JP2003097728A - Mechanical seal device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、攪拌機、
研磨機、ロータリージョイント等に用いられるメカニカ
ルシール装置に関する。特に、回転用密封環の固定を改
良したメカニカルシール装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to, for example, a stirrer,
The present invention relates to a mechanical seal device used for a grinder, a rotary joint and the like. In particular, the present invention relates to a mechanical seal device with improved fixing of a rotary seal ring.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明の先行技術に関し、特許第306
6367号公報の図1に記載のメカニカルシールが存在
する。図5はこの公報に開示されたメカニカルシール1
50の半断面図である。2. Description of the Related Art Regarding the prior art of the present invention, Japanese Patent No. 306
There is a mechanical seal as shown in FIG. 1 of Japanese Patent No. 6367. FIG. 5 shows the mechanical seal 1 disclosed in this publication.
FIG. 50 is a half sectional view of 50.
【0003】図5に於いて、メカニカルシール150
は、ハウジング180内の被密封流体をシールするため
に、ハウジング180に取り付けられたシールケース1
81と回転軸170との間に配置されている。このメカ
ニカルシール150は、1つの回転用密封環151の両
側に各第1メカニカルシール150Aと第2メカニカル
シール150Bを配置している。この回転用密封環15
1は、回転軸170に嵌着されたスリーブ171に固着
されている。このスリーブ171は、軸方向に2つに分
割されている。そして、一方の第1スリーブ171Aは
外径の相違する面に段部172が形成され、この段部1
72の小径外周面173に回転用密封環151を嵌着
し、他方の軸方向から第2のスリーブ171Bを小径外
周面173に嵌着して段部172と第2のスリーブ17
1Bの端面により回転用密封環151を軸方向に固定す
る。In FIG. 5, the mechanical seal 150 is shown.
Is a seal case 1 attached to the housing 180 to seal the sealed fluid in the housing 180.
It is arranged between 81 and the rotating shaft 170. In this mechanical seal 150, each of the first mechanical seal 150A and the second mechanical seal 150B is arranged on both sides of one rotary seal ring 151. This rotating seal ring 15
No. 1 is fixed to a sleeve 171 fitted to the rotary shaft 170. The sleeve 171 is divided into two in the axial direction. A step 172 is formed on the surface of the first sleeve 171A having a different outer diameter.
The rotary seal ring 151 is fitted to the small-diameter outer peripheral surface 173 of 72, and the second sleeve 171B is fitted to the small-diameter outer peripheral surface 173 from the other axial direction to form the step 172 and the second sleeve 17.
The rotary seal ring 151 is axially fixed by the end face of 1B.
【0004】回転用密封環151とスリーブ171との
間には回転用密封環151の内径面と側面とに各Oリン
グ160A、160Bを配置し、この2つの部品の接合
面間をシールしている。又、第1固定用密封環152と
第2固定用密封環153はシールケース181に着座し
た第1スプリング160Aと第2スプリング160Bに
より互いに対向するように弾発に押圧されている。又、
第1固定用密封環152と第2固定用密封環153は、
それぞれシールケース181との間を第3Oリング16
1Aと第4Oリング161Bによりシールされている。
そして、シールケース181に設けられた給液口182
から液体Aが密閉室に供給される。この液体Aは、回転
用密封環151の両側の各シール面151A、151B
に対して第1固定用密封環152の第1固定シール面1
52Aと第2固定用密封環153の第2固定シール面1
53Aとが密接してシールされる。又、回転用密封環1
51はスリーブ171に固着されたドライブピン179
に係止して回転軸170と一体に回動するように成され
ている。Between the rotary seal ring 151 and the sleeve 171, O-rings 160A and 160B are arranged on the inner diameter surface and the side surface of the rotary seal ring 151, respectively, to seal between the joint surfaces of these two parts. There is. The first fixing seal ring 152 and the second fixing seal ring 153 are resiliently pressed by the first spring 160A and the second spring 160B seated in the seal case 181 so as to face each other. or,
The first fixing seal ring 152 and the second fixing seal ring 153 are
The third O-ring 16 is provided between the seal case 181 and the seal case 181.
It is sealed by 1A and the fourth O-ring 161B.
Then, the liquid supply port 182 provided in the seal case 181
The liquid A is supplied to the sealed chamber from. The liquid A is applied to the sealing surfaces 151A and 151B on both sides of the rotary seal ring 151.
With respect to the first fixed seal surface 1 of the first fixed sealing ring 152
52A and the second fixed sealing surface 1 of the second fixed sealing ring 153.
53A is closely sealed. Also, the rotary seal ring 1
51 is a drive pin 179 fixed to the sleeve 171
It is structured such that it is locked to and rotates integrally with the rotary shaft 170.
【0005】この様に構成されたメカニカルシール15
0は、回転用密封環151が第1のスリーブ171Aの
段部172と第2のスリーブ171Bの端面により正確
に固定されないと、回転用密封環151が軸方向へ傾斜
して、各シール面151A、151Bが密接できずに液
体が漏洩することになる。特に、第1及び第2Oリング
160A、160Bが回転用密封環151の接合面間に
介在しているので、図6に示すように回転用密封環15
1の保持が不安定になり、各シール面151A、151
Bは第1固定シール面152Aと第2固定面153Aとに
同一平面で密接できなくなる。このため、スリーブ17
1の外径を大きく形成して保持用の段部172の接合面
も大きくしている。The mechanical seal 15 constructed in this way
0 means that if the rotary seal ring 151 is not accurately fixed by the step portion 172 of the first sleeve 171A and the end surface of the second sleeve 171B, the rotary seal ring 151 will be inclined in the axial direction, and each seal surface 151A. , 151B cannot come into close contact with each other, and the liquid leaks. In particular, since the first and second O-rings 160A and 160B are interposed between the joint surfaces of the rotary seal ring 151, the rotary seal ring 15 as shown in FIG.
1 becomes unstable, and the sealing surfaces 151A, 151
B cannot come into close contact with the first fixed seal surface 152A and the second fixed surface 153A on the same plane. Therefore, the sleeve 17
The outer diameter of 1 is made large, and the joint surface of the step 172 for holding is also made large.
【0006】しかし、スリーブ171が大径になるとメ
カニカルシール150の外径も大きくなり、メカニカル
シール150全体も大型になる。同時に、各シール面1
51A、151B、152A、153Aも大径になるか
ら摺動抵抗が大きくなる。更に、段部172の接合面積
を大きくすると、回転用密封環51はセラミックス等で
構成されているから、接合面積増加した圧着によりシー
ル面151A、151Bが変形して平面度を悪化させる
ことになる。その結果、密封接触させることが困難にな
るので、被密封流体が漏洩することになる。However, when the sleeve 171 has a large diameter, the outer diameter of the mechanical seal 150 also increases, and the mechanical seal 150 as a whole also increases in size. At the same time, each sealing surface 1
Since 51A, 151B, 152A, and 153A also have large diameters, sliding resistance increases. Further, if the joint area of the step portion 172 is increased, the rotary seal ring 51 is made of ceramics or the like. Therefore, the sealing surfaces 151A and 151B are deformed by the crimping with an increased joint area and the flatness is deteriorated. . As a result, it becomes difficult to make a sealed contact, and the sealed fluid leaks.
【0007】更に、図7は、従来例2のロータリージョ
イントの断面図である。図7に於いて、ロータリージョ
イント100は、内周面を設けたボディ101に配置さ
れており、そのボディ101の内周面内に回転可能に挿
通されたロータ102が設けられている。又、ボディ1
01には、多数の流体供給用通路103が設けられてい
る。更に、ロータ102にも多数の流体用通路104が
設けられている。そして、ボディ101とロータ102
の間に軸方向へ複数のメカニカルシール105が配置さ
れ、その間に形成される各シール室106を介して流体
供給用通路103と流体用通路104とが連通されてい
る。Further, FIG. 7 is a cross-sectional view of a rotary joint of Conventional Example 2. In FIG. 7, the rotary joint 100 is arranged in a body 101 having an inner peripheral surface, and a rotor 102 rotatably inserted in the inner peripheral surface of the body 101 is provided. Also, body 1
In 01, a large number of fluid supply passages 103 are provided. Further, the rotor 102 is also provided with a number of fluid passages 104. Then, the body 101 and the rotor 102
A plurality of mechanical seals 105 are axially arranged between the fluid supply passages 103, and the fluid supply passages 103 and the fluid passages 104 communicate with each other via the seal chambers 106 formed therebetween.
