JPH08152068A - Mechanical seal - Google Patents
Mechanical sealInfo
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- JPH08152068A JPH08152068A JP29413294A JP29413294A JPH08152068A JP H08152068 A JPH08152068 A JP H08152068A JP 29413294 A JP29413294 A JP 29413294A JP 29413294 A JP29413294 A JP 29413294A JP H08152068 A JPH08152068 A JP H08152068A
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- seal
- ring
- primary ring
- retainer
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、メカニカルシールに係
わり、更に詳しくはガスタービンやブロアー、遠心コン
プレッサ等の流体機器の軸封装置として、特にガスシー
ルとして使用するメカニカルシールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical seal, and more particularly to a mechanical seal used as a shaft seal device for fluid equipment such as a gas turbine, a blower, a centrifugal compressor, etc., particularly as a gas seal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、コンプレッサ等における回転軸と
ケーシング間を密封する非接触メカニカルシールは既に
提供されている。例えば、本出願人の先願に係る特開平
5−164249号公報には、回転軸に密封固定したメ
ーティングリングとシールハウジングに密封装着し且つ
押圧手段にて軸方向へ付勢したプライマリーリングとの
対面する各シール面の何れか一方のシール面に、相対的
回転方向に対して前進角を有する複数の螺旋溝を円周方
向に一定間隔で設けて封入流体をシール面間に圧送して
なる非接触メカニカルシールが提供されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact mechanical seal for sealing between a rotary shaft and a casing of a compressor or the like has already been provided. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-164249, which is a prior application of the present applicant, discloses a mating ring which is hermetically fixed to a rotary shaft and a primary ring which is hermetically attached to a seal housing and axially biased by a pressing means. A plurality of spiral grooves having an advancing angle with respect to the relative rotation direction are provided at a constant interval in the circumferential direction on one of the sealing surfaces facing each other, and the enclosed fluid is pumped between the sealing surfaces. Non-contact mechanical seals are provided.
【0003】そして、この非接触メカニカルシールは、
プライマリーリングとメーティングリングのシール面間
に中心に向かう動圧が発生し、この動圧により両シール
面間にミクロン単位のギャップを生じさせて非接触状態
を保持して高周速回転を可能にしたものである。The non-contact mechanical seal is
A dynamic pressure is generated between the seal surfaces of the primary ring and mating ring toward the center, and this dynamic pressure creates a gap in micron units between both seal surfaces to maintain a non-contact state and enable high peripheral speed rotation. It is the one.
【0004】ここで、前記プライマリーリングは、回転
軸の軸振れや軸方向の変移に起因するメーティングリン
グの微少変移に追従し、またシール面間の動圧によるギ
ャップ形成のために、リテーナースリーブに対して軸方
向に変移可能となすとともに、その間を密封する必要が
ある。そのため、前述の公報記載のものは、リテーナー
スリーブの外周面とプライマリーリングの内周面間に、
二次シールとしてゴム製のOリングを介在させているの
である。Here, the primary ring follows a slight displacement of the mating ring due to axial runout of the rotating shaft and displacement in the axial direction, and a retainer sleeve is formed to form a gap due to a dynamic pressure between the seal surfaces. It is necessary to make it axially displaceable and to seal between them. Therefore, the one described in the above publication, between the outer peripheral surface of the retainer sleeve and the inner peripheral surface of the primary ring,
A rubber O-ring is interposed as a secondary seal.
【0005】しかし、プライマリーリングとリテーナー
スリーブ間の二次シールとしてOリングを使用する場
合、シール性を確保するためにはOリングを変形させる
程の押圧力で常時各部材と接触させなければならず、そ
れにより摺動摩擦抵抗が大きくなり、回転軸の回転に伴
って発生するメーティングリングの軸触れや軸方向変動
に追従して軸方向へ変動すべきプライマリーリングの追
従性を損なうことになる。特に、密封流体がガスの場合
には、Oリングと各部材とがドライコンタクトであるた
め、摺動摩擦抵抗が液体の場合に比べて大きくなり、更
にメーティングリングとプライマリーリングの両シール
面間が非接触シールである場合には、回転に伴って発生
する動圧が液体の場合に比べて小さいので、プライマリ
ーリングの追従性が悪いとシール面間の非接触状態を維
持できず、シール面を損傷することも考えられる。更
に、Oリングの変形は経時で上昇することがある。However, when the O-ring is used as the secondary seal between the primary ring and the retainer sleeve, in order to secure the sealing property, the O-ring must be constantly in contact with each member with a pressing force enough to deform the O-ring. As a result, the sliding frictional resistance becomes large, and the followability of the primary ring that should fluctuate in the axial direction following the axial contact and axial fluctuation of the mating ring that occurs with the rotation of the rotating shaft is impaired. . In particular, when the sealing fluid is gas, since the O-ring and each member are dry contacts, the sliding friction resistance is larger than that when it is liquid, and further, there is a gap between the sealing surfaces of the mating ring and the primary ring. In the case of a non-contact seal, the dynamic pressure generated by rotation is smaller than that in the case of a liquid, so if the primary ring has poor followability, the non-contact state between the seal faces cannot be maintained and the seal faces It can be damaged. Moreover, the deformation of the O-ring may increase over time.
【0006】そのため、図4及び図5に示したような樹
脂シール100がOリングの代わりに用いられるように
なった。この樹脂シール100は、テトラフルオロエチ
レン(TFE)樹脂でリング状に成形した本体部101
と弾性リング102とから構成され、本体部101は基
部103の一側から半径方向内外に環状リップ104,
105を突設したものであり、基部103と内外のリッ
プ104,105で形成される断面略U字形の凹溝10
6内に、前記弾性リング102を嵌着して両リップ10
4,105を拡開方向へ弾性付勢したものである。Therefore, the resin seal 100 shown in FIGS. 4 and 5 has been used instead of the O-ring. The resin seal 100 includes a main body 101 formed in a ring shape from tetrafluoroethylene (TFE) resin.
And the elastic ring 102, the main body 101 has an annular lip 104, which is radially inward and outward from one side of the base 103.
A concave groove 10 having a substantially U-shaped cross-section formed by a base 103 and inner and outer lips 104, 105.
6, the elastic ring 102 is fitted and both lips 10
4, 105 are elastically biased in the expanding direction.
【0007】そして、前記樹脂シール100の従来の使
用例は、図4及び図5にそれぞれ示している。図4に示
したものは、プライマリーリング107の端面108側
であって内周部に環状段部109を形成し、該環状段部
109に前記樹脂シール100を内外リップ104,1
05がプロセス流体側へ向けて収容し、内側のリップ1
04をリテーナー110のリテーナースリーブ111の
外周面に圧接するとともに、外側のリップ105を環状
段部109の内周面に圧接し、リテーナー110に一端
部を保持した予圧スプリング112によって軸方向に弾
性付勢され且つリテーナースリーブ111に遊挿したデ
ィスク113で、端面108から突出した内外リップ1
04,105の先端を軸方向に押圧した二次シール構造
である。この場合、環状段部109の軸方向の長さが短
いので、プライマリーリング107の軸方向変動に対し
て樹脂シール100が一体となって変動するとともに、
組付状態の軸方向長さを短くできる利点があるものの、
ディスク113に接触した内外リップ104,105の
先端部が損傷することがある。A conventional use example of the resin seal 100 is shown in FIGS. 4 and 5, respectively. As shown in FIG. 4, an annular step portion 109 is formed on the inner peripheral portion on the end face 108 side of the primary ring 107, and the resin seal 100 is provided on the annular step portion 109 to form the inner and outer lips 104, 1.
