CN102713377A - 机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，在外侧型的分割型机械密封中，即便是在径向上存在壁厚不同的部分的密封环，也能平坦且牢固地将密封面接合，从而发挥出合适的密封能力。在本发明机械密封装置中，在密封环（30、70）的外周面上，对应于厚壁区域（38、78）及薄壁区域（39、79）形成周向槽（31～34、71～74），在保持架（50、90）的内周面上，与周向槽（31～34、71～74）对应地形成周向槽（51～54、91～94）。在密封环（30、70）的周向槽（31～34、71～74）与保持架（50、90）的周向槽（51～54、91～94）之间夹着○形环（41～44、81～84），并利用与厚壁区域（38、78）及薄壁区域（39、79）对应的螺栓（55、95及56、96）将各保持架的分割部结合，以将保持架（50、90）形成为环状，藉此，分别将分割后的密封环（30、70）的各分割部牢固地接合，以将各密封环（30、70）形成为环状。

Description

机械密封装置

技术领域

本发明涉及一种机械密封装置，尤其涉及外侧型、分割型的机械密封装置。

背景技术

以往，在流体输送设备（输送装置）所使用的机械密封中，在输送设备是大型设备的情况下，更换作业耗时耗费。因此，为了能不拆开输送设备来更换机械密封，提出将机械密封形成为可分割的结构，并且已经投入使用（例如参照PCT国际公开WO2007/136453号公报（专利文献1）的图1）。

在分割型的机械密封中，一般来说，若被密封流体的压力施加在无法用螺栓等固定的密封环的内径侧，则该力会作用在分开密封环的分割面的方向上，而使被密封流体容易从分割面泄漏。因此，现有的分割型的机械密封很多情况下构成为压力作用在密封环的外径侧的内侧型机械密封。

然而，在内侧型机械密封中，由于被密封流体位于密封环的外侧，因此，需要密封盖，因而存在密封装置整体的结构变得复杂这样的问题。因此，希望以外侧型的机械密封来实现分割型的机械密封。为此，需要以无法打开分割面的方式将分割的密封环连接并固定，并提出了用于实现该结构的各种方法。

例如，提出一种利用分割的金属制的夹紧环对分割密封环进行固定的方法（例如参照日本特许申请公开2003－166651号公报（专利文献2））。但是，在这种方法中，因金属制的夹紧环与密封环的热膨胀系数不同（通常金属的夹紧环比密封环的热膨胀系数大），可能使夹紧环或密封环抑或是它们两者发生变形或松开。倘如夹紧环、密封环发生变形或松开，则密封环的分割面很有可能会打开。

此外，还提出一种通过在密封环的倾斜的（朝规定方向具有角度的）外侧面上配置弹性构件，使分割面紧密接触而对密封环进行固定的方法（例如参照日本特许申请公开2007－298123号公报（专利文献3））。但是，在这种方法中，在密封环因压力或受热而出现变形的情况下，有时分割面的弹性构件的弹性力作用不到的部分会打开。特别是在密封环不是单纯的矩形截面的环状的情况下，有时会因薄壁部与厚壁部的壁厚差而出现变形，但是，根据该方法无法应对这种变形。

此外，还提出一种在密封环的侧面放入弹性构件的方法（例如参照日本特许申请公开2006－291988号公报（专利文献4））。但是，由于上述方法是利用在密封环外周的轴向上的一部分设置的弹性体的压紧力对密封环的分割面进行按压的方法，因此，只能应对密封环的形状是单纯的圆筒形状的情况。此外，由于仅在外周面具有弹性作用元件，因此，无法应对分割面在轴向上的偏移。

另外，在日本特许申请公开2006－291988号公报所公开的上述方法中，位于弹性构件外周侧的保持架并非是分割部件，因此，仅利用弹性体的初始过盈量来将弹性构件插入设置在所固定的密封环与保持架间的间隙中。

此外，还提出一种利用弹性构件覆盖整个密封环外侧面及密封环的背面（密封面的相反一侧）并用分割的固定环将其周围固定的方法（例如参照日本特许申请公开H07－071617号公报（专利文献5）），利用这种方法，可以应对密封环在径向上的变形及轴向上的偏移。但是，这种具有覆盖密封环整个周面这样形状的弹性构件会因密封环直径差异等原因，基本上需要给每个密封环分别准备弹性构件，因而制造成本变高，作为专用部件来说，价格也变高。此外，在部件的管理上也很麻烦。此外，更具体地，为了制造这种专用的弹性构件，需要制造专用的模具，因而，在模具的管理上也要花费工夫。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：PCT国际公开WO2007/136453号公报

专利文献2：日本特许申请公开2003－166651号公报

专利文献3：日本特许申请公开2007－298123号公报

专利文献4：日本特许申请公开2006－291988号公报

专利文献4：日本特许申请公开H07－071617号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述技术问题而作，其目的在于提供一种机械密封装置，该机械密封装置是外侧型、分割型的机械密封装置，即便在具有径向厚度不同的部分这样复杂形状的密封环中，也能始终高精度地将密封面的连接部维持成平坦，因而，不仅能发挥出合适的密封能力，而且结构简单且廉价。