【0008】この各シール室106は、各メカニカルシ
ール105により外方へ流出しないように密封されてい
る。このメカニカルシール105は、回転用密封環11
0と固定用密封環111との摺動シール面Sが密接して
シールする。回転用密封環110は、回転軸102に止
めねじ115により固定された保持部112によりスプ
リング113を介して弾発に支持されている。又、固定
用密封環111は、ボディ101を構成する各分割ボデ
ィ101Aの間で圧着されている。このために流体通路
系の供給は、ボディ101の流体供給用通路103とロ
ータ102の流体用通路104を密封に連通して供給し
なければならなくなる。更に、固定用密封環111は各
分割ボディ101Aによりボルト116を介して圧着さ
れているので、固定用密封環111の摺動シール面Sの
平面度に狂いが生じ、回転時に、固定用密封環111の
摺動発熱による摩耗と損傷とにより、シール能力の低下
を惹起している。The respective seal chambers 106 are sealed by respective mechanical seals 105 so as not to flow out. This mechanical seal 105 includes a rotary seal ring 11
The sliding seal surface S between 0 and the stationary seal ring 111 tightly seals. The rotary seal ring 110 is elastically supported by a holding portion 112 fixed to the rotary shaft 102 by a set screw 115 via a spring 113. Further, the fixed sealing ring 111 is pressure-bonded between the divided bodies 101A forming the body 101. For this reason, in the supply of the fluid passage system, the fluid supply passage 103 of the body 101 and the fluid passage 104 of the rotor 102 must be sealed and communicated. Further, since the stationary seal ring 111 is crimped by the divided bodies 101A via the bolts 116, the flatness of the sliding seal surface S of the stationary seal ring 111 is disturbed, and the stationary seal ring 111 is rotated. Due to abrasion and damage due to sliding heat generation of 111, reduction in sealing ability is caused.
【0009】又、これらのシール室106内は、研磨機
のロータリージョイントとして用いられるときに、作動
する被密封流体の処理装置のプログラムに従って、流体
用通路104内は液体・気体・真空状態或いは高温状態
となる。このため、メカニカルシールのシール面を冷却
するとか、潤滑するとかしないと、回転用密封環110
や固定用密封環111が摩耗・損傷することになる。し
かし、このような構造では、回転用密封環110や固定
用密封環111の冷却が設計的に困難になる。Further, the inside of these seal chambers 106 is in a liquid / gas / vacuum state or at a high temperature in the fluid passage 104 according to a program of an apparatus for treating a sealed fluid which operates when used as a rotary joint of a polishing machine. It becomes a state. Therefore, unless the sealing surface of the mechanical seal is cooled or lubricated, the rotary seal ring 110
The fixing seal ring 111 will be worn or damaged. However, with such a structure, cooling of the rotary seal ring 110 and the stationary seal ring 111 becomes difficult in terms of design.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例1の場合
には、固定用密封環151を確実に固定しようとする
と、スリーブ171が大径になり、結果的にメカニカル
シール150を大型にしてシール面の摺動抵抗を増大さ
せることになる。又、固定用密封環151を大径にした
スリーブ171により圧着すると、各シール面151
A、151Bの平面度に狂いが生じて摩耗を促進させる
とともに、シール能力を発揮させることができなくな
る。In the case of the above-mentioned conventional example 1, when it is attempted to securely fix the fixing seal ring 151, the sleeve 171 has a large diameter, and as a result, the mechanical seal 150 is enlarged. This will increase the sliding resistance of the sealing surface. Further, when the fixing seal ring 151 is pressure-bonded by the sleeve 171 having a large diameter, each sealing surface 151
The flatness of A and 151B is distorted to promote wear, and the sealing ability cannot be exhibited.
【0011】又、上述の従来例2では、固定用密封環1
11が分割ボディ101Aに固定するために、全体が厚
さとともに大径になる。同時に、固定用密封環111は
各分割ボディ101Aにより圧着されるので、摺動シー
ル面Sの平面度に狂いが惹起し、摺動シール面Sの摩耗を
促進させるとともに、シール能力が低下する。更に、ス
プリング113で押圧される回転用密封環110は、回
転軸102側に保持されるから回転につれて揺動しやす
くなる。又、ロータ102に固着される保持部112
は、直接にロータ102に止めねじ115を介して止め
られるので、止めねじ115が弛むと保持部112に保
持された回転用密封環110は、不完全な取り付け状態
となって揺動し、故障の原因になる。Further, in the above-mentioned conventional example 2, the stationary seal ring 1 is used.
Since 11 is fixed to the divided body 101A, the entire diameter increases with the thickness. At the same time, since the stationary seal ring 111 is crimped by each divided body 101A, the flatness of the sliding seal surface S is disturbed, the abrasion of the sliding seal surface S is promoted, and the sealing ability is reduced. Further, since the rotary seal ring 110 pressed by the spring 113 is held on the rotary shaft 102 side, it easily rocks as it rotates. Further, the holding portion 112 fixed to the rotor 102
Is directly fixed to the rotor 102 via the setscrew 115, so that when the setscrew 115 is loosened, the rotary seal ring 110 held by the holding portion 112 swings due to incomplete mounting and a failure. Cause
【0012】更に、ロータリージョイントにメカニカル
シールを用いられる場合には、ロータ102に回転用密
封環110を取り付けるための保持部112が必要なた
めにロータ102に軸方向が長くなるとともに、メカニ
カルシールの構造が複雑になる問題がある。更に、ロー
タ102に回転用密封環110や保持部112が複雑に
取り付けられるために、ロータ102を高速回転させる
と振動等が発生することがあり問題となっている。又、
回転用密封環110や保持部112がロータ102に取
り付けられるので、重量が増し動力エネルギーを多く費
やすことになる。Further, when a mechanical seal is used for the rotary joint, a holding portion 112 for attaching the rotary seal ring 110 to the rotor 102 is required, so that the rotor 102 becomes longer in the axial direction and the mechanical seal There is a problem that the structure becomes complicated. Further, since the rotary seal ring 110 and the holding portion 112 are complicatedly attached to the rotor 102, vibration and the like may occur when the rotor 102 is rotated at a high speed, which is a problem. or,
Since the rotary seal ring 110 and the holding portion 112 are attached to the rotor 102, the weight increases and a large amount of power energy is consumed.
【0013】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その技術的課題は、回転用密封環
のシール面の平面が取り付け状態により変形されないよ
うにして密封接触を確実にするとともに、変形に伴うシ
ール面の摩耗を防止することにある。又、回転用密封環
に係合孔を設けることにより回転用密封環の冷却を容易
にしてシール面の熱変形を防止し、シール面の摩耗を防
止することにある。更には、回転用密封環の材質をカー
ボンから炭化珪素に至るまで広範囲に利用可能にするこ
とにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its technical problem is to prevent the flat surface of the seal surface of the rotary seal ring from being deformed due to the mounting state and to perform the sealing contact. This is to ensure the reliability and prevent wear of the sealing surface due to deformation. Another object of the present invention is to provide an engaging hole in the rotary seal ring to facilitate cooling of the rotary seal ring, prevent thermal deformation of the seal surface, and prevent wear of the seal surface. Furthermore, the material of the rotary seal ring is to be widely applicable from carbon to silicon carbide.
【0014】更に、回転軸に回転用密封環の取り付けを
容易にするとともに、回転用密封環を小型化することに
ある。そして、回転用密封環の外径を小径化してメカニ
カルシール全体の小型化を図ることにある。更に、スリ
ーブを段部のない薄肉円筒状にしてシールケース又はボ
ディのメカニカルシールを取り付ける内径を小径可能に
することにある。また、固定用密封環の小径化に伴いシ
ール装置も小径にし、摺動面積に伴う摺動抵抗を低減し
て摩耗を防止すると共に、摺動抵抗に伴う動力エネルギ
ーの消費を低減することにある。Another object of the present invention is to facilitate the attachment of the rotary seal ring to the rotary shaft and reduce the size of the rotary seal ring. Then, the outer diameter of the rotary seal ring is reduced to reduce the size of the mechanical seal as a whole. Another object is to make the sleeve a thin cylindrical shape without steps so that the inner diameter of the seal case or the mechanical seal of the body can be reduced. Further, along with the reduction in the diameter of the stationary seal ring, the sealing device is also reduced in diameter to reduce the sliding resistance due to the sliding area to prevent wear and reduce the consumption of power energy due to the sliding resistance. .
