CN102084161A - 双端面机械密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不使用填料函内的空间，且不需要进行任何特殊的设计及改造等，并可安装到装置的外表面的程度的足够小型的盒式的双重密封件。在密封装置(1)中，密封壳体(44)被从密封盖(10)的设置用槽(15)的里端部朝径向内侧旋入螺钉槽(17)的安装螺钉(18)固定设置在密封盖(10)的最靠设备内侧的端部。由于没有在轴向上对密封壳体44进行支承固定，因此能减薄密封装置1的厚度方向(轴向)的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种两个密封滑动面以在背面对齐的方式形成的双重密封件、且安装于装置主体的外侧(外表面)的外部盒式的双端面机械密封装置。
背景技术
在离心泵等中用作轴密封件的机械密封件由于在起动时设置有机械密封件的填料函内暂时呈负压，因此，会出现在机械密封件的滑动面上不存在液体的状态，有可能会引起滑动面的烧结或破损。为了解决这种问题，作为这种机械密封件，一直以来，通过装设双端面机械密封件(有时也只称为双重密封件)、并使急冷液在两个密封件间流动，从而实现防止滑动面变得干燥。另外，双重密封件常常使用在不想使设备内侧的流体漏出到外部的情况、或是不想使设备内侧的液体干燥而结晶的情况等。
作为在离心泵等的轴密封中应用双重密封件的方法，过去有对使用了压盖密封垫(gland packing)的机械密封件进行改进的情形。在这种情况下，就可利用填料函内的空间来装设机械密封件(例如参照日本实用新型公告平成7年第3094号公报(专利文献1))。
发明的公开
发明所要解决的技术问题
然而，由于双重密封件需要轴向长度，因此，即使利用填料函内的空间也无法确保轴向尺寸，会存在无法装设双重密封件的情形。因此，在无论如何都要装设双重密封件的情况下，必须对泵自身进行改造来装设，或使用特殊设计的高价的机械密封件。
此外，作为不使用填料函内的空间的机械密封件，有安装到装置的外表面的外部盒式的密封装置(例如参照日本专利申请公开2003年第74713号公报(专利文献2))。然而，由于如上所述双重密封件需要轴向的长度，因此，在将双重密封件形成为外部盒式的密封装置时，其容积增大、密封装置变得大型、很难在实际中使用。专利文献2所示的现有的外部盒式的密封装置也是单端面机械密封件，而不是双端面机械密封件。
专利文献1：日本实用新型公告平成7年第3094号公报
专利文献2：日本专利申请公开2003年第74713号公报
本发明基于上述技术问题发明而成，其目的在于提供一种不需要使用填料函内的空间、而且不需要进行特殊的设计及安装装置侧的改造等、可安装到装置的外表面的程度的足够小型的通用的双端面机械密封装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，具有：以与转轴一体旋转的形态设置于该转轴，并在轴向的两个面上形成有密封面的旋转环；配置于上述旋转环的设备内侧，并在上述旋转环侧的端部形成有与该旋转环的设备内侧的上述密封面紧密接触地滑动的密封面的设备内侧固定环；配置于上述旋转环的设备外侧，并在上述旋转环侧的端部形成有与该旋转环的设备外侧的上述密封面紧密接触地滑动的密封面的设备外侧固定环；将上述设备内侧固定环沿轴向支承成可自由移动的密封壳体；以及对上述密封壳体、上述设备内侧固定环、上述旋转环和上述设备外侧固定环进行收容，并在设备外侧的端部将上述设备外侧固定环沿轴向支承成可自由移动的密封盖，该密封盖贯穿有上述转轴，是安装于具有该转轴的装置的外表面的密封盖，上述密封壳体被从上述密封盖朝径向支承，从而被设置在该密封盖的设备内侧的端部。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，由于将现有沿轴向支承的密封壳体沿径向支承，并将其配设于密封盖的设备内侧端部，因此，能提供小型的双端面机械密封装置。此外，其结果是，能提供一种不使用填料函的内部空间、不需要进行任何特殊的设计及装置的改造等的盒式的双端面机械密封装置。
较为理想的是，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，上述密封盖具有：贯穿有上述转轴且对上述密封壳体、上述设备内侧固定环、上述旋转环和上述设备外侧固定环进行收容的内部孔；以及具有从上述转轴的外径侧朝内径侧方向切入的槽的凸缘部，其中，上述槽是用于供用来将该密封盖安装到上述装置的外表面的构件穿过的槽，上述密封壳体被以从上述槽的内径侧进一步沿内径方向到达上述内部孔的形态设置的螺钉构件沿径向支承设置在上述密封盖的设备内侧的端部。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，由于从密封盖的地脚螺栓用的槽的底部用螺钉构件将密封壳体固定，因此能在空间上有效可靠地进行从径向上的密封壳体的支承。