解决技术问题所采用的技术方案

为解决上述技术问题，本发明的机械密封装置是外侧型、分割型的机械密封装置，具有固定密封环和旋转密封环，其特征是，上述固定密封环和上述旋转密封环中的至少一方是具有径向壁厚在轴向上发生变化的截面形状的密封环，上述机械密封装置具有：○形环，对于上述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在该各区域的外周面上配置一个以上的○形环；以及保持架，该保持架配置在设有上述○形环的上述密封环的外周，并经由上述○形环朝径向内侧对上述密封环进行按压。

根据如上所述构成的本发明的机械密封装置，与密封环的径向厚度不同的部分相对应地配置○形环，并从外侧对密封环进行按压，因此，即便密封环因径向厚度不同而变形复杂，配置在各部分（区域）上的○形环也能对该部分（区域）施加适当的压紧力，从而能适当抑制或是防止变形。其结果是，能始终高精度地将密封面的连接部维持成平坦，并能将分割型的机械密封适当地维持成环状，从而能发挥出合适的密封能力。此外，能提供一种结构简单且廉价的机械密封装置。

理想的是，在本发明的机械密封装置中，其特征是，上述保持架是沿周向被分割为多个分割部的分割型的保持架，对于上述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在该各区域的外周侧配置一个以上的结合元件，该结合元件将上述分割部依次结合以形成上述保持架。

根据如上所述构成的本发明的机械密封装置，在将分割型的保持架的分割面结合的情况下，分别利用不同的旋紧螺栓对密封环的径向厚度不同的部分进行旋紧，因此，能在各部分（区域）上对因密封环的径向厚度不同而产生的变形施加更加合适的压紧力，从而能将密封环适当地维持为环状形态。其结果是，能始终高精度地将密封面的连接部维持成平坦，并能将分割型的机械密封适当地维持成环状，从而能发挥出合适的密封能力。

此外，理想的是，在本发明的机械密封装置中，其特征是，上述保持架是沿周向被分割为多个分割部的分割型的保持架，在利用旋紧螺栓等结合元件将上述分割部依次结合以形成上述保持架的状态下，在上述各分割部的端面之间形成能通过上述结合元件进行调节的间隙。

根据如上所述构成的本发明的机械密封装置，在分割型的保持架的分割面上，各分割部的端面之间没有紧密接触，而是以形成些许间隙的方式结合，因此，能利用旋紧螺栓等结合元件的旋紧力等，对施加到配置在内周侧的密封环外周上的按压力、压紧力进行调节。其结果是，能始终高精度地将密封面的连接部维持成平坦，并能将分割型的机械密封适当地维持成环状，从而能发挥出合适的密封能力。

此外，理想的是，在本发明的机械密封装置中，在上述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域的外周面上形成一个以上的截面呈圆弧状的周向槽，配置在上述各区域中的一个以上的○形环配置成与上述周向槽嵌合。

根据如上所述构成的本发明的机械密封装置，能增加密封环的外周面与○形环的接触面积，并能将作用在○形环上的压缩力最大限度地反映为压紧力，此外，还能在轴向上将○形环与密封环一体化。其结果是，不仅能用单纯的结构来对密封环的轴向位置进行适当控制，而且还能牢牢地维持分割面接合的状态，即便被密封流体是高压流体等，也能发挥出合适的密封能力。

此外，理想的是，在本发明的机械密封装置中，对于上述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在上述保持架的内周面的、与上述区域的外周相当的区域中形成一个以上的截面呈圆弧状的周向槽，配置在上述各区域中的一个以上的○形环配置成与上述周向槽嵌合。

根据如上所述构成的本发明的机械密封装置，由于利用○形环将密封环与保持架更可靠地一体化，因此，能将来自保持架的按压力最大限度地反映为压紧力，此外，还能在轴向和周向上将保持架与密封环一体化。其结果是，不仅能对密封环的轴向位置及周向位置进行更适当地控制，而且还能牢牢地维持分割面接合的状态，即便被密封流体是高压流体等，也能发挥出合适的密封能力。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的机械密封装置的结构的图。

图2是表示图1所示的机械密封装置的固定环（密封环）及旋转环（配合环）周围的放大图。

图3是图1的X位置处的轴向剖视图。

图4是图1所示的机械密封装置的套环的主视图。

图5是表示作为本发明另一实施方式的、凸缘被分割的机械密封装置的结构的图。

图6是图5的X位置处的轴向剖视图。

具体实施方式

参照图1～图4对本发明一实施方式的机械密封装置进行说明。

图1是表示本实施方式的机械密封装置1的结构的轴向剖视图，图2是机械密封装置1的固定环（密封环）30及旋转环（配合环）70附近的放大图，图3是图1的X位置处的轴向剖视图，图4是图1所示的机械密封装置的套环60的主视图。