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した技術
的課題を解決するために成されたものであって、その技
術的手段は以下のように構成されている。請求項1に係
わる本発明のメカニカルシール装置は、回転軸とシール
ハウジングとの間をシールするメカニカルシール装置で
あって、前記回転軸に嵌着するスリーブと、前記スリー
ブに嵌合して側面にシール面を有する回転用密封環と、
前記回転用密封環のシール面に密接する相対シール面を
有して前記シールハウジングに弾発に保持された静止用
密封環とを具備し、前記回転用密封環と前記スリーブと
には互いに嵌合する面に互いに貫通する係合孔を有し、
前記係合孔に嵌合するピン部を有すると共に前記ピン部
が前記係合孔から抜け防止の係止手段に保持されている
ドライブピンを有するものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problem, and the technical means is configured as follows. A mechanical seal device of the present invention according to claim 1 is a mechanical seal device for sealing between a rotary shaft and a seal housing, wherein a sleeve fitted to the rotary shaft and a side face fitted to the sleeve are provided. A rotary sealing ring having a sealing surface,
A stationary seal ring elastically held by the seal housing and having a relative seal surface in close contact with the seal surface of the rotary seal ring, wherein the rotary seal ring and the sleeve are fitted to each other. Has engaging holes that penetrate each other on the mating surface,
In addition to having a pin portion that fits into the engagement hole, the pin portion has a drive pin that is held by locking means that prevents the pin portion from coming off the engagement hole.
【0016】請求項1に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置では、回転用密封環がドライブピンにより係合孔
を介して簡単に回転軸に取り付けることが可能になる。
しかも、シール面は取り付けによる外圧を受けないから
平面度を維持して相対シール面と密接し、シール能力を
発揮することが可能になる。更に、回転用密封環は、ド
ライブピンのみで保持されているから径方向にも軸方向
にも任意寸法に形成することが可能になり、メカニカル
シールの小型化を可能にする。又、回転用密封環には係
合孔等の貫通孔が設けられているから、回転用密封環の
冷却効果が生じて熱変形を防止することが可能となる。
そして、係合孔とピン部との嵌合間隔は、とまりばめ、
すきまばめ、同一寸法の嵌合と必要に応じて任意に嵌着
することが可能になるので、相対シール面11と密接す
るように対応して接面させることが可能になる。In the mechanical seal device of the present invention according to claim 1, the rotary seal ring can be easily attached to the rotary shaft by the drive pin through the engaging hole.
In addition, since the seal surface does not receive external pressure due to the attachment, the flatness can be maintained and the seal surface can be brought into close contact with the relative seal surface to exert the sealing ability. Further, since the rotary seal ring is held only by the drive pin, the rotary seal ring can be formed to have an arbitrary size both in the radial direction and the axial direction, and the mechanical seal can be downsized. Further, since the rotary seal ring is provided with through holes such as engagement holes, a cooling effect of the rotary seal ring is produced, and thermal deformation can be prevented.
And, the fitting interval between the engaging hole and the pin portion is a tight fit,
Since it is possible to make a loose fit and fit with the same size and optionally fit as necessary, it is possible to make a corresponding contact surface so as to be in close contact with the relative seal surface 11.
【0017】請求項2に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記係止手段が一端にピン部より太い頭部を
有して前記頭部が前記回転軸と前記スリーブとの間で抜
け止めに保持されているものである。According to a second aspect of the mechanical seal device of the present invention, the engaging means has a head portion thicker than the pin portion at one end, and the head portion prevents the head portion from coming off between the rotary shaft and the sleeve. It is held.
【0018】請求項2に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置では、ドライブピンの頭部がピン部より大きく形
成されて回転用密封環と回転軸との間で抜け止めの係止
手段に構成されているから、スリーブを回転軸に挿入す
る前にドライブピンを係合孔に嵌合してスリーブを回転
軸に挿入すると回転軸とスリーブとの間でドライブピン
の頭部が抜け止めに保持される。そして、回転用密封環
はドライブピンにより回転軸と一体に回転するように保
持され、しかも、シール面が固定用密封環の相対シール
面と同一平面で密接に接合することが可能になる。しか
も、スリーブを回転軸から抜き取れば、ドライブピンは
簡単に回転用密封環から離脱するから回転用密封環を新
しい回転用密封環と交換することが可能になる。そし
て、ドライブピンを小さくすれば、回転用密封環も小さ
くできる関係にあるから、回転用密封環を小型に構成す
ることが可能になるとともに、メカニカルシールも小型
にすることが可能になる。In the mechanical seal device according to the second aspect of the present invention, the head portion of the drive pin is formed larger than the pin portion so as to serve as locking means for preventing slippage between the rotary seal ring and the rotary shaft. Therefore, if the drive pin is fitted into the engagement hole and the sleeve is inserted into the rotary shaft before inserting the sleeve into the rotary shaft, the head of the drive pin is retained between the rotary shaft and the sleeve so as not to come off. . Then, the rotary seal ring is held by the drive pin so as to rotate integrally with the rotary shaft, and moreover, the seal surface can be closely joined with the relative seal surface of the stationary seal ring in the same plane. In addition, if the sleeve is pulled out from the rotary shaft, the drive pin is easily separated from the rotary seal ring, so that the rotary seal ring can be replaced with a new rotary seal ring. If the drive pin is made smaller, the rotary seal ring can also be made smaller, so that the rotary seal ring can be made compact and the mechanical seal can be made compact.
【0019】請求項3に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置は、前記係止手段が前記回転用密封環の外周に嵌
着する保強リングと前記回転軸との間で抜け防止に保持
されているものである。According to a third aspect of the mechanical seal device of the present invention, the retaining means is retained between the rotating shaft and the retaining ring fitted to the outer periphery of the rotating seal ring to prevent the retaining shaft from coming off. It is a thing.
【0020】請求項3に係わる本発明のメカニカルシー
ル装置では、回転用密封環の外周に嵌合する保持リング
により回転用密封環を補強することができるのでセラミ
ックなどの割れやすい反面、耐摩耗性や耐熱性のある材
質を用いることが可能になる。 そして、ドライブピン
を係合孔に嵌合すれば、ドライブピンは一端が回転軸と
保持リングとの間で抜け止めに保持されるから、ドライ
ブピンにより回転用密封環は回転軸と一体に回転するよ
うに保持される。このドライブピンは円柱ピンであるか
ら、小径にすれば、回転用密封環は小型化が可能にな
る。しかも、回転用密封環の取り付けは、ドライブピン
を係合孔に差し込み、スリーブを回転軸に挿入すると回
転用密封環の組み立て完了するから、その組み立ては極
めて簡単である。In the mechanical seal device according to the third aspect of the present invention, since the rotary seal ring can be reinforced by the retaining ring fitted to the outer periphery of the rotary seal ring, the rotary seal ring is liable to be cracked, but the wear resistance is high. Also, it becomes possible to use a material having heat resistance. Then, if the drive pin is fitted into the engagement hole, the drive pin has one end retained by the retaining shaft between the rotating shaft and the retaining ring, so that the drive pin rotates the rotary seal ring together with the rotating shaft. To be retained. Since the drive pin is a cylindrical pin, the rotation sealing ring can be downsized by reducing the diameter. Moreover, the mounting of the rotary seal ring is extremely simple because the drive pin is inserted into the engagement hole and the sleeve is inserted into the rotary shaft to complete the assembly of the rotary seal ring.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るメカニカルシ
ール装置の好ましい実施の形態を、図1から図4を参照
しながら説明する。図1は、本発明に係る第1実施の形
態のメカニカルシール装置1の半断面図である。又、図
2は本発明に係る第2実施の形態のメカニカルシール装
置1の断面図である。図3は本発明に係る第3実施の形
態のメカニカルシール装置1の半断面図である。図4は
本発明に係る第4実施の形態のメカニカルシール装置1
の断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a mechanical seal device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a half sectional view of a mechanical seal device 1 according to a first embodiment of the present invention. 2 is a sectional view of a mechanical seal device 1 according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a half sectional view of a mechanical seal device 1 according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a mechanical seal device 1 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG.
