JPH04121582U - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
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Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シャフト2の軸方向移動を許容するメカニカ
ルシール4において、反密封摺動面側から中間リング1
0をバックアップするスラスト受け用端面12aの早期
摩耗を防止する。 【構成】 静止側中間リング10と密封対象液側の第一
の回転側摺動リング11により密封摺動面20を形成
し、静止側中間リング10と反密封対象液側の第二の回
転側摺動リング11の対向端面の一方に通液溝21を形
成し、シャフト2に固定したカバー部材17の内径部
に、清浄な循環水が導入される反密封対象液側の空間5
に開口した流入口27aと、中間室7における密封摺動
面20の内周近傍に臨んで開口した流出口27bとを有
する循環液流路27を形成し、流出口27bの開口を流
入口27aよりも外径側に位置させる。
ルシール4において、反密封摺動面側から中間リング1
0をバックアップするスラスト受け用端面12aの早期
摩耗を防止する。 【構成】 静止側中間リング10と密封対象液側の第一
の回転側摺動リング11により密封摺動面20を形成
し、静止側中間リング10と反密封対象液側の第二の回
転側摺動リング11の対向端面の一方に通液溝21を形
成し、シャフト2に固定したカバー部材17の内径部
に、清浄な循環水が導入される反密封対象液側の空間5
に開口した流入口27aと、中間室7における密封摺動
面20の内周近傍に臨んで開口した流出口27bとを有
する循環液流路27を形成し、流出口27bの開口を流
入口27aよりも外径側に位置させる。
Description
【0001】
本考案は、軸封装置としてのメカニカルシールであって、とくにシャフトの軸
方向移動を許容するとともに固形分を含んだ取り扱い液を密封対象とするものに
関する。
【0002】
従来から、例えばポンプ用のメカニカルシールとして、図2に示すように、可
動キー104及びOリング105を介してシャフト101外周に気密的かつ軸方
向移動自在に設けた回転側中間リング103と、ハウジング102内周にそれぞ
れラバースプリング108,109を介して気密的かつ弾性的に支持され前記回
転側中間リング103の両端面と対向摺接する一対の静止側摺動リング106,
107とを有し、このうちポンプ室113側の静止側摺動リング106の摺動面
110には通液溝111が形成されるとともに、反ポンプ室側の静止側摺動リン
グ107と回転側中間リング103の対向端面が互いに密接して密封摺動面11
2をなすものが知られている。前記可動キー104は、回転側中間リング103
に外周側から貫挿したボルト114を介して回転側中間リング103の内周面に
取り付けられており、回転側中間リング103の外周の中間室117へ侵入した
揚液が前記ボルト114を挿通した孔115を介して当該メカニカルシールの反
ポンプ室側の空間118へ漏洩するのを防止するため、ボルト114と孔115
の間をパッキン116で密封している。
【0003】
このメカニカルシールは、ポンプ室113内の揚液が軸周から空間118側へ
漏洩するのを阻止する軸封機能を、回転側中間リング103と静止側摺動リング
107の密封摺動面112において営むもので、ポンプ室113側の静止側摺動
リング106の摺動面110が、通液溝111を通じてポンプ室113と前記中
間室117との間を流通する前記揚液で潤滑・冷却されることにより、回転側中
間リング103に対するスラスト受けとして機能するとともに、可動キー104
が軸方向に相対移動可能な嵌合状態にあることによって、シャフト101が軸方
向に挙動しても回転側中間リング103が両静止側摺動リング106,107間
で定位置に保持され、密封摺動面112の荷重が常に一定になるように構成され
ている。
【0004】
しかしながら、上記従来構造によると、スラスト受けとして機能する静止側摺
動リング106が、密封対象であるポンプ室113の揚液を潤滑・冷却用の液と
して利用しているため、この揚液が多量の固形分を含む場合は、通液溝111内
を通過する際に前記固形分の咬み込みを生じ、また、中間室117が密封摺動面
112によって先止まりになっていて、通液溝111での揚液の流通量が少ない
ことから、前記スラスト受けとしての摺動面110の潤滑及び冷却が十分ではな
く、したがって、この摺動面110が早期に摩耗して回転側中間リング103に
対するバックアップ機能が低下し、密封摺動面112における適切な密封面圧を
長期間にわたって維持することができなくなる問題があった。
【0005】
本考案は、上記した問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
シャフトの軸方向移動を許容するメカニカルシールにおいて、密封摺動面と反対
側のスラスト受け用の摺動面の早期摩耗を防止することにある。
【0006】
上記課題を解決するため、本考案のメカニカルシールは、ハウジングの内径部
に気密的かつ軸方向移動自在に支持された静止側中間リングと、シャフトに固定
されたカバー部材にそれぞれ気密的かつ弾性的に支持され前記静止側中間リング
の両端面と対向摺接する第一及び第二の回転側摺動リングとを有し、静止側中間
リングと密封対象液側の第一の回転側摺動リングが密封摺動するとともに、静止
側中間リングと反密封対象液側の第二の回転側摺動リングの対向端面の一方に通
液溝が形成され、前記カバー部材の内径部に、清浄な循環液が導入される反密封
対象液側の空間に開口した流入口と、静止側中間リングと両回転側摺動リングの
内周の中間室であって前記密封摺動面の内周近傍に臨んで開口した流出口とを有
する循環液流路が形成され、前記流出口の開口が流入口よりも外径位置にある構
成とした。
【0007】
上記構成によると、静止側中間リングは第一及び第二の回転側摺動リングで軸
方向両側から挟持された状態にあって、ハウジングに対して軸方向移動自在に支
持されていることから、シャフトが軸方向移動しても、静止側中間リングと第一
及び第二の回転側摺動リングがシャフトに追随して一体的に軸方向移動し、各々
の相対的な位置関係が変化しないので、密封摺動面の荷重は常に一定に維持され
る。
【0008】
静止側中間リングに対するスラスト受けとして機能する第二の回転側摺動リン
グは、第一の回転側摺動リングと前記静止側中間リングによる密封摺動面の反密
封対象液側に位置しているので、固形分を含むポンプ室側の揚液に接することが
ない。また、カバー部材の内径部に形成された循環液流路の流出口が、その流入
口よりも外径位置で開口していることによる遠心ポンプ作用によって、反密封対
象液側の空間内の清浄な循環液が、循環液流路を通ってその流出口から静止側中
間リング第一の回転側摺動リングによる密封摺動面の内周に吐出され、さらに、
静止側中間リングと両回転側摺動リングの内周の中間室から通液溝を経由して前
記空間へ流出するため、密封摺動面及びスラスト受けとしての摺動面が清浄な循
環液の活発な流れによって潤滑及び冷却される。
【0009】
以下、本考案を図1に示す一実施例を参照しながら説明すると、1は固形分を
多量に含んだ揚液を取り扱うポンプのハウジング、2はこのハウジング1に挿通
されてポンプ室3内の図示しないインペラを回転させるシャフトである。シャフ
ト2を軸封してポンプ室3からの揚液の漏洩を阻止するメカニカルシール4は、
静止側中間リング10と、その軸方向両端面に摺接する第一及び第二の回転側摺
動リング11,12を備え、このメカニカルシール4で区画されたポンプ室3と
反対側にある空間5及び中間室7には、回収孔6及び図示しない供給孔を介して
ポンプ外部から清浄水が循環供給されている。
【0010】
静止側中間リング10は、ハウジング1の内周に、Oリング等のパッキン13
及び可動キー手段14を介して軸方向移動自在に支持されており、その軸方向両
端には超硬合金又はSiC 等の硬質材料からなる摺動部材10a,10bが一体的
に固着されている。パッキン13は、ハウジング1の内周面に形成された環状溝
15に装着されており、また、可動キー手段14は、前記環状溝15の反密封対
象液側すなわちポンプ室3と反対側に形成された軸方向に延びるキー溝14aと
、静止側中間リング10の外周面にボルト14cで固定されて前記キー溝14a
内に軸方向摺動自在に嵌合したキー部材14bとからなる。
【0011】
シャフト2の外周面には、静止側中間リング10の軸方向両側に位置して第一
及び第二のカバー部材16,17が固定されている。前記第一及び第二の回転側
摺動リング11,12は、それぞれOリング等からなるラバースプリング18,
19を介してこのカバー部材16,17の筒状部16a,17aのテーパ状内周
面に気密的かつ弾性的に支持され、このラバースプリング18,19の圧縮反力
によって前記静止側中間リング10の両端面と対向摺接する。
【0012】
回転側摺動リング11,12のうち、密封対象液側すなわちポンプ室3側の第
一の回転側摺動リング11は、その静止側中間リング10との対向端部に超硬合
金又はSiC 等の硬質材料からなる摺動部材11aが一体的に設けられ、この摺動
部材11aの端面が、静止側中間リング10の摺動部材10aの端面と気密的に
対向摺接して密封摺動面20を形成している。また、反密封対象液側すなわち空
間5側にあって静止側中間リング10の摺動部材10bの端面と対向摺接する第
二の回転側摺動リング12の摺動面12aには、通液溝21が放射状に形成され
ている。
【0013】
第二の回転側摺動リング12をラバースプリング19を介して支持している第
二のカバー部材17の内径には、ポンプ室3側の端部22aが第一のカバー部材
16の内径部に当接するとともに、反対側の端部22bがシャフト2の外周段差
部2aに当接したスリーブ22と一体に形成されており、このスリーブ22は、
内周面に形成したキー溝23aと、シャフト2の外周面に打ち込まれてキー溝2
3aに嵌合したキー部材23bからなるキー手段23を介してシャフト2と周方
向に係合している。また、第一のカバー部材16は、その内径部がシャフト2の
インペラ側すなわちポンプ室3側に設けたスペーサ24と前記スリーブ22との
間に挟持され、ノックピン25を介してこのスリーブ22と周方向に係合すると
ともに、Oリング26によってシャフト2の外周面との間が密封されている。
【0014】
スリーブ22には循環液流路27が形成されている。この循環液流路27の流
入口27aは、循環液としての清浄水が循環供給される空間5に臨んで前記スリ
ーブ22の端部22bに開口し、流出口27bは、スリーブ22の端部22a近
傍からその外周に嵌着された補助スリーブ28に跨がって穿設され、静止側中間
リング10と第一及び第二の回転側摺動リング11,12の内周の中間室7のう
ち密封摺動面20の内周位置に臨んで、かつ前記流入口27aよりも外径位置で
開口している。
【0015】
以上の構成において、シャフト2が回転すると、カバー部材16,17及びラ
バースプリング18,19を介して第一及び第二の回転側摺動リング11,12
がシャフト2と一体的に回転し、静止側中間リング10は可動キー手段14によ
って回り止めされているので、静止側中間リング10と両摺動リング11,12
は対向端面同士で摺動する。そして、静止側中間リング10と第一の回転側摺動
リング11は互いに密接摺動状態にあり、その密封摺動面20において、ポンプ
室3内の固形分を含んだ揚液を密封対象とする軸封機能が営まれる。一方、清浄
水が充満した空間5側で静止側中間リング10の端面と摺接する第二の回転側摺
動リング12の端面12aは、通液溝21によって前記清浄水の流通を許容して
いるので摺動による軸封機能はなく、専ら前記第一の回転側摺動リング11から
の軸方向荷重に対して静止側中間リング10をバックアップするスラスト受けと
して機能する。
【0016】
静止側中間リング10はハウジング1に対し、可動キー手段14によって軸方
向移動自在に回り止めされているので、シャフト2が軸方向に挙動した場合、カ
バー部材16,17及びラバースプリング18,19を介してシャフト2の外周
に支持された第一及び第二の回転側摺動リング11,12と、その間に挟まれた
位置関係にある前記静止側中間リング10は、シャフト1の軸方向への動きに追
随して一体的に移動する。このため、シャフト1の軸方向移動によって各摺動リ
ング10,11,12の相対的な位置関係が変化することはなく、軸封に必要な
密封摺動面20の荷重は常に一定に維持される。
【0017】
また、キー手段23を介して第二のカバー部材17がシャフト2と一体的に回
転すると、その内径のスリーブ22に形成された循環液流路27の流出口27b
には、流体を外径側へ送り出すポンプ作用が生じる。これは、補助スリーブ28
を設けることによって、前記流出口27bを流入口27aよりも外径側で開口さ
せ、流入口27aに生じる遠心力よりも流出口27bに生じる遠心力を大きくし
たからである。このため、ポンプ外部から空間5に供給された清浄水は、流入口
27aから循環液流路27に吸入されるとともにその流出口27bから静止側中
間リング10と第一の回転側摺動リング11による密封摺動面20の内周に吐出
され、この密封摺動面20の潤滑及び冷却を行う。
【0018】
さらにこの清浄水は、静止側中間リング10と第一及び第二の回転側摺動リン
グ11,12の内周の中間室7から通液溝21を通じて前記空間5へ流出する際
に、静止側中間リング10と第二の回転側摺動リング12の摺動面の潤滑及び冷
却を行い、その後ハウジング1に設けた回収孔6から外部に還流される。すなわ
ち、静止側中間リング10と第二の回転側摺動リング12の摺動面の潤滑及び冷
却に、ポンプ室3の揚液を利用するのではなく、清浄水を顕著に流通させて行う
ようにしたため、静止側中間リング10に対するスラスト受けとしての第二の回
転側摺動リング12の機能が長期間良好に維持される。
【0019】
また、静止側中間リング10の回り止めを行う可動キー手段14は、パッキン
13の反ポンプ室側、すなわち空間5内の清浄水雰囲気中にあって、そのキー部
材14bを固定するためのボルト14cをねじ込む孔14dが静止側中間リング
10が径方向に貫通されたものであっても、この孔14dの内端は同じ清浄水雰
囲気である中間室7に臨んでいるため、先に従来例として説明した図2のパッキ
ン116のような密封手段は必要とせず、しかも前記キー部材14bは、静止側
中間リング10の外周面に固定されているため、組み付け作業も容易である。
【0020】
なお、図示の実施例では、補助スリーブ28によって循環液流路27の流出口
27bを流入口27aよりも外径位置で開口させた構成としたが、この補助スリ
ーブ28に相当する部分はスリーブ22に一体形成されたものであっても良く、
また、スリーブ22は第一のカバー部材16から延びるものであっても良く、そ
の他細部の形状等は、図示の実施例に限定されるものではない。
【0021】
以上、本考案によると、中間リングを反密封摺動面側からバックアップするス
ラスト受けとしての第二の摺動リングと中間リングの対向端面が、第一の摺動リ
ングと前記中間リングによる密封摺動面の反密封対象液側に位置しており、この
対向端面の潤滑及び冷却を、回転に伴う循環液流路のポンプ力によって通液溝を
活発に流通する清浄な循環液で行うようにしたため、前記対向端面に対する潤滑
効果及び冷却効果が向上して前記スラスト受けの機能が長期間維持され、密封摺
動面の面圧を常に適切に保持することができる。
【図1】本考案の一実施例を示す半断面図である。
【図2】従来例を示す半断面図である。
1 ハウジング
2 シャフト
3 ポンプ室(密封対象液側)
4 メカニカルシール
5 空間
7 中間室
10 静止側中間リング
11 第一の回転側摺動リング
12 第二の回転側摺動リング
16,17 カバー部材
20 密封摺動面
21 通液溝
27 循環液流路
27a 流入口
27b 流出口
Claims (1)
- 【請求項1】 ハウジングの内径部に気密的かつ軸方向
移動自在に支持された静止側中間リングと、シャフトに
固定されたカバー部材にそれぞれ気密的かつ弾性的に支
持され前記静止側中間リングの両端面と対向摺接する第
一及び第二の回転側摺動リングとを有し、静止側中間リ
ングと密封対象液側の第一の回転側摺動リングが密封摺
動するとともに、静止側中間リングと反密封対象液側の
第二の回転側摺動リングの対向端面の一方に通液溝が形
成され、前記カバー部材の内径部に、清浄な循環液が導
入される反密封対象液側の空間に開口した流入口と、静
止側中間リングと両回転側摺動リングの内周の中間室で
あって前記密封摺動面の内周近傍に臨んで開口した流出
口とを有する循環液流路が形成され、前記流出口の開口
が流入口よりも外径位置にあることを特徴とするメカニ
カルシール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3381591U JP2538329Y2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3381591U JP2538329Y2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | メカニカルシール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04121582U true JPH04121582U (ja) | 1992-10-30 |
JP2538329Y2 JP2538329Y2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=31916382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3381591U Expired - Fee Related JP2538329Y2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | メカニカルシール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2538329Y2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027227A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | アウトサイド型メカニカルシール |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3381591U patent/JP2538329Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027227A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | アウトサイド型メカニカルシール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2538329Y2 (ja) | 1997-06-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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