JP2000161501A - Mechanical seal - Google Patents

Mechanical seal

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JP2000161501A
JP2000161501A JP10334321A JP33432198A JP2000161501A JP 2000161501 A JP2000161501 A JP 2000161501A JP 10334321 A JP10334321 A JP 10334321A JP 33432198 A JP33432198 A JP 33432198A JP 2000161501 A JP2000161501 A JP 2000161501A
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JP
Japan
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liquid
sliding ring
mechanical seal
seal
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP10334321A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Tsuruoka
謙二 鶴岡
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Nikuni KK
Original Assignee
Nikuni KK
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lengthen the life of a mechanical seal and also ensure the discharge route to the outside of the particle generated inside the seal. SOLUTION: In the pump for pumping a pure water, a mechanical seal 18 is applied between a pump main body 11 and the rotary shaft 15 of an impeller 16. This mechanical seal 18 is provided slidably for a fixed side slide ring 22 formed by an alumina material while push-pressing a rotary side slide ring 23 formed by the alumina material by a compression coil spring 28. At least one of the fixed side slide ring 22 and rotary side slide ring 23 has a notched groove 35 from the inner periphery edge facing the space 32 of a liquid side toward the outer periphery edge facing the space 33 of a liquid system outside at the mutually facing slide surface 24.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ材を用い
たメカニカルシールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical seal using an alumina material.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、純水や超純水などの揚液に用いら
れるポンプのメカニカルシールには、摺動材として、シ
リコンカーバイト(SiC)材同士の組合せが用いられ
ているが、実用上において、その超純水などの液質影響
により、例えば析出した酸化珪素により、シール摺動面
に腐蝕損傷や摩耗損傷が発生して、シールの寿命が非常
に短寿命となっている。
2. Description of the Related Art Usually, a combination of silicon carbide (SiC) materials is used as a sliding material for a mechanical seal of a pump used for pumping pure water or ultrapure water. Above, due to the influence of the liquid quality of ultrapure water or the like, for example, precipitated silicon oxide causes corrosion damage or wear damage on the sliding surface of the seal, and the life of the seal is extremely short.

【0003】一方、超硬合金同士の組合せが用いられる
メカニカルシールもあるが、超硬合金は、重金属物質を
溶出して液を汚染させる問題があり、超純水などには使
用できない。
[0003] On the other hand, there is also a mechanical seal using a combination of cemented carbides. However, cemented carbides have a problem of eluting heavy metal substances and contaminating the liquid, and cannot be used for ultrapure water or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように、超純水な
どの潤滑性のない液に十分に耐えられるメカニカルシー
ルが現在のところ開発されておらず、メカニカルシール
の短寿命が問題となっている。一方、超硬合金同士の組
合せでは重金属物質による汚染の問題がある。
As described above, a mechanical seal that can sufficiently withstand a non-lubricating liquid such as ultrapure water has not been developed at present, and the short life of the mechanical seal is a problem. I have. On the other hand, the combination of cemented carbides has a problem of contamination by heavy metal substances.

【0005】さらに、シール内部または摺動材間の摺動
面などからパーティクルが発生するが、従来のメカニカ
ルシールでは、このパーティクルをシール内部から外部
へ排出することができず、パーティクルがシール内部に
停滞して高濃度化しやすい問題もある。
Further, particles are generated from the inside of the seal or from a sliding surface between the sliding members. However, in the conventional mechanical seal, the particles cannot be discharged from the inside of the seal to the outside. There is also a problem that the concentration tends to stagnate and easily increase.

【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、メカニカルシールの長寿命化を図るとともに、シ
ール内部で発生したパーティクルの外部への排出経路を
確保することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to extend the life of a mechanical seal and to secure a path for discharging particles generated inside the seal to the outside. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、アルミナ材で形成された固定側摺動リングと、ア
ルミナ材で形成され固定側摺動リングに対し押圧される
とともに摺動自在に設けられた回転側摺動リングとを具
備し、固定側摺動リングおよび回転側摺動リングの少な
くとも一方は、相互に対向する摺動面にて液側の周縁か
ら液系外側の周縁に向かって切込み形成された溝を有す
るメカニカルシールである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stationary sliding ring made of an alumina material, and a fixed sliding ring made of an alumina material pressed and slid on the fixed sliding ring. A rotating side sliding ring provided freely, and at least one of the fixed side sliding ring and the rotating side sliding ring is configured such that at least one of the sliding surfaces opposing each other has a peripheral edge from the liquid side to an outer peripheral edge of the liquid system. 3 is a mechanical seal having a groove formed by cutting into the groove.

