JPH0658427A - Shaft sealing device - Google Patents
Shaft sealing deviceInfo
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- JPH0658427A JPH0658427A JP21007792A JP21007792A JPH0658427A JP H0658427 A JPH0658427 A JP H0658427A JP 21007792 A JP21007792 A JP 21007792A JP 21007792 A JP21007792 A JP 21007792A JP H0658427 A JPH0658427 A JP H0658427A
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- ring
- pressure
- spring
- force
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- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、回転機械の回転軸まわ
りのシールを行う軸封装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft sealing device for sealing around a rotary shaft of a rotary machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ポンプ等の回転機械に使用されている軸
封装置の従来のものの一例を図５に示す。軸封装置は、
機械の回転軸１が機械のケーシング２等を貫通する部分
に使用されるもので、回転軸１には回転環３が嵌め込ま
れ、スリーブ４を介しナット５で締め付けることにより
固定されており、ケーシング２側にはボルト６により側
板７が取付けられ、これら側板７と回転環３との間に静
止環８が設けられている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a conventional shaft sealing device used in a rotary machine such as a pump. The shaft seal device is
The rotating shaft 1 of the machine is used in a portion that penetrates the casing 2 and the like of the machine, and the rotating ring 3 is fitted in the rotating shaft 1 and is fixed by tightening with a nut 5 via a sleeve 4. Side plates 7 are attached to the second side by bolts 6, and a stationary ring 8 is provided between the side plates 7 and the rotary ring 3.
【０００３】静止環８は、カーボン材等で製作される密
封環９とそれを保持するホルダ１０とで構成される。側
板７とホルダ１０との間には円周方向に複数個のばね１
１が配置され、これらのばね１１により密封環９の環状
の凸部９ａの端面９ｂが回転環３の側面３ａに弾力的に
押し付けられる。図中、１２，１３，１４，１５は構成
部材間に設けられたＯリングである。The stationary ring 8 is composed of a sealing ring 9 made of carbon material or the like and a holder 10 for holding it. A plurality of springs 1 are circumferentially provided between the side plate 7 and the holder 10.
1 is arranged, and these springs 11 elastically press the end surface 9b of the annular convex portion 9a of the sealing ring 9 against the side surface 3a of the rotary ring 3. In the figure, 12, 13, 14, and 15 are O-rings provided between the constituent members.
【０００４】機械の運転中、回転軸１と一体となって回
転する回転環３の側面３ａに静止の密封環９の凸部９ａ
の端面９ｂが弾力的に押し付けられることにより、機内
の圧力流体Ａの機外への漏洩は防止される。During operation of the machine, the convex portion 9a of the stationary seal ring 9 is provided on the side surface 3a of the rotary ring 3 which rotates integrally with the rotary shaft 1.
By elastically pressing the end surface 9b of the device, the leakage of the pressure fluid A inside the device to the outside of the device is prevented.
【０００５】このような軸封装置における静止環８には
図６に示すような力が作用する。密封環９の回転環３の
側面３ａに接する密封面（端面９ｂ）には、その外径ｄ
2 から内径ｄ1 にかけて、機内の圧力流体Ａの圧力ＰA
から機外Ｂの圧力ＰB にほぼ直線的に降下する圧力分布
が生じる。この分布圧力の合力が、静止環８を回転環３
から引き離そうとするリフティング力ＦR として作用す
る。リフティング力Ｆ R は次式で表される。In the stationary ring 8 in such a shaft sealing device,
A force as shown in FIG. 6 acts. Of the rotating ring 3 of the sealing ring 9
The sealing surface (end surface 9b) in contact with the side surface 3a has an outer diameter d
2To inner diameter d1The pressure P of the fluid A inside the machineA
To pressure B outside the machine BBPressure distribution that drops almost linearly to
Occurs. The resultant force of the distributed pressure causes the stationary ring 8 to move to the rotating ring 3
Lifting force F that tries to separate fromRAct as
It Lifting force F RIs expressed by the following equation.
【数１】 ＦR ≒π（ｄ2 2−ｄ1 2）／４×（ＰA −ＰB ）／２## EQU1 ## F R ≈π (d 2 2 −d 1 2 ) / 4 × (P A −P B ) / 2
【０００６】一方、静止環８を回転環３側に押し付ける
シーティング力ＦS としては、凸部９ａの外径ｄ2 とホ
ルダ１０の小径部１０ａの外径ｄB との間に相当する環
状面に作用する圧力ＰA による力Ｆspとばね１１のばね
力ＷS とが作用する。これを式で表すと次式のようにな
る。On the other hand, the seating force F S for pressing the stationary ring 8 toward the rotating ring 3 is an annular surface corresponding to the outer diameter d 2 of the convex portion 9a and the outer diameter d B of the small diameter portion 10a of the holder 10. The force F sp due to the pressure P A acting on and the spring force W S of the spring 11 act. This can be expressed by the following equation.
