JP2014059007A - Mechanical seal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical seal capable of pre-assembling a related component such as a static side seal member or the like, a baffle sleeve and a damper in a surely controlled state in a plant, a service center or the like and capable of reducing assembly steps in site installation.SOLUTION: A mechanical seal includes: a baffle sleeve 17 with an approximately L-shaped section which is fixed on the machine outer side of a seal cover to introduce quenching fluid to a slide surface between a seal ring and a mating ring. In the baffle sleeve, a flange part 21 and a cylindrical part 22 are divided from each other, the flange part is divided into a machine inner side flange part 21-1 and a machine outer side flange part 21-2, a separation preventing member 25 is held between the machine inner side flange part and the machine outer side flange part, a tongue part 26 to be engaged with a recess 29 or hole pierced in the cylindrical part is extended on the inner-diameter side of a held state of the separation preventing member, and the flange part and the cylindrical part are inseparably fixed through the separation preventing member by fastening of the flange part.

Description

本発明は、例えば、石油精製、石油化学および製鉄化学等において200℃を越えるような高温液を扱う機器のシールに用いられるメカニカルシールに関し、詳細には、ベローズ及びバッフルスリーブを備えた高温用ベローズシール型式のメカニカルシールに関する。   The present invention relates to a mechanical seal used for sealing a device that handles a high-temperature liquid exceeding 200 ° C. in, for example, petroleum refining, petrochemistry, and ironmaking chemistry, and more specifically, a high-temperature bellows provided with a bellows and a baffle sleeve The present invention relates to a seal type mechanical seal.

従来、密封液が200℃を越えるような高温液において、冷却液によるフラッシングを行わないメカニカルシールとして、図8に示すような高温用ベローズシール型式のメカニカルシールが知られている(以下「従来技術」という。例えば、特許文献1参照。)。
図8に示される従来技術の高温用ベローズシール型式のメカニカルシールは、回転軸50とハウジング51との間に形成した軸封部53に装着されて、回転軸50とハウジング51との間をシールするメカニカルシールであって、ハウジング51側に取り付けられるカラー54と、カラー54に連結されるベローズ55と、ベローズ55に連結されるリテーナ56と、リテーナ56に嵌合されるシールリング57と、回転軸50側に取り付けられるメイティングリング58と、カラー54の内周側に所定の間隔をおいて設けられた筒状のバッフルスリーブ59を備えている。また、スチームクエンチをシールカバー60の供給孔64からメカニカルシールの静止側内周とバッフルスリーブ59外周とで形成された隙間を流路としてシール端面部に供給し、メカニカルシール部を冷却するとともに、シール端面からにじみ漏れした液を洗浄し、排出している。
Conventionally, a high-temperature bellows seal type mechanical seal as shown in FIG. 8 is known as a mechanical seal that does not perform flushing with a cooling liquid in a high-temperature liquid in which the sealing liquid exceeds 200 ° C. (hereinafter, “prior art”). For example, refer to Patent Document 1.).
The prior art high temperature bellows seal type mechanical seal shown in FIG. 8 is attached to a shaft seal 53 formed between the rotating shaft 50 and the housing 51 to seal between the rotating shaft 50 and the housing 51. A collar 54 attached to the housing 51 side, a bellows 55 connected to the collar 54, a retainer 56 connected to the bellows 55, a seal ring 57 fitted to the retainer 56, and a rotation A mating ring 58 attached to the shaft 50 side and a cylindrical baffle sleeve 59 provided at a predetermined interval on the inner peripheral side of the collar 54 are provided. In addition, steam quench is supplied from the supply hole 64 of the seal cover 60 to the seal end face as a flow path formed by the inner periphery of the stationary side of the mechanical seal and the outer periphery of the baffle sleeve 59, and the mechanical seal portion is cooled. Liquid leaking from the end face of the seal is washed and discharged.

