JP2003074712A - Mechanical seal device - Google Patents

Mechanical seal device

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JP2003074712A
JP2003074712A JP2001263661A JP2001263661A JP2003074712A JP 2003074712 A JP2003074712 A JP 2003074712A JP 2001263661 A JP2001263661 A JP 2001263661A JP 2001263661 A JP2001263661 A JP 2001263661A JP 2003074712 A JP2003074712 A JP 2003074712A
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sealing
pumping
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a lowering of performance of a sliding face of a seal device caused by the heat generation by forcibly supplying a cooling fluid (a quenching fluid) to the seal device. SOLUTION: This mechanical seal device is provided with a pumping ring arranged in a fluid chamber communicating with a fluid passage, and rotated integrally with a rotating shaft. The pumping ring has a pumping hole inclined outward from the inner fluid passage side, and supplies a cooling fluid to the seal device by this pumping.

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、発熱する摺動シー
ル面を冷却する冷却流体の吐出手段を有するメカニカル
シール装置に関する。特に、摺動シール面に冷却水を効
率的に送り込んで冷却するメカニカルシール装置の技術
分野に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical seal device having a discharge means of a cooling fluid for cooling a sliding seal surface which generates heat. In particular, it relates to a technical field of a mechanical seal device that efficiently feeds cooling water to a sliding seal surface to cool it.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に係わる先行技術には、米国特許
第4,290,611号明細書が存在する。図5は、こ
の米国特許第4,290,611号の図面の図4に開示
されていると共に、この特許に関連して一般に市販され
ているメカニカルシール製品の半断面図でもある。
2. Description of the Related Art As prior art relating to the present invention, there is US Pat. No. 4,290,611. FIG. 5 is also a half cross-sectional view of the mechanical seal product disclosed in FIG. 4 of the drawing of this U.S. Pat. No. 4,290,611 and generally commercially available in connection with this patent.

【0003】この図5に示す従来例1のメカニカルシー
ル100は、回転軸151に取り付けられてスタフィン
グボックス150内にボルト160を介して装着される
ように一対に構成さいされている。このメカニカルシー
ル100は、スタフィングボックス150の内部から軸
方向外方に向かって配置された液体シール装置101と
第1シールフランジ110と第2シールフランジ120
と気体シール装置121とが主要な構成部品である。
The mechanical seal 100 of the first conventional example shown in FIG. 5 is constructed in a pair so as to be attached to the rotary shaft 151 and mounted in the stuffing box 150 via bolts 160. The mechanical seal 100 includes a liquid sealing device 101, a first seal flange 110, and a second seal flange 120, which are arranged axially outward from the inside of a stuffing box 150.
And the gas sealing device 121 are the main components.

【0004】液体シール装置101は、回転軸151に
スクリューソケット152を介して固着されたスリーブ
153の外周面に装着されている。この回転軸151と
スリーブ153との嵌合間にはOリング154が配置さ
れており、このOリング154により嵌合間をシールし
ている。この液体シール装置101は、回転シール面1
03を設けた回転用密封環102がU型ガスケット10
7とスペーサ108を介してスプリング105により弾
発に押圧されている。又、回転シール面103と接面す
る固定シール面113を設けた固定用密封環112は、
第1シールフランジ110の内周面にOリング116を
介して嵌着されている。又、固定用密封環112に固着
されたピン115を介して固定用密封環112と第1シ
ールフランジ110の内周面に設けられた溝とが係止し
ている。
The liquid seal device 101 is mounted on the outer peripheral surface of a sleeve 153 which is fixed to a rotary shaft 151 via a screw socket 152. An O-ring 154 is arranged between the fitting of the rotary shaft 151 and the sleeve 153, and the fitting is sealed by the O-ring 154. This liquid sealing device 101 has a rotary seal surface 1
The rotary seal ring 102 provided with 03 is the U-shaped gasket 10.
It is resiliently pressed by the spring 105 via 7 and the spacer 108. Further, the stationary sealing ring 112 provided with the stationary sealing surface 113 that is in contact with the rotary sealing surface 103 is
It is fitted on the inner peripheral surface of the first seal flange 110 via an O-ring 116. Further, the fixing seal ring 112 and the groove provided on the inner peripheral surface of the first seal flange 110 are engaged with each other via the pin 115 fixed to the fixing seal ring 112.

【0005】第1シールフランジ110と結合する第2
シールフランジ120の内周面内には、気体シール装置
121が装着されている。この気体シール装置121
は、止めねじ126を介してスリーブ153に固着され
たドライブスリーブ125を設けている。このドライブ
スリーブ125に嵌合してスライドする第2回転用密封
環122には動圧発生させる流体通路が形成された第2
回転シール面123が設けられている。この第2回転用
密封環122の第2回転シール面123と密接する第2
固定シール面133を設けた第2固定用密封環132
は、Oリング136を介して第2シールフランジ120
の内周嵌合面に嵌着されている。この第2固定シール面
133には第2回転シール面123と協動して動圧を発
生させる溝が周面に沿って複数設けられている。更に、
第2回転用密封環122はコイルばね127を介して弾
発に第2固定用密封環132側へ押圧されている。
Second connecting with the first seal flange 110
A gas sealing device 121 is mounted on the inner peripheral surface of the seal flange 120. This gas sealing device 121
Is provided with a drive sleeve 125 fixed to a sleeve 153 via a set screw 126. A second rotation seal ring 122 that fits into the drive sleeve 125 and slides is provided with a second fluid passage for generating a dynamic pressure.
A rotary seal surface 123 is provided. The second rotating seal surface 122 of the second rotating sealing ring 122 is in close contact with the second rotating seal surface 123.
Second fixed sealing ring 132 provided with fixed sealing surface 133
Through the O-ring 136 to the second seal flange 120.
Is fitted to the inner peripheral fitting surface of the. The second fixed seal surface 133 is provided with a plurality of grooves that cooperate with the second rotary seal surface 123 to generate a dynamic pressure along the circumferential surface. Furthermore,
The second rotation sealing ring 122 is elastically pressed toward the second fixing sealing ring 132 side via the coil spring 127.

【0006】このメカニカルシール100は、回転軸1
51に組み立てられて回転軸151と共に、スタフィン
グボックス150の内周面156内に挿入して内装され
る。そして、第2シールフランジ120にはドレン12
8が設けられているので、気体シール装置121を設け
た中間室130は、大気圧とほぼ同一の圧力に構成され
ている。
This mechanical seal 100 includes a rotary shaft 1
It is assembled in 51 and is inserted into the inner peripheral surface 156 of the stuffing box 150 together with the rotating shaft 151 to be internally mounted. Then, the drain 12 is attached to the second seal flange 120.
8 is provided, the intermediate chamber 130 provided with the gas sealing device 121 is configured to have a pressure substantially equal to the atmospheric pressure.

【0007】上述のように構成されたメカニカルシール
100では、例えば、フラッシングポート158から冷
却水を噴出しても、液体シール装置101は被密封流体
に満たされているので、冷却水は被密封流体と混合して
しまう。このため、シール装置101の冷却効果が悪
く、摺動面が発熱すると熱変形が惹起する。このシール
面が熱変形した状態で摺動すると、変形した摺動面が急
速に摩耗してシール面の平面度を維持することが困難に
なる。そして、シール面の密封能力が低下し、ついに
は、シール面が熱変形すると共に強度を低下させ、最後
には破損することになる。
In the mechanical seal 100 constructed as described above, for example, even if the cooling water is jetted from the flushing port 158, the liquid sealing device 101 is filled with the sealed fluid, so the cooling water is the sealed fluid. Mix with. Therefore, the cooling effect of the sealing device 101 is poor, and thermal deformation occurs when the sliding surface generates heat. When the sealing surface slides in a thermally deformed state, the deformed sliding surface is rapidly worn and it becomes difficult to maintain the flatness of the sealing surface. Then, the sealing ability of the sealing surface is lowered, and finally the sealing surface is thermally deformed and its strength is lowered, and finally it is broken.