【0022】図1は、第1実施の形態を示すメカニカル
シール装置1である。図1に於いて、1はメカニカルシ
ール装置である。このメカニカルシール装置1は、ボイ
ラの吸水ポンプ又は循環ポンプあるいは攪拌機などの軸
封装置として用いられる。図1は、ポンプAの軸封装置
として第1メカニカルシール1Aと第2メカニカルシー
ル1Bから構成されている。そして、メカニカルシール
装置1は回転軸50と機器のハウジング60との嵌合間
に設けられて機器内Hの作動流体をシールする。FIG. 1 shows a mechanical seal device 1 showing a first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 is a mechanical seal device. The mechanical seal device 1 is used as a shaft sealing device for a water absorption pump or a circulation pump of a boiler or an agitator. FIG. 1 is composed of a first mechanical seal 1A and a second mechanical seal 1B as a shaft sealing device of the pump A. The mechanical seal device 1 is provided between the rotary shaft 50 and the housing 60 of the device to seal the working fluid in the device H.
【0023】回転軸50には、キー51を介してスリー
ブ52が一体に回転するように嵌合している。スリーブ
52と回転軸50との嵌合間には並列に設けられた環状
溝57に第1Oリング58がそれぞれ装着されている。
この二つの第1Oリング58の間には第1係合孔53が
形成されている。第1係合孔53のスリーブ52内径側
には座ぐり穴53Aが設けられている。この係合孔53
は、回転用密封環2の回転力に応じてスリーブ52の周
方向に複数設けられる。又、スリーブ52の第1係合孔
53の両側には、Oリング取り付け用の環状溝54が2
つ設けられている。この環状溝54にも第2Oリング5
5が装着されている。これらのOリング55,58は、
第1係合孔53と機器内Hから流れる流体をシールす
る。A sleeve 52 is fitted on the rotary shaft 50 via a key 51 so as to rotate integrally. First O-rings 58 are mounted in annular grooves 57 provided in parallel while the sleeve 52 and the rotary shaft 50 are fitted.
A first engagement hole 53 is formed between the two first O-rings 58. A counterbore hole 53A is provided on the inner diameter side of the sleeve 52 of the first engagement hole 53. This engagement hole 53
Are provided in the circumferential direction of the sleeve 52 according to the rotational force of the rotary seal ring 2. Further, on both sides of the first engagement hole 53 of the sleeve 52, there are two annular grooves 54 for attaching an O-ring.
One is provided. Also in this annular groove 54, the second O-ring 5
5 is installed. These O-rings 55 and 58 are
The fluid flowing from the first engagement hole 53 and the inside H of the device is sealed.
【0024】回転用密封環2は、スリーブ52の外周面
に第2Oリング55を介して嵌合している。この回転用
密封環2は円筒状に形成されて両側面に第1シール面3
Aと第2シール面3Bを設けている。回転用密封環2に
はスリーブ52の第1係合孔53に対応する位置に第2
係合孔4が設けられている。そして、この対応する両係
合孔53、4は同一径に形成されている。又、回転用密
封環2の材質は、カーボン、炭化珪素、セラミック、超
硬質合金などが用いられる。又、回転用密封環2の外周
面には補強リング5が嵌合されている。この補強リング
5は回転用密封環2の材質がセラミックのような延性に
劣る材質を補強するために用いられる。補強リング5の
材質は、鉄、鋼、ステンレス鋼などが用いられる。The rotary seal ring 2 is fitted on the outer peripheral surface of the sleeve 52 via a second O-ring 55. The rotary sealing ring 2 is formed in a cylindrical shape and has a first sealing surface 3 on both side surfaces.
A and the second sealing surface 3B are provided. The rotary seal ring 2 is provided with a second ring at a position corresponding to the first engagement hole 53 of the sleeve 52.
Engagement holes 4 are provided. The corresponding engagement holes 53, 4 are formed to have the same diameter. Further, as the material of the rotary seal ring 2, carbon, silicon carbide, ceramics, super hard alloy, or the like is used. A reinforcing ring 5 is fitted on the outer peripheral surface of the rotary seal ring 2. The reinforcing ring 5 is used to reinforce a material having a poor ductility such as a ceramic material for the rotary seal ring 2. As the material of the reinforcing ring 5, iron, steel, stainless steel or the like is used.
【0025】このスリーブ52と回転用密封環2とは、
ドライブピン6により一体に結合されている。このドラ
イブピン6は回転用密封環2の周方向に3等配に設けら
れている。回転用密封環2が大径の場合には4、6・・
等配と多数にするが、小径のの場合には2、1個でも十
分である。又、ドライブピン6は、頭部6Aが大径に形
成されており、ピン部6Bは頭部6Aより小径に形成さ
れている。この頭部6Aはスリーブ52の座ぐり穴53
Aに埋設されて係合している。そして、ドライブピン6
の頭部6Aは、回転用密封環2とスリーブ52により回
転用密封環2が回転しても抜け出さないように係止した
係止手段に構成されている。このドライブピン6のピン
部6Bは回転用密封環2の第2係合孔4と嵌着状態、又
はすきまばめに嵌合している。すきまばめの場合はその
間隔を0.001から0.8mmの範囲にするとよい。
又、ドライブピン6の材質は、鋼を熱処理して用いられ
ている。その他、ステンレス鋼、硬質合金などが熱処理
して用いられる。The sleeve 52 and the rotary seal ring 2 are
They are integrally connected by a drive pin 6. The drive pins 6 are arranged in three equal parts in the circumferential direction of the rotary seal ring 2. When the rotating seal ring 2 has a large diameter 4, 6, ...
The number is equally distributed, but in the case of a small diameter, 2 or 1 is sufficient. The head portion 6A of the drive pin 6 has a large diameter, and the pin portion 6B has a diameter smaller than that of the head portion 6A. This head portion 6A is a counterbore hole 53 of the sleeve 52.
It is embedded in A and engaged. And drive pin 6
The head portion 6A is configured as a locking means that is locked by the rotary seal ring 2 and the sleeve 52 so as not to come out even when the rotary seal ring 2 rotates. The pin portion 6B of the drive pin 6 is fitted into the second engagement hole 4 of the rotary seal ring 2 or in a loose fit. In the case of a clearance fit, it is advisable to set the distance in the range of 0.001 to 0.8 mm.
The drive pin 6 is made of heat-treated steel. In addition, stainless steel, hard alloy, etc. are used after heat treatment.
【0026】回転用密封環2の一方側には第一メカニカ
ルシール1Aが配置されている。第1メカニカルシール
1Aは、第1静止用密封環10Aと回転用密封環2の一
方側の第一シール面3Aにより構成されている。環状体
の第1静止用密封環10Aは、第1シール面3Aに密接
する第1相対シール面11Aを設けている。そして、第
1静止用密封環10Aの摺動面はハウジング60の保持
部61の外周の嵌合面に軸方向移動自在に嵌合してい
る。更に、第1静止用密封環10Aの摺動面にはOリン
グ用の段部が形成されており、この段部とハウジング6
0の嵌合面の段部との間にOリング12が設けられてお
り、このOリング12により第1静止用密封環10Aの
摺動面と保持部61の嵌合面との嵌合間をシールしてい
る。A first mechanical seal 1A is arranged on one side of the rotary seal ring 2. The first mechanical seal 1A includes a first stationary seal ring 10A and a first seal surface 3A on one side of the rotary seal ring 2. The first stationary sealing ring 10A, which is an annular body, is provided with a first relative sealing surface 11A that is in close contact with the first sealing surface 3A. The sliding surface of the first stationary seal ring 10A is axially movably fitted to the outer peripheral fitting surface of the holding portion 61 of the housing 60. Further, a step portion for the O-ring is formed on the sliding surface of the first stationary seal ring 10A, and this step portion and the housing 6
An O-ring 12 is provided between the step of the fitting surface of 0 and the step of the fitting surface of the holding portion 61 by the O-ring 12. It is sealed.
【0027】第1静止用密封環10Aにはハウジング6
0の固定された止めピン63と係止する凹部13が設け
られており、この凹部13と止めピン63が係止して第
1静止用密封環10Aが回動しないように保持されてい
る。更に、第1静止用密封環10Aは、コイルばね14
により第1相対シール面11Aを圧接するように押圧さ
れている。このコイルばね14は、第1静止用密封環1
0Aの周方向に沿って等配に複数設けられている。第1
静止用密封環10Aの材質は、カーボン、炭化珪素、セ
ラミック、超鋼合金などにより形成されている。そし
て、好ましくは、第1相対シール面11Aは、摺動する
接触面積が小さくなるように突出している。A housing 6 is provided on the first stationary seal ring 10A.
