JP2006183609A - Seal means and ejector having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギアポンプやゴム押出機等のような吐出装置において、その回転軸方向への流体の漏洩を防止する複数段のシールリングかなるシール手段及び該シール手段を備えた吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge device such as a gear pump, a rubber extruder, or the like, and to a discharge device including a plurality of stages of seal rings that prevent fluid leakage in the direction of the rotation axis, and a discharge device including the seal device. is there.
未加硫したゴム等のような強粘性の材料を押し出すギアポンプや、押出機の先端に直接ギヤポンプを取り付けてゴム等をギヤポンプで定量吐出してダイスから押し出して成形する押出機においては、ギヤポンプ内に充填されたゴム等の材料が外部に漏れ出さないように、回転軸には各種のシール手段が施されている。
このような、ギヤポンプに用いるシール手段としては、図3に模式的に示すように種々のものが知られている。
即ち、(1)弾性体でできたシールを回転軸の周りに密封状に配置したO−リングを用いるもの(具体例としては、例えば特許文献1参照)、(2)同様にギヤモータに用いた回転軸の周りにオイルシールなどの弾性体を密封状に配置したもの(同、特許文献2参照)、(3)回転軸の周りに非弾性体を密封状に配置し金属の弾性を利用したメタルシール、(4)ラビリンスシール(同、特許文献3参照)等が知られている。
In a gear pump that extrudes a highly viscous material such as unvulcanized rubber or an extruder that directly attaches a gear pump to the tip of the extruder and discharges the rubber with a gear pump and extrudes it from a die. Various kinds of sealing means are applied to the rotating shaft so that a material such as rubber filled in is not leaked to the outside.
As such sealing means used in the gear pump, various types are known as schematically shown in FIG.
That is, (1) using an O-ring in which a seal made of an elastic body is hermetically arranged around a rotating shaft (for example, refer to Patent Document 1), (2) used for a gear motor similarly. An elastic body such as an oil seal is arranged in a sealing manner around the rotation axis (see Patent Document 2), (3) A non-elastic body is arranged in a sealing manner around the rotation axis, and the elasticity of the metal is utilized. Metal seals, (4) labyrinth seals (see Patent Document 3) are known.
しかしながら、これらの従来のシール手段では、未加硫ゴムなどの強粘性流体を、例えばギアポンプで吐出しようとすると、これらのシールと回転軸収容部外壁との間の物理的隙間から、ゴム等の一部が漏れ出すことは避けられず、そのため漏れ出したゴム等でギヤポンプの軸受が破損するという問題がある。 However, in these conventional sealing means, when a highly viscous fluid such as unvulcanized rubber is to be discharged by, for example, a gear pump, a rubber or the like is generated from a physical gap between these seals and the outer wall of the rotary shaft housing portion. It is unavoidable that a part of the gas pump leaks out, so that there is a problem that the gear pump bearing is damaged by the leaked rubber or the like.
そこで、粘性の強いゴム等の搬送装置において、この装置の上から見た縦断面図である図4に示すように、歯車の軸の歯車側軸端部分112a,112bと113a,113bの内部に螺旋状に形成された戻し送り管路120,121,122,123を備え、これにより軸端部部分112a,112b,113a,113bと封隙板103、105の間の間隙内に侵入した加圧ゴム材料を、再び搬送機構102、103の歯車間の作動空域内に送り戻すようにしたものが知られている(特許文献4参照)。
Therefore, in a conveying device such as a highly viscous rubber, as shown in FIG. 4 which is a longitudinal sectional view as viewed from above, the gear side shaft end portions 112a, 112b and 113a, 113b of the gear shaft are disposed inside. There are provided the
この装置では、漏洩したゴムが軸受を損傷することを防止するため、戻し送り管路の送り効率が十分でなく、材料がこの間隙内に侵入した場合には、漏洩したゴム材料を戻し管路120,121,122,123の端部と軸受108,109,110,111との間に形成された収容室114a,114b,114c,115a,115b,115cで捕集して、導出管路116,117から装置外に導出する必要がある。そのため、歯車の回転軸に螺旋状の戻し送り通路や別途前記収容室や収容室から外部への導出管路を設けなければならないため、装置が複雑化しコストも掛かるという問題がある。
本発明は、このような従来のギアポンプ等の吐出装置におけるシール漏れの問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、ギアポンプ等の吐出装置においてゴム材等の加圧流体がシール手段から漏洩するのを完全に防止して、漏洩した前記流体による吐出装置の軸受の破損等を無くすことである。 The present invention has been made to solve the problem of seal leakage in such a conventional discharge device such as a gear pump. The purpose of the present invention is to pressurize a pressurized fluid such as a rubber material in the discharge device such as a gear pump. It is possible to completely prevent leakage from the fluid and to eliminate damage to the bearing of the discharge device due to the leaked fluid.