【数２】ＦS ＝Ｆsp＋ＷS ただし、 Ｆsp＝π（ｄ2 2−ｄB 2 ）／４× ＰA [Formula 2] F S = F sp + W S However, F sp = π (d 2 2 −d B 2 ) / 4 × P A
【０００７】密封環９の凸部９ａの密封面９ｂが回転環
３の側面３ａに接触してシールをするのであるから、上
記リフティング力ＦR とシーティング力ＦS とは次式の
関係になるように設計される。Since the sealing surface 9b of the convex portion 9a of the sealing ring 9 comes into contact with the side surface 3a of the rotary ring 3 for sealing, the lifting force F R and the seating force F S have the following relationship. Designed to be.
【数３】ＦR ＜ＦS 上述のように、このような軸封装置においては機内の圧
力流体Ａの圧力ＰA が大気圧より大きいこと（正圧）を
基準にしてシーティング力を決めている。F R <F S As described above, in such a shaft seal device, the seating force is determined based on the fact that the pressure P A of the pressure fluid A in the machine is larger than the atmospheric pressure (positive pressure). There is.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような軸
封装置においても、機内圧力ＰA が大気圧より小さく
（負圧）なることがある。機内圧力ＰA が負圧になる
と、静止環８に作用する力関係は図７に示す如く、先に
示した図６の場合と逆の圧力分布となる。つまり、一般
に、機内圧力が正圧の場合にＦSP＞ＦR （図６参照）と
なるように設計されるので、機内圧力Ｐa が負圧になる
と、−ＦSP＞−ＦR 、すなわちＦSP＜ＦR となるため、
機内圧力Ｐa は静止環８を回転環３から引き離す方向に
作用することになる。However, even in such a shaft sealing device, the in-machine pressure P A may become smaller than the atmospheric pressure (negative pressure). When the in-machine pressure P A becomes negative, the force relationship acting on the stationary ring 8 has a reverse pressure distribution as shown in FIG. 6 described above, as shown in FIG. 7. That is, in general, since it is designed such that F SP> F R (see FIG. 6) when cabin pressure is positive pressure, when the cabin pressure P a becomes negative pressure, -F SP> -F R, i.e. Since F SP <F R ,
The in-machine pressure P a acts in the direction of separating the stationary ring 8 from the rotating ring 3.
【０００９】したがって、機内圧力Ｐa が負圧になった
場合でも、静止環８を回転環３側に押し付けて軸封状態
を確保するためには、ばね１１のばね力を一層大きくし
ておく必要がある。Accordingly, even if the cabin pressure P a becomes negative pressure, in order to secure the shaft sealing state against the stationary ring 8 to rotate the ring 3 side, keep further increase the spring force of the spring 11 There is a need.
【００１０】しかし、ばね１１のばね力を大きくする
と、機内圧力Ｐa が正圧のときには必要以上の力で静止
環８を回転環３に押し付けることになり、カーボン材な
どで作られる密封環９の摩擦を早めることになってしま
う。However, when the spring force of the spring 11 is increased, the stationary ring 8 is pressed against the rotary ring 3 with an excessive force when the in-machine pressure P a is a positive pressure, and the sealing ring 9 made of carbon material or the like is used. Will haveten the friction of.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、回転軸に嵌装固定された回転環と前記
回転軸が貫通するケーシング側の壁面との間に静止環を
設け、前記ケーシング側の壁面と前記静止環との間に設
けられたばねにより前記静止環の密封面を前記回転環の
側面に摺動自在に押し付ける軸封装置において、前記静
止環の密封面に環状の溝を設ける一方、前記静止環と前
記ケーシング側との間に圧力流体室を形成し、この圧力
流体室と前記環状の溝とを連通し、さらに前記圧力流体
室を圧力流体供給系につないだのである。In order to solve the above problems, in the present invention, a stationary ring is provided between a rotary ring fitted and fixed to a rotary shaft and a wall surface on the casing side through which the rotary shaft penetrates, In a shaft sealing device that slidably presses the sealing surface of the stationary ring against the side surface of the rotating ring by a spring provided between the wall surface on the casing side and the stationary ring, an annular groove is formed in the sealing surface of the stationary ring. While forming a pressure fluid chamber between the stationary ring and the casing side, the pressure fluid chamber and the annular groove are communicated with each other, and the pressure fluid chamber is connected to the pressure fluid supply system. is there.
