JPH09133220A - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
- Publication number
- JPH09133220A JPH09133220A JP7317355A JP31735595A JPH09133220A JP H09133220 A JPH09133220 A JP H09133220A JP 7317355 A JP7317355 A JP 7317355A JP 31735595 A JP31735595 A JP 31735595A JP H09133220 A JPH09133220 A JP H09133220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure side
- mechanical seal
- groove
- high pressure
- low pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
- F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 メカニカルシールの宿命である摺動部から不
可避的に発生する磨耗粉塵の発生を認め、これを有効に
排出することができる構成を備えるメカニカルシールを
提供する。 【解決手段】 本発明によるメカニカルシールは、低圧
側の固定環と高圧側の回転環を備えるポンプのメカニカ
ルシールにおいて、前記低圧側の固定環１の摺動面に設
けられた低圧側にのみ開孔する１以上の排出溝１２と、
前記高圧側の回転環２の摺動面に設けられた高圧側にの
み開孔し、相対回転中に前記排出溝１２と一部で連通し
て高圧側と低圧側を連絡する経路を形成する１以上の送
液溝１１とを設けて構成してある。前記高圧側と低圧側
を連絡する経路は、固定環に設けられた排液溝１２と回
転環に設けられた送液溝１１とすることができる。な
お、送液溝の高圧側、低圧側は固定環、回転環について
前とは全く逆の摺動面に配置しても効果は全く同一とな
る。
可避的に発生する磨耗粉塵の発生を認め、これを有効に
排出することができる構成を備えるメカニカルシールを
提供する。 【解決手段】 本発明によるメカニカルシールは、低圧
側の固定環と高圧側の回転環を備えるポンプのメカニカ
ルシールにおいて、前記低圧側の固定環１の摺動面に設
けられた低圧側にのみ開孔する１以上の排出溝１２と、
前記高圧側の回転環２の摺動面に設けられた高圧側にの
み開孔し、相対回転中に前記排出溝１２と一部で連通し
て高圧側と低圧側を連絡する経路を形成する１以上の送
液溝１１とを設けて構成してある。前記高圧側と低圧側
を連絡する経路は、固定環に設けられた排液溝１２と回
転環に設けられた送液溝１１とすることができる。な
お、送液溝の高圧側、低圧側は固定環、回転環について
前とは全く逆の摺動面に配置しても効果は全く同一とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポンプのメカニカル
シールに関し、さらに詳しく言えば、メカニカルシール
の摺動面で発生する磨耗塵などがポンプ内の流体に混入
することを極端に嫌うような場合、あるいは摺動面が発
熱し易くメカニカルシールの面荒れや焼付きをおこして
しまうような場合に適したメカニカルシールに関する。
シールに関し、さらに詳しく言えば、メカニカルシール
の摺動面で発生する磨耗塵などがポンプ内の流体に混入
することを極端に嫌うような場合、あるいは摺動面が発
熱し易くメカニカルシールの面荒れや焼付きをおこして
しまうような場合に適したメカニカルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】超クリーンな液体（例えば純水）を扱う
ポンプ等において、メカニカルシール摺動面の磨耗によ
る発塵が液体に混入することがあり、メカニカルシール
自体が汚染源となることがしばしばある。半導体，ＬＣ
Ｄなどで洗浄に用いられる純水の給送だけではなく、超
クリーン液体バイオ科学、医薬などの液、食品製造分野
などにおいても同様な問題が見られる。しかしながらこ
れに対応できる有効な対策は提案されていない。また、
気体の封止に対しては、摺動面の片側に送液溝をもった
気体用メカニカルシールがあるが、停止中にもこの送液
溝は外部の低圧側と連通しているためガスが漏れてしま
う欠陥がある。
ポンプ等において、メカニカルシール摺動面の磨耗によ
る発塵が液体に混入することがあり、メカニカルシール
自体が汚染源となることがしばしばある。半導体，ＬＣ
Ｄなどで洗浄に用いられる純水の給送だけではなく、超
クリーン液体バイオ科学、医薬などの液、食品製造分野
などにおいても同様な問題が見られる。しかしながらこ
れに対応できる有効な対策は提案されていない。また、
気体の封止に対しては、摺動面の片側に送液溝をもった
気体用メカニカルシールがあるが、停止中にもこの送液
溝は外部の低圧側と連通しているためガスが漏れてしま
う欠陥がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、メカ
ニカルシールの宿命である摺動部から不可避的に発生す
る磨耗粉塵の発生を認め、これを有効に排出することが
できる構成を備えるメカニカルシールを提供することに
ある。
ニカルシールの宿命である摺動部から不可避的に発生す
る磨耗粉塵の発生を認め、これを有効に排出することが
できる構成を備えるメカニカルシールを提供することに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるメカニカルシールは、固定環と回転環
により摺動接触面が形成されるメカニカルシールにおい
て、固定環と回転環のどちらか一方の摺動面に設けられ
た高圧側にのみ開孔する送液溝と、前記いずれか一方の
摺動面に相対する摺動面に設けられ、低圧側にのみ開孔
する排出溝とを設け、相対回転中に前記送液溝と排出溝
とが一部で連通して高圧側と低圧側を連絡する経路を形
成するように構成されている。前記高圧側と低圧側を連
絡する経路は、固定環に設けられた排液溝と回転環に設
けられた送液溝とすることができる。
に、本発明によるメカニカルシールは、固定環と回転環
により摺動接触面が形成されるメカニカルシールにおい
て、固定環と回転環のどちらか一方の摺動面に設けられ
た高圧側にのみ開孔する送液溝と、前記いずれか一方の
摺動面に相対する摺動面に設けられ、低圧側にのみ開孔