本实施方式的机械密封装置1是分割型且外侧型的机械密封装置。

如图1所示，机械密封装置1具有凸缘10、固定环（密封环）30、○形环41～44、固定环固定用保持架50、套环60、旋转环（配合环）70、○形环81～84及旋转环固定用保持架90来作为主要的结构部。

机械密封装置1安装在外壳6的形成有可供转轴2贯穿的开口6a的部分上，以对外壳6的开口6a的内周面6b与转轴2的外周面2a之间进行密封。

另外，在图1中，位于图面左侧的机械密封装置1的外部空间为设备外侧（大气侧）空间A，位于图面右侧的外壳6的开口6a内侧的空间为设备内侧空间B。

凸缘10是作为用于将机械密封装置1安装在外壳6上的基台的构件，其是在中央形成有可供转轴2贯穿的圆形开口11的圆环状构件。

在凸缘10的设备内侧（外壳6侧）的面上形成有台阶部13，以台阶部13为基准，外周侧形成为凸出，内周侧形成为凹入。在将凸缘10安装到外壳6上时，沿着台阶部13，将在外壳6的开口6a的外侧（设备外侧）端部形成环状的凸状缘部6c嵌合到凸缘10内周侧的凹部。藉此，可限定凸缘10相对于外壳6的开口6a的位置。在此状态下，凸缘10的开口11的内周面12与外壳6的开口6a的内周面6b同轴配置成内部可供转轴2贯穿。凸缘10的开口11的内周面12配置在比外壳6的开口6a的内周面6b更接近转轴2的外周面2a的位置上，并形成为与转轴2的外周面2a隔着微小的间隙相对。

在凸缘10的设备外侧的面上，凸缘10的开口11的缘部沿轴向延伸而形成筒状部14。筒状部14的内周面形成为直径与上述凸缘10的内周面12相同并与内周面12连续。此后，将包括作为筒状部14的内周部的范围在内的这些范围称为凸缘10的内周面12。

在筒状部14的前端部（设备外侧端部）形成有朝向径向外侧呈环状突出的缘部15，因为上述缘部15，而在筒状部14的外周面形成槽形的环状槽16。即，筒状部14的外周面形成为被缘部15的设备内侧的面及凸缘10的设备外侧的面夹着的槽形的环状槽16。在上述环状槽16中配置有○形环21及用于将○形环21保持在环状槽16的设备外侧端部的树脂制的适配器22。接着，如后所述，上述环状槽16与固定环30的薄壁区域（第二区域）39的内周面嵌合，固定环30可沿轴向自由移动地设置在凸缘10上。

在凸缘10的与形成于外壳6的螺纹孔6d相对应的位置处形成有螺栓孔17。在本实施方式中，沿凸缘10的周向均等地形成有四个螺栓孔17，在外壳6的与螺栓孔17相对应的位置上分别形成有螺纹孔6d。在螺栓孔17中插入带孔的六角螺栓18，通过将其螺纹旋紧至外壳6的螺纹孔6d，就可将凸缘10安装至外壳6。

此外，在外壳6的突出缘部6c的外周侧形成有用于配置○形环的槽6e。在将凸缘10安装至外壳6时，在该槽6e中设置橡胶或树脂材制的○形环19，并利用带孔的六角螺栓18将凸缘10设置在外壳6上。藉此，可对凸缘10与壳体6之间进行密封。

此外，在凸缘10的设备外侧端面形成在底面设置有弹簧座的弹簧安装孔23，将螺旋弹簧24的一端插入该弹簧安装孔23，以使其落座在弹簧座上。此外，螺旋弹簧24的另一端与固定环固定用保持架50的设备内侧端面抵接，以将固定环固定用保持架50及如后所述可在轴向上与固定环固定用保持架50一体移动的固定环30朝旋转环（配合环）70方向弹性按压。另外，在本实施方式的机械密封装置1中，如图3所示，弹簧安装孔23及螺旋弹簧24沿凸缘10的周向各设置在24个地方。

此外，在凸缘10的设备外侧端面上形成有图1及图3所示的止转销安装孔25，将安装于固定环固定用保持架50的止转销26的前端部插入至上述止转销安装孔25中并与之嵌合。藉此，固定环固定用保持架50及在周向上与固定环固定用保持架50一体化的固定环30以在周向上不会随着旋转环（配合环）70的旋转而移动的方式固定在凸缘10上。另外，在本实施方式的机械密封装置1中，如图3所示，止转销安装孔25及止转销26沿着凸缘10的周向均等地各设置在4个地方。

固定环（密封环）30配置在凸缘10的设备外侧，形成于设备外侧端面的密封部35的密封面36与相对配置的旋转环（配合环）70的密封部75的密封面76紧密接触并滑动，从而对密封面36、76的内周侧与外周侧、即设备外侧空间A与设备内侧空间B之间进行密封。

如图3所示，固定环30是在内部具有可供转轴2贯穿的开口的环状构件，其是可在周向上一分为二的分割型的密封环。即，固定环30具有固定环第一分割部30a及固定环第二分割部30b，通过在分割面30c、30d的位置上使各自的端面彼此接触并将固定环第一分割部30a与固定环第二分割部30b连接，从而形成完整圆环形状的固定环30。