【００１２】また、回転軸に嵌装固定された回転環と前
記回転軸が貫通するケーシング側の壁面との間に静止環
を設け、前記ケーシング側の壁面と前記静止環との間に
設けられたばねにより前記静止環の密封面を前記回転環
の側面に摺動自在に押し付ける軸封装置において、前記
ばねを収容するばね受を軸方向に移動可能に設け、前記
ばね受に軸方向の流体圧を付加可能としたのである。Further, a stationary ring is provided between a rotary ring fitted and fixed to the rotary shaft and a casing-side wall surface through which the rotary shaft penetrates, and is provided between the casing-side wall surface and the stationary ring. In a shaft sealing device that slidably presses the sealing surface of the stationary ring against the side surface of the rotary ring by means of a spring, a spring receiver for accommodating the spring is provided so as to be movable in the axial direction, and a fluid pressure in the axial direction is applied to the spring receiver. Can be added.
【００１３】[0013]
【作用】上記第一の発明に係る軸封装置においては、圧
力流体室及び圧力流体室を経て密封面の環状の溝に圧力
流体が導かれるので、機内圧力の正圧、負圧にかかわら
ず静止環に作用するシーリング力とリフティング力とは
ほぼつり合ったものとなる。したがって、ばねのばね力
により静止環を回転環の側面に押し付ける適正なシーテ
ィング力を常に確保することができる。In the shaft sealing device according to the first aspect of the present invention, since the pressure fluid is introduced into the annular groove of the sealing surface through the pressure fluid chamber and the pressure fluid chamber, regardless of the positive or negative pressure inside the machine. The sealing force acting on the stationary ring and the lifting force are almost balanced. Therefore, a proper seating force for pressing the stationary ring against the side surface of the rotary ring by the spring force of the spring can be always secured.
【００１４】また、第二の発明に係る軸封装置において
は、機内圧力が例えば負圧になって静止環に作用するリ
フティング力が大きくなった場合には、ばね受にシーテ
ィング方向の流体圧をかける。流体圧によりばね力が補
われることになり、静止環を回転環の側面に押し付ける
適正なシーティング力が確保できる。Further, in the shaft sealing device according to the second aspect of the invention, when the in-machine pressure becomes, for example, a negative pressure and the lifting force acting on the stationary ring becomes large, fluid pressure in the seating direction is applied to the spring bearing. Call. The spring force is supplemented by the fluid pressure, and an appropriate seating force that presses the stationary ring against the side surface of the rotating ring can be secured.
【００１５】[0015]
【実施例】次に、第一の発明の一実施例を図面に基づき
説明する。図１には、ポンプ等に適用した実施例の断面
を示す。図中、１は回転軸で、回転環３が嵌め込まれ、
スリーブ４を介しナット５を締め付けることにより固定
されている。回転環３と回転軸１との間には密封のため
Ｏリング１２が設けられる。一方、機械のケーシング２
の端面には側板２１がボルト６により取付けられてい
る。ケーシング２と側板２１との間にはＯリング１３が
設けられている。側板２１の内周面には段が付けられ、
機内側の径の大きい内周面２１ａと機外側の径の小さい
内周面２１ｂとを有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the first invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross section of an embodiment applied to a pump or the like. In the figure, 1 is a rotary shaft, in which a rotary ring 3 is fitted,
It is fixed by tightening the nut 5 via the sleeve 4. An O-ring 12 is provided between the rotary ring 3 and the rotary shaft 1 for sealing. On the other hand, the machine casing 2
A side plate 21 is attached to the end surface of the with a bolt 6. An O-ring 13 is provided between the casing 2 and the side plate 21. A step is attached to the inner peripheral surface of the side plate 21,
It has an inner peripheral surface 21a having a large diameter inside the machine and an inner peripheral surface 21b having a small diameter outside the machine.
【００１６】側板２１と回転環３との間には静止環２２
が軸方向に移動可能に配置される。静止環２２は、カー
ボン材等で製作される密封環２３とそれを保持するホル
ダ２４とからなっている。密封環２３とホルダ２４との
間にはＯリング２５が設けられる。A stationary ring 22 is provided between the side plate 21 and the rotary ring 3.
Are arranged so as to be movable in the axial direction. The stationary ring 22 includes a sealing ring 23 made of carbon material or the like and a holder 24 holding the sealing ring 23. An O-ring 25 is provided between the sealing ring 23 and the holder 24.
【００１７】密封環２３の機内側には環状に凸部２３ａ
が形成されており、その端面が回転環３の側面３ａに接
触する密封面２３ｂとなっている。この密封面２３ｂに
は環状溝２６が形成されている。An annular convex portion 23a is formed on the inner side of the sealing ring 23.
Is formed, and the end surface thereof is a sealing surface 23b that contacts the side surface 3a of the rotary ring 3. An annular groove 26 is formed on the sealing surface 23b.