【0008】これにより、材料的に汚染物質の溶出や腐
蝕損傷のおそれはないが摩耗損傷のおそれを有するアル
ミナ材の固定側摺動リングおよび回転側摺動リングの摺
動面間の全域に、液側の周縁から液系外側の周縁に向か
って切込み形成された溝より液が侵入し、摺動面間の全
域に液膜が確実に形成され、液膜の潤滑性により長寿命
化が図られ、さらに、シール内部や摺動面から発生した
パーティクルは、溝にいったん入った後、溝より液系外
側に僅かに流出する微量の液とともに液系外側に排出さ
れる。
[0010] With this, the entire area between the sliding surfaces of the fixed-side sliding ring and the rotating-side sliding ring of the alumina material, which does not cause the elution of the contaminant or the corrosion damage due to the material, but has the risk of wear damage, The liquid penetrates from the groove formed in the notch from the liquid-side periphery to the liquid-system outer periphery, and a liquid film is reliably formed over the entire area between the sliding surfaces. The lubrication of the liquid film extends the life. Further, the particles generated from the inside of the seal or the sliding surface once enter the groove, and are discharged to the outside of the liquid system together with a small amount of liquid slightly flowing out of the groove to the outside of the liquid system.

【0009】請求項2に記載された発明は、請求項1記
載のメカニカルシールにおける溝が、回転側摺動リング
に設けられたものである。
According to a second aspect of the present invention, the groove in the mechanical seal according to the first aspect is provided in a rotary side sliding ring.

【0010】これにより、回転側摺動リングの回転によ
り発生する遠心力などの強制力により、摺動面間での液
膜の形成および液系外側へのパーティクルの排出が、効
果的になされる。
[0010] Thus, the liquid film is formed between the sliding surfaces and the particles are discharged to the outside of the liquid system by the forcible force such as the centrifugal force generated by the rotation of the rotating side sliding ring. .

【0011】請求項3に記載された発明は、請求項1ま
たは2記載のメカニカルシールが、純水の揚液に用いら
れる羽根車を有するポンプにおいて、ポンプ本体と羽根
車の回転軸との間に適用されたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pump having an impeller used for pumping pure water, wherein the mechanical seal according to the first or second aspect is provided between a pump body and a rotating shaft of the impeller. It has been applied to.

【0012】これにより、純水揚液用のポンプにて長期
間のシール寿命を確保するとともに、シール内部で発生
したパーティクルを液系外側に排出して、ポンプ揚液の
純度を保つ。
[0012] Thus, the pump for pure water pumping ensures a long sealing life and discharges particles generated inside the seal to the outside of the liquid system to maintain the purity of the pumping liquid.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示された
実施の形態を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

【0014】図1および図2は、メカニカルシールの実
施の一形態を示し、純水や超純水(以下、単に「純水」
というときは超純水も含む)の揚液に用いられる渦流ポ
ンプにアウトサイド型メカニカルシールを装着した例で
ある。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of a mechanical seal, which is pure water or ultrapure water (hereinafter simply referred to as “pure water”).
This is an example in which an outside mechanical seal is attached to a vortex pump used for pumping of ultrapure water.

【0015】図1に示されるように、渦流ポンプは、ポ
ンプ本体11の一側にOリングシール12を介してポンプカ
バー13が、ポンプ本体11の他側にブラケット14がそれぞ
れ固定され、これらの中心部に図示されない軸受機構に
より回転自在に支持された回転軸15が嵌装され、この回
転軸15の先端部に、ポンプ本体11とポンプカバー13との
間に回転自在に配設された羽根車16が嵌着され、止めね
じ17にて一体化されている。
As shown in FIG. 1, the vortex pump has a pump cover 13 fixed to one side of a pump body 11 via an O-ring seal 12 and a bracket 14 fixed to the other side of the pump body 11, respectively. A rotating shaft 15 rotatably supported by a bearing mechanism (not shown) is fitted at the center, and a blade rotatably disposed between the pump body 11 and the pump cover 13 at the tip of the rotating shaft 15. A wheel 16 is fitted and integrated with a set screw 17.

【0016】ポンプ本体11と、羽根車16の回転軸15との
間にはメカニカルシール18が適用され、また、ブラケッ
ト14と回転軸15との間にはオイルシール19が適用され、
それぞれにより液密が保たれている。
A mechanical seal 18 is applied between the pump body 11 and the rotating shaft 15 of the impeller 16, and an oil seal 19 is applied between the bracket 14 and the rotating shaft 15.
Liquid tightness is maintained by each.

【0017】メカニカルシール18は、ポンプ本体11に、
Oリングシール21を介して、酸化アルミナ(Al
2 3 )などのアルミナ材で形成された固定側摺動リン
グ22が一体的に嵌着され、この固定側摺動リング22に対
し、酸化アルミナ(Al2 3 )などのアルミナ材で形
成された回転側摺動リング23が回転自在にかつ摺動自在
に設けられている。
The mechanical seal 18 is provided on the pump body 11.
Via an O-ring seal 21, alumina oxide (Al
A fixed-side sliding ring 22 made of an alumina material such as 2 O 3 ) is integrally fitted. The fixed-side sliding ring 22 is formed of an alumina material such as alumina oxide (Al 2 O 3 ). The rotating side slide ring 23 is provided rotatably and slidably.

【0018】固定側摺動リング22と回転側摺動リング23
とが相互に対向して摺動する面が、メカニカルシール18
の摺動面24をそれぞれ形成している。
Fixed side sliding ring 22 and rotating side sliding ring 23
The sliding surfaces facing each other are the mechanical seal 18
Are formed respectively.