【0008】更に、気体シール装置121が配置されて
いる室にドレン128から冷却水を供給しても、構造的
に液体シール装置は冷却できないので、各シール装置1
01、121ごとに冷却供給ポートを設けなければなら
ない。このため冷却供給装置が高価に成ると共に、メカ
ニカルシール装置が複雑になって大型になる問題があ
る。
Further, even if the cooling water is supplied from the drain 128 to the chamber in which the gas sealing device 121 is arranged, the liquid sealing device cannot be structurally cooled, so that each sealing device 1
A cooling supply port must be provided for each 01 and 121. For this reason, the cooling supply device becomes expensive, and the mechanical seal device becomes complicated and large in size.

【0009】更に、本発明に関する従来例2として、特
開平7−12238号公報が存在する。この公報には、
図4に示すメカニカルシール100Bが開示されてい
る。この図4は、メカニカルシールがケーシング201
と回転軸202との間に装着された半断面図である。こ
のメカニカルシール100Bは、ボイラーの循環ポンプ
やミルや撹拌機等の軸封として用いられるものである。
Further, as a conventional example 2 relating to the present invention, there is JP-A-7-12238. In this publication,
The mechanical seal 100B shown in FIG. 4 is disclosed. In FIG. 4, the mechanical seal has a casing 201.
It is a half cross-sectional view mounted between a rotary shaft 202 and a rotary shaft 202. The mechanical seal 100B is used as a shaft seal for a circulation pump of a boiler, a mill, an agitator, or the like.

【0010】図4において、回転軸206は、ハウジン
グ207に設けられた貫通孔207Aに嵌通している。
この回転軸206とハウジング207との間を機内Aと
機外Bとに密封に仕切るためにメカニカルシール100
Bが装着されている。このメカニカルシール100B
は、回転密封環201がスリーブ204を介して回転軸
206に嵌着されて回転軸206と共に回転するように
構成されている。この回転軸206と回転密封環201
との嵌合間は被密封流体が漏洩しないようにOリングに
より密封されている。そして、回転密封環201には回
転シール面S1が設けられており、この回転シール面S
1が相手の固定シール面S2と密接してシールする。
In FIG. 4, the rotary shaft 206 is fitted in a through hole 207A provided in the housing 207.
In order to partition the space between the rotary shaft 206 and the housing 207 into an in-machine A and an out-machine B, a mechanical seal 100 is provided.
B is installed. This mechanical seal 100B
Is configured so that the rotary seal ring 201 is fitted to the rotary shaft 206 via the sleeve 204 and rotates together with the rotary shaft 206. The rotary shaft 206 and the rotary seal ring 201
It is sealed by an O-ring so that the fluid to be sealed does not leak during the fitting. The rotary seal ring 201 is provided with a rotary seal surface S1.
1 closely seals with the fixed seal surface S2 of the other party.

【0011】一方、静止密封環202は、ハウジング2
07の部品にOリングを介して摺動自在に嵌合してい
る。Oリングは、ハウジング207の環状溝に挿嵌され
てハウジング207と静止密封環202との嵌合間を密
封する。又、静止密封環202には端面に固定シール面
S2が設けられており、この固定シール面S2が回転シ
ール面S1と摺動密接して回転中でも機内Aから機外B
へ流体が流失しないように阻止される。この固定シール
面S2が回転シール面S1に圧接するように固定用密封
環202の背面からスプリング203により押圧されて
いる。
On the other hand, the stationary seal ring 202 is attached to the housing 2
It is slidably fitted to the 07 part through an O-ring. The O-ring is inserted into the annular groove of the housing 207 to seal the fitting between the housing 207 and the stationary seal ring 202. In addition, the stationary seal ring 202 is provided with a fixed seal surface S2 on the end face, and the fixed seal surface S2 is in sliding contact with the rotary seal surface S1 and is rotating from inside the machine A to outside the machine B even during rotation.
The fluid is prevented from flowing out. The fixed seal surface S2 is pressed by the spring 203 from the back surface of the stationary seal ring 202 so as to come into pressure contact with the rotary seal surface S1.

【0012】回転軸206に嵌着したスリーブ204に
は内周側にパーシャルインペラ205が形成されてい
る。又、ハウジング207にはパーシャルインペラ20
5の近傍から外方に冷却液流出孔207aが形成されて
いる。更に又、ハウジング207には、メカニカルシー
ル100Bの近傍に貫通する冷却液流入孔207bが形
成されている。そして、冷却液流出孔207aと冷却液
流入孔207bとは、機外で配管により連通している。
その配管には冷却器が装備されていて、メカニカルシー
ル100Bを冷却して冷却液流出孔207aから流出す
る冷却液は冷却器により再冷却される。しかし、パーシ
ャルインペラは、スリーブの外周面に一体に形成されて
いるために、更には、ハウジング内に形成されているた
めに、インペラの直径を大きくすることができない。更
に、回転軸206の回転数はポンプの吐出量により決め
られるから、回転軸206の回転数をメカニカルシール
100Bの必要に応じて勝手に大きくすることができな
い。このため、パーシャルインペラ205の吐出量は小
さく、メカニカルシール100Bを十分に冷却すること
ができない。
A partial impeller 205 is formed on the inner peripheral side of the sleeve 204 fitted to the rotary shaft 206. Further, the housing 207 has a partial impeller 20.
A cooling liquid outflow hole 207a is formed from the vicinity of 5 to the outside. Furthermore, the housing 207 is formed with a cooling liquid inflow hole 207b penetrating in the vicinity of the mechanical seal 100B. The cooling liquid outflow hole 207a and the cooling liquid inflow hole 207b are connected to each other by a pipe outside the machine.
The pipe is equipped with a cooler, and the cooling liquid that cools the mechanical seal 100B and flows out from the cooling liquid outflow hole 207a is recooled by the cooling device. However, since the partial impeller is integrally formed on the outer peripheral surface of the sleeve and further formed inside the housing, the diameter of the impeller cannot be increased. Furthermore, since the rotation speed of the rotary shaft 206 is determined by the discharge amount of the pump, the rotation speed of the rotary shaft 206 cannot be arbitrarily increased as needed for the mechanical seal 100B. Therefore, the discharge amount of the partial impeller 205 is small and the mechanical seal 100B cannot be cooled sufficiently.

【0013】この様に構成された従来例1のメカニカル
シール100Aは、各シール装置101、121ごとに
冷却装置を設けて冷却用の各流体通路158、128か
ら各シール装置へ噴射させて冷却しなければならない
が、この様な構造にすると設備のコストが上昇する。更
には、メカニカルシール100Aが構造的に大型になる
問題がある。又、被密封流体が、例えば、火力発電所の
高温水の循環ポンプの場合の様に高温の場合には、液体
シール装置を冷却するために冷却水を高温水に噴射して
も液体シール装置を効率的に冷却することは困難であ
る。
In the mechanical seal 100A of the conventional example 1 thus constructed, a cooling device is provided for each of the sealing devices 101 and 121, and cooling is performed by injecting from each of the cooling fluid passages 158 and 128 to each sealing device. However, such a structure increases the cost of the equipment. Further, there is a problem that the mechanical seal 100A becomes structurally large. Further, when the sealed fluid has a high temperature such as a circulating pump of high temperature water in a thermal power plant, even if the cooling water is sprayed onto the high temperature water to cool the liquid sealing device, the liquid sealing device Is difficult to cool efficiently.