【００１８】密封環２３を保持するホルダ２４は機内側
の大径部２４ａから機外側へかけて二段階に径が小さく
なっており、中径部２４ｂと側板２１の内周面２１ａと
の間及び小径部２４ｃと側板２１の内周面２１ｂとの間
にそれぞれＯリング２７，２８を介在させてケーシング
１に対し軸方向に移動可能に保持されている。側板２１
とホルダ２４との間にはＯリング２７，２８により密封
されている圧力流体室すなわち導液室２９が画成されて
る。The holder 24 for holding the sealing ring 23 has a diameter that decreases in two steps from the large diameter portion 24a on the inner side of the machine to the outer side of the machine, and is between the medium diameter portion 24b and the inner peripheral surface 21a of the side plate 21. Further, O-rings 27 and 28 are respectively interposed between the small diameter portion 24c and the inner peripheral surface 21b of the side plate 21 so as to be held movably in the axial direction with respect to the casing 1. Side plate 21
A pressure fluid chamber, that is, a liquid guiding chamber 29, which is sealed by O-rings 27 and 28, is defined between the holder 24 and the holder 24.
【００１９】この導液室２９と前記環状溝２６とは、ホ
ルダ２４及び密封環２３に設けられた複数の導液孔３
０，３１により連通されている。導液孔３０と３１との
接続はブッシュ３２によりなされる。ブッシュ３２とホ
ルダ２４、密封環２３との間にはＯリング３３が設けら
れる。側板２１には導液室２９に連通させて導液路３４
が形成されている。The liquid guiding chamber 29 and the annular groove 26 are provided with a plurality of liquid guiding holes 3 provided in the holder 24 and the sealing ring 23.
It is connected by 0 and 31. The bush 32 connects the liquid introducing holes 30 and 31. An O-ring 33 is provided between the bush 32, the holder 24, and the sealing ring 23. The side plate 21 is in communication with the liquid guiding chamber 29 and is connected to the liquid guiding passage 34.
Are formed.
【００２０】導液路３４には液供給系がつながってい
る。液供給系は、液供給源につながる液供給路３５と、
液供給源から加圧液体を汲み上げるポンプ３６と、コン
トロール弁３７と、ヘッドタンク３８と、ヘッドタンク
３８内の加圧液体３９の液面を検出し、かつコントロー
ル弁３７に制御指令を出す液面計４０等からなる。A liquid supply system is connected to the liquid guide path 34. The liquid supply system includes a liquid supply path 35 connected to a liquid supply source,
A pump 36 for pumping pressurized liquid from a liquid supply source, a control valve 37, a head tank 38, and a liquid level for detecting the liquid level of the pressurized liquid 39 in the head tank 38 and issuing a control command to the control valve 37. It consists of a total of 40 mag.
【００２１】ケーシング２側をなす側板２１と静止環２
２のホルダ２４との間には、円周方向に沿って複数のば
ね１１が設けられ、静止環２２には、その密封環２３の
密封面２３ｂを回転環３の側面３ａに押し付けるばね力
が付勢される。ばね１１は側板２１に形成されたばね収
容孔４１にそれぞれ保持される。The side plate 21 forming the casing 2 side and the stationary ring 2
A plurality of springs 11 are provided along the circumferential direction between the holder 24 and the second holder 24, and the stationary ring 22 has a spring force for pressing the sealing surface 23b of the sealing ring 23 against the side surface 3a of the rotary ring 3. Be energized. The springs 11 are respectively held in spring accommodating holes 41 formed in the side plate 21.
【００２２】上記構造において、密封環２３の密封面２
３ｂの内径をｄ1 、外径をｄ4 、環状溝２６の内径をｄ
2 、外径をｄ3 としたとき、ホルダ２４の中径部２４ｂ
の外径（液圧のかかる環状面２４ｄの外径）、即ちＯリ
ング２７の内径ｄBOは、ｄBO≒（ｄ1 ＋ｄ2 ）／２とな
り、ホルダ２４の小径部２４ｃの外径（環状面２４ｄの
内径）、即ちＯリング２８の内径ｄBIは、ｄBI≒（ｄ3
＋ｄ4 ）／２となるようにする。つまり、密封面２３の
内径ｄ1 と環状溝２６の内径ｄ2 との略中間にホルダ２
４の小径部２４ｃの外径ｄBIが位置し、環状溝の外径ｄ
3 と密封面２３の外径ｄ4 との中間にホルダ２４の中径
部２４ｂの外径ｄBOが位置するようにするのである。In the above structure, the sealing surface 2 of the sealing ring 23
The inner diameter of 3b is d 1 , the outer diameter is d 4 , and the inner diameter of the annular groove 26 is d.