請求項1の発明は、吐出装置の回転軸方向への流体の漏洩を防止するシール手段であって、前記シール手段は、吐出装置の吐出機構から外側に向かって小径となるよう段差が設けられた回転軸の径に対応した内径を備え、回転軸に対し互いに所定の微小間隔を隔てて配置された複数のシールリングで構成されていることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたシール手段において、前記複数のシールリングは前記回転軸の回りで独立して回転可能に配置されていると共に、前記回転軸の段差側面と所定の微小間隔を隔てて配置されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載されたシール手段において、前記所定の微小間隙は、0.03mm以下であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3の何れかに記載されたシール手段において、前記複数のシールリングを互いに押し当てる手段を備えたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載されたシール手段において、前記流体は未加硫ゴムであることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載されたシール手段を備えた吐出装置である。
The invention of claim 1 is a sealing means for preventing leakage of fluid in the direction of the rotation axis of the discharge device, wherein the seal means is provided with a step so as to have a smaller diameter outward from the discharge mechanism of the discharge device. It is characterized by comprising a plurality of seal rings having an inner diameter corresponding to the diameter of the rotating shaft and arranged at a predetermined minute interval with respect to the rotating shaft.
According to a second aspect of the present invention, in the sealing means according to the first aspect, the plurality of seal rings are arranged so as to be independently rotatable around the rotation shaft, and are provided at a predetermined distance from a step side surface of the rotation shaft. It is characterized by being arranged at a minute interval.
According to a third aspect of the present invention, in the sealing means according to the first or second aspect, the predetermined minute gap is 0.03 mm or less.
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the sealing means according to any one of the first to third aspects, further comprising means for pressing the plurality of seal rings against each other.
A fifth aspect of the present invention is the sealing means according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fluid is unvulcanized rubber.
A sixth aspect of the present invention is a discharge device comprising the sealing means according to any one of the first to fifth aspects.
(作用) ギヤポンプなどの吐出装置の回転軸に装着したシールリング間の間隙を好ましくは0.03mm以下である所定の微小間隔にすることで、加圧された未加硫ゴムのような加圧流体がシールリング間に流入しても通り抜けできなくすることができる。
とくに、吐出装置の回転軸に段差を設け、かつこれに対応して定量吐出装置の吐出機構から外側つまり軸受けに向かって、シールリングの内径を回転軸の段差に対応して小径に形成することで、仮に吐出機構に近いシールリング間に加圧流体が流入したとしても、その流入により次段のシールリング間隔は狭まり加圧流体の流入を確実に阻止できると共に、回転軸の段差側面と次段のシールリングの円周面との間の微小隙間により、加圧流体の漏洩をより確実に防止する。
(Operation) Pressurization such as pressurized unvulcanized rubber is performed by setting a gap between seal rings mounted on a rotating shaft of a discharge device such as a gear pump to a predetermined minute interval that is preferably 0.03 mm or less. Even if fluid flows in between the seal rings, it can be prevented from passing through.
In particular, a step is provided on the rotary shaft of the discharge device, and the inner diameter of the seal ring is formed correspondingly to the step of the rotary shaft from the discharge mechanism of the fixed discharge device to the outside, that is, the bearing. Even if the pressurized fluid flows into the seal ring close to the discharge mechanism, the inflow of the seal ring in the next stage is narrowed by the inflow, and the inflow of the pressurized fluid can be surely prevented. The minute gap between the circumferential surface of the stage seal ring prevents the pressurized fluid from leaking more reliably.
本発明によれば、吐出機構から漏れ出した加圧流体が、複数のシールリングが回転軸に沿ってシール区域内に進入しても、シールリング間は加圧流体が通り抜けることができない好ましくは0.03mm以下の微小間隔に形成されているから、漏洩を完全に遮断することができベアリングを損傷する等のトラブルを生じることがない。 また、シール手段が回転軸の段差に応じた異なる内径を有する複数段のシールリングで構成されているため、回転軸の段差側面と次段のシールリングの円周面との間の好ましくは0.03mm以下の微小隙間により、確実に加圧流体の漏洩が防止できる。
更に、要求されるシール性能及びコストの面から最適な回転軸の段差及びそれに対応したシールリングの段数を設定することができ、コストを最低にしつつ完全なシール性能を得ることができる。
According to the present invention, it is preferable that the pressurized fluid leaked from the discharge mechanism cannot pass between the seal rings even if the plurality of seal rings enter the seal area along the rotation axis. Since it is formed at a minute interval of 0.03 mm or less, leakage can be completely blocked, and troubles such as damage to the bearing do not occur. Further, since the sealing means is composed of a plurality of stages of seal rings having different inner diameters corresponding to the steps of the rotating shaft, it is preferably 0 between the step side surface of the rotating shaft and the circumferential surface of the next stage seal ring. A small gap of 0.03 mm or less can reliably prevent the leakage of pressurized fluid.