【0019】このように、メカニカルシール18の摺動材
料には、純水や超純水などの使用液に対し最も耐蝕性を
有する酸化アルミナ(Al2 3 )などのアルミナ材同
士の組合せを用いる。アルミナ材は、重金属物質などの
汚染物質の溶出の問題がないとともに、純水や超純水に
腐蝕損傷されない。
As described above, as the sliding material of the mechanical seal 18, a combination of alumina materials such as alumina oxide (Al 2 O 3 ) having the highest corrosion resistance to a used liquid such as pure water or ultrapure water is used. Used. The alumina material has no problem of elution of contaminants such as heavy metal substances and is not corroded and damaged by pure water or ultrapure water.

【0020】回転側摺動リング23は、回転軸15にOリン
グシール25を介して嵌着され、回転軸15に嵌着されて止
めねじ26により一体化されたスリーブ27と、この回転側
摺動リング23との間に介在された圧縮コイルスプリング
28により、固定側摺動リング22に押圧されており、この
回転側摺動リング23は、回転軸15と一体に回転する。28
a はスリーブ27側に設けられたスプリングカバーであ
り、28b は回転側摺動リング23側に設けられたスプリン
グ受け板である。
The rotary slide ring 23 is fitted to the rotary shaft 15 via an O-ring seal 25, and is fitted to the rotary shaft 15 and integrated with a set screw 26. Compression coil spring interposed between the drive ring 23
The rotation side slide ring 23 is pressed by the fixed side slide ring 22 by 28, and rotates integrally with the rotation shaft 15. 28
a is a spring cover provided on the sleeve 27 side, and 28b is a spring receiving plate provided on the rotating slide ring 23 side.

【0021】固定側摺動リング22の内周面と回転軸15の
外周面との間には、揚液空間31に連通するポンプ内液側
(以下、このポンプ内液側を単に「液側」という)の空
間32が形成され、回転側摺動リング23およびスプリング
カバー28a などの外周側には、液系外側の空間33が形成
され、この液系外側の空間33は、ポンプ本体11の外周面
に開口されたドレーン孔34に連通されている。
Between the inner peripheral surface of the fixed-side sliding ring 22 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 15, there is provided a liquid side of the pump communicating with the pumping space 31. )), And a space 33 outside the liquid system is formed on the outer peripheral side of the rotating side sliding ring 23 and the spring cover 28a, etc. The space 33 outside the liquid system is It communicates with a drain hole 34 opened on the outer peripheral surface.

【0022】液側の空間32と、ポンプ本体11のドレーン
孔34に連通された液系外側の空間33とが、固定側摺動リ
ング22および回転側摺動リング23の摺動面24を介してシ
ールされている。
The space 32 on the liquid side and the space 33 outside the liquid system communicated with the drain hole 34 of the pump body 11 via the sliding surface 24 of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23. Is sealed.

【0023】回転側摺動リング23は、固定側摺動リング
22の摺動面と対向する摺動面24に、液側の空間32に臨む
周縁から液系外側の空間33に臨む周縁に向かって切込み
形成された溝35を有する。
The rotating side sliding ring 23 is a fixed side sliding ring.
The sliding surface 24 facing the sliding surface of 22 has a groove 35 cut from the periphery facing the space 32 on the liquid side to the periphery facing the space 33 outside the liquid system.

【0024】すなわち、この溝35は、図2に示されるよ
うに液側の空間32に臨む内周縁から液系外側の空間33に
臨む外周縁に向かって切込み形成されたもので、図2
(A)は、先端角形の溝35が半径方向に複数切込み形成
された例であり、図2(B)は、先端円形の溝35が半径
方向に複数切込み形成された例であり、図2(C)は、
先端角形の溝35が半径方向より回転方向と反対側へ向か
って斜めに複数切込み形成された例である。
That is, as shown in FIG. 2, the groove 35 is formed by cutting from the inner peripheral edge facing the space 32 on the liquid side to the outer peripheral edge facing the space 33 outside the liquid system.
2A is an example in which a plurality of rectangular grooves 35 are cut in the radial direction, and FIG. 2B is an example in which a plurality of circular grooves 35 are formed in the radial direction. (C)
This is an example in which a plurality of square-shaped grooves 35 are cut obliquely from the radial direction toward the opposite side to the rotation direction.

【0025】いずれの溝35も、液系外側の空間33に直接
連通しないように外周側に閉止部36が形成されており、
この閉止部36にて二つの摺動面24同士が面接触を保つ形
状となっているから、ほぼ液密が保たれる。
Each groove 35 has a closed portion 36 formed on the outer peripheral side so as not to directly communicate with the space 33 outside the liquid system.
Since the two sliding surfaces 24 are in such a shape as to keep surface contact with each other at the closing portion 36, almost liquid tightness is maintained.