2 , when the outer diameter is d 3 , the middle diameter portion 24b of the holder 24
Outer diameter (outer diameter of the annular surface 24d on which the fluid pressure is applied), that is, the inner diameter d BO of the O-ring 27 is d BO ≈ (d 1 + d 2 ) / 2, and the outer diameter of the small diameter portion 24c of the holder 24 (annular The inner diameter of the surface 24d), that is, the inner diameter d BI of the O-ring 28 is d BI ≈ (d 3
+ D 4 ) / 2. That is, the holder 2 is located approximately in the middle of the inner diameter d 1 of the sealing surface 23 and the inner diameter d 2 of the annular groove 26.
The outer diameter d BI of the small diameter portion 24c of 4 is located, and the outer diameter d of the annular groove is
The outer diameter d BO of the medium-diameter portion 24b of the holder 24 is positioned midway between 3 and the outer diameter d 4 of the sealing surface 23.
【００２３】この軸封装置において、導液室２９には加
圧液体３９が導かれる。この加圧液体３９は、静止環２
２の導液孔３０，３１を通って密封面２３ｂと側面３ａ
との間にも供給される。つまり、静止環２２には、図
２，３に示すように加圧液体３９によるシーティング力
とリフティング力が作用し、上述のように環状面２４ｄ
と密封面２３の寸法を規定したことによりこれらがほぼ
つり合ったもの（ＦS ≒ＦR ）となる。これは、図３に
示すように機内圧力が負圧になった場合でも変わらな
い。なお、図２，３では、導液室２９、環状溝２６内の
圧力をＰm で表してある。従って、ばね１１により必要
はシーティング力を与えることができ、ばね１１のばね
力ＷS を適正に設定することにより、機内圧力の正圧、
負圧にかかわらず密封面２３ｂを適正な面圧で回転環３
の側面３ａに押し付けることができる。In this shaft seal device, the pressurized liquid 39 is introduced into the liquid introducing chamber 29. This pressurized liquid 39 is
The sealing surface 23b and the side surface 3a are passed through the second liquid transfer holes 30 and 31.
Is also supplied between. In other words, the seating force and the lifting force of the pressurized liquid 39 act on the stationary ring 22 as shown in FIGS.
By defining the dimensions of the sealing surface 23 and the sealing surface 23, these are almost balanced (F S ≈F R ). This does not change even when the in-machine pressure becomes a negative pressure as shown in FIG. In FIGS. 2 and 3, the pressure in the liquid guiding chamber 29 and the annular groove 26 is represented by P m . Therefore, the spring 11 can apply a seating force as necessary, and by setting the spring force W S of the spring 11 appropriately, the positive pressure of the in-machine pressure,
Regardless of the negative pressure, the sealing surface 23b is rotated by an appropriate surface pressure on the rotary ring 3
Can be pressed against the side surface 3a.
【００２４】なお、密封面２３ｂには常に加圧液体３９
が供給されるので、密封環２３と回転環３との間の潤滑
が図られる。この面でもカーボン材等製である密封環２
３の摩擦の低減が図れる。The sealing surface 23b always has a pressurized liquid 39
Is supplied, the lubrication between the sealing ring 23 and the rotary ring 3 is achieved. Also in this aspect, the sealing ring 2 made of carbon material or the like
The friction of 3 can be reduced.
【００２５】なお、本発明は、圧力流体により静止環２
２に作用するリフティング方向の力とシーティング方向
の力とがつり合うようにしてあればよいので、導液室２
９を複数設けてもよいし、また、密封面２３側とは連通
しない加圧用のみの導液室を設けてもよい。導液室２９
の中にばね１１を収容するようにすることもできる。ま
た、上記実施例では静止環２２を二部材で構成している
が一部材としてもよい。その場合には、導液孔３０，３
１をつなぐためのブッシュ３２が不要となり、構造が簡
素化できる。In the present invention, the stationary ring 2 is formed by the pressure fluid.
Since it suffices that the force in the lifting direction and the force in the sheeting acting on 2 are balanced, the liquid transfer chamber 2
A plurality of liquid transfer chambers 9 may be provided, or a liquid delivery chamber only for pressurization that is not in communication with the sealing surface 23 side may be provided. Liquid transfer chamber 29
It is also possible to accommodate the spring 11 inside. Further, although the stationary ring 22 is composed of two members in the above embodiment, it may be composed of one member. In that case, the liquid introducing holes 30, 3
The bush 32 for connecting 1 is unnecessary, and the structure can be simplified.
【００２６】次に、第二の発明の一実施例を図４に基づ
き説明する。図４はポンプ等に適用した実施例の断面を
示すもので、前述同様回転軸１には回転環３が嵌め込ま
れ、スリーブ４を介しナット５を締め付けることにより
固定されている。機械のケーシング２の端面には側板４
２がボルト６により取付けられている。側板４２と回転
環３との間には静止環８が配置される。Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a cross section of an embodiment applied to a pump or the like, and similarly to the above, the rotary ring 3 is fitted on the rotary shaft 1 and fixed by tightening the nut 5 via the sleeve 4. A side plate 4 is provided on the end surface of the casing 2 of the machine.