【0014】更に、メカニカルシール100Aがタンデ
ムシールやダブルシールのようにシール装置が2個以上
配列されている場合には、1つの冷却装置で2つのシー
ル装置を冷却することは構造的に困難になる。
Further, when two or more sealing devices are arranged in the mechanical seal 100A such as a tandem seal or a double seal, it is structurally difficult to cool the two sealing devices with one cooling device. Become.

【0015】又、上述の従来例2のように、ポンプ等の
回転軸206に嵌着したスリーブ204のパーシャルイ
ンペラ205を回転して冷却水を循環させ、メカニカル
シール100Bを冷却する場合には、回転軸206の回
転数はポンプに合わせ設定されており、パーシャルイン
ペラ205に合わせて回転数を設定したり、更にはパー
シャルインペラの直径をポンプの構造に関係なく設定す
ることはできないから、規制されたパーシャルインペラ
205の特性によりメカニカルシール100Bの冷却効
果が低下する。そして、回転用、及び固定用密封環20
1、201のシール面S1、S2が発熱温度により変形
し、更には、シール面S1、S2が破損することにな
る。その結果、シール能力が低下して被密封流体が漏洩
することになる。
When the mechanical impeller 100B is cooled by rotating the partial impeller 205 of the sleeve 204 fitted to the rotary shaft 206 of the pump or the like to circulate the cooling water and cool the mechanical seal 100B as in the above-mentioned conventional example 2. The rotation speed of the rotary shaft 206 is set according to the pump, and it is not possible to set the rotation speed according to the partial impeller 205, and further it is not possible to set the diameter of the partial impeller regardless of the structure of the pump. Due to the characteristics of the partial impeller 205, the cooling effect of the mechanical seal 100B is reduced. Then, the sealing ring 20 for rotation and for fixing
The seal surfaces S1 and S2 of Nos. 1 and 201 are deformed by the heat generation temperature, and further, the seal surfaces S1 and S2 are damaged. As a result, the sealing ability is reduced and the sealed fluid leaks.

【0016】また、この従来例2の冷却方法では、メカ
ニカルシール100Bが並列にダブルに配置された構成
の場合に、このパーシャルインペラ205では、2つの
メカニカルシール100Bをこの1つのパシャルインペ
ラ205で冷却することは、困難になる。そして、液体
側のシール装置の摺動発熱を冷却することが困難になる
から、密封環201、202を破損させ、或いは、シー
ル能力を低下させて被密封流体を漏洩させることにな
る。
Further, in the cooling method of the second conventional example, in the case where the mechanical seals 100B are arranged in parallel in double, in this partial impeller 205, the two mechanical seals 100B are replaced by the one partial impeller 205. Cooling becomes difficult. Then, since it becomes difficult to cool the sliding heat generation of the liquid side sealing device, the sealing rings 201 and 202 are damaged, or the sealing ability is reduced and the sealed fluid is leaked.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決し
ようとする技術的課題は、冷却用流体をシール装置へ効
果的に循環させて冷却することにある。更に、メカニカ
ルシールがタンデム型シールであっても、ダブル型シー
ルであっても同一の冷却水でシール装置を同時に冷却を
可能にすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a technical problem to be solved by the invention is to effectively apply a cooling fluid to a sealing device. It is to circulate and cool. Further, whether the mechanical seal is a tandem type seal or a double type seal, it is possible to simultaneously cool the sealing device with the same cooling water.

【0018】又、回転軸の回転数が小さくとも、効率的
にシール装置を冷却できるようにし、ポンピングリング
をポンプ等の装置の回転軸に利用できるようにすること
にある。
Another object of the present invention is to make it possible to efficiently cool the sealing device even if the rotational speed of the rotary shaft is small, and to use the pumping ring for the rotary shaft of a device such as a pump.

【0019】更に、シール装置の冷却装置の設備費を安
価にし、しかも、ポンピングリングの加工を容易にし、
更にはハウジングに取付可能なシールフランジに内装で
きるような小型にすることにある。
Further, the equipment cost of the cooling device for the sealing device is reduced, and the pumping ring is easily processed.
Further, the size is made small so that it can be installed in a seal flange that can be attached to the housing.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
技術的課題を解決するために成されたものであって、そ
の技術的解決手段は以下のように構成されている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problem, and the technical solution is configured as follows.

【0021】請求項1に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、回転軸とハウジングとの間に装着されて密封
流体をシールする第1シール装置と第2シール装置とを
有するメカニカルシール装置であって、前記ハウジング
に形成されて流体を供給する流体通路と、前記流体通路
に連通して前記第1シール装置と前記第2シール装置と
の間に形成された前記ハウジングに有する通路空間面内
の流体室と、前記流体室に配置されて回転軸と連結して
一体に回動するポンピングリングと、前記流体室に連通
して前記ポンピングリングから流入する流体を排出する
前記ハウジングに有する排出孔とを具備し、前記ポンピ
ングリングには前記流体通路側の内方から外方へ傾斜す
るポンピング孔を有するものである。
A mechanical seal device of the present invention according to claim 1 is a mechanical seal device having a first seal device and a second seal device which are mounted between a rotary shaft and a housing to seal a sealing fluid. A fluid passage formed in the housing for supplying a fluid, and a fluid in a passage space surface of the housing formed between the first sealing device and the second sealing device in communication with the fluid passage. A chamber, a pumping ring that is arranged in the fluid chamber and rotates integrally with the rotary shaft, and a discharge hole that is in communication with the fluid chamber and discharges the fluid that flows from the pumping ring in the housing. The pumping ring has a pumping hole that is inclined from the inside toward the outside on the side of the fluid passage.

【0022】この請求項1に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、ポンピングリングに流体通路側から外
方へ傾斜するポンピング孔を有するので、ポンピング孔
の径方向の長さを大きくすることが可能になり冷却水の
吐出量を大きくすることが可能になる。しかも、ポンピ
ング孔は、ドリル加工で可能であるから、加工が簡単で
あり、製作コストを低減することが可能になる。しか
も、1つのポンピングリングで並列する2つのシール装
置を冷却することが可能になる。
In the mechanical seal device of the present invention according to claim 1, since the pumping ring has the pumping hole inclined outward from the fluid passage side, it is possible to increase the radial length of the pumping hole. Therefore, the discharge amount of cooling water can be increased. Moreover, since the pumping holes can be drilled, the processing is simple and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, it is possible to cool the two sealing devices arranged in parallel with one pumping ring.

【0023】請求項2に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記ポンピングリングには外周に前記ポンピ
ング孔の軸心方向を成す吐き出しテーパ面を有し、前記
通路空間面には前記吐き出しテーパ面とほぼ平行なテー
パ状絞り面を有し、前記吐き出しテーパ面と前記テーパ
状絞り面とが近接して絞られているものである。
According to a second aspect of the mechanical seal device of the present invention, the pumping ring has a discharge taper surface on the outer periphery which forms the axial direction of the pumping hole, and the passage space surface has the discharge taper surface. The tapered diaphragm surface is substantially parallel, and the discharge tapered surface and the tapered diaphragm surface are closely closed.