另外，固定环30的分割面30c、30d形成在与后述的固定环固定用保持架50的分割面50c、50d错开90度的位置上。

固定环30是截面呈大致L字形的环状构件。即，不是单纯的矩形等截面形状的密封环，而是径向厚度不同的部分沿轴向排列的结构的密封环。更具体地，固定环30在内周面的轴向大致中央处具有台阶部37，台阶部37的设备外侧形成中央的开口直径小、壁厚的厚壁区域（第一区域）38，台阶部37的设备内侧形成中央的开口直径大、壁薄的薄壁区域（第二区域）39。

固定环30的厚壁区域（第一区域）38的内周面以与凸缘10的内周面12隔着大致相同的间隔配置在靠近转轴2的外周面2a的位置上。

如上所述，固定环30的薄壁区域（第二区域）39的内周面夹着○形环21而与凸缘10的环状槽16嵌合。藉此，固定环30安装成可相对于凸缘10在轴向上自由移动。

在固定环30的设备外侧端面上形成有固定侧密封部35，该固定侧密封部35的内周侧的一部分在径向上具有规定宽度并沿周向形成为凸状，上述固定侧密封部35的端面形成固定侧密封面36。密封面36与相对配置的旋转环70的密封面76紧密接触并滑动，以对它们的内周侧与外周侧进行密封。

另外，固定环30由碳化硅或碳材料形成。

在固定环30的外周面上形成有用于配置○形环的四个截面呈圆弧状的周向槽31～34（固定环第一周向槽31～固定环第四周向槽34）。在固定环第一周向槽31～34中，在固定环30的厚壁区域（第一区域）38形成有固定环第一周向槽31及固定环第二周向槽32这两个周向槽，在固定环30的薄壁区域（第二区域）39形成有固定环第三周向槽33及固定环第四周向槽34这两个周向槽。

在各周向槽31～34中配置有橡胶或树脂制的○形环41～44。即，在固定环第一周向槽31中配置有固定环第一○形环41，在固定环第二周向槽32中配置有固定环第二○形环42，在固定环第三周向槽33中配置有固定环第三○形环43，在固定环第四周向槽34中配置有固定环第四○形环44。

○形环41～44均可使用一般尺寸的○形环。换言之，对固定环30外周的固定环第一周向槽31～固定环第四周向槽34的尺寸、形状进行规定，以使一般尺寸的○形环可用作固定环第一○形环41～固定环第四○形环44。

在配置有固定环第一○形环41～固定环第四○形环44的固定环30的更靠外周处，配置有固定环固定用保持架50。

固定环固定用保持架50是内径与固定环30的外径大致相等的圆环状构件。

如图3所示，固定环固定用保持架50是在周向上一分为二的分割型的固定环固定用保持架。即，固定环固定用保持架50具有固定环保持架第一分割部50a及固定环保持架第二分割部50b，通过在分割面50c、50d的部位处用旋紧螺栓55、56将固定环保持架第一分割部50a与固定环保持架第二分割部50b结合，就可形成圆环状的固定环固定用保持架50。

另外，固定环固定用保持架50的分割面50c、50d形成在与前述的固定环30的分割面30c、30d错开90度的位置上。

在固定环固定用保持架50的内周的、与固定环30的固定环第一周向槽31～固定环第四周向槽34相对应的位置处，形成有截面呈圆弧状的四个周向槽即固定环保持架第一周向槽51～固定环保持架第四周向槽54。固定环保持架第一周向槽51～固定环保持架第四周向槽54对配置在固定环30的固定环第一周向槽31～固定环第四周向槽34中的固定环第一○形环41～固定环第四○形环44的外周侧的大约一半进行收容，并从外周部对固定环第一○形环41～固定环第四○形环44进行按压。藉此，可从外周侧对固定环30施加牢固的按压力，以使固定环30的固定环第一分割部30a与固定环第二分割部30b的分割面牢牢地紧密接触。其结果是，可维持固定环第一分割部30a与固定环第二分割部30b一体化后的完整圆环形状的固定环30。

这样，通过利用形成为截面呈圆弧状的各周向槽31～34、51～54及配置于其中的○形环41～44来将固定环30与固定环固定用保持架50结合成一体，从而能增加○形环41～44与固定环30及固定环固定用保持架50之间的各接触面积，其结果是，能将施加在固定环固定用保持架50上的压缩力高效适当最大限度地作为压紧力传递并反映。

此外，通过以这种形态将固定环30与固定环固定用保持架50结合成一体，就可将它们形成为在轴向上也能一体移动的结构，不需要设置其它机构，也能限定固定环30的轴向位置。