する排出溝とを設け、相対回転中に前記送液溝と排出溝
とが一部で連通して高圧側と低圧側を連絡する経路を形
成するように構成されている。前記高圧側と低圧側を連
絡する経路は、固定環に設けられた排液溝と回転環に設
けられた送液溝とすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して本発明を
さらに詳しく説明する。図１は本発明による磨耗粉塵と
強制冷却の排出構造を備えるメカニカルシールの実施例
が適用されるポンプの一部の断面図である。シャフト３
は図示を省略した軸受けに回転可能に支持され、ポンプ
の羽根（図示せず）を支持して一体に回転可能である。
固定環１はケーシング５に設けられ、前記シャフト３に
固定された回転環２に摺動接触させられている。回転環
２には密封用のベロウ６が設けられ、回転環２とシャフ
ト３間に形成される円環状の空間は大気側、すなわち低
圧側になっており、回転環２の外周が高圧流体１０に接
触する側となっている。回転環２はばね４により押され
ており、これにより固定環１との接触圧力が付与されて
いる。
さらに詳しく説明する。図１は本発明による磨耗粉塵と
強制冷却の排出構造を備えるメカニカルシールの実施例
が適用されるポンプの一部の断面図である。シャフト３
は図示を省略した軸受けに回転可能に支持され、ポンプ
の羽根（図示せず）を支持して一体に回転可能である。
固定環１はケーシング５に設けられ、前記シャフト３に
固定された回転環２に摺動接触させられている。回転環
２には密封用のベロウ６が設けられ、回転環２とシャフ
ト３間に形成される円環状の空間は大気側、すなわち低
圧側になっており、回転環２の外周が高圧流体１０に接
触する側となっている。回転環２はばね４により押され
ており、これにより固定環１との接触圧力が付与されて
いる。
【０００６】各摺動部の材料は、ポンプ等の使用目的、
高圧流体の種類などにより適宜選択されるものである
が、カーボン，セラミックス，超硬合金その他の各種合
金等が組み合わせて使用される。
高圧流体の種類などにより適宜選択されるものである
が、カーボン，セラミックス，超硬合金その他の各種合
金等が組み合わせて使用される。
【０００７】図２は前記メカニカルシールで高圧側と低
圧側を連絡する経路を形成した状態を示す部分拡大図で
ある。図３は本発明によるメカニカルシールの実施例の
摺動部と溝の関係を示した説明図である。図２に示す溝
は図３の最も上の段の溝形状を採用したものである。図
２および図３の最も上の段に示されているように固定環
１には摺動面の内周面に抜ける一対の溝１２，１２が設
けられており、回転環２には摺動面の外周側に抜ける一
対の溝１１，１１が設けられている。図２に示されてい
るように回転中のある時点に溝１１，１２の各閉鎖端側
が対向対面する。その結果、その時点に高圧流体側の空
間１０→回転環２の溝１１→固定環１の溝１２→低圧側
空間、の経路が形成される。
圧側を連絡する経路を形成した状態を示す部分拡大図で
ある。図３は本発明によるメカニカルシールの実施例の
摺動部と溝の関係を示した説明図である。図２に示す溝
は図３の最も上の段の溝形状を採用したものである。図
２および図３の最も上の段に示されているように固定環
１には摺動面の内周面に抜ける一対の溝１２，１２が設
けられており、回転環２には摺動面の外周側に抜ける一
対の溝１１，１１が設けられている。図２に示されてい
るように回転中のある時点に溝１１，１２の各閉鎖端側
が対向対面する。その結果、その時点に高圧流体側の空
間１０→回転環２の溝１１→固定環１の溝１２→低圧側
空間、の経路が形成される。
【０００８】図３の中段の溝形状は、固定環１には摺動
面の内周面に抜けるＶ字形の溝１４，回転環２には摺動
面の外周側に抜けるＶ字形の溝１３が構成されている。
図２を参照して説明したように回転中に各Ｖ字形の溝１
３，１４の底の部分が対面する。その結果、その時点に
高圧流体側の空間１０→回転環２の溝１３→固定環１の
溝１４→低圧側空間、の経路が形成される。
面の内周面に抜けるＶ字形の溝１４，回転環２には摺動
面の外周側に抜けるＶ字形の溝１３が構成されている。
図２を参照して説明したように回転中に各Ｖ字形の溝１
３，１４の底の部分が対面する。その結果、その時点に
高圧流体側の空間１０→回転環２の溝１３→固定環１の
溝１４→低圧側空間、の経路が形成される。
【０００９】図３の下段の溝形状は固定環１には摺動面
の内周面（低圧側）に抜けるやや傾いた一対の溝１６，
１６、回転環２には摺動面の外周側（高圧側）に抜ける
やや傾いた溝１５，１５が構成されている。図２を参照
して説明したように、回転中に各溝１５，１６の閉鎖端
（底）が対面連通する。その結果、その時点に高圧流体
側の空間１０→回転環２の溝１５→固定環１の溝１６→
低圧側空間、の経路が形成される。
の内周面（低圧側）に抜けるやや傾いた一対の溝１６，
１６、回転環２には摺動面の外周側（高圧側）に抜ける
やや傾いた溝１５，１５が構成されている。図２を参照
して説明したように、回転中に各溝１５，１６の閉鎖端
（底）が対面連通する。その結果、その時点に高圧流体
側の空間１０→回転環２の溝１５→固定環１の溝１６→
低圧側空間、の経路が形成される。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるメカ
ニカルシールを用いたポンプでは、動作中瞬時に高圧流
体を大気側に流す経路が形成される。このとき各溝に磨
耗粉塵が僅かに存在しても、圧力差によりポンプの外側
に押し出され、ポンプ内部に混入することはない。メカ
ニカルシールは、本来摺動面で封液する装置であり、わ
ざわざ封液を漏らそうとする本発明による発想は画期的
なものである。しかしポンプ停止時に液が漏れることは
好ましくないので送液溝と排出溝は微小角度にし、停止
時に一致する確率を極めて低くすることができる。以上
詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。溝部の数、配置等について
多数の変形が可能であり、固定環と回転環の溝の数は原
則的には同数で同一角度であれば停止時の漏れの確率を
小さくすることができる。しかし停止時の漏れの確率を
考慮しなければ、回転環と固定環の溝数は必ずしも同一
である必要はない。固定環と回転環の溝の開孔方向を入
れ換える場合もあり得る。
ニカルシールを用いたポンプでは、動作中瞬時に高圧流
体を大気側に流す経路が形成される。このとき各溝に磨
