JP2005220832A - Plunger type compressor sealing device - Google Patents

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治充 柳川
Tadashi Enomoto
忠司 榎本
Yusuke Ikuno
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plunger type compressor sealing device having improved sealing performance by increasing the pressure resistance and durability. <P>SOLUTION: The sealing device comprises a plurality of packing seals 3, 4 laminated on a plunger 1 in its axial direction, a U-packing seal 3 formed of hydrogenated nitrile rubber and arranged at the end on the high pressure side, and a plurality of V-packing seals 4 formed of an aromatic polyester heat resistant resin and arranged on the low pressure side of the U-packing seal 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プランジャ型圧縮機のシール装置に関し、特に、耐圧力と耐久性を高めてシール性を向上させることができるプランジャ型圧縮機のシール装置に関するものである。   The present invention relates to a sealing device for a plunger type compressor, and more particularly to a sealing device for a plunger type compressor that can improve pressure resistance and durability to improve sealing performance.

シリンダブロックに形成されたシリンダと、該シリンダ内で往復動するプランジャとを備えたプランジャ型の圧縮機では、シリンダとプランジャとの間の摺動部にパッキンが介装されており、該パッキンが被圧縮流体が摺動部から漏洩するのを阻止し、圧縮機の圧縮率を保持している。   In a plunger type compressor having a cylinder formed in a cylinder block and a plunger that reciprocates within the cylinder, a packing is interposed in a sliding portion between the cylinder and the plunger, and the packing is The fluid to be compressed is prevented from leaking from the sliding portion, and the compression rate of the compressor is maintained.

このようなプランジャ型圧縮機のシール装置は、例えば、乳化装置として知られるホモゲナイザーでは、図２（ｂ）に示すように、ＮＢＲ材からなるＹ形状のＵパッキン９の低圧側にバックアップリング１０を配設したものが知られている。   For example, in a homogenizer known as an emulsifying device, such a plunger type compressor sealing device has a backup ring 10 on the low pressure side of a Y-shaped U-packing 9 made of NBR material, as shown in FIG. An arrangement is known.

この従来のプランジャ型圧縮機のシール装置は、シリンダ内の圧力を受けてＵパッキンが変形してシール性を高めるとともに、この変形による隙間への食い込みをバックアップリングにより防止するようにしているが、パッキンを単独で用いることから耐圧力と耐久性に限界があるという問題があった。   In this conventional plunger-type compressor sealing device, the U-packing is deformed by the pressure in the cylinder to improve the sealing performance, and the back-up ring prevents biting into the gap due to this deformation. Since the packing is used alone, there is a problem in that pressure resistance and durability are limited.

本発明は、上記従来のプランジャ型圧縮機のシール装置が有する問題点に鑑み、耐圧力と耐久性を高めてシール性を向上させることができるプランジャ型圧縮機のシール装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional plunger-type compressor sealing device, and provides a plunger-type compressor sealing device capable of improving pressure resistance and durability and improving sealing performance. And

上記目的を達成するため、本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置は、プランジャとシリンダの摺動部にパッキンを介装したプランジャ型圧縮機のシール装置において、複数のパッキンをプランジャの軸方向に積層し、高圧側の端部に水素化ニトリルゴムからなるＵパッキンを配設するとともに、該Ｕパッキンの低圧側に芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂からなる複数のＶパッキンを配設したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a sealing device for a plunger type compressor of the present invention is a sealing device for a plunger type compressor in which a packing is interposed between sliding portions of a plunger and a cylinder, and a plurality of packings are arranged in the axial direction of the plunger. It is laminated, and a U-packing made of hydrogenated nitrile rubber is arranged at the end of the high-pressure side, and a plurality of V-packings made of an aromatic polyester heat-resistant resin are arranged on the low-pressure side of the U-packing. And

この場合において、前記Ｕパッキンの底部に凸条を形成し、隣接するＶパッキンの凹溝に嵌合することができる。   In this case, a ridge can be formed at the bottom of the U-packing and can be fitted into the groove of the adjacent V-packing.

また、プランジャの表面に、クロムカーバイトとニッケルクロムの混合粒子による皮膜を形成することができる。   In addition, a film made of mixed particles of chromium carbide and nickel chromium can be formed on the surface of the plunger.