此外，在固定环30的径向厚度不同的各部分，至少形成一个、最好是两个以上的固定环30及固定环固定用保持架50的周向槽。因此，在固定环30的径向厚度不同的各部分也至少配置一个、最好是两个以上的、夹在固定环30与固定环固定用保持架50之间的○形环。在本实施方式的机械密封装置1中，对应于固定环30中的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）38和薄壁区域（第二区域）39，分别形成两个固定环30的周向槽31、32、固定环固定用保持架50的周向槽51、52、以及固定环30的周向槽33、34、固定环固定用保持架50的周向槽53、54，并在固定环30中的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）38和薄壁区域（第二区域）39的各周围分别配置两个○形环41、42以及○形环43、44。

这样，由于对固定环30的径向厚度不同的部分，在固定环30及固定环固定用保持架50上形成周向槽，并使○形环夹在其间，因此，即便固定环30因径向厚度不同而变形复杂，配置在各部分（区域）的○形环也能对该部分（区域）施加合适的压紧力，从而能适当地抑制或是防止变形。

此外，在固定环30的径向厚度不同的各部分（区域），至少在一个地方、最好是在两个地方以上使用将固定环保持架第一分割部50a与固定环保持架第二分割部50b结合的旋紧螺栓55、56。在本实施方式的机械密封装置1中，对于固定环30的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）38和薄壁区域（第二区域）39，分别在一个部位使用第一旋紧螺栓55及第二旋紧螺栓56。另外，在此所叙述的部位的数量是使用旋紧螺栓的轴向位置的数量，而不是螺栓的数量。在各部位上，对应于固定环固定用保持架50的分割数量（在本实施方式中为2），使用可将该分割数量的分割部依次结合的数量的螺栓。

这样，在与固定环30的径向厚度不同的部分相对应的地方，分别利用不同的旋紧螺栓55、56来将固定环固定用保持架50的各分割部50a、50b结合，就可在各部分（区域）上对因固定环30的径向厚度不同而产生的变形施加适当的压紧力，从而能将固定环30适当维持为环状形态。

此外，在本实施方式的机械密封装置1的固定环固定用保持架50中，固定环保持架第一分割部50a与固定环保持架第二分割部50b的各端面在分割面50c、50d的部位上没有紧密接触，而是如图3所示以形成有些许间隙50e、50f的方式结合。换言之，对固定环保持架第一分割部50a及固定环保持架第二分割部50b的周向长度进行限定，以形成这种间隙50e、50f。通过预先形成上述结构，就可利用旋紧螺栓55、56的各螺栓旋紧力来对施加到固定环30外周的按压力、压紧力进行调节。

在固定环固定用保持架50上，如上所述形成有供止转销26插入的止转销安装孔57。插入止转销安装孔57的止转销26的前端部被插入形成于凸缘10的设备外侧端面的止转销安装孔25，并与之嵌合。藉此，可在周向上将固定环固定用保持架50及与固定环固定用保持架50一体化的固定环30固定于凸缘10。

此外，如上所述，在固定环固定用保持架50的设备内侧端面上抵接有设置在凸缘10的设备外侧端面上的螺旋弹簧24的另一端。藉此，可将固定环固定用保持架50及与固定环固定用保持架50一体的固定环30朝轴向设备外侧（旋转环70方向）弹性按压。

在转轴2上能与转轴2一体旋转地设置有套环60。套环60是机械密封装置1的最靠设备外侧的部件。

如图4所示，套环60是在周向上一分为二的分割型的套环。即，套环60具有套环第一分割部60a及套环第二分割部60b，通过使分割面60c、60d相对并利用旋紧螺栓（套环旋紧螺栓）61、62来将套环第一分割部60a及套环第二分割部60b结合，从而可形成圆环状的套环60，并可将套环60与转轴2一体旋转地嵌接在转轴2的外周面2a上。

在被旋紧螺栓61、62旋紧的状态下，在套环第一分割部60a与套环第二分割部60b之间形成有些许间隙60e、60f。通过这种结构来对旋紧螺栓61、62的旋紧力进行调节，从而能对嵌接在转轴2上的压力进行调节。

在套环60的设备内侧端面上形成有图1及图4所示的止转销安装孔63。通过将从后述旋转环（配合环）固定用保持架90安装进的止转销64的前端部插入该止转销安装孔63，就可使旋转环固定用保持架90与套环60一体地、即与转轴2一体地旋转。藉此，与旋转环固定用保持架90一体化的旋转环（配合环）70也可与转轴2一体旋转。另外，在本实施方式的机械密封装置1中，如图4所示，止转销安装孔63及止转销64沿着套环60及旋转环固定用保持架90的周向均等地各设置在4个地方。

此外，在转轴2的靠套环60的设备内侧的外周面2a上配置有用于对旋转环（配合环）70与转轴2的外周面2a之间进行密封的○形环66和限定○形环66的位置的树脂制的适配器65。

旋转环（配合环）70配置在套环60的设备内侧，形成于设备内侧端面的密封部75的密封面76与相对配置的固定环（密封环）30的密封部35的密封面36紧密接触地滑动，从而对密封面36、76的内周侧与外周侧、即设备外侧空间A与设备内侧空间B之间进行密封。