此外，较为理想的是，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，将上述设备内侧固定环的上述密封面与上述旋转环的设备内侧的上述密封面的滑动面的径向宽度、上述设备外侧固定环的上述密封面与上述旋转环的设备外侧的上述密封面的滑动面的径向宽度中的至少一个形成为3mm以下。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，通过减小密封滑动面的面宽度，就能在维持相同的密封压力的同时使螺旋弹簧小型化，在这点上也能使密封装置小型化。
此外，较为理想的是，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，将上述设备内侧固定环和上述设备外侧固定环中的至少一个的平衡值形成为70％～130％。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，在平衡值被形成为70％～130％的密封部中，能对于正负压以相同的密封特性进行密封，从而能实现通用性高的密封装置。
此外，较为理想的是，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，上述设备内侧固定环在该设备内侧固定环的上述密封面的背面的规定部位上使O形环夹在该设备内侧固定环的外周面与上述密封壳体的内周面之间，从而设置成在上述密封面的背面上用上述O形环来对上述密封面的两侧的空间进行密封，使上述设备内侧固定环的配置有上述O形环的上述外周面的直径与上述设备内侧固定环的上述密封面和上述密封环的上述密封面的滑动面的内径大致相同，并且使上述密封壳体的配置有上述O形环的上述内周面的直径与上述设备内侧固定环的上述密封面和上述密封环的上述密封面的滑动面的外径大致相同。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，由于将设备内侧密封环的平衡值形成为70％～130％，因此，无论在中间室的压力比设备内侧流体压力高还是低时，都能以大致相同的密封特性来进行密封。即、能形成双重密封型的密封件和串联式的密封件中的任意一种。
此外，较为理想的是，本发明的双端面机械密封装置的特征在于，上述设备外侧固定环在该设备外侧固定环的上述密封面的背面的规定部位上使O形环夹在该设备外侧固定环的外周面与上述密封盖的内周面之间，从而设置成在上述密封面的背面上用上述O形环来对上述密封面的两侧的空间进行密封，使上述设备外侧固定环的配置有上述O形环的上述外周面的直径与上述设备外侧固定环的上述密封面和上述密封环的上述密封面的滑动面的内径大致相同，并且使上述密封盖的配置有上述O形环的上述内周面的直径与上述设备外侧固定环的上述密封面和上述密封环的上述密封面的滑动面的外径大致相同。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，由于将设备外侧密封环的平衡值形成为70％～130％，因此，无论在中间室的压力比设备外侧的压力高还是低时，都能以大致相同的密封特性来进行密封。
此外，较为理想的是，上述设备内侧固定环的材质与上述旋转环的材质的组合、和上述设备外侧固定环的材质与上述旋转环的材质的组合中的至少一个为碳化硅(SiC)与碳化硅(SiC)的组合、碳与碳化硅(SiC)的组合、超硬合金与超硬合金的组合、或是碳与超硬合金的组合。
根据如上所述构成的本发明的双端面机械密封装置，能提供一种磨损少且可耐高温的、通用性且耐久性高的密封装置。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的密封装置的结构的剖视图，并是表示将密封装置安装到填料函后的状态的剖视图。
图2是表示将图1所示的密封装置与转轴嵌合的状态的轴向平面图。
图3是图1所示的密封装置的设备内侧密封环与密封壳体相嵌合的嵌合设置部位的放大图，其是用于说明密封装置的平衡值的图。
具体实施方式
参照图1～图3对本发明一实施方式的密封装置进行说明。
在本实施方式中，例示了用作离心泵的轴密封件的密封装置、并具有将两个滑动面在背面对齐而形成的双重密封件且以盒状安装到填料函的外表面的密封装置来对本发明进行说明。
图1是表示本实施方式的密封装置1的结构的剖视图，将密封装置1安装到装置主体(填料函80)的外表面82来作为盒体的剖视图。
图2是表示将图1所示的密封装置1与转轴70嵌合的状态的轴向平面图。