2 are attached by bolts 6. The stationary ring 8 is arranged between the side plate 42 and the rotary ring 3.
【００２７】静止環８は、カーボン材等で製作され密封
環９とそれを保持するホルダ１０とで構成される。密封
環９の端面には環状に凸部９ａ設けられ、その端面が回
転環３の側面３ａと接触される密封面９ｂとなってい
る。一方、密封環９を保持するホルダ１０は大径部１０
ａと小径部１０ｂとからなる段付き円筒となっており、
小径部１０ｂが側板４２の内周面４２ａにＯリング１５
を介在させてケーシング２に対し軸方向に移動可能に保
持されている。１２，１３，１４は回転軸１と回転環３
との間、ケーシング２と側板４２との間、静止環８にお
ける密封環９とホルダ１０との間に設けられたＯリング
である。The stationary ring 8 is made of a carbon material or the like and comprises a sealing ring 9 and a holder 10 for holding the sealing ring 9. An annular convex portion 9a is provided on the end surface of the sealing ring 9, and the end surface serves as a sealing surface 9b that contacts the side surface 3a of the rotary ring 3. On the other hand, the holder 10 for holding the sealing ring 9 has a large diameter portion 10
It is a stepped cylinder consisting of a and a small diameter portion 10b,
The small diameter portion 10b is attached to the inner peripheral surface 42a of the side plate 42 by the O-ring 15.
Is held so as to be movable in the axial direction with respect to the casing 2. 12, 13, and 14 are the rotary shaft 1 and the rotary ring 3.
, An O-ring provided between the casing 2 and the side plate 42, and between the sealing ring 9 and the holder 10 in the stationary ring 8.
【００２８】側板４２と静止環８のホルダ１０との間に
は円周方向に沿って複数のばね１１が配設される。側板
４２にはばね収容穴４３が設けられ、その中に底付き円
筒状のばね受４４が軸方向に移動可能に挿入され、この
ばね受４４の中に前記ばね１１が収容されている。つま
り、ばね１１の一端側はホルダ１０の環状面１０ｃに当
接し、他端側はばね受４４の内底面に当接しているので
ある。そして、このばね１１により、密封環９の密封面
９ｂを回転環３の側面３ａに押し付けるばね力が静止環
８にかけられる。A plurality of springs 11 are arranged along the circumferential direction between the side plate 42 and the holder 10 of the stationary ring 8. A spring accommodating hole 43 is provided in the side plate 42, and a cylindrical spring receiver 44 with a bottom is inserted into the spring accommodating hole 43 so as to be movable in the axial direction, and the spring 11 is accommodated in the spring receiver 44. That is, one end of the spring 11 is in contact with the annular surface 10c of the holder 10, and the other end is in contact with the inner bottom surface of the spring receiver 44. The spring 11 applies a spring force to the stationary ring 8 to press the sealing surface 9b of the sealing ring 9 against the side surface 3a of the rotary ring 3.
【００２９】側板４２には、各ばね受４４の外底面につ
なげて導液路４５が形成され、導液路４５には液供給系
４６が接続されている。液供給系４６は、液供給源につ
ながる液供給路４７、コントロール弁４８等を備えてい
る。ばね受４４の底部に液圧がかけられることにより、
ばね１１によるシーティング力に液圧によるシーティン
グ力が付加されることになる。筒状のばね受４４と側板
４２との間には、加圧液体の漏洩を防止するためＯリン
グ４９が設けられる。A liquid guiding path 45 is formed on the side plate 42 so as to be connected to the outer bottom surface of each spring receiver 44, and a liquid supply system 46 is connected to the liquid guiding path 45. The liquid supply system 46 includes a liquid supply path 47 connected to a liquid supply source, a control valve 48, and the like. By applying hydraulic pressure to the bottom of the spring receiver 44,
The seating force by the hydraulic pressure is added to the seating force by the spring 11. An O-ring 49 is provided between the cylindrical spring receiver 44 and the side plate 42 to prevent the pressurized liquid from leaking.
【００３０】上記構造において、複数のばね１１による
総ばね力ＷS は、機内流体Ａの圧力ＰA が正のときに最
適となるように設定する。したがって、前述の如く機内
流体Ａの圧力ＰA が負になると、図７に示した如くシー
ティング力ＦS がリフティング力ＦR より小さくなる場
合が生じ得る。このとき、ばね受４４の底部に加圧流体
を導けば、加圧流体により下式に示す大きさの力Ｗf が
シーティング力として付加されることになる。In the above structure, the total spring force W S by the plurality of springs 11 is set to be optimum when the pressure P A of the in-machine fluid A is positive. Therefore, the pressure P A in-flight fluid A as described above is negative, if a seating force F S as shown in FIG. 7 is smaller than the lifting force F R can occur. At this time, if the pressurized fluid is guided to the bottom of the spring receiver 44, a force W f having the magnitude shown in the following formula is added by the pressurized fluid as a seating force.