旋转环70是在内部具有可供转轴2贯穿的开口的环状构件，其是在周向上一分为二的分割型的密封环。旋转环70具有与上述固定环30的固定环第一分割部30a及固定环第二分割部30b一样的第一分割部及第二分割部，通过使它们各自的端面彼此接触来将第一分割部及第二分割部连接，从而形成为完整圆环形状的旋转环。

另外，旋转环70的分割面形成在与后述的旋转环（配合环）固定用保持架90的分割面错开90度的位置上。

旋转环70与固定环30一样，也是截面呈大致L字形的环状构件。即，不是单纯的矩形等截面形状的密封环，而是径向厚度不同的部分沿轴向排列的结构的密封环。具体来说，旋转环70在内周面的轴向大致中央处具有台阶部77，台阶部77的设备内侧形成中央的开口直径小、壁厚的厚壁区域（第一区域）78，台阶部77的设备外侧形成中央的开口直径大、壁薄的薄壁区域（第二区域）79。

旋转环70的厚壁区域（第一区域）78的内周面配置在与转轴2的外周面2a非常接近的位置或是接触的位置上。

旋转环70的薄壁区域（第二区域）79的内周面形成为与转轴2的外周面2a之间夹着○形环66，其中，上述○形环66隔着适配器65配置在套环60的设备内侧。

在旋转环70的设备内侧端面上形成有固定侧密封部75，该固定侧密封部75的内周侧的一部分在径向上具有规定宽度并沿周向形成为凸状，上述固定侧密封部75的端面形成固定侧密封面76。密封面76与相对配置的固定环30的密封面36紧密接触地滑动，从而对其内周侧与外周侧进行密封。

另外，旋转环70由碳化硅或碳材料形成。

在旋转环70的外周面上形成有用于配置○形环的四个截面呈圆弧状的周向槽71～74（旋转环第一周向槽71～旋转环第四周向槽74）。在旋转环第一周向槽71～74中，在旋转环70的厚壁区域（第一区域）78形成有旋转环第一周向槽71及旋转环第二周向槽72这两个周向槽，在旋转环70的薄壁区域（第二区域）79形成有旋转环第三周向槽73及旋转环第四周向槽74这两个周向槽。

在各周向槽71～74中配置有○形环81～84。即，在旋转环第一周向槽71中配置有旋转环第一○形环81，在旋转环第二周向槽72中配置有旋转环第二○形环82，在旋转环第三周向槽73中配置有旋转环第三○形环83，在旋转环第四周向槽74中配置有旋转环第四○形环84。

○形环81～84均可使用一般尺寸的○形环。换言之，对旋转环70外周的旋转环第一周向槽71～旋转环第四周向槽74的尺寸、形状进行限定，以使一般尺寸的○形环可用作旋转环第一○形环81～旋转环第四○形环84。

在配置有旋转环第一○形环81～旋转环第四○形环84的旋转环70的更靠外周处，配置有旋转环固定用保持架90。

旋转环固定用保持架90是内径与旋转环70的外径大致相等的圆环状构件。

旋转环固定用保持架90与上述固定环固定用保持架50一样，是在周向上一分为二的分割型的旋转环固定用保持架。即，旋转环固定用保持架90具有与固定环保持架第一分割部50a及固定环固定用保持架50b（参照图3）基本相同的旋转环保持架第一分割部及第二分割部，通过在分割面的部位处用第一旋紧螺栓95及第二旋紧螺栓96（参照图1、图2）将旋转环保持架第一分割部与第二分割部结合，就可形成圆环状的旋转环固定用保持架90。

另外，旋转环固定用保持架90的分割面形成在与上述旋转环70的分割面错开90度的位置上。

在旋转环固定用保持架90的内周的、与旋转环70的旋转环第一周向槽71～旋转环第四周向槽74相对应的位置处，形成有截面呈圆弧状的四个周向槽即旋转环保持架第一周向槽91～旋转环保持架第四周向槽94。旋转环保持架第一周向槽91～旋转环保持架第四周向槽94对配置在旋转环70的旋转环第一周向槽71～旋转环第四周向槽74中的旋转环第一○形环81～旋转环第四○形环84的外周侧的大约一半进行收容，并从外周部对旋转环第一○形环81～旋转环第四○形环84进行按压。藉此，从外周侧对旋转环70施加牢固的按压力，以使旋转环70的第一分割部与第二分割部的分割面牢牢地紧密接触，从而能维持将第一分割部和第二分割部一体化后的完整圆环状的旋转环70。

这样，通过利用形成为截面呈圆弧状的各周向槽71～74、91～94及配置于其中的○形环81～84来将旋转环70与旋转环固定用保持架90结合成一体，从而能增加○形环81～84与旋转环70及旋转环固定用保持架90之间的各接触面积，其结果是，能将施加在旋转环固定用保持架90上的压缩力高效适当最大限度地作为压紧力传递并反映。

此外，通过以这种形态将旋转环70与旋转环固定用保持架90结合成一体，就可将它们形成为在轴向上也能一体移动的结构，不需要设置其它机构，就能限定旋转环70的轴向位置。