There is provided a recess 13 that locks with the fixed stop pin 63 of 0, and the recess 13 and the lock pin 63 are locked and held so that the first stationary seal ring 10A does not rotate. Further, the first stationary seal ring 10A includes the coil spring 14
Is pressed so that the first relative sealing surface 11A is in pressure contact. This coil spring 14 is used as the first stationary seal ring 1.
A plurality of them are provided at equal intervals along the circumferential direction of 0A. First
The stationary sealing ring 10A is made of carbon, silicon carbide, ceramic, super steel alloy, or the like. Then, preferably, the first relative sealing surface 11A projects so that the sliding contact area becomes small.
【0028】回転用密封環2の第2シール面3B側に
は、第2メカニカルシール1Bが設けられている。この
第2メカニカルシール1Bも、第2静止用密封環10B
と回転用密封環2の他方の第2シール面3Bとにより構
成されている。環状体を成す第2静止用密封環10B
は、第1静止用密封環10Aとほぼ同様な形状に形成さ
れている。そして、第2静止用密封環10Bも摺動面が
ハウジング60に於ける第2保持部65の嵌合面に移動
自在に保持されていると共に、第1静止用密封環10A
と同様にコイルばね14により押圧されている。その他
の構成もほぼ第1静止用密封環10Aと同様である。こ
の第1静止用密封環10Aと第2静止用密封環10Bが
ほぼ同様に構成されているために、部品構成が容易であ
り、組み立てが容易であるから、メカニカルシール装置
1が安価にすることができる。A second mechanical seal 1B is provided on the second seal surface 3B side of the rotary seal ring 2. This second mechanical seal 1B is also the second stationary seal ring 10B.
And the other second sealing surface 3B of the rotary seal ring 2. Second stationary seal ring 10B forming an annular body
Is formed in a shape substantially similar to that of the first stationary seal ring 10A. The sliding surface of the second stationary sealing ring 10B is movably held by the fitting surface of the second holding portion 65 of the housing 60, and the first stationary sealing ring 10A is also provided.
It is pressed by the coil spring 14 similarly to. Other configurations are almost the same as those of the first stationary seal ring 10A. Since the first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B have substantially the same structure, the component structure is easy and the assembly is easy, so that the mechanical seal device 1 is inexpensive. You can
【0029】このように構成されたメカニカルシール装
置1は、ハウジング60の流体室62内に配置されて機
器内Hの被密封流体をシールする。同時に、メカニカル
シール装置1を冷却するとと共に、接合するシール面の
密封能力を補助するために流体の流入・流出通路がハウ
ジング60の流体室62に連通した状態に設けられてい
る。具体的には、ハウジング60の第1メカニカルシー
ル1A側に第1流入通路70が設けられており、この第
1流入通路70に流入した流体は、第1メカニカルシー
ル1Aを冷却しながら、回転用密封環2の外方に設けら
れた流出通路75から流出する。同様に、ハウジング6
0の第2メカニカルシール1B側にも第2流入通路71
が設けられており、この第2流入通路71から流入した
流体は、第2メカニカルシール1Bを同様に冷却しなが
ら、流出通路75を通過して流出する。The mechanical seal device 1 thus constructed is arranged in the fluid chamber 62 of the housing 60 and seals the sealed fluid in the apparatus H. At the same time, the mechanical seal device 1 is cooled, and fluid inflow / outflow passages are provided so as to communicate with the fluid chamber 62 of the housing 60 in order to assist the sealing ability of the sealing surfaces to be joined. Specifically, the first inflow passage 70 is provided on the first mechanical seal 1A side of the housing 60, and the fluid that has flowed into the first inflow passage 70 cools the first mechanical seal 1A while rotating. It flows out from an outflow passage 75 provided outside the sealing ring 2. Similarly, housing 6
No. 0 second mechanical seal 1B side also has a second inflow passage 71
The fluid flowing in from the second inflow passage 71 flows out through the outflow passage 75 while cooling the second mechanical seal 1B in the same manner.
【0030】更に、ハウジング60の流体室62に流体
を介在することにより機器内Hの被密封流体を効果的に
シールすることが可能になる。特に、流体室の圧力を被
密封流体の圧力よりも少しでも大きくすれば、この圧力
によりメカニカルシール装置1と協動して効果的に被密
封流体をシールすることが可能になる。又、メカニカル
シール装置1がボイラ用ポンプなどに用いられて被密封
流体が高温である場合にも流体室62に清水を流すこと
によりメカニカルシール装置1を冷却するとともに、流
体室の流体によりメカニカルシール装置1と協動して被
密封流体を効果的にシールすることが可能になる。Further, by interposing a fluid in the fluid chamber 62 of the housing 60, it becomes possible to effectively seal the sealed fluid in the equipment H. In particular, if the pressure in the fluid chamber is set to be slightly higher than the pressure of the sealed fluid, this pressure can cooperate with the mechanical seal device 1 to effectively seal the sealed fluid. Further, even when the mechanical seal device 1 is used in a boiler pump or the like and the fluid to be sealed is at high temperature, the mechanical seal device 1 is cooled by flowing fresh water into the fluid chamber 62, and the mechanical seal is generated by the fluid in the fluid chamber. In cooperation with the device 1, it is possible to effectively seal the fluid to be sealed.
【0031】図2は本発明の第2実施の形態のメカニカ
ルシール装置1を示すものである。このメカニカルシー
ル装置1をロータリージョイントの一箇所に取り付けた
断面図を示すものであるが、図示省略のメカニカルシー
ル装置1は回転軸50に軸方向へ並列に複数個が配置さ
れているものである。FIG. 2 shows a mechanical seal device 1 according to a second embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view showing the mechanical seal device 1 attached to one location of a rotary joint, but a plurality of mechanical seal devices 1 (not shown) are arranged in parallel to the rotary shaft 50 in the axial direction. .
【0032】図2に於いて、図示省略されているが、ロ
ータリージョイントBに流体を供給する流体供給装置と
して研磨液供給装置と、純水供給装置と、真空装置とが
配置されている。これらの研磨液供給装置、純水供給装
置及び真空装置から流体を供給できるように、第1の配
管がロータリージョイントBの流入通路41に連通して
いる。そして、これらの装置から供給された流体は、ロ
ータリージョイントBの流入通路41に流入して回転軸
50の第1流体通路59に至り、この第1流体通路59
から図示省略の研磨装置へ供給される。又、純水供給装
置からは、第2の配管を介してロータリージョイントB
の第2供給通路42Bへ連通し、純水供給装置から流入
する純水により第2メカニカルシール1Bの摺動するシ
ール面3B、11Bが冷却される。更に、第1メカニカ
ルシール1Aも第1供給通路42Aから供給される純水
により同様にして冷却される。Although not shown in FIG. 2, a polishing liquid supply device, a pure water supply device, and a vacuum device are arranged as fluid supply devices for supplying fluid to the rotary joint B. The first pipe communicates with the inflow passage 41 of the rotary joint B so that the fluid can be supplied from these polishing liquid supply device, pure water supply device, and vacuum device. Then, the fluid supplied from these devices flows into the inflow passage 41 of the rotary joint B and reaches the first fluid passage 59 of the rotary shaft 50, and the first fluid passage 59.
Is supplied to a polishing device (not shown). Further, from the pure water supply device, the rotary joint B is connected through the second pipe.
Of the second mechanical seal 1B, the sliding seal surfaces 3B and 11B of the second mechanical seal 1B are cooled by the pure water flowing from the pure water supply device. Further, the first mechanical seal 1A is similarly cooled by the pure water supplied from the first supply passage 42A.