【0026】一方、この閉止部36をできるだけ薄く形成
して、溝35を液系外側の空間33に近付けることにより、
ポンプ運転中に摺動面24などから発生するパーティクル
やメカニカルシール18の内部に溜まるパーティクルなど
を含んだ液を、この溝35から液系外側の空間33に放出す
るための僅かな液流れの経路を確保して、ポンプ揚液の
汚染を防止するとともに、ノンパーティクルの環境を保
つようにする。
On the other hand, by forming the closing portion 36 as thin as possible and bringing the groove 35 closer to the space 33 outside the liquid system,
A small liquid flow path for discharging a liquid containing particles generated from the sliding surface 24 or the like during the operation of the pump or particles accumulated inside the mechanical seal 18 from the groove 35 to the space 33 outside the liquid system. To prevent contamination of the pump liquid and maintain a non-particle environment.

【0027】この溝35は、固定側摺動リング22の摺動面
24に形成しても良いし、固定側摺動リング22および回転
側摺動リング23の両方の摺動面24にそれぞれ形成しても
良い。さらに、この溝35は、1箇所のみに設けても良い
し、複数箇所に放射状に設けても良い。
This groove 35 is a sliding surface of the fixed-side sliding ring 22.
24, or may be formed on both sliding surfaces 24 of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23, respectively. Further, the groove 35 may be provided at only one location, or may be radially provided at a plurality of locations.

【0028】このように、固定側摺動リング22および回
転側摺動リング23のいずれか一方または両方の摺動面24
に、液側から液系外側に向かって半径方向または斜め方
向の溝35を、液系外側の空間33に連通しないように1個
または複数個配設し、ポンプ運転中に液圧力と回転遠心
作用とにより液体を摺動面24間に強制的に侵入させて、
摺動面24間での液体潤滑膜(液膜)の形成を促進させ
る。このように形成した液膜により、液体潤滑性を向上
させてアルミナ材同士を組合せた場合の摺動特性の悪さ
を補い、摺動面24すなわちシール面で摩耗・損傷が生じ
るおそれを防止し、メカニカルシール18の長寿命化を図
る。
As described above, one or both of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23 have the sliding surfaces 24.
One or more grooves 35 in the radial or oblique direction from the liquid side to the outside of the liquid system are arranged so as not to communicate with the space 33 outside the liquid system. With the action, the liquid is forced to enter between the sliding surfaces 24,
The formation of a liquid lubricating film (liquid film) between the sliding surfaces 24 is promoted. The liquid film formed in this way improves liquid lubricity, compensates for poor sliding characteristics when alumina materials are combined, and prevents the sliding surface 24, that is, the seal surface, from being worn or damaged, Extend the life of the mechanical seal 18.

【0029】次に、図1に示された実施形態の作用を説
明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0030】液側の空間32に液圧が作用すると、固定側
摺動リング22および回転側摺動リング23の内周縁間およ
び溝35などを経て、それらの摺動面24間に液の割込圧が
働き、摺動面24間に液膜が形成される。
When the liquid pressure acts on the liquid-side space 32, the liquid is divided between the sliding surfaces 24 through the inner peripheral edges of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23 and the groove 35 and the like. The applied pressure acts to form a liquid film between the sliding surfaces 24.

【0031】ポンプ運転時には、これらの摺動面24間
に、溝35内の液圧力と回転による遠心力とが働き、摺動
面24間での液膜の形成が強制的に促進されるとともに、
外周側に向かった僅かな漏れ液の流れが生ずる。
During the operation of the pump, the liquid pressure in the groove 35 and the centrifugal force due to the rotation act between the sliding surfaces 24 to forcibly promote the formation of a liquid film between the sliding surfaces 24. ,
A slight flow of leaking liquid toward the outer peripheral side occurs.

【0032】シール内部または摺動面24間で発生したパ
ーティクルは、この漏れ液の流れにより外部に放出さ
れ、シール内部のノンパーティクル状態を保つことがで
きる。すなわち、溝35を液系外側の空間33に近付けるこ
とにより、運転時にパーティクルを含んだ液を液系外側
に確実に排出できる。
The particles generated inside the seal or between the sliding surfaces 24 are discharged to the outside by the flow of the leaking liquid, and the non-particle state inside the seal can be maintained. That is, by bringing the groove 35 close to the space 33 outside the liquid system, the liquid containing particles can be reliably discharged outside the liquid system during operation.

【0033】一方、停止時には、外周側の閉止部36にて
二つの摺動面24同士が面接触を保ち、液密が保持され
る。
On the other hand, at the time of stoppage, the two sliding surfaces 24 are kept in surface contact with each other at the closing portion 36 on the outer peripheral side, and liquid tightness is maintained.

【0034】液系外側の空間33に排出されたパーティク
ルまたはパーティクルを含んだ液は、ポンプ本体11に開
口されたドレーン孔34から機外に排出される。
The particles or the liquid containing the particles discharged into the space 33 outside the liquid system are discharged out of the apparatus through a drain hole 34 opened in the pump body 11.