此外，在旋转环70的径向厚度不同的各部分，至少形成一个、最好是两个以上的旋转环70及旋转环固定用保持架90的周向槽。因此，在旋转环70的径向厚度不同的各部分也至少配置一个、最好是两个以上的夹在旋转环70与旋转环固定用保持架90之间的○形环。在本实施方式的机械密封装置1中，对应于旋转环70中的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）78和薄壁区域（第二区域）79，分别形成两个旋转环70的周向槽71、72、旋转环固定用保持架50的周向槽91、92、以及旋转环70的周向槽73、74、旋转环固定用保持架50的周向槽93、94，并在旋转环70中的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）78和薄壁区域（第二区域）79的各周围分别配置两个○形环81、82以及○形环83、84。

这样，由于对应旋转环70的径向厚度不同的部分，在旋转环70及旋转环固定用保持架50上形成周向槽，并将○形环夹在其间，因此，即便旋转环70因径向厚度不同而变形复杂，配置在各部分（区域）的○形环也能对该部分（区域）施加合适的压紧力，从而能适当地抑制或是防止变形。

此外，在旋转环固定用保持架90中，在旋转环70的径向厚度不同的各部分（区域），至少在一个地方、最好是在两个地方以上使用将第一分割部与第二分割部50b结合的旋紧螺栓95、96。在本实施方式的机械密封装置1中，对于旋转环70的径向厚度不同的部分即厚壁区域（第一区域）78和薄壁区域（第二区域）89，分别使用一个第一旋紧螺栓95及第二旋紧螺栓96。

这样，在与旋转环70的径向厚度不同的部分相对应的地方，分别利用不同的旋紧螺栓95、96来将旋转环固定用保持架90的各分割部结合，就可在各部分（区域）上对因旋转环70的径向厚度不同而产生的变形施加适当的压紧力，从而能将旋转环70适当维持为环状形态。

此外，在本实施方式的机械密封装置1的旋转环固定用保持架90中，第一分割部与第二分割部的各端面没有紧密接触，而是如图3所示的固定环固定用保持架50的固定环保持架第一分割部50a与固定环保持架第一分割部50b之间的间隙50e、50f那样，以形成些许间隙的方式结合。换言之，对旋转环保持架的第一分割部和第二分割部的周向长度进行限定，以形成这样的间隙。通过预先形成上述结构，就可利用旋紧螺栓95、96的各螺栓旋紧力来对施加到旋转环70外周的按压力、压紧力进行调节。

在旋转环固定用保持架90上，如上所述形成有供止转销64插入的止转销安装孔97。插入止转销安装孔97的止转销64的前端部被插入形成于套环60的设备内侧端面的止转销安装孔63，并与之嵌合。藉此，可在周向上将旋转环固定用保持架90及与旋转环固定用保持架90一体化的旋转环70固定于套环60。

另外，旋转环（配合环）70及旋转环固定用保持架90的设备外侧的端面抵接在套环60的设备内侧的端面上，从而对旋转环（配合环）70及旋转环固定用保持架90的轴向位置进行限定。

在上述结构的本实施方式的机械密封装置（1）中，利用形成在密封环外周面的周向槽（31～34、71～74）、形成在保持架内周面的周向槽（51～54、91～94）以及配置在上述各周向槽之间的○形环（41～44及81～88）这样的结构，使密封环（固定环30、旋转环70）以在轴向及周向上一体移动的方式与配置在其外周部的保持架（固定环固定用保持架50及旋转环固定用保持架90）结合，并从外周侧将密封环牢牢按压。

因此，不仅能用这样单纯的结构来对轴向位置及周向位置进行适当控制，而且还能牢牢地维持分割面接合的状态，即便被密封流体是高压流体等，也能发挥出合适的密封能力。

此外，由于如上所述密封环的各分割部在轴向上也施加有○形环的力，因此，能防止轴向上的偏移，并能始终高精度地将密封面的连接部维持成平坦。

此外，在本实施方式的机械密封装置（1）中，由于能牢牢地维持分割后的密封环的分割面的接合，因此，能将分割型的机械密封用作为外侧型的机械密封。因此，能提供一种不需要密封盖等且结构比较简单、能实现小型化的分割型机械密封。

此外，在本实施方式的机械密封装置（1）中，与密封环的径向厚度不同的部分相对应地配置上述周向槽并配置○形环，以从外侧对密封环进行按压，因此，即便密封环因径向厚度不同而变形复杂，配置在各部分（区域）的○形环也能对该部分（区域）施加适当的压紧力，从而能适当抑制或是防止变形。密封环因所受的压力、滑动发热等的温度等而变形，由于该变形会对密封环的形状造成影响，因此，有时在径向壁厚不同的部分会产生不同的变形或复杂的变形，但本实施方式的机械密封装置（1）也能应对这种变形。

此外，在本实施方式的机械密封装置（1）中，在将分割型的保持架的分割面进行结合的情况下，利用各旋紧螺栓对密封环的径向厚度不同的部分进行旋紧，因此，能在各部分（区域）上对因密封环的径向厚度不同而产生的变形施加适当的压紧力，从而能将密封环适当地维持为环状形态。