此外，图3是图1所示的密封装置1的设备内侧密封环41与密封壳体44相嵌合的嵌合设置部位的放大图，其是用于说明密封装置1的平衡值的图。
如图1所示，在离心泵的填料函80形成有轴孔81，在该轴孔81中贯穿有被未图示的轴承支承成可旋转的转轴70。本发明的密封装置1通过设置在填料函80的轴孔81周围的外表面82上的地脚螺栓(日文：埋め込みボルト)83安装到上述外表面82上。
另外，图1中，填料函80的轴孔81侧(图示左侧)为设备内侧空间A，其轴向相反侧(图示右侧)是作为设备外侧空间的大气空间B。
密封装置1具有：密封盖10；套筒20；接合环30；设备内侧密封部40，该设备内侧密封部40具有设备内侧密封环41和接合环30的设备内侧密封面32；以及设备外侧(大气侧)密封部50，该设备外侧密封部50具有大气侧密封环51和接合环30的设备外侧密封面33。
密封盖10在设备内侧被形成为凸缘状，其轴向平面形状如图2所示被形成为大致正方形。密封盖10的各角部形成有从角部外侧朝对角线方向内侧切入的设置用槽15。使形成于填料函80的外表面82的对应位置的四根地脚螺栓83分别穿过上述四个部位的设置用槽15，通过用螺母84将各螺栓旋紧，密封盖10即密封装置1被设置到填料函80上。
如图1所示，在密封盖10的内部形成有内部孔11，该内部孔11在密封盖10被安装到填料函80的情形下与填料函80的轴孔81连续，并可供转轴70穿过。
内部孔11的周面(密封盖10的内周面)从设备内侧朝设备外侧方向依次形成有密封壳体安装面11a、第一收缩面(日文：絞り面)11b、扩张面11c、第二收缩面11d和第三收缩面11f。
此外，在密封盖10的设备外侧端部形成有定位部12。定位部12在密封盖10的端部外周面上具有定位用槽12a。在将后述的套筒20和接合环30等设置到转轴70时，使定位板63的凸条部63a与上述定位用槽12a嵌合，从而在设有定位板63的状态下将套环21设置到转轴70。藉此，密封盖10与套环21及套筒20被限定成规定的位置关系，其结果是，接合环30与设备内侧密封环41及设备外侧密封环51被分别设定成规定的位置关系。
此外，密封盖10中，在上述各设置用槽15的对角线方向内侧的里端部以进一步朝对角线方向内侧并贯穿密封盖10的密封壳体安装面11a的形态形成有螺钉槽17。通过将安装螺钉18从设置用槽15侧朝内周面侧旋入上述螺钉槽17，从而后述的密封壳体44被设置到密封盖10的内部孔11的密封壳体安装面11a。
此外，如图2所示，密封盖10形成四条从外周面与内部孔11相连的径向的流体流路。四条流体流路是三条急冷液注入流路13和一条急冷液排出流路14。各流路13、14的端口形成有可与未图示的配管连接的管用螺孔。此外，各流路13、14与形成于密封盖10的内部孔11的扩张面11c的开口连通，并与被设备内侧密封部40、设备外侧密封部50和密封盖10的内部孔11围住的密封装置1的中间室19连接。
在如上所述结构中，经由配管注入的急冷液被从急冷液注入流路13注入到中间室19，并直接流到设备内侧密封部40和设备外侧密封部50的外周面，并经由急冷液排出流路14排出。藉此，不仅能对各密封部在密封滑动面的滑动时所产生的热进行冷却，还能洗净附着于各密封部的杂质。
密封壳体44通过如上所述旋入至形成于密封盖10的设置用槽15的里端部的螺钉槽17中的安装螺钉18而设置在密封盖10的密封壳体安装面11a上。密封壳体44被设置到密封盖10的设备内侧最端部、即密封装置1的最端部。
密封壳体44的设备外侧外周角部在周向上形成有L字槽，此外，与之相对的密封盖10的内部孔11的第一收缩面11b的设备内侧角部也在周向上形成有L字槽。此外，在由这些相对的L字槽形成的截面呈矩形的环状空间内配置有O形环46，藉此，将密封盖10与密封壳体44之间密封。
在密封壳体44的内周侧可朝轴向自由移动地嵌合设置有设备内侧密封环41。
此外，在密封壳体44的设备外侧端面上设置有固定销48，该固定销48朝轴向设备外侧突出，并被嵌入到形成于后述设备内侧密封环41的凸缘部42的导向槽47内。
此外，在密封壳体44的上述设备外侧端面的周向上设有多个弹簧座，并将螺旋弹簧49保持在这些弹簧座与后述的设备内侧密封环41的凸缘部42的相对面之间。
设备内侧密封环41是构成设备内侧密封部40的一个密封面的密封环，且被如上所述可朝轴向自由移动地嵌合设置在密封壳体44的内周侧。设备内侧密封环41在设备外侧端面形成有密封面43，该密封面43可滑动地与后述旋转环(接合环)31的设备内侧密封面32紧密接触，构成设备内侧密封部40。