05 is accommodated toward the process fluid side, and the inner lip 1
04 is pressed against the outer peripheral surface of the retainer sleeve 111 of the retainer 110, the outer lip 105 is pressed against the inner peripheral surface of the annular step portion 109, and is elastically attached in the axial direction by the preload spring 112 having one end held by the retainer 110. The inner and outer lips 1 protruding from the end surface 108 by the disk 113 that is biased and loosely inserted into the retainer sleeve 111.
This is a secondary seal structure in which the tips of 04 and 105 are axially pressed. In this case, since the axial length of the annular stepped portion 109 is short, the resin seal 100 integrally fluctuates with respect to the axial fluctuation of the primary ring 107, and
Although there is an advantage that the axial length in the assembled state can be shortened,
The tips of the inner and outer lips 104, 105 that come into contact with the disk 113 may be damaged.
【0008】また、図5に示したものは、図4に示した
構造において、環状段部109の軸方向の長さを樹脂シ
ール100の軸方向の厚みより十分に長く設定した構造
のものであり、この場合はディスク113がプライマリ
ーリング107の端面108に直接接触するので、前述
のようなリップ104,105の先端部が損傷すること
はないが、プライマリーリング107の軸方向変動に対
して樹脂シール100が追従せずに捩じれが生じてシー
ル性を損なう恐れがあるとともに、環状段部109の軸
方向の長さを十分に確保するため、プライマリーリング
107の軸方向の厚さが増して組付状態の軸方向長さが
長くなるといった不都合が生じる。Further, the structure shown in FIG. 5 is the structure shown in FIG. 4 in which the axial length of the annular step portion 109 is set sufficiently longer than the axial thickness of the resin seal 100. In this case, since the disk 113 directly contacts the end surface 108 of the primary ring 107, the tips of the lips 104 and 105 are not damaged as described above, but the resin is not affected by the axial fluctuation of the primary ring 107. The seal 100 may not follow and may be twisted to impair the sealing property. In addition, in order to secure a sufficient axial length of the annular step portion 109, the axial thickness of the primary ring 107 is increased to assemble the assembly. The problem that the axial length of the attached state becomes long occurs.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が前述
の状況に鑑み、解決しようとするところは、メカニカル
シールにおけるプライマリーリングとリテーナーとの間
でプロセス流体を密封する二次シールに樹脂シールを用
い、メーティングリングの回転に伴う軸振れや軸方向変
動に追従してプライマリーリングの優れた追従性を確保
するため、樹脂シールをリテーナースリーブの外周面に
摺接しながらプライマリーリングと一体となって軸方向
へ変動可能とし且つ樹脂シールの摺動摩擦抵抗が小さい
優位性を最大限に発揮することが可能であるとともに、
組付状態において軸方向の長さを短くすることができる
取付構造とし、特にガスシールとして優れたメカニカル
シールを提供する点にある。Therefore, in view of the above situation, the present invention is to solve the problem by providing a resin seal on the secondary seal for sealing the process fluid between the primary ring and the retainer in the mechanical seal. In order to ensure the excellent followability of the primary ring by following the shaft runout and axial fluctuation due to the rotation of the mating ring, the resin seal is in sliding contact with the outer peripheral surface of the retainer sleeve and is integrated with the primary ring. It is possible to maximize the advantage that the sliding friction resistance of the resin seal is small and it can be changed in the axial direction.
The purpose of the present invention is to provide a mechanical seal that has a mounting structure that can reduce the axial length in the assembled state and is particularly excellent as a gas seal.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決のために、回転軸に密封固定したメーティングリング
のシール面と、ケーシングに軸方向可動となして密封装
着し且つリテーナーに設けた押圧手段にて前記メーティ
ングリング側へ付勢したプライマリーリングのシール面
とを、接触又は非接触の状態で回転密封するメカニカル
シールであって、前記押圧手段のディスクの円筒状内周
面とその半径方向内方に位置するリテーナースリーブの
円筒状外周面との間に所定空隙を設定し、中心にリテー
ナースリーブを挿入する円形開口を形成した円盤状基板
の一側面口縁部であって半径方向内外に環状リップを突
設するとともに、両リップ間にそれらを拡開方向へ付勢
する弾性リングを嵌着し且つ外側のリップよりも半径方
向外方に延びた前記基板の外周部をフランジ部となした
樹脂シールを用い、該樹脂シールの基板の他側面をプラ
イマリーリングの軸方向と直交する端面に接触させ且つ
内外リップを前記空隙内に収容するとともに、それぞれ
リテーナースリーブの外周面とディスクの内周面に接触
させた状態で、前記フランジ部をプライマリーリングの
端面とそれに対面したディスクの押圧面で挾持してなる
メカニカルシールを構成した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a sealing surface of a mating ring which is hermetically fixed to a rotating shaft, and a casing which is axially movable so as to be hermetically mounted and provided on a retainer. A mechanical seal for rotating and sealing the sealing surface of the primary ring biased to the mating ring side by the pressing means in a contact or non-contact state with a cylindrical inner peripheral surface of the disk of the pressing means. One side edge of a disc-shaped substrate with a circular opening formed in the center between the outer peripheral surface of the retainer sleeve and the cylindrical outer surface of the retainer sleeve. A ring-shaped lip projecting inward and outward, an elastic ring that urges them in the expansion direction is fitted between both lips, and extends radially outward from the outer lip. A resin seal having a flange portion on the outer peripheral portion of the substrate is used, the other side surface of the substrate of the resin seal is brought into contact with an end face orthogonal to the axial direction of the primary ring, and inner and outer lips are housed in the voids, and retainers are respectively provided. A mechanical seal is constructed by sandwiching the flange portion between the end surface of the primary ring and the pressing surface of the disk facing it while the outer peripheral surface of the sleeve and the inner peripheral surface of the disk are in contact with each other.
【0011】ここで、前記プライマリーリングは、少な
くとも前記樹脂シールの基板と接触する端面の半径方向
内方部分に他の外方部分よりも軸方向に突出した接触端
面を形成しても良い。Here, the primary ring may have a contact end surface which is axially protruded more than other outer parts at least in a radially inner part of the end surface of the resin seal which comes into contact with the substrate.