【0033】このロータリージョイントBは、ハウジン
グ60の内周面に流体室62を設けている。このハウジ
ング60の内周面内に回転可能且つ軸方向の相対移動が
阻止された状態に配置されて外周面56を設けた回転軸
50とが嵌合している。このハウジング60の内周面と
回転軸50の外周面56との間の流体室62に軸方向
(鉛直方向)一対のメカニカルシール1A、1Bが配置
されてメカニカルシール装置1を構成している。In this rotary joint B, a fluid chamber 62 is provided on the inner peripheral surface of the housing 60. The inner peripheral surface of the housing 60 is fitted to the rotary shaft 50 which is arranged so as to be rotatable and whose relative movement in the axial direction is blocked and provided with the outer peripheral surface 56. A pair of mechanical seals 1A and 1B in the axial direction (vertical direction) are arranged in a fluid chamber 62 between the inner peripheral surface of the housing 60 and the outer peripheral surface 56 of the rotary shaft 50 to form the mechanical seal device 1.
【0034】この回転軸50には第1流体通路59が軸
方向と径方向に断面L型に形成されている。又、回転軸
50にはスリーブ52が嵌着して固定されている。この
スリーブ52の内周面には環状溝が2個形成されてお
り、その環状溝の両側にはそれぞれOリングが設けられ
て環状溝を流れる流体をシールする。スリーブ52の外
周面には回転用密封環2が嵌着している。この回転用密
封環2には、両側面に第1シール面3Aと第2シール面
3Bが設けられている。又、回転用密封環2の径方向に
第2流体通路7と第2係合孔4がそれぞれ貫通状態に設
けられている。そして、回転用密封環2がスリーブ52
に嵌合した間の第2流体通路7と第2係合孔4の軸方向
両側にはOリングが取り付けられて第2流体通路7と第
1係合孔53からの流体が回転用密封環2とスリーブ5
2の嵌合間から漏洩するのをシールする。なお、回転用
密封環2の材質は、図1に示す回転用密封環2と同様で
ある。A first fluid passage 59 is formed in the rotary shaft 50 so as to have an L-shaped cross section in the axial and radial directions. A sleeve 52 is fitted and fixed to the rotary shaft 50. Two annular grooves are formed on the inner peripheral surface of the sleeve 52, and O-rings are provided on both sides of the annular groove to seal the fluid flowing through the annular groove. The rotary seal ring 2 is fitted on the outer peripheral surface of the sleeve 52. The rotary seal ring 2 is provided with a first seal surface 3A and a second seal surface 3B on both side surfaces. Further, a second fluid passage 7 and a second engagement hole 4 are provided in a penetrating state in the radial direction of the rotary seal ring 2. The rotary seal ring 2 is attached to the sleeve 52.
O-rings are attached to both sides of the second fluid passage 7 and the second engagement hole 4 in the axial direction while they are fitted to each other so that the fluids from the second fluid passage 7 and the first engagement hole 53 are sealed by the rotary seal ring. 2 and sleeve 5
Seals from leaking between two mating parts. The material of the rotary seal ring 2 is the same as that of the rotary seal ring 2 shown in FIG.
【0035】この回転用密封環2は、ドライブピン6に
よりスリーブ52と一体に連結されている。ドライブピ
ン6の頭部6Aは回転軸50とスリーブ52の環状溝の
底面との間で保持されて、ドライブピン6が抜け出すの
を防止している。又、ドライブピン6のピン部6Bはス
リーブ52の第1係合孔53と回転用密封環2の第2係
合孔4に貫通状態に嵌着している。そして、回転用密封
環2は回転軸50と一体に回動する。このドライブピン
6は、図1に示すものとほぼ同様に構成されている。こ
のドライブピン6は回転用密封環2の径の大きさに応じ
て周方向に複数設けられて回転用密封環2を周方向に対
して強く保持する。同時に、回転用密封環2を変形させ
ないように第2係合孔4に嵌合して保持している。又、
ドライブピン6は、強度を向上させるために、熱処理し
てある。このために、ドライブピン6は小径に形成でき
るとともに、回転用密封環2も軸方向幅が小さく形成し
て小形に構成されている。The rotary seal ring 2 is integrally connected to the sleeve 52 by a drive pin 6. The head 6A of the drive pin 6 is held between the rotary shaft 50 and the bottom surface of the annular groove of the sleeve 52 to prevent the drive pin 6 from coming out. The pin portion 6B of the drive pin 6 is fitted in the first engaging hole 53 of the sleeve 52 and the second engaging hole 4 of the rotary seal ring 2 in a penetrating state. Then, the rotary seal ring 2 rotates integrally with the rotary shaft 50. The drive pin 6 has a structure similar to that shown in FIG. A plurality of drive pins 6 are provided in the circumferential direction according to the diameter of the rotary seal ring 2 to strongly hold the rotary seal ring 2 in the circumferential direction. At the same time, the rotary seal ring 2 is fitted and held in the second engagement hole 4 so as not to be deformed. or,
The drive pin 6 is heat-treated to improve its strength. For this reason, the drive pin 6 can be formed to have a small diameter, and the rotary seal ring 2 is also formed to have a small axial width to be small in size.
【0036】回転用密封環2の第1シール面3A側には
第1シール面3Aと密接する第1相対シール面11Aを
設けた第1静止用密封環10Aが配置されている。又、
第2シール面3B側には、第2シール面3Bと密接する
第2相対シール面11Bを設けた第2静止用密封環10
Bが配置されている。この第1静止用密封環10Aと第
2静止用密封環10Bは、外周面がOリングに圧接され
るテーパ面16に形成されているとともに、内周面17
がスリーブ52に対して間隙Kが形成されている。この
間隙Kには、冷水が流入できるように構成されて第2シ
ール面3Bの摺動面を冷却する。そして、第1静止用密
封環10Aと第2静止用密封環10Bとは、ほぼ同一形
状に形成されているので、対称に配置することができ
る。このために、静止用密封環10は加工が容易にでき
るとともに、部品点数を低減できる。更に、組み立てが
容易になる。そして、全体がコンパクトになるので、ロ
ータリージョイントBも小型に形成することができる。
その結果、全体のコストを低減することができる。A first stationary seal ring 10A having a first relative seal surface 11A in close contact with the first seal surface 3A is arranged on the first seal surface 3A side of the rotary seal ring 2. or,
The second stationary seal ring 10 is provided with a second relative seal surface 11B that is in close contact with the second seal surface 3B on the second seal surface 3B side.
B is arranged. The first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B are formed on the tapered surface 16 whose outer peripheral surface is in pressure contact with the O-ring, and the inner peripheral surface 17 thereof.
A gap K is formed with respect to the sleeve 52. Cold water is allowed to flow into the gap K to cool the sliding surface of the second seal surface 3B. Since the first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B are formed in substantially the same shape, they can be arranged symmetrically. Therefore, the stationary seal ring 10 can be easily processed and the number of parts can be reduced. Furthermore, the assembly is easy. Since the whole is compact, the rotary joint B can also be made small.
As a result, the overall cost can be reduced.
【0037】第1静止用密封環10Aと第2静止用密封
環10Bには、外周面にテーパ面16が形成されている
とともに、このテーパ面16に対向するハウジング60
にもテーパ面18が形成されている。このテーパ面1
6、18間は、第1静止用密封環10Aと第2静止用密
封環10Bの中央に向かって間隔を狭めるように構成さ
れており、第1Oリング15Aにより第1静止用密封環
10Aの第1相対シール面11Aが弾性的に第1シール
面3Aへ圧接されている。又、第2Oリング15Bによ
り第2静止用密封環10Bの第2相対シール面11Bが
弾性的に第2シール面3Bへ圧接されている。そして、
各Oリング15により静止用密封環10とハウジング6
0とのテーパ面16、18間をシールするとともに、各
静止用密封環10を互いに対向する方向へ弾性的に押圧
する。このために、静止用密封環10を押圧するコイル
ばねは必要としないので部品点数を低減することができ
る。又、スラリーを含む流体を問題なくシールすること
が可能になる。The first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B are provided with a tapered surface 16 on their outer peripheral surfaces, and the housing 60 facing the tapered surface 16 is formed.
Also, a tapered surface 18 is formed. This taper surface 1
The space between 6 and 18 is configured to be narrowed toward the center of the first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B, and the first O-ring 15A serves to reduce the gap between the first stationary seal ring 10A and the first stationary seal ring 10A. The first relative seal surface 11A is elastically pressed against the first seal surface 3A. Further, the second O-ring 15B elastically presses the second relative sealing surface 11B of the second stationary sealing ring 10B against the second sealing surface 3B. And
Each O-ring 15 allows the stationary seal ring 10 and the housing 6
While sealing between the taper surfaces 16 and 18 with 0, each stationary seal ring 10 is elastically pressed in a direction opposite to each other. For this reason, a coil spring for pressing the stationary seal ring 10 is not required, so that the number of parts can be reduced. Further, it becomes possible to seal the fluid containing the slurry without any problem.