【0035】このようにして、材料的に汚染物質の溶出
や腐蝕損傷のおそれはないが摩耗損傷のおそれを有する
アルミナ材の固定側摺動リング22および回転側摺動リン
グ23の摺動面24間の全域に、液側の周縁から液系外側の
周縁に向かって切込み形成された溝35より液が侵入し、
摺動面24間の全域に液膜が確実に形成されるから、液膜
の潤滑性により長寿命化が図られ、さらに、摺動面24な
どで発生したパーティクルは、溝35にいったん入った
後、溝35より液系外側の空間33に僅かに流出する微量の
液とともに液系外側に排出される。
In this manner, the sliding surface 24 of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23 made of an alumina material, which has no danger of elution of a contaminant or corrosion damage as a material, but has a risk of wear damage. The liquid invades into the entire area from the groove 35 formed by cutting from the liquid-side periphery to the liquid-system outer periphery,
Since the liquid film is reliably formed in the entire area between the sliding surfaces 24, the service life is extended by the lubricity of the liquid film, and the particles generated on the sliding surface 24 and the like once enter the groove 35. Thereafter, the liquid is discharged to the outside of the liquid system together with a small amount of liquid slightly flowing out of the groove 35 to the space 33 outside the liquid system.

【0036】さらに、溝35が回転側摺動リング23に設け
られた場合は、回転側摺動リング23の回転により発生す
る遠心力などの強制力により、二つの摺動面24間での液
膜の形成および液系外側へのパーティクルの排出が、効
果的になされる。
Further, when the groove 35 is provided in the rotating sliding ring 23, the liquid between the two sliding surfaces 24 is forced by a centrifugal force or the like generated by the rotation of the rotating sliding ring 23. Formation of a film and discharge of particles to the outside of the liquid system are effectively performed.

【0037】強制力は、図2(A)および(B)の溝35
では遠心力が液に作用し、図2(C)の溝35では、遠心
力に加えて、回転側摺動リング23の回転により溝35内に
液を取込む力が作用する。
The forcing force is applied to the groove 35 shown in FIGS. 2A and 2B.
2C, the centrifugal force acts on the liquid, and in the groove 35 of FIG. 2C, in addition to the centrifugal force, the force of taking the liquid into the groove 35 by the rotation of the rotating side sliding ring 23 acts.

【0038】以上のように、純水揚液用のポンプにて長
期間のシール寿命を確保するとともに、摺動面24などか
ら発生したパーティクルやシール内部に溜まるパーティ
クルなどを液系外側に排出して、ポンプ揚液の純度を保
つようにする。
As described above, a long-term seal life is ensured by the pump for pure water pumping, and particles generated from the sliding surface 24 or the like or particles accumulated inside the seal are discharged to the outside of the liquid system. To maintain the purity of the pumped liquid.

【0039】次に、図3および図4は、メカニカルシー
ル18の実施の他の形態を示し、純水や超純水(以下、単
に「純水」というときは超純水も含む)の揚液に用いら
れる渦流ポンプにインサイド型メカニカルシールを装着
した例である。なお、この実施形態の説明では、図1お
よび図2に示された実施形態と同様の部分には同一符号
を付して、その説明を省略する場合もある。
FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the mechanical seal 18 for pumping pure water or ultrapure water (hereinafter, simply referred to as “pure water” also includes ultrapure water). This is an example in which an inside mechanical seal is attached to a vortex pump used for liquid. In the description of this embodiment, the same parts as those of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

【0040】図3に示されるように、ポンプ本体11と、
羽根車16を回転する回転軸15との間に適用されたメカニ
カルシール18は、ポンプ本体11に、Oリングシール21を
介して、酸化アルミナ(Al2 3 )などのアルミナ材
で形成された固定側摺動リング22が一体的に嵌着され、
この固定側摺動リング22の羽根車16側の側面に対し、同
様に酸化アルミナ(Al2 3 )などのアルミナ材で形
成された回転側摺動リング23が摺動自在に設けられ、固
定側摺動リング22と回転側摺動リング23とが相互に対向
して当接する面間に、メカニカルシール18の摺動面24が
形成されている。
As shown in FIG. 3, the pump body 11 and
The mechanical seal 18 applied between the rotary shaft 15 that rotates the impeller 16 is formed of an alumina material such as alumina oxide (Al 2 O 3 ) on the pump body 11 via an O-ring seal 21. The fixed-side sliding ring 22 is integrally fitted,
A rotating sliding ring 23 made of an alumina material such as alumina oxide (Al 2 O 3 ) is slidably provided on the side surface of the fixed sliding ring 22 on the side of the impeller 16. A sliding surface 24 of the mechanical seal 18 is formed between the surfaces where the side sliding ring 22 and the rotating side sliding ring 23 face each other and abut against each other.

【0041】回転側摺動リング23は、回転軸15にOリン
グシール25を介して嵌着され、羽根車16に固定されたス
プリングカバー28a と回転側摺動リング23のスプリング
受け板28b との間に介在された圧縮コイルスプリング28
により、固定側摺動リング22の摺動面24に押圧されてお
り、この回転側摺動リング23は、回転軸15と一体に回転
する。
The rotating side sliding ring 23 is fitted to the rotating shaft 15 via an O-ring seal 25, and is formed between a spring cover 28a fixed to the impeller 16 and a spring receiving plate 28b of the rotating side sliding ring 23. Compression coil spring 28 interposed between
As a result, the sliding surface 24 of the fixed-side sliding ring 22 is pressed, and the rotating-side sliding ring 23 rotates integrally with the rotating shaft 15.

