JPH0627884Y2 - mechanical seal - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、機器の軸周をシールするメカニカルシール、
とくに耐スラリー性を向上させたメカニカルシールに関
する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a mechanical seal for sealing the shaft circumference of a device,
In particular, it relates to a mechanical seal having improved slurry resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、メカニカルシールの一種として、第３図に示すよ
うに、ハウジング１０７側に密嵌される断面略コ字形の
環状の金属ケース１０２に軸方向移動自在かつ回り止め
された状態に支持され、ばね１０３によって該金属ケー
ス１０２から抜け出す方向に押圧付勢されるとともに、
ゴムベローズ１０４によって金属ケース１０２との間の
気密が保持されたカーボン樹脂製のシールリング（静止
側密封環）１０１と、回転軸１０８側にガスケット１０
６を介して装着されるアルミナセラミック製のメイティ
ングリング（回転側密封環）１０５とを備え、両リング
１０１，１０５が互いに密接摺回動することにより、外
周側の密封対象液Ａが大気Ｂ側へ漏洩するのを阻止する
メカニカルシールが、ポンプ等の機器の軸封装置として
広く使用されている。Conventionally, as a kind of mechanical seal, as shown in FIG. 3, a spring is supported by an annular metal case 102 having a substantially U-shaped cross section that is tightly fitted to the housing 107 side so as to be axially movable and non-rotatable. 103 is pressed and urged in the direction of coming out of the metal case 102,
A carbon resin seal ring (stationary side seal ring) 101, which is kept airtight from the metal case 102 by a rubber bellows 104, and a gasket 10 on the rotary shaft 108 side.
6 is equipped with an alumina ceramic mating ring (rotating side sealing ring) 105, and both rings 101, 105 are brought into close contact with each other so that the liquid A to be sealed on the outer peripheral side is exposed to the atmosphere B. Mechanical seals that prevent leakage to the side are widely used as shaft sealing devices for equipment such as pumps.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

しかし、上記従来のメカニカルシールは、密封対象液Ａ
中にスラリーを含むような場合、両リング１０１，１０
５の摺動面１０１ａ，１０５ａ間にスラリーが侵入する
ことにより、カーボン樹脂からなるシールリング１０１
の摺動面１０１ａが面荒れまたは異常摩耗を惹起し、密
封性能の低下をもたらしていた。However, the conventional mechanical seal described above is
When the slurry is contained therein, both rings 101, 10
5, the slurry enters between the sliding surfaces 101a and 105a, so that the seal ring 101 made of carbon resin is formed.
The sliding surface 101a of No. 1 caused surface roughness or abnormal wear, resulting in deterioration of sealing performance.

本考案は、このような点に鑑み、メカニカルシールの耐
スラリー性を向上させることを課題としてなされたもの
である。The present invention has been made in view of the above points and has an object to improve the slurry resistance of the mechanical seal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するため、本考案に係るメカニカルシー
ルは、回転側の密封環と、静止側の密封環の互いに密接
する摺動面のうち、一方の摺動面が、内周側の自己潤滑
性を有するカーボン材と、外周側の銅合金で形成され、
また、他方の摺動面が、前記カーボン材と対向する内周
側のアルミナセラミックと、前記銅合金と対向する外周
側の高純度アルミナセラミックで形成されてなる構成と
した。In order to solve the above-mentioned problems, the mechanical seal according to the present invention is such that one of the sliding surfaces of the rotating-side sealing ring and the stationary-side sealing ring, which are in close contact with each other, has one sliding surface on the inner peripheral side. Formed of a carbon material having a property and a copper alloy on the outer peripheral side,
Further, the other sliding surface is formed of an alumina ceramic on the inner peripheral side facing the carbon material and a high-purity alumina ceramic on the outer peripheral side facing the copper alloy.