【0012】また、前記プライマリーリングは、ケーシ
ングに密封固定したリテーナーの外筒部の内面に軸方向
に形成したスプライン溝に、その外周部に突設した回転
規制部をスライド可能に係合して非回転且つ軸方向可動
とし、当該プライマリーリングと樹脂シールとの相対位
置を不変となして樹脂シールの内側リップとリテーナー
スリーブの外周面の間でのみ軸方向へ摺動可能としてな
ることが好ましい実施例である。Further, the primary ring slidably engages a rotation restricting portion projecting on its outer peripheral portion with a spline groove axially formed on the inner surface of the outer cylindrical portion of the retainer hermetically fixed to the casing. It is preferable that it is non-rotating and movable in the axial direction, and that the relative position of the primary ring and the resin seal does not change, and that it can slide in the axial direction only between the inner lip of the resin seal and the outer peripheral surface of the retainer sleeve. Here is an example.
【0013】更に、前記プライマリーリングの端面側の
内周部に、前記リテーナースリーブを収容し、リテーナ
ーに対してプライマリーリングの軸方向の移動ストロー
クを確保する環状溝を形成し、該環状溝にリテーナース
リーブの先端部を常に収容した状態で、リテーナースリ
ーブの外周面とディスクの内周面及びプライマリーリン
グの接触端面とで囲まれる空間部に、前記樹脂シールの
内外リップがプロセス流体側に配向するように収容して
なるとより好ましい。Further, an annular groove for accommodating the retainer sleeve and securing an axial movement stroke of the primary ring with respect to the retainer is formed in an inner peripheral portion of the end face side of the primary ring, and the retainer is provided in the annular groove. The inner and outer lips of the resin seal are oriented toward the process fluid in the space surrounded by the outer peripheral surface of the retainer sleeve, the inner peripheral surface of the disc, and the contact end surface of the primary ring, with the tip of the sleeve always accommodated. More preferably, it is housed in.
【0014】そして、前記押圧手段は、プロセス流体側
であってリテーナーの外筒部とリテーナースリーブ間の
円周方向に設けた複数の係合孔にそれぞれ予圧スプリン
グの一端部を保持するとともに、円筒状内周面と半径方
向の押圧面を有するディスクの該押圧面とは反対側に設
けた凹部に前記予圧スプリングの他端部を保持したもの
である。The pressing means holds one end portion of the preload spring in a plurality of engagement holes provided in the circumferential direction between the outer cylinder portion of the retainer and the retainer sleeve on the process fluid side, and also has a cylindrical shape. The other end of the preload spring is held in a recess provided on the side opposite to the pressing surface of the disk having the inner peripheral surface and the pressing surface in the radial direction.
【0015】また、前記メーティングリングとプライマ
リーリングの各シール面の何れか一方に、相対的回転方
向に対して前進角を有する複数の螺旋溝を円周方向に一
定間隔で設けてプロセス流体をシール面間に圧送し、両
シール面間を非接触状態で密封してなる構造のメカニカ
ルシールで本発明は有利である。Further, a plurality of spiral grooves having an advancing angle with respect to the relative rotation direction are provided in one of the sealing surfaces of the mating ring and the primary ring at a constant interval in the circumferential direction to allow the process fluid to flow. The present invention is advantageous in a mechanical seal having a structure in which the seal faces are pressure-fed and the two seal faces are hermetically sealed in a non-contact state.
【0016】[0016]
【作用】以上の如き内容からなる本発明のメカニカルシ
ールは、樹脂シールの基板をプライマリーリングの端面
に接触させた状態で、外側のリップよりも半径方向外方
に延びた前記基板の外周部のフランジ部を、プライマリ
ーリングの端面と押圧手段を構成するディスクの押圧面
で挾持したので、回転軸の回転に伴って発生するメーテ
ィングリングの軸触れや軸方向変動に追従してプライマ
リーリングと樹脂シールとが一体となって軸方向へ変動
するとともに、プライマリーリングと樹脂シールとは端
面シールを構成するので、プライマリーリングの圧力や
温度、取付精度への追従を拘束しないのである。しか
も、樹脂シールは、内外リップをディスクの円筒状内周
面とその半径方向内方に位置するリテーナースリーブの
円筒状外周面との間に設けた空隙に収容し且つそれぞれ
をリテーナースリーブの外周面とディスクの内周面に接
触させたので、内外リップには径方向で締代を与える以
外の拘束はなく、樹脂シール本来の低摩擦性等の優れた
性能を最大限に引き出せるのである。また、樹脂シール
の厚さの大部分を占める内外リップを収容する軸方向ス
ペースを押圧手段を構成するディスク及び該ディスクに
弾性付勢力を与える予圧スプリングと共有できるので、
組付状態におけるメカニカルシールの軸方向長さを全体
として短くできるのである。In the mechanical seal of the present invention having the above-mentioned contents, in the state where the substrate of the resin seal is in contact with the end surface of the primary ring, the outer peripheral portion of the substrate extending radially outward from the outer lip is formed. Since the flange part is held between the end surface of the primary ring and the pressing surface of the disk that constitutes the pressing means, the primary ring and the resin follow the axial contact and axial fluctuation of the mating ring that occurs with the rotation of the rotating shaft. Since the seal and the seal integrally move in the axial direction and the primary ring and the resin seal form an end face seal, follow-up of pressure, temperature, and mounting accuracy of the primary ring is not restricted. Moreover, the resin seal accommodates the inner and outer lips in the space provided between the cylindrical inner peripheral surface of the disk and the cylindrical outer peripheral surface of the retainer sleeve located inward of the disk, and each of them is the outer peripheral surface of the retainer sleeve. Since it is brought into contact with the inner peripheral surface of the disk, the inner and outer lips have no constraint other than giving a tightening margin in the radial direction, and the excellent performance such as low friction inherent to the resin seal can be maximized. Further, since the axial space for accommodating the inner and outer lips that occupy most of the thickness of the resin seal can be shared with the disk that constitutes the pressing means and the preload spring that applies the elastic biasing force to the disk,
The axial length of the mechanical seal in the assembled state can be shortened as a whole.
【0017】[0017]
【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
発明の詳細を説明する。図1は本発明のメカニカルシー
ルの要部を示し、図2は二次シールに用いた樹脂シール
を示し、図中1は回転軸、2はメーティングリング、3
はプライマリーリング、4はリテーナー、5は押圧手
段、6は樹脂シールをそれぞれ示している。The present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows an essential part of a mechanical seal of the present invention, and FIG. 2 shows a resin seal used for a secondary seal. In the figure, 1 is a rotary shaft, 2 is a mating ring, and 3 is a ring.
Is a primary ring, 4 is a retainer, 5 is a pressing means, and 6 is a resin seal.