设备内侧密封环41的外周面在轴向上形成有作为台阶的阶梯部41a。另一方面，密封壳体44的内周面在上述轴向上形成有作为台阶的阶梯部44a，以使其与设备内侧密封环41的阶梯部41a相对(参照图1和图3)。由这些阶梯部41a和阶梯部44a形成截面呈矩形的环状空间，并在该环状空间内配置有O形环45。藉此，使密封壳体44与设备内侧密封环41密封地嵌合。
另外，O形环45的材质能采用氟橡胶、丁腈橡胶、EPDM、全氟橡胶等。
设备内侧密封环41的外周侧形成为凸缘部42，凸缘部42在轴向上形成有导向槽47。在导向槽47中插入有形成于密封壳体44的设备外侧端面的固定销48。固定销48和导向槽47沿轴向为可相对移动的状态、沿周向为被卡定的状态，藉此，设备内侧密封环41被设置成相对于密封壳体44即密封盖10在轴向上可自由移动、在周向(转轴70的旋转方向)上不能旋转。
此外，在设备内侧密封环41的凸缘部42的与密封壳体44相对的相对面的周向上设有多个弹簧座，并将螺旋弹簧49保持在这些弹簧座与形成于密封壳体44的设备外侧端面的弹簧座之间。藉此，设备内侧密封环41被朝轴向设备外侧、即接合环30的方向按压。
此外，设备内侧密封环41的内周面侧与转轴70的外周面之间形成有较大的缝隙，即使被收容到设备内侧空间A的被密封流体包含浆料，也可在不使该被密封流体固形化而堵塞的前提下流通。
在本实施方式的设备内侧密封环41中，将密封面(滑动面)43的面宽度(径向长度)形成为3mm以下。较为理想的是1mm～3mm。此外，根据情况不同，密封面43也可以为朝接合环30的设备内侧密封面32的方向突出成前端为三角形的形态。
通过如上所述将密封面43的面宽度设为比通常狭小，从而在将设备内侧密封环41朝接合环30的方向按压的螺旋弹簧49的压力相同的情况下，能提高密封面43与设备内侧密封面32的面压。换言之，为了得到相同的面压(密封面压)，通过减小密封面宽度，能减小螺旋弹簧49的按压力，从而就能使用小型的弹簧来作为螺旋弹簧49。其结果是，在不降低密封面压的前提下，能使用小型的弹簧，从而能使密封装置1小型化。
此外，在本实施方式的设备内侧密封部40的设备内侧密封环41中，如图3所示，对于配设有O形环45的环状空间，形成为与设备内侧密封环41的阶梯部41a的轴周面平行的面的直径(外径)BI和密封面43的内径DI相等，其中，与设备内侧密封环41的阶梯部41a的轴周面平行的面的直径(外径)BI也就是配设有O形环45的环状空间的内径BI。此外，形成为与密封壳体44的阶梯部44a的轴周面平行的面的直径(内径)BO和密封面43的外径DO相等，其中，形成为与密封壳体44的阶梯部44a的轴周面平行的面的直径(内径)BO也就是配设有O形环45的环状空间的外径BO。
通过如上所述构成，则如下式(1)所示，与设备内侧密封部40的设备内侧密封环41相关的平衡值BV为100％，即使设备内侧密封部40的密封面的任意一侧为高压，也能以相同的密封性能形成密封面。即、设备内侧密封部40成为可应对正负压的密封部。另外，即使上述平衡值不为100％，只要在70％～130％的范围内就能得到相同的作用。
BV＝S2/S1×100…(1)
其中，S1＝π(DO 2-DI 2)/4
S2＝π(BO 2-BI 2)/4
此外，如图1所示，密封盖10的内部孔11的作为最靠设备外侧的内周面的第三收缩面11f的内径比与设备内侧相邻的第二收缩面11d的内径小，第三收缩面11f的部位形成为朝转轴70的方向突出成环状的形状。此外，在形成上述台阶的第二收缩面11d与第三收缩面11f之间形成有与轴向垂直且面向设备内侧的垂直面11e。
在具有垂直面11e和第三收缩面11f的上述环状的突出部的内周侧可朝轴向自由移动地嵌合设置有设备外侧密封环51。
此外，在垂直面11e上设置有固定销58，该固定销58朝轴向设备内侧突出，并被嵌入到形成于后述设备外侧密封环51的凸缘部52的导向槽57。
此外，在垂直面11e的上述设备外侧端面的周向上设有多个弹簧座，并将螺旋弹簧59保持在多个弹簧座与后述的设备外侧密封环51的凸缘部52的相对面之间。
设备外侧密封环51是构成设备外侧密封部50的一个密封面的密封环，其被如上所述可在轴向自由移动地嵌合设置于密封盖10的内部孔11的第三收缩面11f的内周侧。设备外侧密封环51在设备内侧端面形成有密封面53，该密封面53可滑动地与后述旋转环(接合环)31的设备外侧密封面33紧密接触，构成设备外侧密封部50。
另外，在本实施方式的密封装置1中，设备外侧密封环51的结构与设备内侧密封环41相同。即、设备内侧密封环41与设备外侧密封环51以接合环30为对称轴对称地配置在设备内侧和设备外侧的两侧。