【0024】この請求項2に係わる本発明のメカニカル
シール装置では、ポンピングリングの外周角部にポンピ
ング孔の軸心方向を成す吐き出しテーパ面を有すると共
に、この吐き出しテーパ面とほぼ平行なテーパ状絞り面
を通路空間面に有するので、この両面の作用により吐き
出し吐出量を増大することが可能になる。このため、シ
ール装置を冷却する効果が向上する。そして、密封環の
熱に伴うシール面の損傷を防止すると共に、シール機能
を常に発揮することが可能になる。
In the mechanical seal device of the present invention according to the second aspect, the pumping ring has a discharge taper surface in the axial direction of the pumping hole at the outer peripheral corner portion, and the tapered diaphragm which is substantially parallel to the discharge taper surface. Since the surface is provided in the passage space surface, the discharge amount can be increased by the action of both surfaces. Therefore, the effect of cooling the sealing device is improved. Then, it is possible to prevent the sealing surface from being damaged due to the heat of the sealing ring and to always exhibit the sealing function.

【0025】請求項3に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、ポンピングリングと前記第2シール装置との
間に前記ポンピングリングからの流体を前記第2シール
装置側へ流出させる案内堰部を有するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a mechanical seal device having a guide weir between the pumping ring and the second sealing device, the fluid flowing out from the pumping ring to the second sealing device side. Is.

【0026】この請求項3の本発明のメカニカルシール
装置では、シール装置のシール面の外周側に冷却流体を
シール装置のシール面へ案内する案内堰部が設けられて
いるので、流体の流れをシール面へ変更させて効果的に
冷却するものである。
In the mechanical seal device of the present invention according to claim 3, since the guide weir portion for guiding the cooling fluid to the seal surface of the seal device is provided on the outer peripheral side of the seal surface of the seal device, the flow of the fluid is prevented. By changing to a sealing surface, it is cooled effectively.

【0027】請求項4に係わる本発明のメカニカルシー
ルは、前記流体通路の吐出開口に前記流体通路からの流
体を前記第1シール装置側へ流路変更させる流体ガイド
環を有するものである。
A mechanical seal according to a fourth aspect of the present invention has a fluid guide ring at the discharge opening of the fluid passage for changing the flow path of the fluid from the fluid passage to the first sealing device side.

【0028】この請求項4に係わる本発明のメカニカル
シールでは、流体通路の液体シール装置側に流体ガイド
環を設けて冷却流体を効率よく液体シール装置へ導入す
るようにしたので、液体シール装置を効果的に冷却する
ことが可能になる。このため、液体シール装置の摺動発
熱を防止して損傷を防止すると共に、シール能力を発揮
させることにある。
In the mechanical seal of the present invention according to claim 4, a fluid guide ring is provided on the liquid sealing device side of the fluid passage to efficiently introduce the cooling fluid into the liquid sealing device. It becomes possible to cool effectively. Therefore, the sliding heat generation of the liquid sealing device is prevented, damage is prevented, and the sealing ability is exerted.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
のメカニカルシール装置1を図面に基づいて詳述する。
尚、説明する各図面は、特許用の概念図ではなく、実験
データを基にした寸法関係が正確な設計図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A mechanical seal device 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
It should be noted that each drawing to be described is not a conceptual drawing for patent, but a design drawing with accurate dimensional relationships based on experimental data.

【0030】図1は、本発明に係わるメカニカルシール
装置1を装置本体(スタフィングボックス)60と回転
軸70の外面にカートリッジとして装着した断面図であ
る。又、図2は、図1のメカニカルシール装置1を回転
軸70に嵌合した装置本体60の内方側から軸方向へ見
た側面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view in which the mechanical seal device 1 according to the present invention is mounted as a cartridge on the outer surfaces of a device body (stuffing box) 60 and a rotary shaft 70. FIG. 2 is a side view of the mechanical seal device 1 of FIG. 1 as seen from the inside of the device body 60 fitted to the rotary shaft 70 in the axial direction.

【0031】図1は、本発明に係わる第1実施の形態の
メカニカルシール装置1である。この図1のメカニカル
シール装置1は、全体構成として、装置本体60の外面
61にボルト63を介してシールフランジ30が取り付
けられている。尚、装置本体(スタフィングボックス)
とシールフランジを合わせてハウジングとする。一方、
回転軸70に嵌着したスリーブ53の外周面にシールカ
ラー50を嵌合してセットスクリュー51により両者を
回転軸70に固定されている。そして、複数のセットプ
レート55をシールフランジ30の側面にボルトにより
取り付けてシールフランジ30とシールカラー50とを
位置決めし、その後にシールカラー50を回転軸70に
取り付ける。
FIG. 1 shows a mechanical seal device 1 according to the first embodiment of the present invention. In the mechanical seal device 1 of FIG. 1, the seal flange 30 is attached to the outer surface 61 of the device body 60 via bolts 63 as a whole structure. The device body (stuffing box)
And seal flange together to form a housing. on the other hand,
The seal collar 50 is fitted to the outer peripheral surface of the sleeve 53 fitted to the rotary shaft 70, and both are fixed to the rotary shaft 70 by the set screw 51. Then, a plurality of set plates 55 are attached to the side surfaces of the seal flange 30 with bolts to position the seal flange 30 and the seal collar 50, and then the seal collar 50 is attached to the rotary shaft 70.

【0032】装置本体60に取り付けられるシールフラ
ンジ(取付部品)30は、図2に示すように、環状の円
板を成すと共に、円板の側面周方向に沿って4等配に取
付孔45が設けられている。このシールフランジ30
は、取付孔45を介してボルト63により装置本体60
に取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the seal flange (mounting part) 30 attached to the apparatus main body 60 forms an annular disk, and the mounting holes 45 are arranged in four equal intervals along the circumferential direction of the side surface of the disk. It is provided. This seal flange 30
Is mounted on the device main body 60 with the bolt 63 through the mounting hole 45.
Attached to.

【0033】このシールフランジ30の内周面には、第
1固定用密封環3と第2固定用密封環21を取り付ける
第1取付部31と第2取付部42とが設けられている。
更に、第1取付部31と第2取付部42との間に流体が
通る通路空間面32が設けられていると共に、第1取付
部31の外周側に保持面33が形成されている。
A first mounting portion 31 and a second mounting portion 42 for mounting the first fixing sealing ring 3 and the second fixing sealing ring 21 are provided on the inner peripheral surface of the seal flange 30.
Further, a passage space surface 32 through which a fluid passes is provided between the first mounting portion 31 and the second mounting portion 42, and a holding surface 33 is formed on the outer peripheral side of the first mounting portion 31.

【0034】又、シールフランジ30には、外周面に沿
って等配に2〜3個の冷却用の流体通路40と、排出孔
41が設けられている。この流体通路40は、外方の配
管と接続可能な管用ねじ部40Aから内周面の液体シー
ル装置(第1シール装置)2側へ連通するように形成さ
れている。そして、この流体通路40からクエンチング
液(冷却流体)が直接に各シール面6、12に注水され
るように成されており、この各シール面6、12の摺動
発熱を冷却すると共に、ポンピングリング47のポンピ
ング孔48を通って第2シール装置20に於ける第2固
定用密封環21の第2シール面22の近傍に達して排出
孔41から流出する。そして、クエンチング液により第
1及び第2固定用密封環3、21及び第1及び第2回転
用密封環10、23などの摺動する各シール面6、1
2、22、24が冷却される。
Further, the seal flange 30 is provided with two or three cooling fluid passages 40 and discharge holes 41, which are evenly arranged along the outer peripheral surface. The fluid passage 40 is formed so as to communicate from the pipe thread portion 40A connectable to the outer pipe to the liquid seal device (first seal device) 2 side on the inner peripheral surface. Then, the quenching liquid (cooling fluid) is directly poured from the fluid passage 40 to the respective sealing surfaces 6 and 12, and the sliding heat generation of the respective sealing surfaces 6 and 12 is cooled. It passes through the pumping hole 48 of the pumping ring 47, reaches the vicinity of the second sealing surface 22 of the second fixing sealing ring 21 in the second sealing device 20, and flows out from the discharge hole 41. Then, each of the sliding sealing surfaces 6, 1 of the first and second stationary sealing rings 3, 21 and the first and second rotating sealing rings 10, 23 and the like is slid by the quenching liquid.
2, 22, 24 are cooled.