【0018】本発明のメカニカルシールは、回転軸1に
密封固定したメーティングリング2のシール面7と、ケ
ーシングに軸方向可動となして密封装着し且つリテーナ
ー4に設けた押圧手段5にて前記メーティングリング2
側へ付勢したプライマリーリング3のシール面8とを、
接触又は非接触の状態で回転密封するメカニカルシール
であって、前記押圧手段5のディスク9の円筒状内周面
10とその半径方向内方に位置するリテーナースリーブ
11の円筒状外周面12との間に所定空隙を設定し、中
心にリテーナースリーブ11を挿入する円形開口13を
形成した円盤状基板14の一側面口縁部であって半径方
向内外に環状リップ15,16を突設するとともに、両
リップ15,16間にそれらを拡開方向へ付勢する弾性
リング17を嵌着し且つ外側のリップ16よりも半径方
向外方に延びた前記基板14の外周部をフランジ部18
となした樹脂シール6を用い、該樹脂シール6の基板1
4の他側面をプライマリーリング3の軸方向と直交する
端面19に接触させ且つ内外リップ15,16を前記空
隙内に収容するとともに、それぞれリテーナースリーブ
11の外周面12とディスク9の内周面10に接触させ
た状態で、前記フランジ部18をプライマリーリング3
の端面19とそれに対面したディスク9の押圧面20で
挾持してなることを要旨としている。The mechanical seal of the present invention includes the sealing surface 7 of the mating ring 2 which is hermetically fixed to the rotary shaft 1 and the pressing means 5 which is axially movable in the casing so as to be hermetically mounted and provided on the retainer 4. Mating ring 2
The sealing surface 8 of the primary ring 3 biased to the side,
A mechanical seal for rotating and sealing in a contact or non-contact state, comprising a cylindrical inner peripheral surface 10 of a disk 9 of the pressing means 5 and a cylindrical outer peripheral surface 12 of a retainer sleeve 11 located radially inward thereof. A predetermined gap is set between them, and annular lips 15 and 16 are projected inward and outward in the radial direction on one side edge of the disk-shaped substrate 14 having a circular opening 13 into which the retainer sleeve 11 is inserted. An elastic ring 17 for biasing them in the expanding direction is fitted between the lips 15 and 16, and the outer peripheral portion of the base plate 14 extending radially outward from the outer lip 16 is provided with a flange portion 18.
And the substrate 1 of the resin seal 6 is used.
The other side surface 4 is brought into contact with the end surface 19 orthogonal to the axial direction of the primary ring 3 and the inner and outer lips 15, 16 are housed in the gap, and the outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11 and the inner peripheral surface 10 of the disk 9 are respectively arranged. The flange portion 18 in contact with the primary ring 3
The gist is that it is sandwiched between the end surface 19 of the disk and the pressing surface 20 of the disk 9 facing it.
【0019】更に詳しくは、前記プライマリーリング3
は、少なくとも前記樹脂シール6の基板14と接触する
端面19の半径方向内方部分に他の外方部分よりも軸方
向に突出した接触端面19aを形成するとともに、ケー
シングに密封固定したリテーナー4の外筒部21の内面
に軸方向に形成したスプライン溝22に、スライド係合
して非回転且つ軸方向可動とするために、その外周部に
回転規制部23を突設している。前記スプライン溝22
と回転規制部23とのスライド係合によって、当該プラ
イマリーリング3と樹脂シール6との相対位置を不変と
なして樹脂シール6の内側リップ15とリテーナースリ
ーブ11の外周面12の間でのみ軸方向へ摺動可能とし
ているのである。More specifically, the primary ring 3
At least forms a contact end surface 19a that protrudes in the axial direction more than other outer parts at the radially inner part of the end surface 19 of the resin seal 6 that contacts the substrate 14, and the retainer 4 is hermetically fixed to the casing. A rotation restricting portion 23 is projectingly provided on an outer peripheral portion of the outer cylindrical portion 21 so as to be slidably engaged with a spline groove 22 formed in an inner surface of the outer cylindrical portion 21 so as to be non-rotating and axially movable. The spline groove 22
The relative engagement between the primary ring 3 and the resin seal 6 is not changed by the sliding engagement between the rotation restricting portion 23 and the rotation restricting portion 23, and the axial direction is provided only between the inner lip 15 of the resin seal 6 and the outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11. It is slidable to.
【0020】また、前記プライマリーリング3の端面側
の内周部に、前記リテーナースリーブ11を収容し、リ
テーナー4に対してプライマリーリング3の軸方向の移
動ストロークを確保する環状溝24を形成し、該環状溝
24にリテーナースリーブ11の先端部を常に収容した
状態で、リテーナースリーブ11の外周面12とディス
ク9の内周面10及びプライマリーリング3の接触端面
19aとで囲まれる空間部に、前記樹脂シール6の内外
リップ15,16がプロセス流体側に配向するように収
容している。An annular groove 24 for accommodating the retainer sleeve 11 and securing an axial movement stroke of the primary ring 3 with respect to the retainer 4 is formed on the inner peripheral portion of the end face side of the primary ring 3. With the distal end portion of the retainer sleeve 11 always accommodated in the annular groove 24, in the space portion surrounded by the outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11, the inner peripheral surface 10 of the disk 9 and the contact end surface 19a of the primary ring 3, Inner and outer lips 15, 16 of the resin seal 6 are accommodated so as to be oriented toward the process fluid side.
【0021】尚、前記樹脂シール6の内外リップ15,
16と弾性リング17の構造及びそれらの関係は従来の
ものと差異はなく、基板14と内外リップ15,16で
囲まれた断面略U字形の凹溝25内に弾性リング17を
嵌着したものである。前記樹脂シール6の本体部は、低
摩擦性、耐熱性、耐食性等の性能に優れたテトラフルオ
ロエチレン(TFE)樹脂で成形したものであり、前記
弾性リング17は本実施例では一端縁から他端縁の近く
まで延びたスリット26,…を交互に形成し、軸方向か
ら見れば九十九折れとなった断面略U字形の板ばね状の
ものであるが、該弾性リング17は環状のコイルばねで
も良い。Incidentally, the inner and outer lips 15 of the resin seal 6,
The structure of 16 and the elastic ring 17 and their relationship are not different from the conventional ones, and the elastic ring 17 is fitted in the concave groove 25 having a substantially U-shaped cross section surrounded by the substrate 14 and the inner and outer lips 15, 16. Is. The main body of the resin seal 6 is formed of tetrafluoroethylene (TFE) resin having excellent properties such as low friction, heat resistance, and corrosion resistance. In this embodiment, the elastic ring 17 is formed from one edge to another. The slits 26, ... Extending to near the edge are alternately formed, and when viewed from the axial direction, they are in the shape of a leaf spring having a substantially U-shaped cross section, and the elastic ring 17 has an annular shape. A coil spring may be used.
【0022】また、前記押圧手段5は、プロセス流体側
であってリテーナー4の外筒部21とリテーナースリー
ブ11間の円周方向に設けた複数の係合孔27,…にそ
れぞれ予圧スプリング28の一端部を保持するととも
に、円筒状内周面10と半径方向の押圧面20を有する
ディスク9の該押圧面20とは反対側に設けた凹部29
に前記予圧スプリング28の他端部を保持したものであ
る。Further, the pressing means 5 is provided with a preload spring 28 in a plurality of engagement holes 27 provided in the circumferential direction between the outer cylinder portion 21 of the retainer 4 and the retainer sleeve 11 on the process fluid side. A recess 29 which holds one end and is provided on the side of the disk 9 having the cylindrical inner peripheral surface 10 and the radial pressing surface 20 opposite to the pressing surface 20.