此外，在本实施方式的机械密封装置（1）中，在分割型的保持架的分割面上，各个第一分割部与第二分割部的各端面没有紧密接触，而是以形成些许间隙的方式结合。因此，利用旋紧螺栓的各螺栓旋紧力，就可对施加到配置在内周侧的密封环的外周的按压力、夹紧力进行调节。

此外，在本实施方式的机械密封装置（1）中，使用一般尺寸的○形环来作为配置在密封环与保持架之间的○形环。因此，能节省对○形环及用于制造○形环的模具等进行管理的时间。

此外，由于上述○形环配置在设备外侧，并没有与被密封流体接触，因此，无论被密封流体的种类（腐蚀性化学液体或是浆液等）如何，均不需要使用特殊材料的○形环，能使用通常采用的○形环。因此，能实现可靠性的提高及成本的降低。

上述实施方式是为使本发明易于理解而记载的，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内的全部的设计变更和类似设计，另外，还能进行任何适当的各种改变。

例如，在上述实施方式中，用于将机械密封装置1安装到外壳6上的凸缘10使用中央具有圆形开口的圆环状构件。不过，上述凸缘10也可以由在周向上一分为二的分割型的凸缘构成。参照图5及图6，对上述结构的机械密封装置、即适用分割型的凸缘的机械密封装置101进行说明。

图5是表示作为本发明另一实施方式的、适用分割型的凸缘的机械密封装置101的结构的图，图6是图5的X位置处的轴向剖视图。

图5所示的机械密封装置101的基本结构与上述机械密封装置1相同。即，机械密封装置101是分割型、外侧型的机械密封装置，其具有凸缘110、固定环（密封环）30、○形环41～44、固定环固定用保持架50、套环60、旋转环（配合环）70、○形环81～84及旋转环固定用保持架90来作为主要的结构部。在机械密封装置101中，除凸缘110之外的各部分的结构、功能、作用等与上述实施方式中使用相同符号说明的对应的各部分的结构、功能、作用等相同。

在机械密封装置101中，如图6所示，凸缘110具有凸缘第一分割部110a及凸缘第二分割部110b。通过使分割面110c、110d接触并利用旋紧螺栓（凸缘旋紧螺栓）111、112来将上述凸缘第一分割部110a及凸缘第二分割部110b结合，就可形成完整圆环形状的凸缘110。形成完整圆环形状的凸缘110具有与上述环状的凸缘10完全相同的功能，并与上述环状的凸缘10同样地使用。

如图5所示，在凸缘第一分割部110a及凸缘第二分割部110b的结合部位、即分割面110c与分割面110d的接合部位的内周侧设置有截面呈大致L字形的垫圈115。利用上述垫圈115，就可防止设备内侧空间B中的被密封流体从凸缘110的分割面（凸缘第一分割部110a与凸缘第二分割部110b的结合部位）泄漏。另外，由于凸缘110的分割面有两个，因此，也设置两个垫圈115。

在适用上述分割型的凸缘110的机械密封装置110中，即便在更换凸缘的时候，也不需要拆开设备，因此，能使维护更容易，并能高效地使用、运用设备。

本发明的机械密封装置也可通过上述结构得以实现。

工业上的可利用性

除了在例如化学、石油、制铁、纸/纸浆、药品等行业之外，本发明还能适用作在其它一般行业中使用的任意的流体输送设备、其它任意装置等中使用的密封装置。

Claims (5)

1.一种机械密封装置，其是外侧型、分割型的机械密封装置，并具有固定密封环和旋转密封环，其特征在于，

所述固定密封环和所述旋转密封环中的至少一方是具有径向壁厚在轴向上发生变化的截面形状的密封环，

所述机械密封装置具有：

○形环，对于所述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在该各区域的外周面上配置一个以上的○形环；以及

保持架，该保持架配置在设有所述○形环的所述密封环的外周，并经由所述○形环朝径向内侧对所述密封环进行按压。

2.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述保持架是沿周向被分割为多个分割部的分割型的保持架，对于所述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在该各区域的外周侧配置一个以上的结合元件，该结合元件将所述分割部依次结合以形成所述保持架。

3.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，所述保持架是沿周向被分割为多个分割部的分割型的保持架，在利用结合元件将所述分割部依次结合以形成所述保持架的状态下，在所述各分割部的端面之间形成有能通过所述结合元件进行调节的间隙。

4.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，在所述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域的外周面上形成有一个以上的截面呈圆弧状的周向槽，配置在所述各区域中的一个以上的○形环配置成与所述周向槽嵌合。

5.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于，对于所述径向壁厚发生变化的密封环的、径向壁厚不同的轴向上的各区域，在所述保持架的内周面的、与所述区域的外周相当的区域中形成有一个以上的截面呈圆弧状的周向槽，配置在所述各区域中的一个以上的○形环配置成与所述周向槽嵌合。

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