【0035】又、シールフランジ30の内周面には、第
1取付部31が設けられている。この第1取付部31に
は固定ピン35が設けられており、この固定ピン35が
第1固定用密封環3の係合溝7に係止して第1固定用密
封環3を回動しないように保持している。又、シールフ
ランジ30には、内周面に保持面33が設けられてお
り、この保持面33にパッキン5の固着部5Bが密封に
嵌着されている。
A first mounting portion 31 is provided on the inner peripheral surface of the seal flange 30. The first mounting portion 31 is provided with a fixing pin 35, and the fixing pin 35 is locked in the engaging groove 7 of the first fixing sealing ring 3 and does not rotate the first fixing sealing ring 3. To hold. A holding surface 33 is provided on the inner peripheral surface of the seal flange 30, and the fixing portion 5B of the packing 5 is hermetically fitted on the holding surface 33.

【0036】更に、シールフランジ30の外周面には、
等配に4個の冷却用の流体通路40が設けられており、
この流体通路40は内周面の第1取付部31側近傍へ貫
通していると共に、第1固定用密封環3の背面及びパッ
キン5の背面に流体が通じるように通路空間面を形成さ
れている。又、この流体通路40が内周面へ貫通した開
口の1部を塞ぐようにしてシールフランジ30の嵌合面
38に流体ガイド環46が嵌着している。そして、止め
ねじ等により流体ガイド環46はシールフランジ30に
係止される。この流体ガイド環46は、クエンチング液
を第1固定用密封環3の第1シール面6の近傍やパッキ
ン5の背面へ導入するように外周に案内面が形成されて
いる。
Further, on the outer peripheral surface of the seal flange 30,
Four fluid passages 40 for cooling are evenly provided,
The fluid passage 40 penetrates to the vicinity of the first mounting portion 31 side of the inner peripheral surface, and a passage space surface is formed so that the fluid communicates with the back surface of the first fixing seal ring 3 and the back surface of the packing 5. There is. A fluid guide ring 46 is fitted to the fitting surface 38 of the seal flange 30 so as to close a part of the opening through which the fluid passage 40 penetrates to the inner peripheral surface. Then, the fluid guide ring 46 is locked to the seal flange 30 by a set screw or the like. The fluid guide ring 46 has a guide surface formed on the outer circumference so as to introduce the quenching liquid to the vicinity of the first sealing surface 6 of the first fixing seal ring 3 and the back surface of the packing 5.

【0037】又、シールフランジ30には、内周に通路
空間面32が設けられており、この通路空間面32内を
クエンチング液が通るように形成されている。そして、
シールフランジ30に設けられた流体通路40と同じ様
な形状の排出孔41が他方に設けられており、この排出
孔41は通路空間面32内を介して流体通路40と連通
している。そして、流体通路40から導入されたクエン
チング液は、通路空間面32内を通過して排出孔41か
ら排出される。
A passage space surface 32 is provided on the inner periphery of the seal flange 30, and the quenching liquid is formed in the passage space surface 32. And
A discharge hole 41 having the same shape as the fluid passage 40 provided in the seal flange 30 is provided on the other side, and the discharge hole 41 communicates with the fluid passage 40 through the passage space surface 32. Then, the quenching liquid introduced from the fluid passage 40 passes through the passage space surface 32 and is discharged from the discharge hole 41.

【0038】第1固定用密封環3は、第1シール面6を
端面に形成されており、その背面に周方向等配に係合溝
7が形成されている。更に、第1固定用密封環3の背面
には周方向に等配の複数のばね座が設けられており、各
ばね座に各々スプリング9が着座して第1固定用密封環
3を弾発に第1シール面6方向へ押圧している。又、第
1固定用密封環3の外周面には、パッキン5と密接する
段部に形成された接合面3Aと支持面3Bとが設けられ
ている。この第1固定用密封環3は、炭化珪素、カーボ
ン、セラミックなどの材質により構成されている。
The first fixing seal ring 3 is formed with the first sealing surface 6 as an end surface, and engaging grooves 7 are formed on the back surface thereof at equal intervals in the circumferential direction. Further, a plurality of spring seats are provided equidistantly in the circumferential direction on the back surface of the first fixing seal ring 3, and springs 9 are respectively seated on the spring seats to repel the first fixing seal ring 3. And is pressed in the direction of the first seal surface 6. Further, the outer peripheral surface of the first fixing seal ring 3 is provided with a joining surface 3A and a supporting surface 3B which are formed in a step portion that is in close contact with the packing 5. The first fixing seal ring 3 is made of a material such as silicon carbide, carbon, or ceramic.

【0039】又、第1相対シール面12を設けた第1回
転用密封環10の内周側段部13は、スリーブ53のフ
ランジ53Aの外周角部に密封嵌着している。この第1
回転用密封環10は、スリーブ53に設けられた固定ピ
ン52に係止溝11が係止して回動が阻止されている。
更に、第1回転用密封環10はスナップリング53Bに
より軸方向が固定されている。この第1回転用密封環1
0は、炭化珪素、カーボン、その他セラミックなどの材
質により構成されている。
The inner peripheral side step portion 13 of the first rotary sealing ring 10 provided with the first relative sealing surface 12 is hermetically fitted to the outer peripheral corner portion of the flange 53A of the sleeve 53. This first
The rotation sealing ring 10 is prevented from rotating by the locking groove 11 locking the fixing pin 52 provided on the sleeve 53.
Further, the first rotating sealing ring 10 is axially fixed by a snap ring 53B. This first rotation seal ring 1
0 is made of materials such as silicon carbide, carbon, and other ceramics.

【0040】パッキン5はゴム材製で円板状のリングに
形成されている。このパッキン5には外周に固着部5B
が設けられていると共に、内周がシールリップ部5Aに
形成されている。そして、固着部5Bはシールフランジ
30の保持面33に嵌着されている。更に、このパッキ
ン5の固着部5Bは、カバープレート43により側面か
ら保持されていると共に、パッキン5の被密封流体側を
内方のシールリップ部5A側へほぼ半分までカバープレ
ート43により覆われている。そして、被密封流体の圧
力が直接パッキン5に作用しないようにカバープレート
43により保護している。
The packing 5 is made of a rubber material and formed into a disk-shaped ring. The packing 5 has a fixed portion 5B on the outer periphery.
Is provided and the inner circumference is formed in the seal lip portion 5A. The fixed portion 5B is fitted on the holding surface 33 of the seal flange 30. Further, the fixed portion 5B of the packing 5 is held from the side surface by the cover plate 43, and is covered by the cover plate 43 up to half of the sealed fluid side of the packing 5 toward the inner seal lip portion 5A side. There is. The cover plate 43 protects the pressure of the sealed fluid from directly acting on the packing 5.