In addition, the other end of the preload spring 28 is held.
【0023】そして、図示しないが、前記メーティング
リング2とプライマリーリング3の各シール面8,9の
何れか一方に、相対的回転方向に対して前進角を有する
複数の螺旋溝を円周方向に一定間隔で設けてプロセス流
体をシール面8,9間に圧送し、両シール面8,9間を
非接触状態で密封するようにすれば、高速回転用、ガス
シール用として適している。Although not shown, a plurality of spiral grooves having an advancing angle with respect to the relative rotation direction are circumferentially formed on either one of the sealing surfaces 8 and 9 of the mating ring 2 and the primary ring 3. It is suitable for high-speed rotation and gas sealing if the process fluid is pressure-fed between the sealing surfaces 8 and 9 so as to seal the sealing surfaces 8 and 9 in a non-contact state.
【0024】このように本発明は、樹脂シール6のフラ
ンジ部18を、プライマリーリング3の端面19と押圧
手段5を構成するディスク9の押圧面20で挾持したの
で、回転軸1の回転に伴って発生するメーティングリン
グ2の軸触れや軸方向変動に追従してプライマリーリン
グ3と樹脂シール6とが一体となって軸方向へ変動し、
樹脂シール6の内側リップ15とリテーナースリーブ1
1の外周面12とが軸方向に摺動してピストン運動シー
ルの働きをするのである。また、プライマリーリング3
と樹脂シール6とは端面シールを構成するので、プライ
マリーリング3の圧力や温度、取付精度への追従を拘束
しないのである。しかも、樹脂シール6は、内外リップ
15,16をディスク9の円筒状内周面10とその半径
方向内方に位置するリテーナースリーブ11の円筒状外
周面12との間に設けた空隙に収容し且つそれぞれをリ
テーナースリーブ11の外周面12とディスク9の内周
面10に接触させたので、内外リップ15,16には径
方向で締代を与える以外の拘束はなく、樹脂シール6本
来の低摩擦性等の優れた性能を最大限に引き出せるので
ある。また、樹脂シール6の内外リップ15,16は、
図1に示すようにその大部分がディスク9及び予圧スプ
リング28と軸方向において重なっており、軸方向スペ
ースをディスク9及び予圧スプリング28と共有できる
ので、組付状態におけるメカニカルシールの軸方向長さ
を全体として短くできるのである。As described above, according to the present invention, the flange portion 18 of the resin seal 6 is held between the end surface 19 of the primary ring 3 and the pressing surface 20 of the disk 9 constituting the pressing means 5, so that the rotary shaft 1 is rotated. Following the axial contact or axial fluctuation of the mating ring 2 that occurs as a result, the primary ring 3 and the resin seal 6 integrally move and fluctuate in the axial direction.
Inner lip 15 of resin seal 6 and retainer sleeve 1
1 and the outer peripheral surface 12 slide in the axial direction to function as a piston motion seal. Also, the primary ring 3
Since the resin seal 6 and the resin seal 6 constitute an end face seal, follow-up to the pressure, temperature, and mounting accuracy of the primary ring 3 is not restricted. Moreover, the resin seal 6 accommodates the inner and outer lips 15 and 16 in a space provided between the cylindrical inner peripheral surface 10 of the disk 9 and the cylindrical outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11 located inward of the disk 9. Moreover, since the outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11 and the inner peripheral surface 10 of the disk 9 are brought into contact with each other, there is no constraint other than giving a tightening margin in the radial direction on the inner and outer lips 15 and 16, and the resin seal 6 originally has a low limit. It is possible to maximize the excellent performance such as friction. Also, the inner and outer lips 15, 16 of the resin seal 6 are
As shown in FIG. 1, most of them overlap the disc 9 and the preload spring 28 in the axial direction, and the axial space can be shared with the disc 9 and the preload spring 28. Therefore, the axial length of the mechanical seal in the assembled state can be increased. Can be shortened as a whole.
【0025】ここで、前記樹脂シール6は、従来のOリ
ングに比べて、耐食性、耐候性、耐急減圧、耐
はみ出し性、耐熱性、耐低温性、低摩擦力とその
無変化性等に優れており、本発明の如く樹脂シール6の
フランジ部18をプライマリーリング3の接触端面19
aとディスク9の押圧面20とで挾持し、内外リップ1
5,16に径方向で締代を与える以外の拘束がないの
で、本来の優れたシール性能を発揮するのである。Here, the resin seal 6 has corrosion resistance, weather resistance, rapid decompression resistance, extrusion resistance, heat resistance, low temperature resistance, low frictional force and no change in comparison with conventional O-rings. It is excellent in that the flange portion 18 of the resin seal 6 is provided with the contact end surface 19 of the primary ring 3 as in the present invention.
a and the pressing surface 20 of the disc 9 hold the inner and outer lips 1
Since there is no restraint other than giving a tightening margin in the radial direction to 5 and 16, the original excellent sealing performance is exhibited.
【0026】次に、本発明の代表的実施例として図3に
示したガスシール用非接触メカニカルシールを簡単に説
明するが、液体シール用でも同様である。図3はタンデ
ム式の非接触メカニカルシールMの全体構造を示し、流
体機器の密封容器であるケーシング30と、該ケーシン
グ30の開放端を貫通する回転軸1との間に設けてい
る。ここで、図中Aは大気圧(低圧)側、Bはプロセス
(高圧)側を示している。Next, the non-contact mechanical seal for gas seal shown in FIG. 3 as a representative embodiment of the present invention will be briefly described, but the same applies to liquid seals. FIG. 3 shows the overall structure of a tandem type non-contact mechanical seal M, which is provided between a casing 30 which is a sealed container of a fluid device and a rotary shaft 1 which penetrates an open end of the casing 30. Here, in the figure, A indicates the atmospheric pressure (low pressure) side, and B indicates the process (high pressure) side.