Furthermore, from the viewpoint of required sealing performance and cost, it is possible to set the optimum step of the rotating shaft and the number of steps of the seal ring corresponding thereto, and complete sealing performance can be obtained while minimizing the cost.
本発明に係るシール手段の1実施の形態を図面を参照して説明する。 図1は本実施の形態に係るシール手段を備えた定量吐出装置であるギヤポンプの断面図である。 ギヤポンプ1は、定量吐出機構を構成する歯車10と、歯車10と一体に連結された回転軸12と、回転軸12を支承するためハウジング16に取り付けられた軸受(ベアリング)14と、前記歯車10と軸受14間に設けられ、ギヤポンプから回転軸12上にゴムが流出するのを阻止するための多段のシールリングで構成されたシール手段20と、シール手段20と軸受12との間で回転軸12上に配置され、複数段のシールリングの最も外側のシールリング端側面に係合してシールリング同士を互いに押し当てるため、ギアポンプハウジング16の軸孔19に嵌合させたカラー18とからなっている。
An embodiment of a sealing means according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a gear pump that is a constant-volume discharge device provided with a sealing means according to the present embodiment. The gear pump 1 includes a
図1Bは、図1のシールリング20の一部(円内)を拡大して示した断面図であって、各シールリング20a、20b、20cは、それぞれ回転軸12の段差12a、12b、12cに対応して、歯車10から外側に向かって順にその内径が小さくなるように形成されている。各シールリング20の内径をこのように装置外側に配置するもの程小さくすることで、各シールリング20と回転軸12の段差部との間でシールを構成することができる。また、この構成では、回転軸12は歯車10側に近い部分程軸径が太くなっているため、回転軸に大きなトルクが作用する部分を補強でき、結果的に大きなトルクを伝達することができるとう利点がある。
FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a part (in a circle) of the seal ring 20 of FIG. 1, and the
ここで、経験上、加圧された未加硫ゴムは、各シールリング20間の間隙が0.03mm以下になるとその間隙を通過できないことが分かっているので、前記微小間隔は0.03mm以下にすることが好ましい。 Here, experience has shown that when the gap between the seal rings 20 is 0.03 mm or less, the pressurized unvulcanized rubber cannot pass through the gap, so the minute gap is 0.03 mm or less. It is preferable to make it.
図2は、図1に示すシール手段20の一部を拡大して示した断面図である。
シール手段20は、ここでは3段のシールリング20a〜20cを有するものとして示されている。即ち、各シールリング20a〜20cは、回転軸12と同心状に配置され、かつ吐出機構を構成する歯車10の回転軸12の段差20a〜20bに対応させて、その内径は軸受方向に向かって順次小径になるようにし、かつその外径は互いに等しい形状に形成されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the sealing means 20 shown in FIG.