【0038】このように構成されたメカニカルシール装
置1は、流入通路41から供給された研磨剤等を含む液
体、更に、断続して気体、真空状態になるのをシールす
る。そして、回転用密封環2は、回転軸50と一体に回
動するスリーブ52に固定されたドライブピン6のピン
部6Bに第2係合孔4が嵌合するので、回転用密封環2
には何らの外圧を受けることなく自由状態に保持するこ
とが可能になる。しかも、回転中でも周方向にのみドラ
イブピン6からの力を受けるので、回転用密封環2にひ
ずみを生じることはない。そして、回転用密封環2は、
両側面から第1静止用密封環10Aと第2静止用密封環
10Bによりほぼ同一の力で圧接されることになる。こ
のため、回転用密封環2の第1シール面3Aに対して第
1相対シール面11Aが、又第2シール面3Bに対して
第1相対シール面11Bが密接することが可能になる。The mechanical seal device 1 constructed as described above seals the liquid supplied from the inflow passage 41 and containing the abrasive and the like, and the intermittent gas and vacuum state. The second sealing hole 2 of the rotary seal ring 2 fits into the pin portion 6B of the drive pin 6 fixed to the sleeve 52 that rotates integrally with the rotary shaft 50.
It is possible to maintain the free state without receiving any external pressure. In addition, since the force from the drive pin 6 is received only in the circumferential direction even during the rotation, the rotating sealing ring 2 is not distorted. And the rotary seal ring 2 is
The first stationary seal ring 10A and the second stationary seal ring 10B are pressed against each other from both sides with substantially the same force. Therefore, the first relative seal surface 11A can come into close contact with the first seal surface 3A and the first relative seal surface 11B can come into close contact with the second seal surface 3B of the rotary seal ring 2.
【0039】又、回転用密封環2はドライブピン6のみ
で固定されるから軸方向にも径方向にも小型に形成する
ことができる。更に、静止用密封環10は、回転用密封
環2が小型にできるので、その組み合わせとの関係で小
型に形成することができる。しかも、静止用密封環10
は左右対称に構成できるから、1部品ですみ、部品点数
が低減されて量産効果を発揮する。Further, since the rotary seal ring 2 is fixed only by the drive pin 6, the rotary seal ring 2 can be made compact both in the axial direction and in the radial direction. Furthermore, since the stationary seal ring 10 can be made smaller in size than the rotary seal ring 2, it can be made compact in relation to the combination thereof. Moreover, the stationary seal ring 10
Since it can be configured symmetrically, it requires only one part, and the number of parts is reduced, resulting in mass production.
【0040】図3は、本発明の第3実施の形態のメカニ
カルシール装置1である。図3のメカニカルシール装置
1は、図1のメカニカルシール装置1とほぼ同一構成で
ある。相違する点は、ドライブピン6に頭部6Aがな
く、ピン部6Bのみに形成したものである。そして、ド
ライブピン6を係合孔4、53に嵌合して回転軸50と
回転用密封環2の外周面に嵌合した補強リング5との間
で保持し、回転用密封環2から抜け出さないようにした
ものである。この補強リング5は、回転用密封環2を外
周側から補強するので、セラミックでも、カーボンでも
どのような材質でも摺動材料として優れたものであれば
利用することが可能になる。FIG. 3 shows a mechanical seal device 1 according to a third embodiment of the present invention. The mechanical seal device 1 of FIG. 3 has almost the same configuration as the mechanical seal device 1 of FIG. The difference is that the drive pin 6 has no head portion 6A and is formed only on the pin portion 6B. Then, the drive pin 6 is fitted into the engagement holes 4 and 53, held between the rotary shaft 50 and the reinforcing ring 5 fitted to the outer peripheral surface of the rotary seal ring 2, and is pulled out from the rotary seal ring 2. It was designed so that it would not exist. Since the reinforcing ring 5 reinforces the rotary seal ring 2 from the outer peripheral side, any material such as ceramic, carbon, or any material that is excellent as a sliding material can be used.
【0041】図4は、本発明の第4実施の形態を示すメ
カニカルシール装置1である。図4のメカニカルシール
装置1の構成は図2とほぼ同一である。図2のメカニカ
ルシール装置1と相違する点は、ドライブピン6は円柱
状の頭部6Aに形成されているとともに、ピン部6Bは
ピンの外周面にゴム管が1体に結合されている。 そし
て、頭部6Aがスリーブ52の第1係合孔53に嵌合す
るとともに、ピン部6Bが回転用密封環2の第2係合孔
4に嵌合させている。このドライブピン6は頭部6Aが
第2係合孔4の径よりも大きく構成されているから、回
転用密封環2からドライブピン6が抜け出すことがな
い。そして、ゴム管を設けたピン部6Bにより回転用密
封環2が保持されているから、シール面3A、3Bを相
対シール面11A、11Bに対して微少に弾性変形可能
に保持することが可能になる。FIG. 4 shows a mechanical seal device 1 showing a fourth embodiment of the present invention. The structure of the mechanical seal device 1 of FIG. 4 is almost the same as that of FIG. 2 is different from the mechanical seal device 1 shown in FIG. 2 in that the drive pin 6 is formed on a cylindrical head portion 6A, and the pin portion 6B has a rubber tube integrally joined to the outer peripheral surface of the pin. The head portion 6A is fitted in the first engagement hole 53 of the sleeve 52, and the pin portion 6B is fitted in the second engagement hole 4 of the rotary seal ring 2. Since the head portion 6A of the drive pin 6 is formed larger than the diameter of the second engagement hole 4, the drive pin 6 does not come out of the rotary seal ring 2. Since the rotary seal ring 2 is held by the pin portion 6B provided with the rubber tube, it is possible to hold the seal surfaces 3A and 3B so as to be slightly elastically deformable with respect to the relative seal surfaces 11A and 11B. Become.
【0042】[0042]
【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、以下のような優れた効果を奏する。The mechanical seal device according to the present invention has the following excellent effects.
【0043】請求項1の発明に係るメカニカルシール装
置によれば、回転用密封環がドライブピンにより係合孔
を介して簡単に回転軸に取り付けることが可能になる。
しかも、回転用密封環はドライブピンと係合孔で嵌合し
て保持されているので、シール面は取り付け状態により
外圧を受けないからシール面の平面度を維持して相対シ
ール面と密接し、シール能力を発揮するとともに、偏摩
耗を防止する効果を奏する。更に、回転用密封環は、ド
ライブピンのみで保持されているから径方向にも軸方向
にも任意寸法に形成することが可能になり、メカニカル
シールの全体の小型化を可能にする。又、回転用密封環
には係合孔等の貫通孔が設けられているから、係合孔に
流体が介在し、回転用密封環を冷却して回転用密封環の
シール面の熱変形を防止する効果を奏する。According to the mechanical seal device of the invention of claim 1, the rotary seal ring can be easily attached to the rotary shaft by the drive pin through the engaging hole.
Moreover, since the rotary seal ring is fitted and held in the drive pin by the engagement hole, the seal surface does not receive external pressure due to the mounting state, so the flatness of the seal surface is maintained and the seal surface is in close contact with the relative seal surface. It exerts the effect of preventing uneven wear while exhibiting the sealing ability. Further, since the rotary seal ring is held only by the drive pin, the rotary seal ring can be formed in an arbitrary size both in the radial direction and the axial direction, and the mechanical seal can be downsized as a whole. Further, since the rotating seal ring is provided with through holes such as engaging holes, fluid is present in the engaging holes to cool the rotating seal ring to prevent thermal deformation of the sealing surface of the rotating seal ring. Has the effect of preventing.