【0027】本実施例の非接触メカニカルシールは、前
記ケーシング30の回転軸1を貫通する開口部に、プロ
セス側から順にラビリンス31、ソケット32、内方の
リテーナー4a、ソケット33、外方のリテーナー4b
を互いにボルト締めして組付け、ラビリンス31と内方
のリテーナー4aとの間及び該リテーナー4aの外方に
固定したラビリンス34と外方のリテーナー4bとの間
にシール空間を形成し、該空間内のそれぞれに前記回転
軸1に密封固定した内方のメーティングリング2aと、
前記リテーナー4aに形成しシール空間内に突出させた
リテーナースリーブ11に密封装着したプライマリーリ
ング3aを配するとともに、前記回転軸1に密封固定し
た外方のメーティングリング2bと、前記リテーナー4
bに形成しシール空間内に突出させたリテーナースリー
ブ11に密封装着したプライマリーリング3bを配し、
各メーティングリング2とプライマリーリング3の互い
のシール面7,8を対接させ、そして各プライマリーリ
ング3a,3bはリテーナー4の外筒部21とリテーナ
ースリーブ11間に非回転且つ軸方向可動となしてリテ
ーナースリーブ11の外周面12に密封するとともに、
リテーナー4で保持された押圧手段5にて各シール面
7,8が接近する方向に付勢している。ここで、前記押
圧手段5は、リテーナー4とリテーナースリーブ11間
に配した係合孔27で支持された複数の予圧スプリング
28,…とその軸方向内方に配したリング状のディスク
9とから構成されている。そして、前述のように前記デ
ィスク9の押圧面20とプライマリーリング3の軸方向
と直交する接触端面19a間に、樹脂シール6のフラン
ジ部18を挾持し、内外リップ15,16をリテーナー
スリーブ11の外周面12とディスク9の内周面10に
接触させ、プライマリーリング3とリテーナースリーブ
11間を密封している。In the non-contact mechanical seal of this embodiment, a labyrinth 31, a socket 32, an inner retainer 4a, a socket 33, and an outer retainer are provided in order from the process side in an opening penetrating the rotary shaft 1 of the casing 30. 4b
Are assembled by bolting each other to form a seal space between the labyrinth 31 and the inner retainer 4a and between the labyrinth 34 fixed to the outside of the retainer 4a and the outer retainer 4b. An inner mating ring 2a which is hermetically fixed to the rotary shaft 1 in each of the inside,
A primary ring 3a, which is hermetically attached to a retainer sleeve 11 formed in the retainer 4a and protruding into the seal space, is arranged, and an outer mating ring 2b that is hermetically fixed to the rotary shaft 1 and the retainer 4 are provided.
The primary ring 3b that is hermetically attached to the retainer sleeve 11 that is formed in b and protrudes into the seal space is arranged.
The sealing surfaces 7 and 8 of the mating ring 2 and the primary ring 3 are brought into contact with each other, and the primary rings 3a and 3b are non-rotatably and axially movable between the outer cylinder portion 21 of the retainer 4 and the retainer sleeve 11. While sealing the outer peripheral surface 12 of the retainer sleeve 11,
The pressing means 5 held by the retainer 4 urges the sealing surfaces 7 and 8 toward each other. Here, the pressing means 5 is composed of a plurality of preload springs 28 supported by engaging holes 27 arranged between the retainer 4 and the retainer sleeve 11 and a ring-shaped disc 9 arranged inward in the axial direction thereof. It is configured. Then, as described above, the flange portion 18 of the resin seal 6 is sandwiched between the pressing surface 20 of the disk 9 and the contact end surface 19a orthogonal to the axial direction of the primary ring 3, and the inner and outer lips 15 and 16 of the retainer sleeve 11 are held. The outer peripheral surface 12 and the inner peripheral surface 10 of the disk 9 are brought into contact with each other to seal between the primary ring 3 and the retainer sleeve 11.
【0028】また、本実施例では図示しないが、メーテ
ィングリング2のシール面7には、その外周縁を始端と
して内方へ延び、回転方向に対して前進角を有する螺旋
溝を円周方向に一定間隔毎に多数設けている。それによ
り、プロセスガスの存在下でメーティングリング2がプ
ライマリーリング3に対して回転することにより、螺旋
溝によってシール面7,8間に半径方向中心へ向かう動
圧を発生させてプロセスガスを圧送し、両シール面7,
8間に微少ギャップを形成するとともに、プロセス側の
圧力よりも高いシール圧を形成して密封するのである。
尚、同様に図示しないが、前記プライマリーリング3の
シール面8にも同様な螺旋溝を形成し、この螺旋溝は相
対的回転方向に対して前進角を有するものであっても、
後進角を有するものであっても良く、前進角を有する場
合には前記螺旋溝と同じ作用をなし、後進角を有する場
合には前記螺旋溝によって圧送されたプロセスガスを一
部逆流させて、漏れを少なくする作用をなすのである。
尚、本実施例では、前記メーティングリング2の素材は
シリコンカーバイドであり、プライマリーリング3の素
材はカーボンである。Although not shown in this embodiment, the sealing surface 7 of the mating ring 2 is provided with a spiral groove extending inward from the outer peripheral edge of the mating ring 2 and having an advancing angle with respect to the rotational direction in the circumferential direction. Many are provided at regular intervals. As a result, the mating ring 2 rotates with respect to the primary ring 3 in the presence of the process gas, whereby a dynamic pressure is generated between the sealing surfaces 7 and 8 by the spiral groove toward the radial center, and the process gas is pumped. Both sealing surfaces 7,
8 and a small gap is formed, and a sealing pressure higher than the pressure on the process side is formed to seal.
Similarly, although not shown, a similar spiral groove is also formed on the sealing surface 8 of the primary ring 3, and the spiral groove may have an advancing angle with respect to the relative rotation direction.
It may have a reverse angle, when it has an advance angle, it has the same effect as the spiral groove, and when it has a reverse angle, it partially reverses the process gas pumped by the spiral groove, It acts to reduce leakage.
In this embodiment, the material of the mating ring 2 is silicon carbide, and the material of the primary ring 3 is carbon.
【0029】前記メーティングリング2の回転軸1への
固定については、先ず回転軸1にアセンブリスリーブ3
5を外挿固定し、該アセンブリスリーブ35の内方端外
周に一体形成したフランジ36に内方のメーティングリ
ング2aを密封保持するとともに、その外方にスペーサ
スリーブ37を密封外嵌し、該スペーサスリーブ37の
外方端外周に一体形成したフランジ38に外方のメーテ
ィングリング2bを密封保持し、更にその外方にロッキ
ングスリーブ39を外嵌し、該ロッキングスリーブ39
をボルトにてアセンブリスリーブ35に締付けることに
よって、フランジ36とロッキングスリーブ39との間
にメーティングリング2a、スペーサスリーブ37、メ
ーティングリング2bを挟み込んで固定している。ま
た、回転軸1とアセンブリスリーブ35との間、アセン
ブリスリーブ35とメーティングリング2a、スペーサ
スリーブ37、メーティングリング2b及びロッキング
スリーブ39との各間に、トレランスリング40,…を
介在させて、各部材の熱膨張率の差に起因するガタつき
を防止するとともに、調心を行っている。For fixing the mating ring 2 to the rotary shaft 1, first, the assembly sleeve 3 is attached to the rotary shaft 1.
5, the inner mating ring 2a is hermetically held by the flange 36 integrally formed on the outer circumference of the inner end of the assembly sleeve 35, and the spacer sleeve 37 is hermetically fitted on the outer side thereof. An outer mating ring 2b is hermetically held on a flange 38 integrally formed on the outer circumference of the outer end of the spacer sleeve 37, and a locking sleeve 39 is fitted on the outer side of the mating ring 2b.
Are fastened to the assembly sleeve 35 with bolts, and the mating ring 2a, the spacer sleeve 37, and the mating ring 2b are sandwiched and fixed between the flange 36 and the locking sleeve 39. Further, a tolerance ring 40, ... Is interposed between the rotary shaft 1 and the assembly sleeve 35, and between the assembly sleeve 35 and the mating ring 2a, the spacer sleeve 37, the mating ring 2b, and the locking sleeve 39. Rattling due to the difference in the coefficient of thermal expansion of each member is prevented and alignment is performed.