耗粉塵が僅かに存在しても、圧力差によりポンプの外側
に押し出され、ポンプ内部に混入することはない。メカ
ニカルシールは、本来摺動面で封液する装置であり、わ
ざわざ封液を漏らそうとする本発明による発想は画期的
なものである。しかしポンプ停止時に液が漏れることは
好ましくないので送液溝と排出溝は微小角度にし、停止
時に一致する確率を極めて低くすることができる。以上
詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。溝部の数、配置等について
多数の変形が可能であり、固定環と回転環の溝の数は原
則的には同数で同一角度であれば停止時の漏れの確率を
小さくすることができる。しかし停止時の漏れの確率を
考慮しなければ、回転環と固定環の溝数は必ずしも同一
である必要はない。固定環と回転環の溝の開孔方向を入
れ換える場合もあり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるメカニカルシールの実施例が適用
されるポンプの一部の断面図である。
されるポンプの一部の断面図である。
【図２】前記メカニカルシールで高圧側と低圧側を連絡
する経路を形成した状態を示す部分拡大図である。
する経路を形成した状態を示す部分拡大図である。
【図３】本発明によるメカニカルシールの実施例の摺動
部と溝の関係を示した説明図である。
部と溝の関係を示した説明図である。
１ 固定環 ２ 回転環 ３ シャフト ４ ばね ５ ケーシング ６ ベロウ １０ 高圧流体 １１，１３，１５ 回転環溝 １２，１４，１６ 固定環溝
Claims (1)
- 【請求項１】 固定環と回転環により摺動接触面が形成
されるメカニカルシールにおいて、 固定環と回転環のどちらか一方の摺動面に設けられた高
圧側にのみ開孔する送液溝と、 前記いずれか一方の摺動面に相対する摺動面に設けら
れ、低圧側にのみ開孔する排出溝とを設け、 相対回転中に前記送液溝と排出溝とが一部で連通して高
圧側と低圧側を連絡する経路を形成するように構成した
ことを特徴とするメカニカルシール。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31735595A JP3781463B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | メカニカルシール |
| US08/825,998 US6485021B1 (en) | 1995-11-10 | 1997-04-04 | Mechanical seal unit with temporarily connecting inlet and outlet grooves |
| EP97105813A EP0870956B1 (en) | 1995-11-10 | 1997-04-08 | Mechanical seal unit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31735595A JP3781463B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | メカニカルシール |
| US08/825,998 US6485021B1 (en) | 1995-11-10 | 1997-04-04 | Mechanical seal unit with temporarily connecting inlet and outlet grooves |
| EP97105813A EP0870956B1 (en) | 1995-11-10 | 1997-04-08 | Mechanical seal unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133220A true JPH09133220A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3781463B2 JP3781463B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=27238183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31735595A Expired - Lifetime JP3781463B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | メカニカルシール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6485021B1 (ja) |
| EP (1) | EP0870956B1 (ja) |
| JP (1) | JP3781463B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016072325A1 (ja) * | 2014-11-08 | 2016-05-12 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6086070A (en) * | 1997-09-18 | 2000-07-11 | Flow International Corporation | High pressure fluid seal assembly |
| US6113304A (en) * | 1997-09-18 | 2000-09-05 | Flow International Corporation | Coupling for high pressure fluid pump assembly |
| AU9490498A (en) * | 1997-09-18 | 1999-04-05 | Flow International Corporation | Biased seal assembly for high pressure fluid pump |
| US20090060408A1 (en) | 2005-03-02 | 2009-03-05 | Ebara Corporation | Diamond-coated bearing or seal structure and fluid machine comprising the same |