〔作用〕[Action]

上記本考案によると、両密封環の摺動面は、内周側がカ
ーボン樹脂とアルミナセラミックで構成され、外周側が
銅合金と高純度のアルミナセラミックで構成される。そ
して摺動面外周側では密封対象液の侵入により適度な潤
滑液膜を介在させながら良好な潤滑状態で密接摺動する
とともに、スラリーの侵入を阻止し、銅合金と高純度の
アルミナセラミックの組み合わせにより耐異物摩耗性が
向上している。また、摺動面内周側は大気と接している
ので十分な厚さの潤滑液膜は形成されにくいが、カーボ
ン樹脂とアルミナセラミックは摺動材としての相性がよ
く、自己潤滑作用による良好な潤滑性を奏する。According to the above-mentioned present invention, the sliding surfaces of both sealing rings are made of carbon resin and alumina ceramic on the inner peripheral side and copper alloy and high-purity alumina ceramic on the outer peripheral side. On the outer peripheral side of the sliding surface, the liquid to be sealed penetrates closely in a good lubrication state with an appropriate lubricating liquid film interposed, and prevents the slurry from entering, combining copper alloy and high-purity alumina ceramic. Due to this, the foreign matter wear resistance is improved. Further, since the inner peripheral side of the sliding surface is in contact with the atmosphere, it is difficult to form a lubricating liquid film of sufficient thickness, but the carbon resin and alumina ceramic have a good compatibility as a sliding material and a good self-lubricating effect. Provides lubricity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本考案を、図示の実施例を参照しながら説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.

第１図に示す実施例においては、１はハウジング側に密
嵌される金属ケース２に軸方向移動自在かつ回り止めさ
れた状態に支持されるとともにばね３によって軸方向に
付勢された静止側密封環としてのシールリング、４は、
回転軸側にガスケット５を介して装着される回転側密封
環としてのメイティングリングで、両リング１，４は対
向する摺動面１ａ，４ａにおいて互いに密接摺動する。In the embodiment shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stationary side which is supported by a metal case 2 which is tightly fitted to the housing side in a state where it is movable in the axial direction and is prevented from rotating and is urged in the axial direction by a spring 3. Seal ring 4 as a seal ring,
A mating ring as a rotary seal ring mounted on the rotary shaft side via a gasket 5, both rings 1 and 4 closely slide on opposing sliding surfaces 1a and 4a.

シールリング１は自己潤滑性の優れたカーボン材１１で
成形されるとともに、その摺動面１ａ側の端部の外周部
には銅合金１２が埋設接合されており、すなわち摺動面
１ａは、内周側のカーボン材１１表面と、外周側の銅合
金１２表面で構成されている。また、メイティングリン
グ４は、内周側のアルミナセラミック４１と外周側の高
純度アルミナセラミック４２を接合したもので、すなわ
ち摺動面４ａは、その内周部におけるアルミナセラミッ
ク４１表面が前記カーボン材１１表面と摺動し、外周部
における高純度アルミナセラミック４２表面が前記銅合
金１２表面と摺動する。The seal ring 1 is formed of a carbon material 11 having excellent self-lubricating property, and a copper alloy 12 is embedded and joined to the outer peripheral portion of the end portion on the sliding surface 1a side, that is, the sliding surface 1a is It is composed of the surface of the carbon material 11 on the inner peripheral side and the surface of the copper alloy 12 on the outer peripheral side. Further, the mating ring 4 is formed by joining the alumina ceramic 41 on the inner peripheral side and the high-purity alumina ceramic 42 on the outer peripheral side, that is, the sliding surface 4a has the surface of the alumina ceramic 41 at the inner peripheral portion thereof made of the carbon material. 11 surface, and the high-purity alumina ceramic 42 surface in the outer peripheral part slides on the copper alloy 12 surface.