【0044】請求項2の発明に係るメカニカルシール装
置によれば、ドライブピンの頭部がピン部より大きく形
成されて回転用密封環と回転軸との間で抜け止めの係止
手段に構成されているから、スリーブを回転軸に挿入す
る前にドライブピンを係合孔に嵌合してスリーブを回転
軸に挿入すると回転軸とスリーブとの間でドライブピン
の頭部が抜け止めに保持される。このため、回転用密封
環の組立を極めて簡単にする効果を奏する。そして、回
転用密封環は係合孔を介してドライブピンにより回転軸
と一体に回転するように保持されるとともに、シール面
が固定用密封環の相対シール面と同一平面で密接するよ
うに対応状態に保持される効果を奏する。しかも、スリ
ーブを回転軸から抜き取れば、ドライブピンは簡単に回
転用密封環から離脱するから回転用密封環を新しい回転
用密封環と交換することが可能になる。そして、ドライ
ブピンを小さくすれば、回転用密封環も小さくできる関
係にあるから、回転用密封環を小型に構成することが可
能になるとともに、メカニカルシールも小型にする効果
を奏する。According to another aspect of the mechanical seal device of the present invention, the head portion of the drive pin is formed larger than the pin portion, and the drive pin is configured as a retaining means for preventing slipping between the rotary seal ring and the rotary shaft. Therefore, if the drive pin is fitted into the engaging hole and the sleeve is inserted into the rotary shaft before inserting the sleeve into the rotary shaft, the head of the drive pin is retained by the retainer between the rotary shaft and the sleeve. It Therefore, there is an effect that the assembly of the rotary seal ring is extremely simple. The rotary sealing ring is held by the drive pin through the engagement hole so as to rotate integrally with the rotary shaft, and the sealing surface is in close contact with the relative sealing surface of the stationary sealing ring on the same plane. It has the effect of being held in a state. In addition, if the sleeve is pulled out from the rotary shaft, the drive pin is easily separated from the rotary seal ring, so that the rotary seal ring can be replaced with a new rotary seal ring. Since the rotation seal ring can be made smaller by making the drive pin smaller, the rotation seal ring can be made smaller and the mechanical seal can be made smaller.
【0045】請求項3の発明に係るメカニカルシール装
置によれば、回転用密封環の外周に嵌合する補強リング
により回転用密封環を補強することができるので、セラ
ミックなどの割れやすい反面、耐摩耗性や耐熱性のある
材質を用いることが可能になる効果を奏する。そして、
ドライブピンを係合孔に嵌合すれば、ドライブピンは一
端が回転軸と補強リングとの間で抜け止めに保持される
から、ドライブピンにより回転用密封環は回転軸と一体
に回転するように保持される効果を奏する。このドライ
ブピンは円柱ピンであるから、小径にすれば、回転用密
封環は小型化が可能になる。しかも、回転用密封環の取
り付けは、ドライブピンを係合孔に差し込み、スリーブ
を回転軸に挿入すると回転用密封環の組み立て完了する
から、その組み立ては極めて簡単になる効果を奏する。According to the mechanical seal device of the third aspect of the present invention, since the rotary seal ring can be reinforced by the reinforcing ring fitted to the outer periphery of the rotary seal ring, it is easily cracked by ceramics or the like, but is resistant. It is possible to use a material having wear resistance and heat resistance. And
When the drive pin is fitted into the engagement hole, the drive pin is retained at one end between the rotary shaft and the reinforcing ring so that the drive pin rotates the rotary seal ring together with the rotary shaft. Has the effect of being retained by. Since the drive pin is a cylindrical pin, the rotation sealing ring can be downsized by reducing the diameter. In addition, when mounting the rotary seal ring, the drive pin is inserted into the engagement hole and the sleeve is inserted into the rotary shaft, so that the assembly of the rotary seal ring is completed.
【図1】本発明に係る第1実施の形態のメカニカルシー
ル装置の半断面図である。FIG. 1 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係る第2実施の形態のメカニカルシー
ル装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a mechanical seal device according to a second embodiment of the invention.
【図3】本発明に係る第3実施の形態のメカニカルシー
ル装置の半断面図である。FIG. 3 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明に係る第4実施の形態のメカニカルシー
ル装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a mechanical seal device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】従来例のメカニカルシール装置の半断面図であ
る。FIG. 5 is a half cross-sectional view of a conventional mechanical seal device.
【図6】図5の回転用密封環の半断面図である。6 is a half sectional view of the rotary seal ring of FIG.
【図7】他の従来例のロータリジョイントの断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view of another conventional rotary joint.
1 メカニカルシール装置 1A 第1メカニカルシール 1B 第2メカニカルシール 2 回転用密封環 3 シール面 3A 第1シール面 3B 第2シール面 4 第2係合孔 5 補強リング 6 ドライブピン 6A 頭部 6B ピン部 7 第2流体通路 10 静止用密封環 11 相対シール面 11A 第1相対シール面 11B 第2相対シール面 12 Oリング 13 凹部 14 コイルばね 15A 第1Oリング 15B 第2Oリング 16 テーパ面 17 内周面 18 テーパ面 41 流入通路 42A 第1供給通路 42B 第2供給通路 50 回転軸 51 キー 52 スリーブ 53 第1係合孔 53A ざぐり穴 54 環状溝 55 Oリング 56 外周面 57 環状溝 58 Oリング 59 第1流体通路 60 ハウジング 61 第1保持部 62 流体室 63 止めピン 70 第1流入通路 71 第2流入通路 75 流出通路 H 機器内 1 Mechanical seal device 1A 1st mechanical seal 1B 2nd mechanical seal 2 rotation seal ring 3 Sealing surface 3A 1st sealing surface 3B Second sealing surface 4 Second engagement hole 5 Reinforcement ring 6 drive pins 6A head 6B pin part 7 Second fluid passage 10 Stationary sealed ring 11 Relative sealing surface 11A 1st relative sealing surface 11B Second relative sealing surface 12 O-ring 13 recess 14 coil spring 15A 1st O-ring 15B 2nd O-ring 16 Tapered surface 17 Inner surface 18 Tapered surface 41 Inflow passage 42A First supply passage 42B Second supply passage 50 rotation axis 51 key 52 Sleeve 53 First engagement hole 53A counterbore 54 annular groove 55 O-ring 56 outer peripheral surface 57 annular groove 58 O-ring 59 First fluid passage 60 housing 61 First holding unit 62 Fluid chamber 63 stop pin 70 First inflow passage 71 Second inflow passage 75 Outflow passage H inside equipment
Claims (3)
ルするメカニカルシール装置であって、前記回転軸に嵌
着するスリーブと、前記スリーブに嵌合して側面にシー
ル面を有する回転用密封環と、前記回転用密封環のシー
ル面に密接する相対シール面を有して前記シールハウジ
ングに弾発に保持された静止用密封環とを具備し、前記
回転用密封環と前記スリーブとには互いに嵌合する面に
互いに貫通する係合孔を有し、前記両係合孔に嵌合する
ピン部を有すると共に前記係合孔から抜け防止の係止手
段に保持されているドライブピン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 for sealing between a rotary shaft and a seal housing, comprising: a sleeve fitted to the rotary shaft; and a rotary seal ring fitted to the sleeve and having a sealing surface on a side surface. And a stationary seal ring elastically held in the seal housing with a relative seal surface that is in close contact with the seal surface of the rotary seal ring, wherein the rotary seal ring and the sleeve are It has engaging holes penetrating each other on the surfaces to be fitted with each other, has a pin portion that fits into both of the engaging holes, and has a drive pin held by locking means for preventing coming out from the engaging holes. Mechanical seal device characterized by
部を有して前記頭部が前記回転軸と前記スリーブとの間
で抜け止めに保持されていることを特徴とする請求項1
に記載のメカニカルシール装置。2. The locking means has a head portion thicker than a pin portion at one end, and the head portion is retained by a retaining member between the rotary shaft and the sleeve. 1
Mechanical seal device described in.
に嵌着する補強リングと前記回転軸により前記ドライブ
ピンの両端部が抜け防止に保持されていることを特徴と
する請求項1に記載のメカニカルシール装置。3. The both ends of the drive pin are retained by the locking means by a reinforcing ring fitted to the outer periphery of the rotary sealing ring and the rotary shaft so as to prevent the drive pin from coming off. Mechanical seal device described in.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011040163A1 (en) | 2009-10-02 | 2011-04-07 | イーグル工業株式会社 | Mechanical seal device |
CN105090518A (en) * | 2015-09-14 | 2015-11-25 | 成都赛乐化新机电有限公司 | Corrugated pipe type dry gas seal device and seal method |
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- 2001-09-25 JP JP2001291834A patent/JP3978324B2/en not_active Expired - Lifetime
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