【0041】又、パッキン5は、固着部5Bが保持面3
3に固着されていると共に、シールリップ部5Aが第1
固定用密封環3の外周面に形成された段部状の接合面3
Aに密封嵌合して第1固定用密封環3を第1シール面6
方向へシールリップ部3Aの弾性力で弾発している。こ
のパッキン5の材質は、パーフロロエラストマ、フッ素
ゴム、ニトリルゴム、EPDM、ポリエステル系エラス
トマーなどが用いられる。
In the packing 5, the fixing portion 5B has the holding surface 3
3 and the seal lip portion 5A is the first
Stepped joint surface 3 formed on the outer peripheral surface of the stationary seal ring 3
A is hermetically fitted to A to attach the first fixing seal ring 3 to the first sealing surface 6
The elastic force of the seal lip portion 3A rebounds in the direction. As the material of the packing 5, perfluoroelastomer, fluororubber, nitrile rubber, EPDM, polyester elastomer or the like is used.

【0042】シールカラー50は、一端にフランジ50
Aを設けた円管状に形成されている。又、スリーブ53
も、一端にフランジ部53Aを設けた円管状に形成され
ている。そして、シールカラー50とスリーブ53とは
互いのフランジ50Aとフランジ部53Aを反対側にし
てスリーブ53にシールカラー50を嵌合している。こ
のスリーブ53を回転軸70にOリングを介して密封に
嵌着すると共に、セットスクリュー51によりシールカ
ラー50とスリーブ53とが回転軸70に固定されてい
る。そして、第1回転用密封環10の内周面は、前述し
たようにスリーブ53のフランジ部53AにOリングを
介して密封嵌合している。
The seal collar 50 has a flange 50 at one end.
It is formed in a tubular shape provided with A. Also, the sleeve 53
Is also formed in a circular tube shape having a flange portion 53A at one end. The seal collar 50 and the sleeve 53 are fitted to the sleeve 53 with the flange 50A and the flange portion 53A on the opposite sides. The sleeve 53 is hermetically fitted to the rotary shaft 70 via an O-ring, and the seal collar 50 and the sleeve 53 are fixed to the rotary shaft 70 by the set screw 51. The inner peripheral surface of the first rotating sealing ring 10 is hermetically fitted to the flange portion 53A of the sleeve 53 via the O-ring as described above.

【0043】カバープレート43は、断面L型を成して
環状に形成されている。そして、カバープレート43の
外周面は、スタフィングボックス60の被密封流体側の
内周面62に嵌着すると共に、シールフランジ30の取
付の位置決めをする。このカバープレート43は大気側
の外部からボルト44により固定できるように成されて
いる。そして、カバープレート43は環状を成してパッ
キン5の固着部5Bが移動しないように保持すると共
に、パッキン5の被密封流体側に於ける内方中間までカ
バーする内径に形成されて被密封流体の圧力が作用しな
いようにしている。
The cover plate 43 has an L-shaped cross section and is formed in an annular shape. The outer peripheral surface of the cover plate 43 is fitted to the inner peripheral surface 62 of the stuffing box 60 on the sealed fluid side, and the seal flange 30 is mounted and positioned. The cover plate 43 can be fixed by a bolt 44 from the outside on the atmosphere side. The cover plate 43 has an annular shape and holds the fixing portion 5B of the packing 5 so that it does not move, and is formed with an inner diameter that covers an intermediate portion of the inside of the packing 5 on the sealed fluid side. So that the pressure does not work.

【0044】シールフランジ30の通路空間面32内の
流体室32Aには、ポンピングリング47が回転軸70
にOリングを介して一体に嵌着されている。このポンピ
ングリング47には、ポンピング孔48が設けられてお
り、このポンピング孔48は、上流側から下流側へ向っ
て内方から外方へ傾斜している。更に、ポンピングリン
グ47の周方向へ沿って等配にポンピング孔48が配置
されている。そして、液体シール装置2側のクエンチン
グ液を排出孔41の方向へポンピング作用をする。又、
ポンピングリング47の内周に設けられた凹部57A
は、シールカラー50の管状端部の凸部57Bと凹凸係
合部57に係止して、ポンピングリング47と回転軸7
0とが一体に回転するように構成されている。
In the fluid chamber 32A in the passage space surface 32 of the seal flange 30, the pumping ring 47 has a rotating shaft 70.
It is fitted integrally with the O-ring. The pumping ring 47 is provided with a pumping hole 48, and the pumping hole 48 is inclined from the inner side to the outer side from the upstream side to the downstream side. Furthermore, the pumping holes 48 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the pumping ring 47. Then, the quenching liquid on the liquid seal device 2 side is pumped in the direction of the discharge hole 41. or,
Recessed portion 57A provided on the inner circumference of the pumping ring 47
Is engaged with the convex portion 57B and the concave-convex engaging portion 57 of the tubular end portion of the seal collar 50, and the pumping ring 47 and the rotary shaft 7 are locked.
0 and 0 are configured to rotate integrally.

【0045】ポンピングリング47の外周角部には吐出
テーパ面47Aが形成されている。この吐出テーパ面4
7Aと対向する通路空間面32にはテーパ状絞り面32
Aが形成されている。この吐出テーパ面47Aとテーパ
状絞り面32Aとの協動作用により吐出手段を構成す
る。そして、クエンチング液を効率的に第2シール装置
へ圧送する。更に、ポンピングリング47の外周面と通
路空間面32との間を近接させて間隙Hを小さくし、絞
り部16を構成している。この絞り部16によりクエン
チング液は、強く吐出される。
A discharge taper surface 47A is formed on the outer peripheral corner of the pumping ring 47. This discharge taper surface 4
7A, the passage space surface 32 facing the taper diaphragm surface 32
A is formed. The discharge taper surface 47A and the tapered diaphragm surface 32A cooperate to form a discharge means. Then, the quenching liquid is efficiently pumped to the second sealing device. Further, the outer peripheral surface of the pumping ring 47 and the passage space surface 32 are brought close to each other to reduce the gap H and form the throttle portion 16. The quenching liquid is strongly discharged by the throttle portion 16.

【0046】次に、シールフランジ30の流体室15の
機外方向には、第2シール装置20が設けられている。
この第2シール装置20は、クエンチング液が外部に流
出しないようにシールするものである(又、被密封流体
の補助的シールの役目もする)。第2シール装置20に
は、第2固定用密封環21が設けられている。この第2
固定用密封環21は、端面に第2シール面22が形成さ
れており、シールフランジ30の内周面の嵌合面36と
Oリングを介して移動自在に嵌合している。そして、第
2取付部42に取り付けられる第2固定用密封環21
は、外周のフランジに設けられた係合溝25と第2取付
部42の固定ピン27とが係止して回動しないように保
持されている。又、第2固定用密封環21は、第2取付
部42に着座した第2スプリング28により背面から第
2シール面22方向へ押圧されている。
Next, a second seal device 20 is provided on the seal flange 30 in the outward direction of the fluid chamber 15.
The second sealing device 20 seals the quenching liquid so as not to flow out (also serves as an auxiliary seal for the sealed fluid). The second sealing device 20 is provided with a second fixing sealing ring 21. This second
A second sealing surface 22 is formed on the end surface of the stationary sealing ring 21, and is movably fitted to the fitting surface 36 of the inner peripheral surface of the seal flange 30 via the O-ring. Then, the second fixing seal ring 21 attached to the second attaching portion 42.
Is held so that the engaging groove 25 provided on the outer peripheral flange and the fixing pin 27 of the second mounting portion 42 are locked and do not rotate. The second fixing seal ring 21 is pressed from the back surface toward the second seal surface 22 by the second spring 28 seated on the second mounting portion 42.