【0030】そして、アセンブリスリーブ35のフラン
ジ36とメーティングリング2a間の密封、アセンブリ
スリーブ35とスペーサスリーブ37間の密封、スペー
サスリーブ37のフランジ38とメーティングリング2
b間の密封には、フランジ部18の存在しない従来タイ
プの樹脂シール41,…を用いて行い、その他の密封箇
所は通常のOリング42,…を用いて行っている。Then, the sealing between the flange 36 of the assembly sleeve 35 and the mating ring 2a, the sealing between the assembly sleeve 35 and the spacer sleeve 37, the flange 38 of the spacer sleeve 37 and the mating ring 2a.
Sealing between b is performed using a conventional type resin seal 41, ... Without the flange portion 18, and other sealing points are performed using normal O-rings 42.
【0031】次に、プライマリーリング3の組付構造に
ついて説明すれば、該プライマリーリング3のバランス
直径部に形成した環状溝24を前記リテーナースリーブ
11の先端部に軸方向移動可能に外嵌するとともに、外
周に突設した回転規制部23をリテーナー4の外筒部2
1の内周面に軸方向に向けて形成したスプライン溝22
に軸方向移動可能に嵌挿して、該プライマリーリング3
の非回転状態を維持するのである。ここで、前記プライ
マリーリング3とリテーナースリーブ11との間には、
メーティングリング2に対するプライマリーリング3の
素早い追従性を確保するために、微少間隙を設けること
が好ましい。Next, the assembling structure of the primary ring 3 will be described. An annular groove 24 formed in the balance diameter portion of the primary ring 3 is externally fitted to the distal end portion of the retainer sleeve 11 so as to be movable in the axial direction. , The outer peripheral portion 2 of the retainer 4 with the rotation restricting portion 23 protruding from the outer periphery.
Spline groove 22 formed in the inner peripheral surface of No. 1 in the axial direction
Is fitted to the primary ring 3 so as to be movable in the axial direction.
The non-rotating state of is maintained. Here, between the primary ring 3 and the retainer sleeve 11,
In order to ensure quick followability of the primary ring 3 with respect to the mating ring 2, it is preferable to provide a minute gap.
【0032】本実施例では、メーティングリング2とプ
ライマリーリング3の対が軸方向に二対あるタンデム型
の非接触メカニカルシールを示したが、勿論メーティン
グリング2とプライマリーリング3が一対のシングル型
のものでも良く、更に両シール面7,8とが接触して密
封するものであっても良い。In this embodiment, a tandem type non-contact mechanical seal having two pairs of the mating ring 2 and the primary ring 3 in the axial direction is shown, but of course the mating ring 2 and the primary ring 3 are a pair of single. It may be of a mold type, or may be of a type in which both sealing surfaces 7 and 8 are in contact with each other for sealing.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上にしてなる本発明のメカニカルシー
ルによれば、樹脂シールの基板をプライマリーリングの
端面に接触させた状態で、外側のリップよりも半径方向
外方に延びた前記基板の外周部のフランジ部を、プライ
マリーリングの端面と押圧手段を構成するディスクの押
圧面で挾持したので、回転軸の回転に伴って発生するメ
ーティングリングの軸触れや軸方向変動に追従してプラ
イマリーリングと樹脂シールとが一体となって軸方向へ
変動し、樹脂シールの内側リップがリテーナースリーブ
に対してピストン運動シールとなり、その低摩擦性によ
ってプライマリーリングの追従性が大幅に改善される。
また、プライマリーリングと樹脂シールとは端面シール
を構成するので、プライマリーリングの圧力や温度、取
付精度への追従を拘束しないのである。しかも、樹脂シ
ールは、内外リップをディスクの円筒状内周面とその半
径方向内方に位置するリテーナースリーブの円筒状外周
面との間に設けた空隙に収容し且つそれぞれをリテーナ
ースリーブの外周面とディスクの内周面に接触させたの
で、内外リップには径方向で締代を与える以外の拘束は
なく、樹脂シール本来の低摩擦性等の優れた性能を最大
限に引き出せるのである。また、樹脂シールの厚さの大
部分を占める内外リップを収容する軸方向スペースを押
圧手段を構成するディスク及び該ディスクに弾性付勢力
を与える予圧スプリングと共有できるので、組付状態に
おけるメカニカルシールの軸方向長さを全体として短く
できるのである。According to the mechanical seal of the present invention as described above, the outer circumference of the substrate extending radially outward from the outer lip in the state where the substrate of the resin seal is in contact with the end face of the primary ring. Since the flange part of the part is sandwiched between the end surface of the primary ring and the pressing surface of the disk that constitutes the pressing means, the primary ring follows the axial contact and axial fluctuation of the mating ring that occurs with the rotation of the rotating shaft. And the resin seal integrally move in the axial direction, the inner lip of the resin seal serves as a piston motion seal with respect to the retainer sleeve, and its low friction property significantly improves the followability of the primary ring.
Further, since the primary ring and the resin seal constitute an end face seal, the pressure, the temperature and the mounting accuracy of the primary ring are not restricted. Moreover, the resin seal accommodates the inner and outer lips in the space provided between the cylindrical inner peripheral surface of the disk and the cylindrical outer peripheral surface of the retainer sleeve located inward of the disk, and each of them is the outer peripheral surface of the retainer sleeve. Since it is brought into contact with the inner peripheral surface of the disk, the inner and outer lips have no constraint other than giving a tightening margin in the radial direction, and the excellent performance such as low friction inherent to the resin seal can be maximized. Further, since the axial space for accommodating the inner and outer lips that occupy most of the thickness of the resin seal can be shared with the disk that constitutes the pressing means and the preload spring that gives an elastic biasing force to the disk, the mechanical seal in the assembled state can be The axial length can be shortened as a whole.
【図1】本発明のメカニカルシールの要部の拡大断面図
である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a mechanical seal of the present invention.
【図2】本発明に係る樹脂シールの一部破断した斜視図
である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a resin seal according to the present invention.
【図3】本発明の代表的実施例を示すガスシール用非接
触メカニカルシールの組付状態における部分断面図であ
る。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a non-contact mechanical seal for a gas seal in an assembled state showing a typical embodiment of the present invention.
【図4】従来例を示す要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a conventional example.
【図5】同じく他の従来例を示す要部断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an essential part showing another conventional example.