このため、密封対象液Ａ側である摺動面１ａ，４ａ外周
部における銅合金１２表面と高純度アルミナセラミック
４２表面間は、密封対象液Ａによる潤滑膜が介在して良
好な流体潤滑が行なわれるとともに、密封対象液Ａ中の
スラリーに対する耐性が大きくなっており、また、大気
Ｂ側であってドライ状態になりやすい摺動面１ａ，４ａ
内周部におけるカーボン材１１表面とアルミナセラミッ
ク４１表面同士は、摺動材としての相性がよく、面荒れ
や異常摩耗が起こりにくいものとなっている。Therefore, between the surface of the copper alloy 12 and the surface of the high-purity alumina ceramic 42 on the outer peripheral portions of the sliding surfaces 1a and 4a on the liquid A side to be sealed, a lubricating film of the liquid A to be sealed is present for good fluid lubrication. In addition, the resistance to the slurry in the liquid A to be sealed is increased, and the sliding surfaces 1a and 4a on the atmosphere B side, which are likely to be in a dry state.
The surface of the carbon material 11 and the surface of the alumina ceramic 41 in the inner peripheral portion have a good compatibility as a sliding material, and surface roughness and abnormal wear are less likely to occur.

次に第２図の実施例は、上記第１図の構成に加えて、シ
ールリング１の摺動面１ａに銅合金１２とカーボン材１
１の境界に位置して環状溝６を形成し、この環状溝６内
に密封対象液Ａを満たすことによって、大気Ｂ側である
内周のカーボン材１１表面とアルミナセラミック４１表
面間にも密封対象液Ａによる潤滑膜を介在させて潤滑性
を向上させているものである。Next, in the embodiment shown in FIG. 2, in addition to the structure shown in FIG. 1, a copper alloy 12 and a carbon material 1 are provided on the sliding surface 1a of the seal ring 1.
By forming the annular groove 6 at the boundary of No. 1 and filling the annular groove 6 with the liquid A to be sealed, the inside of the carbon material 11 on the atmosphere B side and the surface of the alumina ceramic 41 are also sealed. The lubricity is improved by interposing a lubricating film of the target liquid A.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上、本考案によると、摺動面外周側では、銅合金と高
純度アルミナセラミックの組み合わせにより耐異物摩耗
性が向上し、また、摺動面内周側は、摺動材としての相
性のよいカーボン樹脂とアルミナセラミックの組み合わ
せとなっているとともに、前記外周側の銅合金と高純度
アルミナセラミックによって外周からのスラリーの侵入
が阻止されていることから潤滑性が良好であり、したが
ってシール性および耐久性が向上するといった優れた効
果を奏する。As described above, according to the present invention, on the outer peripheral side of the sliding surface, the foreign material wear resistance is improved by the combination of the copper alloy and the high-purity alumina ceramic, and on the inner peripheral side of the sliding surface, the compatibility with the sliding material is good. It has a combination of carbon resin and alumina ceramics, and because the copper alloy and high-purity alumina ceramics on the outer peripheral side prevent the slurry from entering from the outer periphery, it has good lubricity, and therefore sealability and durability. It has an excellent effect that the property is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の第一実施例を示す要部断面図、第２図
は第二実施例を示す要部断面図、第３図は従来例を示す
半裁断面図である。 １……シールリング、１ａ，４ａ……摺動面 ４……メイティングリング、１１……カーボン材 １２……銅合金、４１……アルミナセラミック ４２……高純度アルミナセラミックFIG. 1 is a sectional view of a main part showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a second embodiment, and FIG. 3 is a half-cut sectional view showing a conventional example. 1 ... Seal ring, 1a, 4a ... Sliding surface 4 ... Mating ring, 11 ... Carbon material 12 ... Copper alloy, 41 ... Alumina ceramic 42 ... High-purity alumina ceramic

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】回転側の密封環と、静止側の密封環の互い
に密接する摺動面のうち、一方の摺動面が、内周側の自
己潤滑性を有するカーボン材と、外周側の銅合金で形成
され、また、他方の摺動面が、前記カーボン材と対向す
る内周側のアルミナセラミックと、前記銅合金と対向す
る外周側の高純度アルミナセラミックで形成されたこと
を特徴とするメカニカルシール。1. A rotary side sealing ring and a stationary side sealing ring, of which sliding surfaces are in close contact with each other, one sliding surface has a self-lubricating carbon material on the inner peripheral side and an outer peripheral side carbon material. It is formed of a copper alloy, and the other sliding surface is formed of an alumina ceramic on the inner peripheral side facing the carbon material and a high-purity alumina ceramic on the outer peripheral side facing the copper alloy. Mechanical seal to do.