设备外侧密封环51的外周面在轴向上形成有作为台阶的阶梯部51a。另一方面，密封盖10的内部孔11的第三收缩面11f的设备内侧、即第三收缩面11f与垂直面11e之间的角部也在上述轴向上形成有作为台阶的阶梯部54a，以使其与设备外侧密封环51的阶梯部51a相对。由这些阶梯部51a和阶梯部54a形成截面呈矩形的环状空间，并在该环状空间内配置有O形环55。藉此，密封盖10的内部孔11与设备外侧密封环51被O形环55密封，并在轴向上可移动地嵌合。
另外，O形环55的材质能采用氟橡胶、丁腈橡胶、EPDM、全氟橡胶等。
设备外侧密封环51的外周侧形成为凸缘部52，凸缘部52在轴向上形成有导向槽57。在导向槽57内插入有形成于密封盖10的内部孔11的垂直面11e的固定销58。固定销58和导向槽57沿轴向为可相对移动的状态、沿周向为被卡定的状态，藉此，设备外侧密封环51被设置成相对于密封盖10在轴向上可自由移动、在周向(转轴70的旋转方向)上不能旋转。
此外，在设备外侧密封环51的凸缘部52的与密封盖10的内部孔11的垂直面11e相对的相对面的周向上设有多个弹簧座，并将螺旋弹簧59保持在这些弹簧座与形成于垂直面11e的弹簧座之间。藉此，设备外侧密封环51被朝轴向设备外侧、即接合环30的方向按压。
在本实施方式的设备外侧密封环51中，将密封面(滑动面)53的面宽度(径向长度)形成为3mm以下。较为理想的是1mm～3mm。此外，根据情况不同，密封面53也可以为朝接合环30的设备外侧密封面33的方向突出成前端为三角形的形态。
通过如上所述将密封面53的面宽度设为比通常狭小，从而在将设备外侧密封环51朝接合环30的方向按压的螺旋弹簧59的压力相同的情况下，能提高密封面53与设备外侧密封面33的滑动面压。换言之，为了得到相同的滑动面压(密封面压)，通过减小密封面宽度，能减小螺旋弹簧59的按压力，从而就能使用小型的弹簧来作为螺旋弹簧59。其结果是，在不降低密封面压的前提下，使用小型的弹簧，从而能使密封装置1小型化。
此外，在本实施方式的设备外侧密封部50的设备外侧密封环51中，参照图3与前述的设备内侧密封环41一样，对于配设有O形环55的环状空间，形成为与设备外侧密封环51的阶梯部51a的轴周面平行的面的直径(外径)(BI)和密封面53的内径(DI)相等，其中，与设备外侧密封环51的阶梯部51a的轴周面平行的面的直径(外径)(BI)也就是配设有O形环55的环状空间的内径(BI)。此外，形成为与密封盖10的内部孔11的第三收缩面11f的阶梯部54a的轴周面平行的面的直径(内径)(BO)和密封面53的外径(DO)相等，其中，形成为与密封盖10的内部孔11的第三收缩面11f的阶梯部54a的轴周面平行的面的直径(内径)(BO)也就是配设有O形环45的环状空间的外径(BO)。
通过如上所述构成，与设备外侧密封部50的设备外侧密封环51相关的平衡值为100％。另外，在本发明中，即使上述平衡值不为100％，只要在70％～130％的范围内就能得到相同的作用。
具有设备内侧密封部40和设备外侧密封部50各自另一个密封面32、33的接合环(旋转环)31被进一步嵌合设置于与转轴70嵌合设置的套筒20上。
套筒20隔着O形环23而与转轴70的周面紧密接触地嵌合，在设备外侧端部，套筒20被套环21固定设置于转轴70。套环21与套筒20的设备外侧端部的外周面嵌合，并被安装螺钉22固定于转轴70。藉此，套筒20和套环21被一体地固定设置于转轴70。在上述套筒20的设备内侧端部嵌合有接合环30。
套环21的设备内侧端部形成为将接合环30嵌合设置的接合环设置部24。
套筒20的接合环设置部24具有：通过与接合环30抵接来限定上述设备外侧端部的位置的凸部25；被夹在槽26与所嵌合的接合环30的内周面之间的O形环27和用于夹着O形环27的槽26；以及用于防止与套筒20嵌合的接合环30拔出及限定上述设备内侧的位置的定位销29和用于嵌合安装上述定位销29的孔28。
如上所述构成的套筒20和套环21如上所述被定位板63定位安装。在密封盖10的设备外侧外周部形成有定位用槽12a，多个定位板63被沿着定位用槽12a均等配置，以使定位板63的凸条部63a与定位用槽12a嵌合。各定位板63通过凹头螺钉64固定设置。
对于上述定位板63，通过确定套环21的位置来使定位板63与套环21呈规定的位置关系，从而将安装有定位板63的密封盖10与和套环21一体构成的套筒20的相对位置设定成希望的位置关系。其结果是，使设置在套筒20上的接合环30与安装于密封盖10的设备内侧密封环41和设备外侧密封环51呈希望的位置关系，从而构成设备内侧密封环41的密封面43与接合环30的设备内侧密封面32、以及设备外侧密封环51的密封面53与接合环30的设备外侧密封面33在分别呈规定的位置关系和规定的压力下密接滑动的设备内侧密封部40和设备外侧密封部50。