本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置によれば、複数のパッキンをプランジャの軸方向に積層し、高圧側の端部に水素化ニトリルゴムからなるＵパッキンを配設するとともに、該Ｕパッキンの低圧側に芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂からなる複数のＶパッキンを配設することから、耐圧力と耐熱温度に優れるＵパッキンと、該Ｕパッキンのバックアップリングとしても機能するＶパッキンとにより、プランジャのシール性を大きく向上させることができる。   According to the plunger-type compressor sealing device of the present invention, a plurality of packings are stacked in the axial direction of the plunger, and a U-packing made of hydrogenated nitrile rubber is disposed at an end on the high-pressure side. Plural V packings made of aromatic polyester-based heat-resistant resin are arranged on the low-pressure side, so the plunger is composed of U packing that excels in pressure resistance and heat resistance and V packing that also functions as a backup ring for the U packing. The sealing performance can be greatly improved.

この場合、前記Ｕパッキンの底部に凸条を形成し、隣接するＶパッキンの凹溝に嵌合することにより、Ｖパッキンと隣接するＵパッキンを一体化し、相互に安定した機能を発揮させることができる。   In this case, by forming a ridge on the bottom of the U-packing and fitting it into the groove of the adjacent V-packing, the V-packing and the adjacent U-packing can be integrated to exhibit a mutually stable function. it can.

また、プランジャの表面に、クロムカーバイトとニッケルクロムの混合粒子による皮膜を形成することにより、プランジャの表面に高温での耐摩耗性を付与し、パッキンとの摺動に対する耐久性を高めることができる。   In addition, by forming a coating of mixed particles of chrome carbide and nickel chrome on the plunger surface, the plunger surface is given high-temperature wear resistance, and the durability against sliding with the packing can be improved. it can.

以下、本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of a sealing device for a plunger compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１〜図３に、本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置の一実施例を示す。
このシール装置は、ホモゲナイザーのプランジャ１とシリンダ２の摺動部にパッキンを介装するもので、複数のパッキン３、４をプランジャ１の軸方向に積層し、高圧側の端部に水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）からなるＵパッキン３を配設するとともに、該Ｕパッキン３の低圧側に芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂からなる複数のＶパッキン４を配設している。 1 to 3 show an embodiment of a sealing device for a plunger type compressor of the present invention.
This sealing device has packings interposed between the sliding portions of the plunger 1 and the cylinder 2 of the homogenizer. A plurality of packings 3 and 4 are stacked in the axial direction of the plunger 1, and a hydrogenated nitrile is attached to the end portion on the high pressure side. A U-packing 3 made of rubber (HNBR) is arranged, and a plurality of V-packings 4 made of an aromatic polyester heat-resistant resin are arranged on the low-pressure side of the U-packing 3.

ホモゲナイザーは、プランジャポンプと均質バルブの組合せ機構により、流体分子間に剪断や激突、キャビテーション等の相乗作用を瞬間的に発生させ、均質な乳化状態を作り、浮遊や沈殿等の液分離を防止する。
このホモゲナイザーは、図３に示すように、モータ等に連結されるクランク軸１１を有し、クランク軸１１には、クランク１２、ピン１３、スライダ１４、連接棒１５、カップリング１６等を介してプランジャ１が連結されている。
プランジャ１は、シリンダブロックに形成されたシリンダ２に往復運動するように摺動可能に嵌挿されており、先端側には圧縮室１７が形成されている。
圧縮室１７には、流体の吸入口１８と吐出口１９が設けられており、吸入口１８には、吸入時に流体を吸入して圧縮時には閉鎖する吸入弁２０が設置されるとともに、吐出口１９には、圧縮時に流体を吐出し吸入時には閉鎖する吐出弁２１が設置されている。 The homogenizer instantly generates a synergistic action such as shear, collision, and cavitation between fluid molecules by the combined mechanism of the plunger pump and the homogeneous valve, creating a homogeneous emulsified state and preventing liquid separation such as floating and sedimentation .
As shown in FIG. 3, the homogenizer has a crankshaft 11 connected to a motor or the like. The crankshaft 11 is connected to a crank 12, a pin 13, a slider 14, a connecting rod 15, a coupling 16, and the like. The plunger 1 is connected.
The plunger 1 is slidably fitted into a cylinder 2 formed in the cylinder block so as to reciprocate, and a compression chamber 17 is formed on the tip side.
The compression chamber 17 is provided with a fluid suction port 18 and a discharge port 19. The suction port 18 is provided with a suction valve 20 that sucks fluid during suction and closes during compression. Is provided with a discharge valve 21 which discharges fluid during compression and closes during suction.