【0042】回転側摺動リング23およびスプリングカバ
ー28a の外周側には、揚液空間31に連通するポンプ内液
側(以下、このポンプ内液側を単に「液側」という)の
空間32が形成され、また、固定側摺動リング22の内周面
と回転軸15の外周面との間には、液系外側の空間33が形
成され、この空間33はポンプ本体11のドレーン孔34に連
通され、そして、液側の空間32と液系外側の空間33と
が、固定側摺動リング22および回転側摺動リング23の摺
動面24を介してシールされている。
On the outer peripheral side of the rotating side sliding ring 23 and the spring cover 28a, a space 32 on the pump inner liquid side (hereinafter, this pump inner liquid side is simply referred to as “liquid side”) communicating with the pumping space 31 is provided. Also, a space 33 outside the liquid system is formed between the inner peripheral surface of the fixed-side sliding ring 22 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 15, and this space 33 is formed in the drain hole 34 of the pump body 11. The space 32 on the liquid side and the space 33 on the outside of the liquid system are communicated with each other, and are sealed via the sliding surfaces 24 of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23.

【0043】回転側摺動リング23は、固定側摺動リング
22の摺動面と対向する摺動面24に、液側の空間32に臨む
周縁から液系外側の空間33に臨む周縁に向かって切込み
形成された溝35を有する。
The rotating side sliding ring 23 is a fixed side sliding ring.
The sliding surface 24 facing the sliding surface of 22 has a groove 35 cut from the periphery facing the space 32 on the liquid side to the periphery facing the space 33 outside the liquid system.

【0044】すなわち、この溝35は、図4に示されるよ
うに液側の空間32に臨む外周縁から液系外側の空間33に
臨む内周縁に向かって切込み形成されたもので、図4
(A)は、先端角形の溝35が半径方向に複数切込み形成
された例であり、図4(B)は、先端円形の溝35が半径
方向に複数切込み形成された例であり、図4(C)は、
先端角形の溝35が半径方向より回転方向と反対側へ向か
って斜めに複数切込み形成された例である。
That is, as shown in FIG. 4, the groove 35 is formed by cutting from the outer peripheral edge facing the space 32 on the liquid side to the inner peripheral edge facing the space 33 outside the liquid system.
FIG. 4A is an example in which a plurality of rectangular grooves 35 are cut in the radial direction, and FIG. 4B is an example in which a plurality of circular grooves 35 are formed in the radial direction. (C)
This is an example in which a plurality of square-shaped grooves 35 are cut obliquely from the radial direction toward the opposite side to the rotation direction.

【0045】いずれの溝35も、液系外側の空間33に直接
連通しないように内周側に閉止部36が形成されており、
この閉止部36にて二つの摺動面24同士が面接触を保つ形
状となっているから、ほぼ液密に保たれる。
Each groove 35 has a closed portion 36 formed on the inner peripheral side so as not to directly communicate with the space 33 outside the liquid system.
Since the two sliding surfaces 24 are kept in surface contact with each other at the closing portion 36, they are almost liquid-tight.

【0046】一方、この閉止部36をできるだけ薄く形成
して、溝35を液系外側の空間33に近付けることにより、
ポンプ運転中に摺動面24などから発生するパーティクル
やメカニカルシール18の内部に溜まるパーティクルなど
を含んだ液を、この溝35から液系外側の空間33に放出す
るための僅かな液流れの経路を確保して、ポンプ揚液の
汚染を防止するとともに、ノンパーティクルの環境を保
つようにする。
On the other hand, by forming the closing portion 36 as thin as possible and bringing the groove 35 close to the space 33 outside the liquid system,
A small liquid flow path for discharging a liquid containing particles generated from the sliding surface 24 or the like during the operation of the pump or particles accumulated inside the mechanical seal 18 from the groove 35 to the space 33 outside the liquid system. To prevent contamination of the pump liquid and maintain a non-particle environment.

【0047】この溝35は、固定側摺動リング22の摺動面
24に形成しても良いし、固定側摺動リング22および回転
側摺動リング23の両方の摺動面24にそれぞれ形成しても
良い。さらに、この溝35は、1箇所のみに設けても良い
し、複数箇所に放射状に設けても良い。
This groove 35 is a sliding surface of the fixed side sliding ring 22.
24, or may be formed on both sliding surfaces 24 of the fixed-side sliding ring 22 and the rotating-side sliding ring 23, respectively. Further, the groove 35 may be provided at only one location, or may be radially provided at a plurality of locations.