接合环30被限定在套筒20的设备内侧端部的上述接合环设置部24、即接合环30被凸部25和套环21限定了其轴向两侧，此外，在接合环30与套筒20的外周面之间夹设有O形环27，来密封嵌合到套筒20上的、即转轴70上的规定位置。
接合环30的设备内侧的端面形成为与设备内侧密封环41的密封面43紧密接触地滑动的设备内侧密封面32，来构成设备内侧密封部40的一部分。
另一方面，接合环30的设备外侧的端面形成为与设备外侧密封环51的密封面53紧密接触地滑动的设备外侧密封面33，来构成设备外侧密封部50的一部分。
接合环30的外周侧空间即被接合环30的外周面、设备内侧密封部40的外周面、密封盖10的设备外侧端面、密封盖10的第一收缩面11b、扩张面11c、第二收缩面11d和设备外侧密封部50的外周面围住的空间形成密封装置1的中间室19。
中间室19与如上所述形成于密封盖10的急冷液注入流路13和急冷液排出流路14连通，并构成为急冷液以规定的压力填充到中间室19且急冷液流过设备内侧密封部40和设备外侧密封部50的外周面。藉此，不仅能对各密封部在密封滑动面的滑动时所产生的热进行冷却，还能洗净附着于各密封部的杂质。
另外，在使用通常的双重密封件时，中间室19的压力被设定成比设备内侧空间A的压力高，本实施方式的密封装置1即使在中间室19的压力比设备内侧空间A的压力低的情况下也能应付。中间室19的压力可根据密封装置1的使用用途、目的、封闭对象流体的种类等随意确定。
此外，本实施方式的密封装置1具有衬垫60，该衬垫60在将密封盖10设置到填料函80时被夹在填料函80的外表面82与密封盖10的设备内侧端面之间。衬垫60是树脂制或是金属制的，用于防止设备内侧空间A的被密封流体从密封盖10与填料函80之间漏出。
在本实施方式的密封装置1中，接合环30、设备内侧密封环41和设备外侧密封环51分别可由碳化硅(SiC)、碳、超硬合金等材质制作。优选的是，设备内侧密封环41或设备外侧密封环51与接合环30的组合分别为碳化硅(SiC)与碳化硅(SiC)的组合、碳与碳化硅(SiC)的组合、超硬合金与超硬合金的组合、或是碳与超硬合金的组合较为理想。
这样，在本实施方式的密封装置1中，能在不使用填料函80的内部空间的前提下在盒式的密封装置中实现双端面机械密封装置。因此，根据本实施方式的密封装置1，能不受填料函80大小限制地、在不进行特殊的设计或泵等装置侧的改造的前提下容易地将双重密封件装设于所希望的装置。
具体而言，在密封装置1中，密封壳体44通过从密封盖10的设置用槽15的里端部朝径向内侧旋入螺钉槽17的安装螺钉18而固定设置在密封盖10的最靠设备内侧的端部。在现有的密封装置中，限定设备内侧密封环41的轴向位置的密封壳体44为了明确其安装位置，而沿轴向支承并固定，因此，在长度方向上需要有一定程度的长度。然而，在本实施方式的密封装置1中，由于如上所述为将密封壳体44从径向支承并固定的结构，因此，能减薄密封装置1的厚度方向(轴向)的厚度。
此外，在本实施方式的密封装置1中，将设备内侧密封环41和设备外侧密封环51的密封面43和密封面53的面宽度形成为3mm以下，更优选形成为1～3mm。因此，即使使用小型的弹簧作为螺旋弹簧49和螺旋弹簧59，也能合适地维持密封滑动面的面压。因此，在这点上，能在不降低密封性能的前提下实现装置的小型化。
更具体而言，本实施方式的密封装置1不使用填料函80内的空间，而且尽管是在内部收容由设备内侧密封部40和设备外侧密封部50组成的双重密封件的结构，但将密封装置1的轴向厚度设为50mm以下。
另外，转轴70的对应轴径不限定于特定的值、而可对应于任意的轴径，但只要至少在20mm～100mm之间，就能通过相同的结构以50mm以下的厚度实现密封装置1。
此外，较好的是此时的各密封装置1的使用压力为2MPa以下，更好的是为例如1.5MPa以下的使用压力。
此外，参照图3如前述那样，本实施方式的密封装置1在设备内侧密封部40的设备内侧密封环41中，形成为配设有O形环45的环状空间的内径BI与密封面43的内径DI相等，此外，形成为配设有O形环45的环状空间的外径BO与密封面43的外径DO相等，藉此形成为与设备内侧密封环41相关的平衡值(平衡比)为大致100％。因此，即使设备内侧密封部40的密封面的任意一侧为高压，也能以相同的密封性能形成密封面。即、对于正负压、换言之对于急冷液的压力与设备内侧空间A的流体压力相比较大时或较小时的使用形态，能以大致相同的密封性能加以使用，从而能实现通用性很高的双重密封件。
即、在本实施方式的密封装置1中，不需使用填料函80的内部空间、不需要对装置侧进行任何特殊设计及改造等，就能实现可安装到装置的外表面的程度的足够小型的盒式的双重密封件。
上述实施方式是为使本发明易于理解而记述的述文，并不对本发明作任何限定。本实施方式中公开的各要素，包括属于本发明的技术范围的全部的设计变更和均等物，此外任何适宜的种种改变都是可能的。