【数４】Ｗf ＝π／４×ｄ2 ×Ｐf ×ｎ ここで、Ｐf ：加圧流体の圧力 ｄ：ばね受４３の底直径 ｎ：ばね１１の数## EQU4 ## W f = π / 4 × d 2 × P f × n where P f : pressure of the pressurized fluid d: bottom diameter of the spring receiver 43 n: number of springs 11
【００３１】したがって、加圧液体の圧力Ｐf を機内流
体Ａの負圧ＰA の大きさに応じて設定すれば、常に最適
のシーティング力で密封環９の密封面９ｂを回転環３の
側面３ｂに押し付けることができる。具体的には、別途
設けた圧力検出器により機内圧力ＰA を検出し、負圧に
なったらその大きさに応じてコントロール弁４８を制御
する。Therefore, if the pressure P f of the pressurized liquid is set according to the magnitude of the negative pressure P A of the in-machine fluid A, the sealing surface 9 b of the sealing ring 9 is always the optimum seating force to the side surface of the rotary ring 3. It can be pressed against 3b. Specifically, a pressure detector provided separately detects the in-machine pressure P A , and when the pressure becomes negative, the control valve 48 is controlled according to the magnitude thereof.
【００３２】他の実施例として、機内圧力ＰA が負圧の
ときを基準にばね１１の強さを決め、機内圧力が正圧の
ときには、流体圧力をリフティング方向に付与してばね
力を弱め、機内圧力ＰA が負圧になったときに流体圧力
を解放して、シーティング力が増すようにするものが考
えられる。As another embodiment, the strength of the spring 11 is determined on the basis of when the internal pressure P A is negative, and when the internal pressure is positive, fluid pressure is applied in the lifting direction to weaken the spring force. It is conceivable that the seating force is increased by releasing the fluid pressure when the in-machine pressure P A becomes negative.
【００３３】[0033]
【発明の効果】第一番目の発明によれば、機内圧力より
大きい流体圧力により静止環にかかる力をバランスさせ
るようにしたので、ばね力のみがシーティング力として
作用することになり、ばね力を適正に設定することによ
り、機内圧力が大気圧より大きいか否かにかかわらず、
常に最適のシーティング力を与えることができ、その結
果、静止環の摩擦を低減でき、寿命の延長が図れる。According to the first aspect of the invention, since the force applied to the stationary ring is balanced by the fluid pressure larger than the internal pressure of the machine, only the spring force acts as a seating force. By setting properly, regardless of whether the internal pressure is higher than atmospheric pressure,
The optimum seating force can always be given, and as a result, the friction of the stationary ring can be reduced and the life can be extended.
【００３４】また、第二番目の発明によれば、機内の圧
力の変化によりシーティング力が低減した分を流体の圧
力により補うようにしたので、機内圧力が大気圧より大
きいか否かかにかかわらず、常に最適のシーティング力
を得ることができ、その結果、静止環の摩擦を低減で
き、寿命の延長が図れる。Further, according to the second aspect of the invention, since the amount of the seating force reduced by the change of the pressure inside the machine is compensated by the pressure of the fluid, it is irrespective of whether the pressure inside the machine is larger than the atmospheric pressure or not. Therefore, the optimum seating force can always be obtained, and as a result, the friction of the stationary ring can be reduced and the service life can be extended.
【図１】一実施例に係る軸封装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a shaft sealing device according to an embodiment.
【図２】機内圧力が大気圧より大きいときに静止環にか
かるシーティング力とリフティング力の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a seating force and a lifting force applied to a stationary ring when the internal pressure is higher than the atmospheric pressure.
【図３】機内圧力が大気圧より小さいときに静止環にか
かるシーティング力とリフティング力の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a seating force and a lifting force applied to the stationary ring when the internal pressure is lower than the atmospheric pressure.
【図４】他の実施例に係る軸封装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a shaft sealing device according to another embodiment.
【図５】従来の軸封装置の一例の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an example of a conventional shaft sealing device.
【図６】機内圧力が大気圧より大きいときに従来の軸封
装置の静止環に作用するシーティング力とリフティング
力の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a seating force and a lifting force that act on a stationary ring of a conventional shaft sealing device when the pressure inside the machine is higher than atmospheric pressure.
【図７】機内圧力が大気圧より小さいときに従来の軸封
装置の静止環に作用するシーティング力とリフティング
力の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a seating force and a lifting force that act on the stationary ring of the conventional shaft sealing device when the internal pressure is lower than the atmospheric pressure.