【0048】このように、図3および図4に示された実
施形態においても、一方または両方の摺動面24に、液側
の空間32から液系外側の空間33に向かって半径方向また
は斜め方向の溝35を、液系外側に連通しないように1個
または複数個配設し、ポンプ運転中に揚液空間31で昇圧
した液圧力により溝35などから液体を摺動面24間に強制
的に侵入させて、摺動面24間での液体潤滑膜(液膜)の
形成を促進させる。このように形成した液膜により、液
体潤滑性を向上させてアルミナ材同士を組合せた場合の
摺動特性の悪さを補い、摺動面24すなわちシール面で摩
耗・損傷が生じるおそれを防止し、メカニカルシール18
の長寿命化を図る。
As described above, also in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, one or both sliding surfaces 24 are radially or obliquely moved from the space 32 on the liquid side to the space 33 outside the liquid system. One or more grooves 35 are provided so that they do not communicate with the outside of the liquid system, and liquid is forced between the sliding surfaces 24 from the grooves 35 and the like by the liquid pressure increased in the pumping space 31 during operation of the pump. To form a liquid lubricating film (liquid film) between the sliding surfaces 24. The liquid film formed in this way improves liquid lubricity, compensates for poor sliding characteristics when alumina materials are combined, and prevents the sliding surface 24, that is, the seal surface, from being worn or damaged, Mechanical seal 18
To extend the service life.

【0049】以上のように、各実施形態に形成されたメ
カニカルシール18は、純水または超純水などのポンプ揚
液中に重金属物質などを溶出しないアルミナ材の摺動材
を用い、かつポンプ運転中にシール部から生ずるパーテ
ィクルやシールの内部に溜まるパーティクルなどを摺動
面24に設けた溝35により外部に放出し、ポンプ揚液中に
不純物が混入するおそれを防止できる構造となってい
る。
As described above, the mechanical seal 18 formed in each embodiment is made of an alumina sliding material that does not elute heavy metal substances or the like during pumping of pure water or ultrapure water. The structure is such that particles generated from the seal portion during operation or particles accumulated inside the seal are released to the outside by the groove 35 provided on the sliding surface 24, thereby preventing a possibility that impurities are mixed in the pump liquid. .

【0050】さらに、純水または超純水などに対する耐
腐蝕性に最も優れた摺動材料であるアルミナ材同士を組
合せて用いることにより、腐蝕損傷が完全に解消され
る。
Further, by using a combination of alumina materials, which are the sliding materials having the highest corrosion resistance to pure water or ultrapure water, corrosion damage is completely eliminated.

【0051】また、純水または超純水などのポンプ揚液
は液潤滑性が悪い液であり、アルミナ材同士をそのまま
用いると摺動面24間における潤滑不良により摺動面24の
摩耗損傷が発生するが、前記摺動面24に設けられた溝35
により摺動面24間での液膜の形成が促進され、液潤滑状
態が改善されるから、摺動面24の摩耗損傷が防止され、
シールの寿命を長寿命にできる。
Pumped liquid such as pure water or ultrapure water is a liquid having poor liquid lubricity. If alumina materials are used as they are, abrasion damage of the sliding surface 24 due to poor lubrication between the sliding surfaces 24 will occur. Although it occurs, a groove 35 provided on the sliding surface 24 is formed.
Thereby, the formation of a liquid film between the sliding surfaces 24 is promoted, and the liquid lubrication state is improved.
The life of the seal can be extended.

【0052】よって、本メカニカルシール18は、ポンプ
揚液をクリーンな状態に保つことができるシール構造を
有し、腐食性および潤滑性などの点で悪質な使用条件下
においても、長期間のシール寿命を得ることができるも
のである。
Therefore, the mechanical seal 18 has a seal structure capable of keeping the pump liquid in a clean state, and can be used for a long period of time even under bad use conditions such as corrosiveness and lubricity. Life can be obtained.

【0053】[0053]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、アルミナ
材の固定側摺動リングおよび回転側摺動リングを用いる
ことで、材料的に汚染物質の溶出や腐蝕損傷のおそれを
防止できるとともに、摩耗損傷のおそれを有するアルミ
ナ材の全域に、液側の周縁から液系外側の周縁に向かっ
て切込み形成された溝より液を確実に侵入させて、摺動
面間の全域に液膜を確実に形成でき、この液膜の潤滑性
により長寿命化を図ることができる。さらに、シール内
部や摺動面で発生したパーティクルを溝にいったん入れ
た後に、溝より液系外側に僅かに流出する微量の液とと
もに液系外側に確実に排出でき、パーティクルの外部へ
の排出経路を確保できる。
According to the first aspect of the present invention, the use of the fixed-side sliding ring and the rotating-side sliding ring made of alumina material can prevent the elution of pollutants and the possibility of corrosion damage as a material. The liquid is surely penetrated from the groove formed by cutting from the liquid-side periphery to the liquid-system outer periphery over the entire area of the alumina material having a possibility of abrasion damage, and the liquid film is formed over the entire area between the sliding surfaces. The liquid film can be reliably formed, and the lubricating property of the liquid film can extend the life. Furthermore, after particles generated inside the seal or on the sliding surface are once introduced into the groove, they can be reliably discharged to the outside of the liquid system together with a small amount of liquid that slightly flows out of the groove from the groove. Can be secured.