例如，设备内侧密封环41和设备外侧密封环51的形状和设置结构等可任意改变。
例如，这些平衡值为大致100％，但也可以进行适当变更。例如，只要平衡值在70％～130％的范围内，也能得到与上述实施方式的作用实质相同的作用效果，即使以这种形态实施本申请发明也无碍。
此外，改变平衡值时的方法既可以改变O形环45或O形环55的设置部位的结构，也可以改变密封面43或密封面53的面宽度或径向的设置部位的位置。
此外，在上述实施方式中，将设备内侧密封部40的设备内侧密封环41与设备外侧密封部50的设备外侧密封环51为相同结构的密封环以接合环30为对称轴在轴向上对称配置。然而，也可以使设备内侧密封环41与设备外侧密封环51的结构不同。例如，当在大气中使用密封装置1时，对于设备外侧密封环51，知道中间室19侧始终处于高压下，对于设备外侧密封部50，作为无需与正负压相对应的设备外侧密封部50，也可以将平衡值变更成偏离100％。
工业上的可利用性
本发明能利用在离心泵的轴密封件等。除此之外，在具有转轴的任意装置中，也能用作其转轴的轴封装置。
Claims (7)
1.一种双端面机械密封装置，其特征在于，具有：
旋转环，该旋转环以与转轴一体旋转的形态设置于该转轴，并在轴向的两个面上形成有密封面；
设备内侧固定环，该设备内侧固定环配置于所述旋转环的设备内侧，并在所述旋转环侧的端部形成有与该旋转环的设备内侧的所述密封面紧密接触地滑动的密封面；
设备外侧固定环，该设备外侧固定环配置于所述旋转环的设备外侧，并在所述旋转环侧的端部形成有与该旋转环的设备外侧的所述密封面紧密接触地滑动的密封面；
密封壳体，该密封壳体将所述设备内侧固定环支承成可沿轴向自由移动；以及
密封盖，该密封盖贯穿有所述转轴，是安装于具有该转轴的装置的外表面的密封盖，并对所述密封壳体、所述设备内侧固定环、所述旋转环和所述设备外侧固定环进行收容，并在设备外侧的端部将所述设备外侧固定环支承成可沿轴向自由移动，
所述密封壳体被从所述密封盖朝径向支承，从而被设置在该密封盖的设备内侧的端部。
2.如权利要求1所述的双端面机械密封装置，其特征在于，
所述密封盖具有：
内部孔，该内部孔贯穿有所述转轴，且对所述密封壳体、所述设备内侧固定环、所述旋转环和所述设备外侧固定环进行收容；以及
凸缘部，该凸缘部具有从所述转轴的外径侧朝内径侧方向切入的槽，该槽是供用于将所述密封盖安装到所述装置的外表面的构件穿过的槽，
所述密封壳体被以从所述槽的内径侧进一步朝内径方向到达所述内部孔的形态设置的螺钉构件沿径向支承设置在所述密封盖的设备内侧的端部。
3.如权利要求1或2所述的双端面机械密封装置，其特征在于，将所述设备内侧固定环的所述密封面与所述旋转环的设备内侧的所述密封面的滑动面的径向宽度、所述设备外侧固定环的所述密封面与所述旋转环的设备外侧的所述密封面的滑动面的径向宽度中的至少一个径向宽度形成为3mm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的双端面机械密封装置，其特征在于，将所述设备内侧固定环和所述设备外侧固定环中的至少一个固定环的平衡值形成为70％～130％。
5.如权利要求4所述的双端面机械密封装置，其特征在于，
所述设备内侧固定环在该设备内侧固定环的所述密封面的背面的规定部位上使O形环夹在该设备内侧固定环的外周面与所述密封壳体的内周面之间，从而设置成在所述密封面的背面上用所述O形环来对所述密封面的两侧的空间进行密封，
使所述设备内侧固定环的配置有所述O形环的所述外周面的直径与所述设备内侧固定环的所述密封面和所述密封环的所述密封面的滑动面的内径大致相同，
使所述密封壳体的配置有所述O形环的所述内周面的直径与所述设备内侧固定环的所述密封面和所述密封环的所述密封面的滑动面的外径大致相同。
6.如权利要求4所述的双端面机械密封装置，其特征在于，
所述设备外侧固定环在该设备外侧固定环的所述密封面的背面的规定部位上使O形环夹在该设备外侧固定环的外周面与所述密封盖的内周面之间，从而设置成在所述密封面的背面上用所述O形环来对所述密封面的两侧的空间进行密封，
使所述设备外侧固定环的配置有所述O形环的所述外周面的直径与所述设备外侧固定环的所述密封面和所述密封环的所述密封面的滑动面的内径大致相同，
使所述密封盖的配置有所述O形环的所述内周面的直径与所述设备外侧固定环的所述密封面和所述密封环的所述密封面的滑动面的外径大致相同。
