機内領域Aの圧力P0と同圧又はこれより高圧であり、二次シール領域Dの圧力P3がバッファ領域Cの圧力P2より高圧であることから、機内領域Aからバッファ領域Cへの漏洩が阻止され、万一バッファ領域Cに漏洩することがあっても、バッファ領域Cからこれより高圧の二次シール領域Dへの漏洩は確実に阻止される。したがって、機内領域Aの液体が高圧である場合にもこれを良好且つ確実にシールすることができ、当該液体が気化し易い液体アンモニア等の低沸点液である場合にも、その気化ガスの二次シール領域Dへの侵入を阻止し、機外領域Bへの漏洩を確実に阻止することができる。したがって、第2軸封装置M2によれば、第1軸封装置M1と同等以上のシール機能が発揮される。
Further, the buffer area C and the secondary seal area D are sealed (isolated) by the second
また、バッファ領域C及び二次シール領域DがバッファガスG2及び二次シールガスG3によるガス領域であることから、第2及び第3メカニカルシール104,105として動圧形の非接触シールを使用することができる。したがって、第2軸封装置M2を構成するすべてのメカニカルシール103,104,105を密封端面(8a),(9a)、(16a),(17a)、[16a],[17a]が非接触状態で相対回転する非接触シールとしておくことができるから、第1軸封装置M1と同様に、従来軸封装置に比して、回転軸102の動力費を含むランニングコストや付帯設備を含めた軸封装置のイニシャルコストを大幅に削減することができる。
Further, since the buffer region C and the secondary seal region D are gas regions formed by the buffer gas G2 and the secondary seal gas G3, dynamic pressure type non-contact seals are used as the second and third
なお、本発明の構成は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲で適宜に改良、変更することができる。例えば、第2メカニカルシール4,104及び第3メカニカルシール105を、ケース側密封環17,(17),[17]を保持環20,(20),[20]を介することなくシールケース6,106に保持させるように構成しておくことも可能である。
The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately improved or modified without departing from the basic principles of the present invention. For example, the second
2 回転軸
3 第1メカニカルシール
4 第2メカニカルシール
6 シールケース
8 軸側密封環
(8) 軸側密封環
8a 密封端面
(8a) 密封端面
9 ケース側密封環
(9) ケース側密封環
9a 密封端面
(9a) 密封端面
16 軸側密封環
(16) 軸側密封環
[16] 軸側密封環
16a 密封端面
(16a) 密封端面
[16a] 密封端面
17 ケース側密封環
(17) ケース側密封環
[17] ケース側密封環
17a 密封端面
(17a) 密封端面
[17a] 密封端面
102 回転軸
103 第1メカニカルシール
104 第2メカニカルシール
105 第3メカニカルシール
106 シールケース
A 機内領域
B 機外領域
C バッファ領域
D 二次シール領域
M1 第1軸封装置
M2 第2軸封装置
G1 シールガス
G2 バッファガス
G3 二次シールガス
2 Rotating
Claims (2)
両メカニカルシール間に形成されたバッファ領域に機内領域と同圧又はこれより高圧のバッファガスを供給し、
第1メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間にバッファ領域より高圧のシールガスを供給することにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる静圧形の非接触シールに構成すると共に、
第2メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間に前記バッファガスによる動圧を発生させることにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる動圧形の非接触シールに構成してあることを特徴とする軸封装置。 The first mechanical seal on the in-flight region side is provided with a case-side sealing ring provided on the seal case and a shaft-side sealing ring provided on the rotating shaft between the in-flight region which is the liquid region and the outside region which is the atmospheric region. And it is configured to be sealed by the second mechanical seal on the outside area side.
A buffer gas having the same pressure as or higher than the in-flight area is supplied to the buffer area formed between the two mechanical seals.
The first mechanical seal is configured as a static pressure type non-contact seal in which the sealed end faces are relatively rotated in a non-contact state by supplying a sealing gas having a high pressure from the buffer region between the sealed end faces which are opposite end faces of both sealing rings. At the same time
The second mechanical seal is configured as a dynamic pressure type non-contact seal in which the sealed end faces are relatively rotated in a non-contact state by generating dynamic pressure due to the buffer gas between the sealed end faces which are opposite end faces of both sealing rings. A shaft sealing device characterized by being provided.
第1及び第2メカニカルシール間に形成されたバッファ領域に機内領域と同圧又はこれより高圧のバッファガスを供給すると共に、第2及び第3メカニカルシール間に形成された二次シール領域にバッファガス領域より高圧の二次シールガスを供給し、
第1メカニカルシールを、両密封環の対向端面である密封端面間にバッファ領域より高圧のシールガスを供給することにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる静圧形の非接触シールに構成すると共に、
第2及び第3メカニカルシールを、夫々、両密封環の対向端面である密封端面間に前記二次シールガスによる動圧を発生させることにより当該密封端面を非接触状態で相対回転させる動圧形の非接触シールに構成してあることを特徴とする軸封装置。 The first mechanical seal on the in-flight region side is provided with a case-side sealing ring provided on the seal case and a shaft-side sealing ring provided on the rotating shaft between the in-flight region which is the liquid region and the outside region which is the atmospheric region. , It is configured to be sealed by the third mechanical seal on the outer region side and the second mechanical seal provided between the two mechanical seals.
A buffer gas having the same pressure as or higher than the in-flight region is supplied to the buffer region formed between the first and second mechanical seals, and a buffer is supplied to the secondary seal region formed between the second and third mechanical seals. Supplying high-pressure secondary seal gas from the gas region,
The first mechanical seal is configured as a static pressure type non-contact seal in which the sealed end faces are relatively rotated in a non-contact state by supplying a sealing gas having a high pressure from the buffer region between the sealed end faces which are opposite end faces of both sealing rings. At the same time
The second and third mechanical seals are of a dynamic pressure type in which the sealed end faces are relatively rotated in a non-contact state by generating a dynamic pressure by the secondary seal gas between the sealed end faces which are opposite end faces of both sealing rings. A shaft sealing device characterized in that it is configured as a non-contact seal.
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JPS5632500B2 (en) * | 1972-08-16 | 1981-07-28 | ||
JP2903459B2 (en) * | 1996-01-24 | 1999-06-07 | 日本ピラー工業株式会社 | Shaft sealing device for pump |
US6494460B2 (en) * | 2000-12-26 | 2002-12-17 | Karl E. Uth | Rotary barrier face seal |
DE102014226429A1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Shaft seal assembly of a fluid machine and method for sealing a shaft of a fluid machine |
-
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