| US20080003099A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Honeywell International, Inc. | Closed bias air film riding seal in event of housing breach for shared engine lubrication accessory gearboxes |
| DE102008057168A1 (de) | 2008-11-13 | 2010-05-20 | Netzsch-Mohnopumpen Gmbh | Gleitringdichtung für Pumpen |
| DE112013007082T5 (de) | 2013-05-16 | 2016-02-04 | Dresser Rand S.A. | Bidirektionale Wellendichtung |
| JP6386814B2 (ja) * | 2013-07-03 | 2018-09-05 | Ntn株式会社 | シールリング |
| CN106471296B (zh) * | 2014-09-20 | 2018-12-28 | 伊格尔工业股份有限公司 | 滑动部件 |
| JP6518398B2 (ja) * | 2014-09-20 | 2019-05-22 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
| DE102020203764A1 (de) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtung mit verbesserter Nutanordnung |
| IT202100030689A1 (it) * | 2021-12-03 | 2023-06-03 | Umbra Meccanotecnica | Anello di tenuta e giunto per impianti di perforazione petroliferi |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE574210C (de) | 1931-05-19 | 1933-04-10 | Sulzer Akt Ges Geb | Schleifringdichtung fuer umlaufende Wellen |
| FR1238826A (fr) | 1959-07-07 | 1960-08-19 | Commissariat Energie Atomique | Perfectionnements apportés aux joints dynamiques d'étanchéité, notamment à ceux fonctionnant à sec |
| US3957276A (en) | 1975-04-10 | 1976-05-18 | Borg-Warner Corporation | Mechanical seal with pressurized lubrication pockets |
| DE3223703C2 (de) * | 1982-06-25 | 1984-05-30 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | Gasgesperrte Wellendichtung mit radialem Dichtspalt |
| JPS63231269A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Hitachi Ltd | 車両用空調機の風速測定装置 |
| GB2231105B (en) * | 1989-04-24 | 1993-04-14 | Sealol | Drained face seal |
| SU1645689A1 (ru) * | 1989-05-31 | 1991-04-30 | Сумской филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина | Торцовое импульсное уплотнение |
| JPH0756345B2 (ja) * | 1990-07-09 | 1995-06-14 | 株式会社荏原製作所 | 非接触端面シール |
| SU1753133A1 (ru) * | 1990-11-29 | 1992-08-07 | Сумское Машиностроительное Научно-Производственное Объединение Им.М.В.Фрунзе | Уплотнение вала |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP31735595A patent/JP3781463B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-04 US US08/825,998 patent/US6485021B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-08 EP EP97105813A patent/EP0870956B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016072325A1 (ja) * | 2014-11-08 | 2016-05-12 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
| JPWO2016072325A1 (ja) * | 2014-11-08 | 2017-10-05 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
| US10443737B2 (en) | 2014-11-08 | 2019-10-15 | Eagle Industry Co., Ltd. | Slide component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6485021B1 (en) | 2002-11-26 |
| JP3781463B2 (ja) | 2006-05-31 |
| EP0870956A1 (en) | 1998-10-14 |
| EP0870956B1 (en) | 2002-10-02 |
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