7.如权利要求1至6中任一项所述的双端面机械密封装置，其特征在于，所述设备内侧固定环的材质与所述旋转环的材质的组合、和所述设备外侧固定环的材质与所述旋转环的材质的组合中的至少一个组合为碳化硅(SiC)与碳化硅(SiC)的组合、碳与碳化硅(SiC)的组合、超硬合金与超硬合金的组合、或是碳与超硬合金的组合。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5634217B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2014-12-03 | 日本ピラー工業株式会社 | 多流路形ロータリジョイント |
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| US11815185B2 (en) * | 2021-08-30 | 2023-11-14 | John Crane Inc. | Non-pusher dry running seal with sealing elastomer as a backup in sliding seal system |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH073094Y2 (ja) * | 1989-12-01 | 1995-01-30 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール |
| JPH073094B2 (ja) * | 1990-10-11 | 1995-01-18 | 沼田金属工業株式会社 | 床構造材 |
| JP2508936Y2 (ja) | 1993-06-03 | 1996-08-28 | 信号電材株式会社 | 交通信号灯器用電球ソケット口金押さえ金具 |
| US5490679A (en) * | 1993-12-20 | 1996-02-13 | John Crane Inc. | Seal ring design |
| US5924697A (en) * | 1997-03-03 | 1999-07-20 | Durametallic Corporation | Double gas seal with bellows supported by backing and support rings |
| US5941531A (en) * | 1997-03-03 | 1999-08-24 | Durametallic Corporation | Double gas seal having an improved bellows arrangement |
| US6109617A (en) * | 1998-03-04 | 2000-08-29 | Power Packing Co., Inc. | Gas seal assembly and method of sealing |
| JP4111698B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2008-07-02 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール装置 |
| JP3792205B2 (ja) * | 2003-03-03 | 2006-07-05 | 日本ピラー工業株式会社 | メカニカルシール |
| CN2720200Y (zh) * | 2004-08-25 | 2005-08-24 | 孙延库 | 弹簧式双端面机械密封装置 |
| US7878509B2 (en) * | 2004-08-26 | 2011-02-01 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device |
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| CN2742240Y (zh) * | 2004-09-09 | 2005-11-23 | 四川日机密封件有限公司 | 双端面干气密封装置 |
-
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104487744A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-04-01 | 伊格尔工业股份有限公司 | 机械密封装置 |
| CN108799190A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 株式会社荏原制作所 | 轴封装置罩及泵 |
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