【0047】又、第2固定用密封環21と対向して密接
する第2回転用密封環23には、第2相対シール面24
が形成されている。この第2相対シール面24は、第2
固定用密封環21の第2シール面22と密封に接触す
る。更に、第2回転用密封環23の外周面は、ポンピン
グリング47の取付段部47AにOリングを介して嵌着
している。又、第2回転用密封環23は、ポンピングリ
ング47に固着した固定ピン49と係止溝26とが係止
している。そして、第2回転用密封環23はポンピング
リング47と連結して回転軸70と共に回動するように
構成されている。この第2固定用密封環21及び回転用
密封環23は、炭化珪素、カーボン、その他のセラミッ
クスなどの材質から製作される。
In addition, the second relative sealing surface 24 is provided on the second rotation sealing ring 23 which is in close contact with the second fixing sealing ring 21 so as to face it.
Are formed. This second relative sealing surface 24 is
The seal contacts the second sealing surface 22 of the stationary sealing ring 21. Further, the outer peripheral surface of the second rotary sealing ring 23 is fitted to the mounting step portion 47A of the pumping ring 47 via an O-ring. Further, the second rotation seal ring 23 is locked by the fixing pin 49 fixed to the pumping ring 47 and the locking groove 26. The second rotation seal ring 23 is connected to the pumping ring 47 so as to rotate together with the rotation shaft 70. The second stationary seal ring 21 and the rotary seal ring 23 are made of a material such as silicon carbide, carbon, or other ceramics.

【0048】第2シール装置20の外方には、クエンチ
ング液を第2シール装置側へ流すための凸状の案内堰部
17がシールフランジ30に設けられている。この案内
堰部17は、円板リング、又はスナップリング等をシー
ルフランジ30に設けた溝に嵌着状態に取り付けられ
る。そして、ポンピング孔48から吐出されるクエンチ
ング液を案内堰部17により第2シール装置20側へ流
出させて第2シール装置20を冷却し、その後に排出孔
41から流出させる。そして、この排出されたクエンチ
ング液は、配管の途中で冷却器Rにより冷却されると共
に、供給ポンプMにより又流体通路40へ圧送される。
Outside the second sealing device 20, a convex guide weir portion 17 for flowing the quenching liquid to the second sealing device side is provided on the sealing flange 30. The guide weir portion 17 is attached to a groove formed in the seal flange 30 with a disc ring, a snap ring, or the like in a fitted state. Then, the quenching liquid discharged from the pumping hole 48 is caused to flow to the side of the second sealing device 20 by the guide dam portion 17 to cool the second sealing device 20, and then to flow out from the discharge hole 41. Then, the discharged quenching liquid is cooled by the cooler R in the middle of the pipe, and is also sent to the fluid passage 40 by the supply pump M under pressure.

【0049】図3は本発明の第2実施の形態を示すメカ
ニカルシール装置の要部断面図である。図3のメカニカ
ルシール装置は、図1に示すメカニカルシール装置1と
ほぼ同様に構成されている。相違する点は、ポンピング
リング47の外周に設けられた吐出テーパ面47Aに断
面が台形状ねじの圧送部47Bが形成されている。そし
て、クエンチング液を第2シール装置20側へ強力に圧
送する。この圧送部47Bの実施例としては、テーパ状
絞り面32Aに同様な形状の圧送部47Bを形成するこ
ともできる。更には、吐出テーパ面47Aとテーパ状絞
り面32Aとの両面に圧送部47Bを形成しても良い。
この圧送部47bは断面3角形、断面4角形の凹凸部に
形成しても良い。又は、テーパ方向に溝を形成しても良
い。そして、凹凸部は軸方向へねじ状に連続し、溝は周
方向に等配に配設される。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the essential parts of a mechanical seal device showing a second embodiment of the present invention. The mechanical seal device shown in FIG. 3 has substantially the same structure as the mechanical seal device 1 shown in FIG. The difference is that the discharge taper surface 47A provided on the outer periphery of the pumping ring 47 is provided with a pressure feeding portion 47B having a trapezoidal cross section. Then, the quenching liquid is strongly pressure-fed to the second sealing device 20 side. As an example of the pressure feeding portion 47B, the pressure feeding portion 47B having a similar shape can be formed on the tapered diaphragm surface 32A. Further, the pressure feeding portion 47B may be formed on both surfaces of the discharge tapered surface 47A and the tapered diaphragm surface 32A.
The pressure feeding portion 47b may be formed as an uneven portion having a triangular cross section and a quadrangular cross section. Alternatively, the groove may be formed in the taper direction. The concave and convex portions are continuous in a screw shape in the axial direction, and the grooves are evenly arranged in the circumferential direction.

【0050】このポンピングリング47は、第1シール
装置2と第2シール装置20との間の流体室15に設け
られていると共に、シールフランジ30に設けられた流
体通路40と排出孔41との連通する途中に配設されて
いる。そして、被密封流体とは混合しない冷却されたク
エンチング液により冷却されるから、複数のシール装置
を効率的に、しかも、連続に冷却することが可能にな
る。
The pumping ring 47 is provided in the fluid chamber 15 between the first sealing device 2 and the second sealing device 20, and also connects the fluid passage 40 and the discharge hole 41 provided in the seal flange 30. It is arranged on the way of communication. Since it is cooled by the cooled quenching liquid that is not mixed with the sealed fluid, it is possible to cool the plurality of sealing devices efficiently and continuously.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明に係わるメカニカルシール装置に
よれば、以下のような効果を奏する。
The mechanical seal device according to the present invention has the following effects.

【0052】請求項1に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、ポンピングリングに内径側の流体通路
側から外方へ傾斜するポンピング孔を有するので、ポン
ピング孔の径方向の長さを大きくすることが可能になる
ので、冷却水の吐出量を大きくする効果を奏する。この
ために、シール装置を効率的に冷却して、シール装置の
摺動摩擦熱に伴う発熱によりシール装置のシール面の損
傷、更にはシール能力の低下が防止される効果を奏す
る。しかも、ポンピング孔は、ドリル加工で可能である
から、加工が簡単であり、製作コストを低減する効果が
期待できる。しかも、1つのポンピングリングで並列す
る2つのシール装置を連続して冷却する効果が可能にな
る。
According to the mechanical seal device of the present invention according to claim 1, the pumping ring has the pumping hole inclined outward from the fluid passage side on the inner diameter side, so that the length of the pumping hole in the radial direction is increased. Therefore, it is possible to increase the discharge amount of the cooling water. Therefore, there is an effect that the sealing device is efficiently cooled, and the sealing surface of the sealing device is prevented from being damaged by the heat generated by the sliding frictional heat of the sealing device, and the sealing ability is not deteriorated. Moreover, since the pumping hole can be formed by drilling, the pumping hole can be easily processed, and the effect of reducing the manufacturing cost can be expected. Moreover, it is possible to continuously cool the two sealing devices arranged in parallel by one pumping ring.

【0053】請求項2に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、ポンピングリングの外周角部にポンピ
ング孔の軸心方向を成すテーパ面を有すると共に、この
テーパ面とほぼ平行な絞り面を通路空間面に有するの
で、吐き出し吐出量を増大する効果が期待できる。そし
て、シール装置の冷却効果が飛躍的に向上する効果を奏
する。その結果、密封環の摺動発熱に伴う損傷を防止す
ると共に、シール機能を発揮する効果がそうする。
According to the mechanical seal device of the second aspect of the present invention, the pumping ring has a taper surface at the outer peripheral corner portion in the axial center direction of the pumping hole, and the throttle surface substantially parallel to the taper surface is passed through. Since it is provided on the space surface, an effect of increasing the ejection amount can be expected. And the effect of dramatically improving the cooling effect of the sealing device is achieved. As a result, the sealing ring is prevented from being damaged due to sliding heat generation, and the sealing function is exerted.