一方、Ｕパッキン３とＶパッキン４はシリンダ２の内周部に形成した凹部５に配設されており、Ｕパッキン３の高圧側に配設した押えスプリング６によりパッキン押え６１を介して低圧側に付勢されている。
Ｕパッキン３は、左右均等のＹ形状の上部を備えるとともに、Ｖパッキン４の上部と嵌合するＶ形状の底部を備えている。この底部の幅方向中央には凸条３１が形成されており、隣接するＶパッキン４の上面に形成した凹溝４１に嵌合されている。
水素化ニトリルゴムからなるこのＵパッキンは、耐熱温度１４０℃、耐圧力が３５ＭＰａであり、耐熱温度９０℃、耐圧力が２５ＭＰａである従来のＵパッキン９に比較し、高い耐熱温度と耐圧力を備えている。 On the other hand, the U packing 3 and the V packing 4 are disposed in a concave portion 5 formed in the inner peripheral portion of the cylinder 2, and the pressure spring 6 disposed on the high pressure side of the U packing 3 is connected to the low pressure side via the packing retainer 61. Is being energized.
The U-packing 3 includes a Y-shaped upper portion that is equal to the left and right sides, and a V-shaped bottom portion that fits into the upper portion of the V-packing 4. A convex strip 31 is formed at the center in the width direction of the bottom portion, and is fitted into a concave groove 41 formed on the upper surface of the adjacent V packing 4.
This U-packing made of hydrogenated nitrile rubber has a heat resistance temperature of 140 ° C. and a pressure resistance of 35 MPa, and has a higher heat resistance temperature and pressure resistance than the conventional U packing 9 with a heat resistance temperature of 90 ° C. and a pressure resistance of 25 MPa. I have.

Ｖパッキン４の低圧側には、スペーサ７を介して第２のＶパッキン４が配設されており、該第２Ｖパッキン４は、別のスペーサ７を介して受け部材８に支持されている。
なお、Ｖパッキン４は、芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂により形成されており、スペーサ７と受け部材８はそれぞれポリエーテル・エーテル・ケトンにより形成されている。 On the low pressure side of the V packing 4, a second V packing 4 is disposed via a spacer 7, and the second V packing 4 is supported by a receiving member 8 via another spacer 7.
The V packing 4 is made of an aromatic polyester heat resistant resin, and the spacer 7 and the receiving member 8 are made of polyether, ether, and ketone, respectively.

また、プランジャ１の表面には、クロムカーバイトとニッケルクロムの混合粒子による皮膜が形成されており、これにより、プランジャ１の表面に高温での耐摩耗性を付与し、パッキンとの摺動に対する耐久性を高めている。
本実施例では、前記混合粒子として、Ｃｒ３Ｃ２と２５ＮｉＣｒの微細粒子を７５：２５の比率で混合し、この微細粒子を溶射することにより、ＳＵＳ６３０の軸材からなるプランジャ１の表面に硬質で高密度な皮膜を形成している。 The surface of the plunger 1 is formed with a coating of mixed particles of chromium carbide and nickel chrome, thereby imparting high temperature wear resistance to the surface of the plunger 1 and against sliding with the packing. Increases durability.
In the present embodiment, Cr 3 C 2 and 25NiCr fine particles are mixed in a ratio of 75:25 as the mixed particles, and the fine particles are sprayed to harden the surface of the plunger 1 made of the shaft material of SUS630. A high-density film is formed.