【0054】請求項2記載の発明によれば、溝が回転側
摺動リングに設けられたので、回転側摺動リングの回転
により発生する遠心力などの強制力により、摺動面間で
の液膜の形成および液系外側へのパーティクルの排出
を、いっそう効果的に達成できる。
According to the second aspect of the present invention, since the groove is provided in the rotating side sliding ring, the groove between the sliding surfaces is formed by a centrifugal force or the like generated by the rotation of the rotating side sliding ring. The formation of the liquid film and the discharge of particles to the outside of the liquid system can be more effectively achieved.

【0055】請求項3記載の発明によれば、純水の揚液
に用いられる羽根車を有するポンプにおいて、ポンプ本
体と羽根車の回転軸との間に請求項1または2記載のメ
カニカルシールを適用したから、純水揚液用のポンプに
て長期間のシール寿命を確保できるとともに、シール内
部で発生したパーティクルを液系外側に排出して、純水
の純度を保てる。
According to a third aspect of the present invention, in the pump having an impeller used for pumping pure water, the mechanical seal according to the first or second aspect is provided between the pump body and the rotating shaft of the impeller. Since this is applied, a long-term seal life can be ensured by the pump for pure water pumping, and particles generated inside the seal can be discharged to the outside of the liquid system to maintain the purity of pure water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のメカニカルシールに係る実施の一形態
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a mechanical seal of the present invention.

【図2】(A)は図1のメカニカルシールの回転側摺動
リングの第1例を示す正面図、(B)はその回転側摺動
リングの第2例を示す正面図、(C)はその回転側摺動
リングの第3例を示す正面図である。
2A is a front view showing a first example of a rotating side sliding ring of the mechanical seal of FIG. 1, FIG. 2B is a front view showing a second example of the rotating side sliding ring, and FIG. FIG. 7 is a front view showing a third example of the rotating side sliding ring.

【図3】本発明のメカニカルシールに係る実施の他の形
態を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the mechanical seal of the present invention.

【図4】(A)は図3のメカニカルシールの回転側摺動
リングの第1例を示す正面図、(B)はその回転側摺動
リングの第2例を示す正面図、(C)はその回転側摺動
リングの第3例を示す正面図である。
4A is a front view showing a first example of a rotating side sliding ring of the mechanical seal in FIG. 3, FIG. 4B is a front view showing a second example of the rotating side sliding ring, and FIG. FIG. 7 is a front view showing a third example of the rotating side sliding ring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ポンプ本体 15 回転軸 16 羽根車 22 固定側摺動リング 23 回転側摺動リング 24 摺動面 35 溝 11 Pump body 15 Rotary shaft 16 Impeller 22 Fixed side sliding ring 23 Rotating side sliding ring 24 Sliding surface 35 Groove

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミナ材で形成された固定側摺動リン
グと、 アルミナ材で形成され固定側摺動リングに対し押圧され
るとともに摺動自在に設けられた回転側摺動リングとを
具備し、 固定側摺動リングおよび回転側摺動リングの少なくとも
一方は、相互に対向する摺動面にて液側の周縁から液系
外側の周縁に向かって切込み形成された溝を有すること
を特徴とするメカニカルシール。
1. A fixed-side sliding ring made of alumina material, and a rotating-side sliding ring formed of alumina material and slidably provided while being pressed against the fixed-side sliding ring. At least one of the fixed-side sliding ring and the rotating-side sliding ring has a groove formed by cutting from a liquid-side periphery to a liquid-system outer periphery on sliding surfaces facing each other. Mechanical seal.
【請求項2】 溝は、回転側摺動リングに設けられたこ
とを特徴とする請求項1記載のメカニカルシール。
2. The mechanical seal according to claim 1, wherein the groove is provided in the rotation-side sliding ring.
【請求項3】 純水の揚液に用いられる羽根車を有する
ポンプにおいて、ポンプ本体と羽根車の回転軸との間に
適用されたことを特徴とする請求項1または2記載のメ
カニカルシール。
3. The mechanical seal according to claim 1, wherein the pump having an impeller used for pumping pure water is applied between a pump main body and a rotation shaft of the impeller.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133852A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Contamination-free corrosion-proof shaft sealing device
CN104100718A (en) * 2014-07-03 2014-10-15 丹东克隆集团有限责任公司 Mechanical seal device with external spring sheet isolation spring
JP2018200068A (en) * 2017-05-26 2018-12-20 日本ピラー工業株式会社 Seal mechanism and mechanical seal
CN114060521A (en) * 2021-11-10 2022-02-18 浙江环誉泵业科技有限公司 Mechanical seal end face self-circulation backflow groove with strong self-lubricating and self-cooling effects

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133852A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Contamination-free corrosion-proof shaft sealing device
CN104100718A (en) * 2014-07-03 2014-10-15 丹东克隆集团有限责任公司 Mechanical seal device with external spring sheet isolation spring
JP2018200068A (en) * 2017-05-26 2018-12-20 日本ピラー工業株式会社 Seal mechanism and mechanical seal
CN114060521A (en) * 2021-11-10 2022-02-18 浙江环誉泵业科技有限公司 Mechanical seal end face self-circulation backflow groove with strong self-lubricating and self-cooling effects

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