1 回転軸 2 メーティングリング 3 プライマリーリング 4 リテーナー 5 押圧手段 6 樹脂シール 7 シール面 8 シール面 9 ディスク 10 内周面 11 リテーナースリーブ 12 外周面 13 円形開口 14 基板 15 リップ 16 リップ 17 弾性リング 18 フランジ部 19 端面 20 押圧面 21 外筒部 22 スプライン溝 23 回転規制部 24 環状溝 25 凹溝 26 スリット 27 係合孔 28 予圧スプリング 29 凹部 30 ケーシング 31 ラビリンス 32 ソケット 33 ソケット 34 ラビリンス 35 アセンブリスリーブ 36 フランジ 37 スペーサスリーブ 38 フランジ 39 ロッキングスリーブ 40 トレランスリング 41 樹脂シール 42 Oリング 1 rotating shaft 2 mating ring 3 primary ring 4 retainer 5 pressing means 6 resin seal 7 sealing surface 8 sealing surface 9 disk 10 inner peripheral surface 11 retainer sleeve 12 outer peripheral surface 13 circular opening 14 substrate 15 lip 16 lip 17 elastic ring 18 flange Part 19 End face 20 Pressing face 21 Outer cylinder part 22 Spline groove 23 Rotation restricting part 24 Annular groove 25 Recessed groove 26 Slit 27 Engagement hole 28 Preload spring 29 Recess 30 Casing 31 Labyrinth 32 Socket 33 Socket 34 Labyrinth 35 Assembly sleeve 36 Flange 37 Spacer sleeve 38 Flange 39 Locking sleeve 40 Tolerance ring 41 Resin seal 42 O-ring
Claims (6)
グのシール面と、ケーシングに軸方向可動となして密封
装着し且つリテーナーに設けた押圧手段にて前記メーテ
ィングリング側へ付勢したプライマリーリングのシール
面とを、接触又は非接触の状態で回転密封するメカニカ
ルシールであって、前記押圧手段のディスクの円筒状内
周面とその半径方向内方に位置するリテーナースリーブ
の円筒状外周面との間に所定空隙を設定し、中心にリテ
ーナースリーブを挿入する円形開口を形成した円盤状基
板の一側面口縁部であって半径方向内外に環状リップを
突設するとともに、両リップ間にそれらを拡開方向へ付
勢する弾性リングを嵌着し且つ外側のリップよりも半径
方向外方に延びた前記基板の外周部をフランジ部となし
た樹脂シールを用い、該樹脂シールの基板の他側面をプ
ライマリーリングの軸方向と直交する端面に接触させ且
つ内外リップを前記空隙内に収容するとともに、それぞ
れリテーナースリーブの外周面とディスクの内周面に接
触させた状態で、前記フランジ部をプライマリーリング
の端面とそれに対面したディスクの押圧面で挾持してな
ることを特徴とするメカニカルシール。1. A primary surface of a mating ring which is hermetically fixed to a rotary shaft, and a primary ring which is axially movable in a casing and hermetically mounted and biased toward the mating ring by a pressing means provided in a retainer. Is a mechanical seal for rotationally sealing the seal surface of the pressing means in a contact or non-contact state, the cylindrical inner peripheral surface of the disc of the pressing means and the cylindrical outer peripheral surface of the retainer sleeve located inward of the disk. A circular gap is formed in the center of the disk-shaped substrate with a circular opening for inserting the retainer sleeve, and an annular lip is projected inward and outward in the radial direction. A resin seal in which an elastic ring for urging the base plate is fitted and the outer peripheral portion of the substrate extending radially outward from the outer lip serves as a flange portion is used. , The other side of the substrate of the resin seal is brought into contact with the end face orthogonal to the axial direction of the primary ring, the inner and outer lips are accommodated in the gap, and the outer face of the retainer sleeve and the inner face of the disc are brought into contact with each other. In this state, the flange portion is sandwiched between the end surface of the primary ring and the pressing surface of the disk facing the end surface of the primary ring.
前記樹脂シールの基板と接触する端面の半径方向内方部
分に他の外方部分よりも軸方向に突出した接触端面を形
成したものである請求項1記載のメカニカルシール。2. The primary ring is such that at least a contact end surface that axially protrudes more than other outer portions is formed at a radially inner portion of the end surface of the resin seal that contacts the substrate. Mechanical seal described.
に密封固定したリテーナーの外筒部の内面に軸方向に形
成したスプライン溝に、その外周部に突設した回転規制
部をスライド可能に係合して非回転且つ軸方向可動と
し、当該プライマリーリングと樹脂シールとの相対位置
を不変となして樹脂シールの内側リップとリテーナース
リーブの外周面の間でのみ軸方向へ摺動可能としてなる
請求項1又は2記載のメカニカルシール。3. The primary ring includes a spline groove axially formed on an inner surface of an outer cylindrical portion of a retainer hermetically fixed to a casing, and a rotation restricting portion projecting on an outer peripheral portion thereof slidably engaged with the spline groove. A non-rotating and axially movable structure that does not change the relative position of the primary ring and the resin seal and is slidable in the axial direction only between the inner lip of the resin seal and the outer peripheral surface of the retainer sleeve. The mechanical seal described in 2.
部に、前記リテーナースリーブを収容し、リテーナーに
対してプライマリーリングの軸方向の移動ストロークを
確保する環状溝を形成し、該環状溝にリテーナースリー
ブの先端部を常に収容した状態で、リテーナースリーブ
の外周面とディスクの内周面及びプライマリーリングの
接触端面とで囲まれる空間部に、前記樹脂シールの内外
リップがプロセス流体側に配向するように収容してなる
請求項1記載のメカニカルシール。4. An annular groove for accommodating the retainer sleeve and securing an axial movement stroke of the primary ring with respect to the retainer is formed in an inner peripheral portion of an end surface side of the primary ring, and the retainer is provided in the annular groove. The inner and outer lips of the resin seal are oriented toward the process fluid in the space surrounded by the outer peripheral surface of the retainer sleeve, the inner peripheral surface of the disc, and the contact end surface of the primary ring, with the tip of the sleeve always accommodated. The mechanical seal according to claim 1, which is housed in.
てリテーナーの外筒部とリテーナースリーブ間の円周方
向に設けた複数の係合孔にそれぞれ予圧スプリングの一
端部を保持するとともに、円筒状内周面と半径方向の押
圧面を有するディスクの該押圧面とは反対側に設けた凹
部に前記予圧スプリングの他端部を保持したものである
請求項1又は2記載のメカニカルシール。5. The pressing means holds one end portion of a preload spring in a plurality of engagement holes provided in the circumferential direction between the outer cylinder portion of the retainer and the retainer sleeve on the process fluid side, and the cylindrical portion. The mechanical seal according to claim 1 or 2, wherein the other end of the preload spring is held in a recess provided on the opposite side of the disk having a circular inner peripheral surface and a radial pressing surface from the pressing surface.
リングの各シール面の何れか一方に、相対的回転方向に
対して前進角を有する複数の螺旋溝を円周方向に一定間
隔で設けてプロセス流体をシール面間に圧送し、両シー
ル面間を非接触状態で密封してなる請求項1記載のメカ
ニカルシール。6. A plurality of spiral grooves having an advancing angle with respect to a relative rotation direction are provided at one of the sealing surfaces of the mating ring and the primary ring at regular intervals in the circumferential direction to allow the process fluid to flow. The mechanical seal according to claim 1, wherein the mechanical seal is pressure-fed between the sealing surfaces and is sealed in a non-contact state between the sealing surfaces.
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