１ 回転軸 ２ ケーシング ３ 回転環 ３ａ 回転環の側面 ８ 静止環 ９ 密封環 ９ａ 凸部 ９ｂ 密封面 １０ ホルダ １１ ばね ２１ 側板 ２２ 静止環 ２３ 密封環 ２３ｂ 密封面 ２４ ホルダ ２６ 環状溝 ２７，２８ Ｏリング ２９ 導液室 ３０，３１ 導液孔 ３４ 導液路 ４２ 側板 ４４ ばね受 ４５ 導液路 ４９ Ｏリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rotating shaft 2 casing 3 rotating ring 3a side surface of rotating ring 8 stationary ring 9 sealing ring 9a convex part 9b sealing surface 10 holder 11 spring 21 side plate 22 stationary ring 23 sealing ring 23b sealing surface 24 holder 26 annular groove 27, 28 O-ring 29 liquid guiding chamber 30, 31 liquid guiding hole 34 liquid guiding path 42 side plate 44 spring bearing 45 liquid guiding path 49 O-ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 守 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 松山 勤 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Mamoru Nishikawa Mori Nishikawa 1-1-1, Niihama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Takasago Works (72) Inventor Matsuyama Tsutomu Wadazaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo No. 1-1, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kobe Shipyard
Claims (2)
転軸が貫通するケーシング側の壁面との間に静止環を設
け、前記ケーシング側の壁面と前記静止環との間に設け
られたばねにより前記静止環の密封面を前記回転環の側
面に摺動自在に押し付ける軸封装置において、前記静止
環の密封面に環状の溝を設ける一方、前記静止環と前記
ケーシング側との間に圧力流体室を形成し、この圧力流
体室と前記環状の溝とを連通し、さらに前記圧力流体室
を圧力流体供給系につないだことを特徴とする軸封装
置。1. A stationary ring is provided between a rotary ring fitted and fixed to a rotary shaft and a casing-side wall surface through which the rotary shaft penetrates, and provided between the casing-side wall surface and the stationary ring. In a shaft sealing device that slidably presses the sealing surface of the stationary ring against the side surface of the rotating ring by a spring, an annular groove is provided on the sealing surface of the stationary ring, and between the stationary ring and the casing side. A shaft sealing device, wherein a pressure fluid chamber is formed, the pressure fluid chamber is communicated with the annular groove, and the pressure fluid chamber is connected to a pressure fluid supply system.
転軸が貫通するケーシング側の壁面との間に静止環を設
け、前記ケーシング側の壁面と前記静止環との間に設け
られたばねにより前記静止環の密封面を前記回転環の側
面に摺動自在に押し付ける軸封装置において、前記ばね
を収容するばね受を軸方向に移動可能に設け、前記ばね
受に軸方向の流体圧を付加可能としたことを特徴とする
軸封装置。2. A stationary ring is provided between a rotary ring fitted and fixed to a rotary shaft and a casing-side wall surface through which the rotary shaft penetrates, and provided between the casing-side wall surface and the stationary ring. In a shaft sealing device that slidably presses the sealing surface of the stationary ring against the side surface of the rotary ring by means of a spring, a spring receiver for accommodating the spring is provided movably in the axial direction, and the fluid pressure in the axial direction is applied to the spring receiver. A shaft seal device characterized by being able to add.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21007792A JPH0658427A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Shaft sealing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21007792A JPH0658427A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Shaft sealing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658427A true JPH0658427A (en) | 1994-03-01 |
Family
ID=16583439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21007792A Withdrawn JPH0658427A (en) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Shaft sealing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658427A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105041708A (en) * | 2015-07-07 | 2015-11-11 | 上海高更高实业有限公司 | Mechanical seal structure of drink pump |
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| JP2019504267A (en) * | 2015-11-30 | 2019-02-14 | バルチラ スヴァンヘギ エー／エス | Static shaft sealing mechanism |
| CN109340171A (en) * | 2018-11-23 | 2019-02-15 | 广州凯里莱电气机械有限公司 | A kind of spring external anhydrous mechanical seal structure |
| CN110259397A (en) * | 2019-05-30 | 2019-09-20 | 北京石油机械有限公司 | A kind of mechanical sealing washing pipe assembly |
| CN112431924A (en) * | 2020-12-07 | 2021-03-02 | 江苏华青流体科技有限公司 | Dry friction mechanical sealing device |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP21007792A patent/JPH0658427A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107939722B (en) * | 2017-11-30 | 2024-02-09 | 北京航天动力研究所 | Spring-loaded automatic release type dynamic sealing device for oxyhydrogen engine turbopump |
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| CN110259397B (en) * | 2019-05-30 | 2023-09-29 | 北京石油机械有限公司 | Novel mechanical seal flushing pipe assembly |
| CN112431924A (en) * | 2020-12-07 | 2021-03-02 | 江苏华青流体科技有限公司 | Dry friction mechanical sealing device |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |