JPH0235177B2 - - Google Patents
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- JPH0235177B2 JPH0235177B2 JP60104098A JP10409885A JPH0235177B2 JP H0235177 B2 JPH0235177 B2 JP H0235177B2 JP 60104098 A JP60104098 A JP 60104098A JP 10409885 A JP10409885 A JP 10409885A JP H0235177 B2 JPH0235177 B2 JP H0235177B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- face member
- seal face
- seal
- carrier
- squeeze ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 59
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/3468—Means for controlling the deformations of the contacting faces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシールすべき流体を含むハウジングか
ら延びる回転軸をシールするために用いられるメ
カニカルシールに関する。
ら延びる回転軸をシールするために用いられるメ
カニカルシールに関する。
そのようなメカニカルシールは、例えば特開昭
54−163262号公報及び特開昭58−81271号公報に
開示されているように、ハウジングにシールされ
るのに適した固定シールエレメントと、回転軸に
シールされるのに適した回転シールエレメントと
からなり、これらのシールエレメントは各々回転
軸を取り囲んで相互に接触するように押圧される
のに適した環状シール面を有し、これらの環状シ
ール面間でランニングシールを形成するようにし
たものである。固定シールエレメント及び回転シ
ールエレメントをそれぞれハウジング及び回転軸
に連結するために、円筒状のキヤリヤが設けられ
る。即ち、固定シールエレメント及び回転シール
エレメントはそれぞれ円筒状のキヤリヤ内に挿入
され、これらの円筒状のキヤリヤがそれぞれハウ
ジング及び回転軸に取りつけられる。
54−163262号公報及び特開昭58−81271号公報に
開示されているように、ハウジングにシールされ
るのに適した固定シールエレメントと、回転軸に
シールされるのに適した回転シールエレメントと
からなり、これらのシールエレメントは各々回転
軸を取り囲んで相互に接触するように押圧される
のに適した環状シール面を有し、これらの環状シ
ール面間でランニングシールを形成するようにし
たものである。固定シールエレメント及び回転シ
ールエレメントをそれぞれハウジング及び回転軸
に連結するために、円筒状のキヤリヤが設けられ
る。即ち、固定シールエレメント及び回転シール
エレメントはそれぞれ円筒状のキヤリヤ内に挿入
され、これらの円筒状のキヤリヤがそれぞれハウ
ジング及び回転軸に取りつけられる。
また、米国特許第2836440号は同様に回転シー
ルエレメントと固定シールエレメントとからなる
メカニカルシールを開示しており、この固定シー
ルエレメントが炭素で作られ且つ金属のリングで
包囲されるようになつている。この金属のリング
は炭素で作られた固定シールエレメントに焼きば
めされたものであり、それによつて炭素で作られ
た固定シールエレメントの内面が回転軸を取り囲
むハウジング内方固定部の溝に担持されたOリン
グに弾力的に押しつけるようになつている。
ルエレメントと固定シールエレメントとからなる
メカニカルシールを開示しており、この固定シー
ルエレメントが炭素で作られ且つ金属のリングで
包囲されるようになつている。この金属のリング
は炭素で作られた固定シールエレメントに焼きば
めされたものであり、それによつて炭素で作られ
た固定シールエレメントの内面が回転軸を取り囲
むハウジング内方固定部の溝に担持されたOリン
グに弾力的に押しつけるようになつている。
固定シールエレメント及び回転シールエレメン
トの環状シール面は異つた硬度の材料で作られ、
概して一方側の環状シール面即ち軟い方の環状シ
ール面が使用時に磨耗し、それによつて両者が相
対的に平坦なシール面を維持するようになつてい
る。これによつてランニングシールの本来の作用
が確保される。さらに、軟い方の環状シール面が
小さい表面積を有していてその全表面が磨耗する
ようにされるのが常である。これはさらにシール
エレメント間で平坦な係合面を保持するのを助け
る。
トの環状シール面は異つた硬度の材料で作られ、
概して一方側の環状シール面即ち軟い方の環状シ
ール面が使用時に磨耗し、それによつて両者が相
対的に平坦なシール面を維持するようになつてい
る。これによつてランニングシールの本来の作用
が確保される。さらに、軟い方の環状シール面が
小さい表面積を有していてその全表面が磨耗する
ようにされるのが常である。これはさらにシール
エレメント間で平坦な係合面を保持するのを助け
る。
シール面のための材料は温度、圧力、回転速
度、価格及びシールすべき製品との両立性を含む
幾つかの要因に従つて選択される。
度、価格及びシールすべき製品との両立性を含む
幾つかの要因に従つて選択される。
ハウジング内の流体製品が特に活動的なもので
ある場合には、回転軸とハウジングと2つのシー
ルエレメントとの間に空間を形成するダブルシー
ルを採用するのが普通である。この空間には流体
製品の圧力よりも高い圧力でバリヤ流体が充填さ
れる。従つて、一次的な環状シール面間の洩れは
その他の路を回つてきたものよりもむしろバリヤ
流体が流体製品中に洩入することによるものであ
る。従つて、環状シール面間の油膜はバリヤ流体
であり、これはシール潤滑のため及び非活動的な
特性をもつて環状シール面が長い作用寿命をもつ
ように選択されることができる。しかしながら、
より重要なことには、一次的な環状シールが損傷
した場合にこのメカニカルシールの修理のために
プラントが停止されている間流体製品が洩出しな
いように、二次的なバツクアツプシールが設けら
れる。
ある場合には、回転軸とハウジングと2つのシー
ルエレメントとの間に空間を形成するダブルシー
ルを採用するのが普通である。この空間には流体
製品の圧力よりも高い圧力でバリヤ流体が充填さ
れる。従つて、一次的な環状シール面間の洩れは
その他の路を回つてきたものよりもむしろバリヤ
流体が流体製品中に洩入することによるものであ
る。従つて、環状シール面間の油膜はバリヤ流体
であり、これはシール潤滑のため及び非活動的な
特性をもつて環状シール面が長い作用寿命をもつ
ように選択されることができる。しかしながら、
より重要なことには、一次的な環状シールが損傷
した場合にこのメカニカルシールの修理のために
プラントが停止されている間流体製品が洩出しな
いように、二次的なバツクアツプシールが設けら
れる。
軟い環状シール面として普遍的に用いられる一
つの材料は炭素又は炭素を基礎とする材料であ
る。これは幾つかの望ましい特徴を有し、多くの
応用に使用される。しかし、或る作用においては
問題とする流体製品が炭素に対して活動的であつ
て炭素の劣化によりメカニカルシールの失敗を生
じさせることがあり、それを除けば炭素が理想的
な材料となるような条件がある。
つの材料は炭素又は炭素を基礎とする材料であ
る。これは幾つかの望ましい特徴を有し、多くの
応用に使用される。しかし、或る作用においては
問題とする流体製品が炭素に対して活動的であつ
て炭素の劣化によりメカニカルシールの失敗を生
じさせることがあり、それを除けば炭素が理想的
な材料となるような条件がある。
炭素は硬いシール面として使用される例えば軟
鋼と比べて軟いものではあるけれども、それにも
かかわらず、炭素はもろく、圧縮下に配置される
ときにのみ破壊しないほどに十分な強度と本来の
形状とを有する。従つて、上記米国特許第
2836440号にも開示されているように、従来はし
ばしば、炭素で作られたシールエレメントは鋼製
サポートリング内に焼きばめされ、これがシール
エレメントのボデイを形成していた。さらに、比
較的に軟い炭素は使用時にひずむ傾向があり、そ
のために不均一な面負荷や不均一な面磨耗及び平
凡なシール作用を生ずることがあつた。
鋼と比べて軟いものではあるけれども、それにも
かかわらず、炭素はもろく、圧縮下に配置される
ときにのみ破壊しないほどに十分な強度と本来の
形状とを有する。従つて、上記米国特許第
2836440号にも開示されているように、従来はし
ばしば、炭素で作られたシールエレメントは鋼製
サポートリング内に焼きばめされ、これがシール
エレメントのボデイを形成していた。さらに、比
較的に軟い炭素は使用時にひずむ傾向があり、そ
のために不均一な面負荷や不均一な面磨耗及び平
凡なシール作用を生ずることがあつた。
本発明の目的は上記問題点を解決し、構造的一
体性に優れ、作用寿命が向上し、流体の漏れに対
して優れた抵抗を有するメカニカルシールを提供
することである。
体性に優れ、作用寿命が向上し、流体の漏れに対
して優れた抵抗を有するメカニカルシールを提供
することである。
本発明によるメカニカルシールは、シールすべ
き流体を含んだハウジングから延びる回転軸をシ
ールするのに使用するメカニカルシールであつ
て、ハウジングでシールされるのに適した静止シ
ールエレメントと、回転軸でシールされるのに適
した回転シールエレメントとを備え、該静止シー
ルエレメント及び該回転シールエレメントが各々
回転軸を取り囲むのに適した環状シール面を有
し、さらに、該環状シール面間でランニングシー
ルを形成するために該静止シールエレメントと該
回転シールエレメントとを相互に近接するように
押圧する手段を備え、該静止シールエレメント及
び該回転シールエレメントの一方がシールフエー
スメンバを支持するキヤリヤと、該シールフエー
スメンバを該キヤリヤに対して圧縮させるために
該シールフエースメンバに嵌合されるスクイーズ
リングとを備えたメカニカルシールにおいて、 該キヤリヤがその外周上で該シールフエースメ
ンバを支持する差し込み部を有し、該シールフエ
ースメンバが該差し込み部と周方向に当接すると
ともに該キヤリヤと半径方向に当接し、該スクイ
ーズリングが該シールフエースメンバを圧縮させ
るために周方向に該シールフエースメンバ及び該
キヤリヤの両者に当接し且つ軸方向に該シールフ
エースメンバを包囲するように該シールフエース
メンバ及び該キヤリヤの両者に焼きばめされ、あ
るいは、 該キヤリヤが該シールフエースメンバを包囲す
る差し込み部を有し、該差し込み部が該シールフ
エースメンバを包囲して周方向に当接するととも
に、該シールフエースメンバが該キヤリヤと半径
方向に当接し、該キヤリヤ及び該差し込み部が該
シールフエースメンバを該スクイーズリングに対
して圧縮させるために該シールフエースメンバに
焼きばめされ、該スクイーズリングが該シールフ
エースメンバ及び該キヤリヤの両者に内側から周
方向に当接し且つ軸方向に該シールフエースメン
バを包囲するようにしたことを特徴とするもので
ある。
き流体を含んだハウジングから延びる回転軸をシ
ールするのに使用するメカニカルシールであつ
て、ハウジングでシールされるのに適した静止シ
ールエレメントと、回転軸でシールされるのに適
した回転シールエレメントとを備え、該静止シー
ルエレメント及び該回転シールエレメントが各々
回転軸を取り囲むのに適した環状シール面を有
し、さらに、該環状シール面間でランニングシー
ルを形成するために該静止シールエレメントと該
回転シールエレメントとを相互に近接するように
押圧する手段を備え、該静止シールエレメント及
び該回転シールエレメントの一方がシールフエー
スメンバを支持するキヤリヤと、該シールフエー
スメンバを該キヤリヤに対して圧縮させるために
該シールフエースメンバに嵌合されるスクイーズ
リングとを備えたメカニカルシールにおいて、 該キヤリヤがその外周上で該シールフエースメ
ンバを支持する差し込み部を有し、該シールフエ
ースメンバが該差し込み部と周方向に当接すると
ともに該キヤリヤと半径方向に当接し、該スクイ
ーズリングが該シールフエースメンバを圧縮させ
るために周方向に該シールフエースメンバ及び該
キヤリヤの両者に当接し且つ軸方向に該シールフ
エースメンバを包囲するように該シールフエース
メンバ及び該キヤリヤの両者に焼きばめされ、あ
るいは、 該キヤリヤが該シールフエースメンバを包囲す
る差し込み部を有し、該差し込み部が該シールフ
エースメンバを包囲して周方向に当接するととも
に、該シールフエースメンバが該キヤリヤと半径
方向に当接し、該キヤリヤ及び該差し込み部が該
シールフエースメンバを該スクイーズリングに対
して圧縮させるために該シールフエースメンバに
焼きばめされ、該スクイーズリングが該シールフ
エースメンバ及び該キヤリヤの両者に内側から周
方向に当接し且つ軸方向に該シールフエースメン
バを包囲するようにしたことを特徴とするもので
ある。
上記構成のメカニカルシールの利点は、次の通
りである。
りである。
(a) スクイーズリングとシールフエースメンバと
の周方向の当接、及びスクイーズリングとキヤ
リヤとの周方向の当接がシールフエースメンバ
に構造的一体性を与える。
の周方向の当接、及びスクイーズリングとキヤ
リヤとの周方向の当接がシールフエースメンバ
に構造的一体性を与える。
(b) シールフエースメンバの環状シール面のみが
露出するようにシールフエースメンバをキヤリ
ヤ、差し込み部及びスクイーズリングによつて
3面側から覆うことにより、シールされるべき
流体製品により浸食されるようなシールフエー
スメンバの領域を低減し、よつてこのメカニカ
ルシールの作用寿命期間を実質的に高めること
ができる。
露出するようにシールフエースメンバをキヤリ
ヤ、差し込み部及びスクイーズリングによつて
3面側から覆うことにより、シールされるべき
流体製品により浸食されるようなシールフエー
スメンバの領域を低減し、よつてこのメカニカ
ルシールの作用寿命期間を実質的に高めること
ができる。
(c) スクイーズリングがシールフエースメンバと
キヤリヤとに跨がることは、シールフエースメ
ンバの環状シール面及びシールフエースメンバ
の後面のひずみを防止し、差し込み部の変形に
よつて生じるシールフエースメンバの後面とキ
ヤリヤとの間のギヤツプ形成に抵抗し、それに
よつて生じる流体の漏れでシールフエースメン
バの後方に望ましくない流体圧がかかるのを防
止することができる。
キヤリヤとに跨がることは、シールフエースメ
ンバの環状シール面及びシールフエースメンバ
の後面のひずみを防止し、差し込み部の変形に
よつて生じるシールフエースメンバの後面とキ
ヤリヤとの間のギヤツプ形成に抵抗し、それに
よつて生じる流体の漏れでシールフエースメン
バの後方に望ましくない流体圧がかかるのを防
止することができる。
好ましくは、スクイーズリングも該キヤリヤ内
で、又は該キヤリヤ上でさらに締まりばめされ
る。この構成においては、スクイーズリングがシ
ールフエースメンバをキヤリヤに対して所定の位
置で保持するので、シールフエースメンバのひず
みの可能性をさらに低下させる。
で、又は該キヤリヤ上でさらに締まりばめされ
る。この構成においては、スクイーズリングがシ
ールフエースメンバをキヤリヤに対して所定の位
置で保持するので、シールフエースメンバのひず
みの可能性をさらに低下させる。
以下本発明を図面を参照した例としての実施例
について説明する。
について説明する。
第1図において、シヤフト10はハウジング1
2内で回転し、ハウジング12はその中にシール
されるべき流体14を含んでいる。メカニカルシ
ール16は固定シールエレメント18と回転シー
ルエレメント22とからなり、固定シールエレメ
ント18はOリングシール20を介してハウジン
グ12に取付けられ、回転シール22はOリング
24を介してスリーブ11上に取付けられ、この
スリーブ11はシヤフト10に連結され且つシヤ
フト10上でシールされる。
2内で回転し、ハウジング12はその中にシール
されるべき流体14を含んでいる。メカニカルシ
ール16は固定シールエレメント18と回転シー
ルエレメント22とからなり、固定シールエレメ
ント18はOリングシール20を介してハウジン
グ12に取付けられ、回転シール22はOリング
24を介してスリーブ11上に取付けられ、この
スリーブ11はシヤフト10に連結され且つシヤ
フト10上でシールされる。
固定シールエレメント18がハウジング12に
対して回転するのを防止するために回り止め手段
(図示せず)が設けられ、回転シールエレメント
22はスリーブ11に対して回転し、スリーブ1
1はシヤフト10に対して回転する。
対して回転するのを防止するために回り止め手段
(図示せず)が設けられ、回転シールエレメント
22はスリーブ11に対して回転し、スリーブ1
1はシヤフト10に対して回転する。
回転シールエレメント22はキヤリヤ26と、
スクイーズリング28とシールフエースメンバ3
0とからなる。スクイーズリング28は軸方向に
間隔を開けた2つの厚い部分28A,28Bを備
え、これらの厚い部分は比較的に薄いブリツジ2
8Cによつて結合される(第2図)。キヤリヤ2
6は差し込み部27を有し、この差し込み部27
とスクイーズリング28の厚い部分28Aとの間
で、シールフエースメンバ30が圧縮される。ス
クイーズリング28の厚い部分28Bはキヤリヤ
26の外径に焼きばめされる。よつてスクイーズ
リング28はシールフエースメンバ30とキヤリ
ヤ26の両者に周方向に当接する。
スクイーズリング28とシールフエースメンバ3
0とからなる。スクイーズリング28は軸方向に
間隔を開けた2つの厚い部分28A,28Bを備
え、これらの厚い部分は比較的に薄いブリツジ2
8Cによつて結合される(第2図)。キヤリヤ2
6は差し込み部27を有し、この差し込み部27
とスクイーズリング28の厚い部分28Aとの間
で、シールフエースメンバ30が圧縮される。ス
クイーズリング28の厚い部分28Bはキヤリヤ
26の外径に焼きばめされる。よつてスクイーズ
リング28はシールフエースメンバ30とキヤリ
ヤ26の両者に周方向に当接する。
これらのシールエレメント18,22は環状シ
ール面32に沿つて接触するようにスプリング3
4Aによつて相互に向かつて押圧され、このスプ
リング34Aはスプリングリテーナ34と、1個
又はそれ以上のグラブスクリユウ38によつてス
リーブ11に保持されるカラー36との間に保持
される。
ール面32に沿つて接触するようにスプリング3
4Aによつて相互に向かつて押圧され、このスプ
リング34Aはスプリングリテーナ34と、1個
又はそれ以上のグラブスクリユウ38によつてス
リーブ11に保持されるカラー36との間に保持
される。
このようにして、シヤフト10が回転するとき
に環状シール面32においてランニングシールが
形成される。滑らかで規則的な環状シール面32
を維持するために、環状シール面32の一方側を
他方のものより小さく且つより軟い材料で作るこ
とが普通である。この実施例においては、回転シ
ールエレメント22が炭素で作られたシールフエ
ースメンバ30を有している。しかしながら、エ
レメント22が固定シールエレメントとして形成
され且つエレメント18が回転シールエレメント
として形成されることができることは理解される
べきである。
に環状シール面32においてランニングシールが
形成される。滑らかで規則的な環状シール面32
を維持するために、環状シール面32の一方側を
他方のものより小さく且つより軟い材料で作るこ
とが普通である。この実施例においては、回転シ
ールエレメント22が炭素で作られたシールフエ
ースメンバ30を有している。しかしながら、エ
レメント22が固定シールエレメントとして形成
され且つエレメント18が回転シールエレメント
として形成されることができることは理解される
べきである。
メカニカルシール16が損傷した場合に内部の
流体14の損失を防止するために、シールエレメ
ント18,22の回りに40で示された空間にそ
の圧力が封入された流体製品14の圧力より高い
バリヤ流体を充填しておくことができる。これは
流体製品14が環状シール面32間に存在する微
小なギヤツプに入るのを防止し、環状シール面3
2にはとりわけ潤滑性能に従つて選定されたバリ
ヤ流体の油膜ができる。
流体14の損失を防止するために、シールエレメ
ント18,22の回りに40で示された空間にそ
の圧力が封入された流体製品14の圧力より高い
バリヤ流体を充填しておくことができる。これは
流体製品14が環状シール面32間に存在する微
小なギヤツプに入るのを防止し、環状シール面3
2にはとりわけ潤滑性能に従つて選定されたバリ
ヤ流体の油膜ができる。
さらに、以下にも説明されることであるがシー
ルフエースメンバ30は実質的に三方側を取囲ま
れているので、シールフエースメンバ30は流体
製品14による侵入に対して小さな表面42のみ
露出しているだけであり且つその寿命を長く延ば
すことができる。
ルフエースメンバ30は実質的に三方側を取囲ま
れているので、シールフエースメンバ30は流体
製品14による侵入に対して小さな表面42のみ
露出しているだけであり且つその寿命を長く延ば
すことができる。
周囲の温度条件下では、シールフエースメンバ
30の内径Aは差し込み部27の外径Dよりもわ
ずかに大きい。シールフエースメンバ30の外径
Bはスクイーズリング28の厚い部分28A,2
8Bの内径Cより大きい。このシールエレメント
22を組付けるために、最初にシールフエースメ
ンバ30が差し込み部27上に置かれ、このとき
にシールフエースメンバ30の背面29がキヤリ
ヤ26の前面31に接触せしめられる。キヤリヤ
26の溝35にはOリング33が配置されており
(第2図)空間40の高圧バリヤ流体がシールフ
エースメンバ30の後方で環状シール面32の中
間レベルよりも下方に作用するのを防止するよう
になつている。次いで、スクイーズリング28シ
ールフエースメンバ30の外面上に配置されるこ
とができるようになるまで加熱される。冷却する
ときに、スクイーズリング28の厚い部分28A
はシールフエースメンバ30を圧縮して差し込み
部27と固い接触をなさしめ、また、スクイーズ
リング28の厚い部分28Bはキヤリヤ26の外
径部に焼きばめされる。
30の内径Aは差し込み部27の外径Dよりもわ
ずかに大きい。シールフエースメンバ30の外径
Bはスクイーズリング28の厚い部分28A,2
8Bの内径Cより大きい。このシールエレメント
22を組付けるために、最初にシールフエースメ
ンバ30が差し込み部27上に置かれ、このとき
にシールフエースメンバ30の背面29がキヤリ
ヤ26の前面31に接触せしめられる。キヤリヤ
26の溝35にはOリング33が配置されており
(第2図)空間40の高圧バリヤ流体がシールフ
エースメンバ30の後方で環状シール面32の中
間レベルよりも下方に作用するのを防止するよう
になつている。次いで、スクイーズリング28シ
ールフエースメンバ30の外面上に配置されるこ
とができるようになるまで加熱される。冷却する
ときに、スクイーズリング28の厚い部分28A
はシールフエースメンバ30を圧縮して差し込み
部27と固い接触をなさしめ、また、スクイーズ
リング28の厚い部分28Bはキヤリヤ26の外
径部に焼きばめされる。
使用に際して、シールフエースメンバ30の回
転駆動はこのシールフエースメンバ30の差し込
み部27への締まりばめによつてもたらされる。
適切な締めしろの選択は温度や摩擦駆動を考慮す
ることによつて定められる。シールフエースメン
バ30がよく用いられるような炭素である場合に
は、使用時にシールの温度が高くなるにつれてス
クイーズリング28が炭素のシールフエースメン
バ30よりも素速く膨張する。従つて、炭素のシ
ールフエースメンバ30への圧縮力が解除され、
終にはシールフエースメンバ30の内径が初期値
Aに戻る。
転駆動はこのシールフエースメンバ30の差し込
み部27への締まりばめによつてもたらされる。
適切な締めしろの選択は温度や摩擦駆動を考慮す
ることによつて定められる。シールフエースメン
バ30がよく用いられるような炭素である場合に
は、使用時にシールの温度が高くなるにつれてス
クイーズリング28が炭素のシールフエースメン
バ30よりも素速く膨張する。従つて、炭素のシ
ールフエースメンバ30への圧縮力が解除され、
終にはシールフエースメンバ30の内径が初期値
Aに戻る。
差し込み部27の外径も初期値Dから膨張する
が、これはスクイーズリング28によつて決定さ
れるシールフエースメンバ30の膨張よりもゆつ
くりしたものである。それにもかかわらず、差し
込み部27の外径が初期値DとAとの間になるよ
うな全ての温度において、炭素のシールフエース
メンバ30の自由な内径が差し込み部27の外径
よりも小さくなるように構成することができる。
従つて、差し込み部27とシールフエースメンバ
30との間には常に締まりばめの関係がある。し
かしながら、温度がさらに高くなるとスクイーズ
リング28の厚い部分28Aの内径がシールフエ
ースメンバ30の外径の初期値Bに近くなるので
シールフエースメンバ30が圧縮から解除される
ことになる。その後で差し込み部27がさらに膨
張すると炭素のシールフエースメンバ30は張力
下におかれる。しかしながら、この状態になる
と、炭素は非常に弱くなり且つ破壊し易くなる。
が、これはスクイーズリング28によつて決定さ
れるシールフエースメンバ30の膨張よりもゆつ
くりしたものである。それにもかかわらず、差し
込み部27の外径が初期値DとAとの間になるよ
うな全ての温度において、炭素のシールフエース
メンバ30の自由な内径が差し込み部27の外径
よりも小さくなるように構成することができる。
従つて、差し込み部27とシールフエースメンバ
30との間には常に締まりばめの関係がある。し
かしながら、温度がさらに高くなるとスクイーズ
リング28の厚い部分28Aの内径がシールフエ
ースメンバ30の外径の初期値Bに近くなるので
シールフエースメンバ30が圧縮から解除される
ことになる。その後で差し込み部27がさらに膨
張すると炭素のシールフエースメンバ30は張力
下におかれる。しかしながら、この状態になる
と、炭素は非常に弱くなり且つ破壊し易くなる。
さらに、差し込み部27が初期値DからAへ膨
張するにつれて差し込み部27と炭素のシールフ
エースメンバ30との間の締りは次第に減少する
ので、且つシールフエースメンバ30と差し込み
部27との間の摩擦駆動の観点からの安全限界を
許容するために、シールの温度範囲を差し込み部
27の外径が初期値Aよりも幾らか小さくなるの
に対応する最大値に制限する必要が出てくる。そ
れにもかかわらず、この最高温度は多くの応用に
対しては十分に高いところにあり、実際に従来構
成された炭素タイプシールが受け入れることので
きる値よりも低くない。
張するにつれて差し込み部27と炭素のシールフ
エースメンバ30との間の締りは次第に減少する
ので、且つシールフエースメンバ30と差し込み
部27との間の摩擦駆動の観点からの安全限界を
許容するために、シールの温度範囲を差し込み部
27の外径が初期値Aよりも幾らか小さくなるの
に対応する最大値に制限する必要が出てくる。そ
れにもかかわらず、この最高温度は多くの応用に
対しては十分に高いところにあり、実際に従来構
成された炭素タイプシールが受け入れることので
きる値よりも低くない。
スクイーズリング28の厚い部分28Bとキヤ
リヤ26とが同じ材料で作られていればこれら間
の摩擦は一定に保持され、スクイーズリング28
の厚い部分28Aと炭素のシールフエースメンバ
30との間の摩擦が第2図に示されるようなひず
みの起るのを大きく防止している。しかしなが
ら、いずれにしてもそのようなひずみはほとんど
起らないであろう。何となれば、第2図に矢印A
によつて示される流体圧がスクイーズリング28
の表面に沿つて且つキヤリヤ26の厚い部分に広
がるからである。この構成は流体圧がシールフエ
ースメンバ30の後方に入る可能性をも低減させ
るものである。
リヤ26とが同じ材料で作られていればこれら間
の摩擦は一定に保持され、スクイーズリング28
の厚い部分28Aと炭素のシールフエースメンバ
30との間の摩擦が第2図に示されるようなひず
みの起るのを大きく防止している。しかしなが
ら、いずれにしてもそのようなひずみはほとんど
起らないであろう。何となれば、第2図に矢印A
によつて示される流体圧がスクイーズリング28
の表面に沿つて且つキヤリヤ26の厚い部分に広
がるからである。この構成は流体圧がシールフエ
ースメンバ30の後方に入る可能性をも低減させ
るものである。
第3図はシールエレメント40のもう1つの実
施例を示すものであり、この場合、キヤリヤ42
の差し込み部41が前の実施例のスクイーズリン
グとしての機能を有し、スクイーズリング43が
差し込み部としての機能を有する。この場合、キ
ヤリヤ42が加熱されて炭素のシールフエースメ
ンバ30を差し込み部41のボア内に挿入させる
ようになる。次いで、スクイーズリング43が、
炭素のシールフエースメンバ30のボア内に位置
されることができるようになるまで冷却される。
この段階において、シールフエースメンバ30は
差し込み部41によつて圧縮されており、キヤリ
ヤ42の内径よりもわずかに小さい内径を有す
る。しかしながら、スクイーズリング43があた
たまつて膨張すると、スクイーズリング43がシ
ールフエースメンバ30を圧縮してキヤリヤ42
の内径と一致させる。このようにして、スクイー
ズリング43はシールフエースメンバ30とキヤ
リヤ42の両者の内面に周方向に当接する。
施例を示すものであり、この場合、キヤリヤ42
の差し込み部41が前の実施例のスクイーズリン
グとしての機能を有し、スクイーズリング43が
差し込み部としての機能を有する。この場合、キ
ヤリヤ42が加熱されて炭素のシールフエースメ
ンバ30を差し込み部41のボア内に挿入させる
ようになる。次いで、スクイーズリング43が、
炭素のシールフエースメンバ30のボア内に位置
されることができるようになるまで冷却される。
この段階において、シールフエースメンバ30は
差し込み部41によつて圧縮されており、キヤリ
ヤ42の内径よりもわずかに小さい内径を有す
る。しかしながら、スクイーズリング43があた
たまつて膨張すると、スクイーズリング43がシ
ールフエースメンバ30を圧縮してキヤリヤ42
の内径と一致させる。このようにして、スクイー
ズリング43はシールフエースメンバ30とキヤ
リヤ42の両者の内面に周方向に当接する。
この構成は前述した実施例と同様の温度性能を
有しつつひずみの考慮において優れている。理解
されるべきは、スクイーズリング43は第2図に
示されるのと同様のデザインを有することがで
き、且つシールフエースメンバ30及びキヤリヤ
26にそれぞれ接触される降起部分は第1図に示
されるように必ずしも等しくされる必要はない。
有しつつひずみの考慮において優れている。理解
されるべきは、スクイーズリング43は第2図に
示されるのと同様のデザインを有することがで
き、且つシールフエースメンバ30及びキヤリヤ
26にそれぞれ接触される降起部分は第1図に示
されるように必ずしも等しくされる必要はない。
以上説明した実施例において、スクイーズリン
グとキヤリヤとの間での当接関係から得られた炭
素のシールフエースメンバ30のより剛性の高い
構造の特徴、並びに炭素のシールフエースメンバ
30の三方側からの覆いが、それぞれに、炭素の
環状シール面32のひずみの発生を低減し、且つ
敵意ある流体製品の攻撃から炭素のシールフエー
スメンバをこれまで実現できなかつたほどに保護
するものである。
グとキヤリヤとの間での当接関係から得られた炭
素のシールフエースメンバ30のより剛性の高い
構造の特徴、並びに炭素のシールフエースメンバ
30の三方側からの覆いが、それぞれに、炭素の
環状シール面32のひずみの発生を低減し、且つ
敵意ある流体製品の攻撃から炭素のシールフエー
スメンバをこれまで実現できなかつたほどに保護
するものである。
第1図は本発明によるメカニカルシールの断面
図、第2図は第1図のシールエレメントの変形に
抵抗するところを説明する図、第3図は本発明に
よるメカニカルシールに使用されるシールエレメ
ントの他の例の断面図である。 10…シヤフト、12…ハウジング、16…メ
カニカルシール、18…固定シールエレメント、
22,40…回転シールエレメント、26,42
…キヤリヤ、27,41…差し込み部、28,4
3…スクイーズリング、30…シールフエースメ
ンバ、32…環状シール面。
図、第2図は第1図のシールエレメントの変形に
抵抗するところを説明する図、第3図は本発明に
よるメカニカルシールに使用されるシールエレメ
ントの他の例の断面図である。 10…シヤフト、12…ハウジング、16…メ
カニカルシール、18…固定シールエレメント、
22,40…回転シールエレメント、26,42
…キヤリヤ、27,41…差し込み部、28,4
3…スクイーズリング、30…シールフエースメ
ンバ、32…環状シール面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 シールすべき流体を含んだハウジング12か
ら延びる回転軸10をシールするのに使用するメ
カニカルシールであつて、 ハウジング12でシールされるのに適した静止
シールエレメント18と、回転軸10でシールさ
れるのに適した回転シールエレメント22とを備
え、該静止シールエレメント18及び該回転シー
ルエレメント22が各々回転軸10を取り囲むの
に適した環状シール面32を有し、さらに、該環
状シール面32間でランニングシールを形成する
ために該静止シールエレメント18と該回転シー
ルエレメント22とを相互に近接するように押圧
する手段を備え、該静止シールエレメント18及
び該回転シールエレメント22の一方がシールフ
エースメンバ30を支持するキヤリヤ26,42
と、該シールフエースメンバ30を該キヤリヤ2
6,42に対して圧縮させるために該シールフエ
ースメンバ30に嵌合されるスクイーズリング2
8,43とを備えたメカニカルシールにおいて、 該キヤリヤ26がその外周上で該シールフエー
スメンバ30を支持する差し込み部27を有し、
該シールフエースメンバ30が該差し込み部27
と周方向に当接するとともに該キヤリヤ26と半
径方向に当接し、該スクイーズリング28が該シ
ールフエースメンバ30を圧縮させるために周方
向に該シールフエースメンバ30及び該キヤリヤ
26の両者に当接し且つ軸方向に該シールフエー
スメンバ30を包囲するように該シールフエース
メンバ30及び該キヤリヤ26の両者に焼きばめ
され、あるいは、 該キヤリヤ42が該シールフエースメンバ30
を包囲する差し込み部27を有し、該差し込み部
27が該シールフエースメンバ30を包囲して周
方向に当接するとともに、該シールフエースメン
バ30が該キヤリヤ42と半径方向に当接し、該
キヤリヤ42及び該差し込み部27が該シールフ
エースメンバ30を該スクイーズリング43に対
して圧縮させるために該シールフエースメンバ3
0に焼きばめされ、該スクイーズリング43が該
シールフエースメンバ30及び該キヤリヤ42の
両者に内側から周方向に当接し且つ軸方向に該シ
ールフエースメンバ30を包囲するようにしたこ
とを特徴とするメカニカルシール。 2 該スクイーズリング28が該シールフエース
メンバ30の環状シール面32のみが露出するよ
うに該キヤリヤ26、該差し込み部27及び該シ
ールフエースメンバ30を包囲し、該シールフエ
ースメンバ30の残りが該差し込み部27、該キ
ヤリヤ26、該スクイーズリング28によつて覆
われる特許請求の範囲第1項に記載のメカニカル
シール。 3 該キヤリヤ42、該差し込み部41及び該シ
ールフエースメンバ30が該シールフエースメン
バ30の環状シール面32のみが露出するように
該スクイーズリング43を包囲し、該シールフエ
ースメンバ30の残りが該差し込み部41、該キ
ヤリヤ42、該スクイーズリング43によつて覆
われる特許請求の範囲第1項に記載のメカニカル
シール。 4 該スクイーズリング28,43が該キヤリヤ
26,42及び該シールフエースメンバ30にさ
らに締まりばめされる特許請求の範囲第1項から
3項のいずれかに記載のメカニカルシール。 5 該スクイーズリング28が比較的に薄いブリ
ツジ28Cによつて分離された軸方向に間隔を開
けた2つの厚い部分(28A,28B)からな
り、該厚い部分の一方28Aが該シールフエース
メンバ30に周方向に当接し且つ他方の厚い部分
28Bが該キヤリヤ26に周方向に当接する特許
請求の範囲第1項から4項のいずれかに記載のメ
カニカルシール。 6 該シールフエースメンバ30、該キヤリヤ2
6,42及び該スクイーズリング28,43の寸
法が、該シールフエースメンバ30が組み立て時
に半径方向の圧縮下にあるようになつている特許
請求の範囲第1項から5項のいずれかに記載のメ
カニカルシール。 7 該シールフエースメンバ30が、該キヤリヤ
26,42及び/又は該スクイーズリング28,
43の熱膨張係数より実質的に小さい熱膨張係数
の材料で構成される特許請求の範囲第1項から6
項のいずれかに記載のメカニカルシール。 8 該シールフエースメンバ30がカーボンまた
はカーボンを基礎とした材料で作られる特許請求
の範囲第7項に記載のメカニカルシール。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB848412875A GB8412875D0 (en) | 1984-05-19 | 1984-05-19 | Mechanical seals |
GB8412875 | 1984-05-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6159069A JPS6159069A (ja) | 1986-03-26 |
JPH0235177B2 true JPH0235177B2 (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=10561238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60104098A Granted JPS6159069A (ja) | 1984-05-19 | 1985-05-17 | メカニカルシ−ル |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4659092A (ja) |
EP (1) | EP0163450B1 (ja) |
JP (1) | JPS6159069A (ja) |
AU (1) | AU579373B2 (ja) |
DE (1) | DE3564154D1 (ja) |
GB (1) | GB8412875D0 (ja) |
ZA (1) | ZA853751B (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1985-05-14 DE DE8585303375T patent/DE3564154D1/de not_active Expired
- 1985-05-14 EP EP85303375A patent/EP0163450B1/en not_active Expired
- 1985-05-16 AU AU42571/85A patent/AU579373B2/en not_active Ceased
- 1985-05-16 US US06/735,083 patent/US4659092A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-05-17 ZA ZA853751A patent/ZA853751B/xx unknown
- 1985-05-17 JP JP60104098A patent/JPS6159069A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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