The sealing means 20 is shown here as having three stages of
第1〜3のシールリング20a〜20cは、互いに例えば0.03mm以下の微小な隙間で配置されていると共に、回転軸12の各段差12a、12bに対しても同様の微小な間隙で密接配置されている。また、カラー18(図1)でシールリング20cの外周を前記歯車10の方向に押圧する構成とすることで、各シールリング20a〜20c同士及び各シールリング20a〜20cと回転軸12の段差部12a、12bとの隙間も確実に前記微小な間隙状態に保持することができる。
The first to
以上の構成になるシール手段を備えたギヤポンプにおいて、加圧された未加硫ゴムの一部がギアポンプの回転軸12に沿って流れ出し、第1のシールリング20aと回転軸12の間を通り抜け、更に、シール手段20の第1のシールリング20aと第2のシールリング20b間の前記微小間隙を無理に押し開きその中に流入すると、この未加硫ゴムの流入により第2のシールリング20bと第3のシールリング20cとの間隙はゴムの流入圧力で強く加圧されて閉鎖される。
In the gear pump having the sealing means configured as described above, a part of the pressurized unvulcanized rubber flows out along the rotating
また、第1のシールリング20aと回転軸12の間を通り抜けた未加硫ゴムが更に外方、つまり軸受側に侵入するためには、第2のシールリング20bと回転軸の段差12aとの隙間を通らなければならず、この部分も前述のように0.03mm以下の微小な間隙に保持されているから、通り抜けることができない。また、仮に、漏洩があったとしても、未加硫ゴムが第2のシールリング20bと回転軸12の段差12aとの間の隙間を、自身の圧力即ち自身に作用するギヤポンプの吐出圧力で塞ぐため、第3のシールリング20cを越えて流出することはない。また、それでも漏洩が生じる場合は、必要に応じて回転軸の段差及びシールリング20の段数を増やすことも可能であるから、流入した未加硫ゴムがこの微小な間隙からなる通路を通り抜けて軸受側に流動するのは完全に防止される。
In addition, in order for the unvulcanized rubber that has passed between the
このように、本実施の形態に係るシール手段では、各シールリング間の間隙をそもそも加圧ゴムが通過できない微小な寸法に設定しており、前記未加硫ゴムがこれらの隙間を通して外に漏洩することはないが、万一シールリングの一部を無理に通過しても、ゴムは、自らの圧力でシールリング間を閉塞して後続のゴムの侵入を完全に遮断する作用を有し、従来のように、ギヤポンプの回転軸12方向に漏れ出してベアリング14を損傷させる等の問題が生じることがない。
As described above, in the sealing means according to the present embodiment, the gap between the seal rings is set to such a small size that the pressurized rubber cannot pass through in the first place, and the unvulcanized rubber leaks outside through these gaps. Although it does not, even if it forcibly passes a part of the seal ring, the rubber has the effect of completely blocking the intrusion of the subsequent rubber by closing the seal ring with its own pressure, As in the prior art, there is no problem of leaking in the direction of the
1・・・ギヤポンプ、10・・・ギヤポンプの歯車、11・・・フィードロール、12・・・ギヤポンプの回転軸、12a〜12c・・・回転軸の段部、14・・・ベアリング、16・・・ギヤポンプハウジング、18・・・カラー、19・・・軸孔、20・・・シール手段。20a〜20d・・・シールリング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gear pump, 10 ... Gear pump gear, 11 ... Feed roll, 12 ... Rotary shaft of gear pump, 12a-12c ... Step part of rotary shaft, 14 ... Bearing, ..Gear pump housing, 18 ... collar, 19 ... shaft hole, 20 ... sealing means. 20a-20d ... Seal ring.
Claims (6)
前記シール手段は、吐出装置の吐出機構から外側に向かって小径となるよう段差が設けられた回転軸の径に対応した内径を備え、回転軸に対し互いに所定の微小間隔を隔てて配置された複数のシールリングで構成されていることを特徴とするシール手段。 Seal means for preventing fluid leakage in the direction of the rotation axis of the discharge device,
The sealing means has an inner diameter corresponding to the diameter of the rotary shaft provided with a step so as to become a small diameter outward from the discharge mechanism of the discharge device, and is arranged at a predetermined minute interval from the rotary shaft. A sealing means comprising a plurality of seal rings.
前記複数のシールリングは前記回転軸の回りで独立して回転可能に配置されていると共に、前記回転軸の段差側面と所定の微小間隔を隔てて配置されていることを特徴とするシール手段。 The sealing means according to claim 1,
The sealing means, wherein the plurality of seal rings are disposed so as to be independently rotatable around the rotation shaft, and are disposed at a predetermined minute distance from a step side surface of the rotation shaft.
前記所定の微小間隙は、0.03mm以下であることを特徴とするシール手段。 The sealing means according to claim 1 or 2,
The sealing means characterized in that the predetermined minute gap is 0.03 mm or less.
前記複数のシールリングを互いに押し当てる手段を備えたことを特徴とするシール手段。 The sealing means according to any one of claims 1 to 3,
Sealing means comprising means for pressing the plurality of seal rings against each other.
前記流体は未加硫ゴムであることを特徴とするシール手段。 The sealing means according to any one of claims 1 to 4,
The sealing means characterized in that the fluid is unvulcanized rubber.
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JP2011518276A (en) * | 2008-04-09 | 2011-06-23 | ネステク ソシエテ アノニム | Gear pump and method for using gear pump |
CN103352847A (en) * | 2013-07-08 | 2013-10-16 | 常熟康尼格科技有限公司 | Seal structure of low-pressure jet molding special gear pump torque input shaft |
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