【0054】請求項3に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、シール装置のシール面の外周側に冷却
用流体をシール装置のシール面へ案内する案内堰部が設
けられているので、クエンチング液の流れをシール面側
へ変更させてシール面を効果的に冷却する効果が期待で
きる。
According to the mechanical seal device of the present invention as defined in claim 3, since the guide weir portion for guiding the cooling fluid to the seal surface of the seal device is provided on the outer peripheral side of the seal surface of the seal device, the quench is formed. The effect of changing the flow of the ching liquid to the seal surface side and effectively cooling the seal surface can be expected.

【0055】請求項4に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置によれば、流体通路の液体シール装置側に流体ガ
イド環を設けて冷却水を効率よく液体シール装置へ導入
するようにしたので、液体シール装置を効果的に冷却す
る効果を奏する。このため、液体シール装置の摺動発熱
を防止してシール面の損傷を防止すると共に、シール能
力を発揮させる効果を奏する。
According to the mechanical seal device of the fourth aspect of the present invention, the fluid guide ring is provided on the liquid seal device side of the fluid passage to efficiently introduce the cooling water into the liquid seal device. This has the effect of effectively cooling the device. Therefore, it is possible to prevent sliding heat generation of the liquid sealing device, prevent damage to the sealing surface, and exert the sealing ability.

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

【図1】本発明に係わる第1実施の形態のメカニカルシ
ール装置をシールフランジと回転軸との間に装着した断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view in which a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention is mounted between a seal flange and a rotary shaft.

【図2】図1に示すメカニカルシール装置を装置本体の
内部から見た軸方向の側面図である。
FIG. 2 is a side view in the axial direction of the mechanical seal device shown in FIG. 1 as viewed from the inside of the device body.

【図3】本発明に係わる第2実施の形態を示すメカニカ
ルシール装置の要部を示す半断面図である。
FIG. 3 is a half cross-sectional view showing a main part of a mechanical seal device showing a second embodiment according to the invention.

【図4】従来例のメカニカルシールの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional mechanical seal.

【図5】他の従来例のメカニカルシールの状態図であ
る。
FIG. 5 is a state diagram of another conventional mechanical seal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メカニカルシール 2 液体シール装置 3 第1固定用密封環 3A 接合面 3B 支持面 5 パッキン 5A シールリップ部 5B 固着部 5C 補強環 6 第1シール面 7 係合溝 9 スプリング 10 第1回転用密封環 11 係合溝 12 相対シール面 13 内周側段部 15 流体室 17 案内堰部 20 第2シール装置 21 第2固定用密封環 22 第2シール面 23 第2回転用密封環 24 第2相対シール面 25 係合溝 26 係合溝 27 固定ピン 28 第2スプリング 30 シールフランジ 31 第1取付部 32 通路空間面 32A テーパ状絞り面 33 保持面 35 固定ピン 36 嵌合面 37 位置決凸部 38 嵌合面 40 流体通路 40A 管用ねじ部 41 排出孔 42 第2取付部 43 カバープレート 44 ボルト 45 取付穴 46 流体ガイド環 47 ポンピングリング 47A 吐出テーパ面 47B 圧送部 48 ポンピング孔 49 固定ピン 50 シールカラー 51 セットスクリュー 52 固定ピン 53 スリーブ 53A フランジ 53B スナップリング 55 セットプレート 56 係合溝 57 凹凸係合部 57A 凹部 57B 凸部 59 ボルト 60 装置本体(スタフィングボックス) 61 外面 62 内周面 63 ボルト 70 回転軸 M 供給ポンプ R 冷却器 1 mechanical seal 2 Liquid sealing device 3 First fixed sealing ring 3A joint surface 3B support surface 5 packing 5A seal lip 5B fixed part 5C reinforcement ring 6 First sealing surface 7 engagement groove 9 springs 10 Seal ring for 1st rotation 11 engaging groove 12 Relative sealing surface 13 Inner peripheral side step 15 Fluid chamber 17 Guide weir 20 Second sealing device 21 Second fixing seal ring 22 Second sealing surface 23 Sealing ring for second rotation 24 Second relative sealing surface 25 engagement groove 26 Engagement groove 27 fixing pin 28 Second spring 30 seal flange 31 First mounting part 32 passage space surface 32A tapered diaphragm surface 33 Holding surface 35 fixing pin 36 Mating surface 37 Positioning convex part 38 Mating surface 40 fluid passage 40A pipe thread 41 Discharge hole 42 Second mounting part 43 cover plate 44 Volts 45 mounting holes 46 Fluid guide ring 47 pumping ring 47A discharge taper surface 47B pumping unit 48 pumping holes 49 fixing pin 50 seal color 51 set screws 52 Fixed pin 53 Sleeve 53A flange 53B snap ring 55 set plate 56 Engagement groove 57 Concavo-convex engaging part 57A recess 57B convex part 59 Volts 60 Machine body (stuffing box) 61 exterior 62 Inner surface 63 volts 70 rotation axis M supply pump R cooler

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸とハウジングとの間に装着されて
密封流体をシールする第1シール装置と第2シール装置
とを有するメカニカルシール装置であって、前記ハウジ
ングに形成されて流体を供給する流体通路と、前記流体
通路に連通して前記第1シール装置と前記第2シール装
置との間に形成された前記ハウジングに有する通路空間
面内の流体室と、前記流体室に配置されて回転軸と連結
して一体に回動するポンピングリングと、前記流体室に
連通して前記ポンピングリングから流入する流体を排出
する前記ハウジングに有する排出孔とを具備し、前記ポ
ンピングリングには前記流体通路側の内方から外方へ傾
斜するポンピング孔を有することを特徴とするメカニカ
ルシール装置。
1. A mechanical seal device having a first seal device and a second seal device mounted between a rotary shaft and a housing to seal a sealed fluid, the mechanical seal device being formed in the housing to supply the fluid. A fluid passage, a fluid chamber in a passage space surface of the housing formed between the first sealing device and the second sealing device in communication with the fluid passage, and arranged in the fluid chamber to rotate. The pumping ring is connected to a shaft and rotates integrally with the shaft. The pumping ring is provided with a discharge hole that is in communication with the fluid chamber and discharges a fluid flowing from the pumping ring. A mechanical seal device having a pumping hole inclined from the inner side to the outer side.
【請求項2】 前記ポンピングリングには外周面に前記
ポンピング孔の軸心方向を成す吐出テーパ面を有し、前
記通路空間面には前記吐出テーパ面とほぼ平行なテーパ
状絞り面を有し、前記吐出テーパ面と前記テーパ状絞り
面とが近接して絞られていることを特徴とする請求項1
に記載メカニカルシール装置。
2. The pumping ring has a discharge taper surface on the outer peripheral surface thereof in the axial direction of the pumping hole, and has a tapered diaphragm surface substantially parallel to the discharge taper surface on the passage space surface. The discharge taper surface and the tapered diaphragm surface are close to each other and are narrowed.
Mechanical seal device described in.
【請求項3】 前記ポンピングリングと前記第2シール
装置との間に前記ポンピングリングからの流体を前記第
2シール装置側へ流出させる案内堰部を有することを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載のメカニカルシー
ル装置。
3. A guide weir portion is provided between the pumping ring and the second sealing device to allow a fluid from the pumping ring to flow out to the second sealing device side. The mechanical seal device described in 2.
【請求項4】 前記流体通路の吐出開口に前記流体通路
からの流体を前記第1シール装置側へ流路変更させる流
体ガイド環を有することを特徴とする請求項1又は請求
項2又は請求項3に記載のメカニカルシール装置。
4. The fluid guide ring at the discharge opening of the fluid passage for changing the flow path of the fluid from the fluid passage to the first sealing device side. The mechanical seal device according to item 3.
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