かくして、本実施例のプランジャ型圧縮機のシール装置は、複数のパッキン３、４をプランジャ１の軸方向に積層し、高圧側の端部に水素化ニトリルゴムからなるＵパッキン３を配設するとともに、該Ｕパッキン３の低圧側に芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂からなる複数のＶパッキン４を配設することから、耐圧力と耐熱温度に優れるＵパッキン３と、該Ｕパッキン３のバックアップリングとしても機能するＶパッキン４とにより、プランジャ１のシール性を大きく向上させることができる。
そして、前記Ｕパッキン３の底部に凸条３１を形成し、隣接するＶパッキン４の凹溝４１に嵌合することにより、Ｖパッキン４と隣接するＵパッキン３を一体化し、相互に安定した機能を発揮させることができる。 Thus, in the sealing device for the plunger type compressor of this embodiment, a plurality of packings 3 and 4 are stacked in the axial direction of the plunger 1, and the U packing 3 made of hydrogenated nitrile rubber is disposed at the high pressure end. In addition, since a plurality of V packings 4 made of aromatic polyester heat resistant resin are disposed on the low pressure side of the U packing 3, the U packing 3 excellent in pressure resistance and heat resistance temperature, and a backup ring of the U packing 3 As a result, the sealing performance of the plunger 1 can be greatly improved.
And the convex 31 is formed in the bottom part of the said U packing 3, and the U packing 3 adjacent to the V packing 4 is integrated by fitting in the concave groove 41 of the adjacent V packing 4, and the function stabilized mutually Can be demonstrated.

以上、本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜構成を変更することができる。   As mentioned above, although the sealing apparatus of the plunger type compressor of this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, In the range which does not deviate from the meaning, it comprises suitably. Can be changed.

本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置は、耐圧力と耐熱温度に優れるＵパッキンと、該Ｕパッキンのバックアップリングとしても機能するＶパッキンとにより、プランジャのシール性を大きく向上させるという特性を有していることから、例えば、ホモゲナイザーのシール装置の用途に好適に用いることができる。   The sealing device of the plunger type compressor of the present invention has a characteristic of greatly improving the sealing performance of the plunger by using a U packing excellent in pressure resistance and heat resistance temperature and a V packing that also functions as a backup ring of the U packing. Therefore, it can be suitably used for, for example, a homogenizer sealing device.

本発明のプランジャ型圧縮機のシール装置の一実施例を示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はプランジャの右側面図である。One Example of the sealing apparatus of the plunger type compressor of this invention is shown, (a) is the sectional drawing, (b) is a right view of a plunger. （ａ）は本発明のパッキンを示す破断図、（ｂ）は従来のパッキンを示す破断図である。(A) is a fracture | rupture figure which shows the packing of this invention, (b) is a fracture | rupture figure which shows the conventional packing. 本発明のシール装置を用いたホモゲナイザーの断面図である。It is sectional drawing of the homogenizer using the sealing device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ プランジャ
２ シリンダ
３ Ｕパッキン
３１ 凸条
４ Ｖパッキン
４１ 凹溝
５ 凹部
６ 押えスプリング
６１ パッキン押え
７ スペーサ
８ 受け部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plunger 2 Cylinder 3 U packing 31 Convex strip 4 V packing 41 Concave groove 5 Concave part 6 Pressing spring 61 Packing presser 7 Spacer 8 Receiving member

Claims (3)

プランジャとシリンダの摺動部にパッキンを介装したプランジャ型圧縮機のシール装置において、複数のパッキンをプランジャの軸方向に積層し、高圧側の端部に水素化ニトリルゴムからなるＵパッキンを配設するとともに、該Ｕパッキンの低圧側に芳香族ポリエステル系耐熱性樹脂からなる複数のＶパッキンを配設したことを特徴とするプランジャ型圧縮機のシール装置。   In a seal device for a plunger-type compressor in which packings are interposed between the plunger and cylinder sliding parts, a plurality of packings are stacked in the axial direction of the plunger, and a U-packing made of hydrogenated nitrile rubber is arranged at the high-pressure end. A plunger-type compressor sealing device characterized in that a plurality of V-packings made of an aromatic polyester heat-resistant resin are disposed on the low-pressure side of the U-packing. 前記Ｕパッキンの底部に凸条を形成し、隣接するＶパッキンの凹溝に嵌合したことを特徴とする請求項１記載のプランジャ型圧縮機のシール装置。   2. A sealing device for a plunger type compressor according to claim 1, wherein a ridge is formed at the bottom of the U-packing and is fitted into a groove in an adjacent V-packing. プランジャの表面に、クロムカーバイトとニッケルクロムの混合粒子による皮膜を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のプランジャ型圧縮機のシール装置。   3. The sealing device for a plunger type compressor according to claim 1, wherein a film made of mixed particles of chromium carbide and nickel chromium is formed on the surface of the plunger.
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