そして、シールリング57端面の摺動トルクは、リテーナ56→ベローズ55→カラー54に伝わり、シールカバー60にボルト63で固定されたカラー54が受けている。シールリング57端面の潤滑状況の変化による円周方向の微振動(スティックスリップ)はリテーナ56→ベローズ55に伝搬する。この円周方向の微振動を抑えるために、シールカバー60にボルト63で固定されたバッフルスリーブ59がリテーナ56内周部まで伸びており、バッフルスリーブ59の外径とリテーナ最内径とを円周の部分的(多くは4等配)に微小隙間に絞ると共に、ベローズ55の内周面に当接して制振作用を有するダンパー61をバッフルスリーブ59の外周面に装着し、振動した際には、この微小隙間以上に振れないように制振作用を持たせている。   The sliding torque at the end face of the seal ring 57 is transmitted from the retainer 56 to the bellows 55 to the collar 54, and the collar 54 fixed to the seal cover 60 with the bolt 63 is received. A slight vibration (stick slip) in the circumferential direction due to a change in the lubrication condition of the end face of the seal ring 57 propagates from the retainer 56 to the bellows 55. In order to suppress this slight vibration in the circumferential direction, a baffle sleeve 59 fixed to the seal cover 60 with a bolt 63 extends to the inner periphery of the retainer 56, and the outer diameter of the baffle sleeve 59 and the innermost diameter of the retainer are When a vibration is applied to the outer peripheral surface of the baffle sleeve 59 with a damper 61 that has a vibration-damping action by contacting the inner peripheral surface of the bellows 55 and narrowing it to a small gap (mostly four equally). The vibration control function is provided so as not to swing more than this minute gap.

このようなメカニカルシールにおいて、通常、カラー54、ベローズ55及びリテーナ56は例えば溶接などで接合され、また、リテーナ56にカーボンなどの摺動材料で作られたシールリング57が密封的に焼嵌めまたは圧入され、これらの部材は、予め工場等において一体的に組み立てられている。   In such a mechanical seal, the collar 54, the bellows 55, and the retainer 56 are usually joined by, for example, welding, and a seal ring 57 made of a sliding material such as carbon is hermetically shrink-fitted or attached to the retainer 56. The members are press-fitted, and these members are assembled in advance in a factory or the like.

しかしながら、従来技術のメカニカルシールには、次のような問題があった。
シールカバー60に各種部材を装着する際、カラー54、ベローズ55、リテーナ56及びシールリング57(以下、「静止側シール部材」という。)はシールカバー60の機内側(被密封流体側)に装着されるようになっているのに対し、バッフルスリーブ59は断面形状がL字型の一体加工品であるため、シールカバー60の機外側(大気側)からしか装着できない。このため、静止側シール部材等とバッフルスリーブ59を予めプレアッセンブリすることができず、現地で組み立てざるを得なかった。また、その際、ベローズ55の内周面とバッフルスリーブ59の外面との間に装着されるダンパー61をバッフルスリーブ59に巻き付け、その後、ベローズ55を挿入するという困難な作業を現地で行わざるを得ないという問題があった。
However, the conventional mechanical seal has the following problems.
When attaching various members to the seal cover 60, the collar 54, bellows 55, retainer 56 and seal ring 57 (hereinafter referred to as “stationary side seal member”) are attached to the inside of the seal cover 60 (sealed fluid side). On the other hand, since the baffle sleeve 59 is an L-shaped integrally processed product, the baffle sleeve 59 can be mounted only from the outside (atmosphere side) of the seal cover 60. For this reason, the stationary seal member and the baffle sleeve 59 cannot be pre-assembled in advance and have to be assembled locally. At that time, the damper 61 mounted between the inner peripheral surface of the bellows 55 and the outer surface of the baffle sleeve 59 is wound around the baffle sleeve 59, and then the difficult operation of inserting the bellows 55 must be performed on site. There was a problem of not getting.

WO 2010/113932号公報WO 2010/113932

本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、静止側シール部材、バッフルスリーブ、及びダンパー等の関連部品を工場、サービスセンター等において確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における組立工程を少なくすることのできるメカニカルシールを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and pre-assembles related parts such as stationary side seal members, baffle sleeves, and dampers in a reliable and controlled manner at factories, service centers, and the like. The purpose of the present invention is to provide a mechanical seal that can reduce the assembly process in the field construction.

上記目的を達成するため本発明のメカニカルシールは、第1に、ハウジングと回転軸との間に形成した軸封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間をシールするメカニカルシールであって、シールリングと、該シールリングに対向摺接するメイティングリングとを具備し、前記シールリングおよび前記メイティングリングの一方がハウジングに装着されたシールカバーの機内側にベローズを介して支持され、他方が回転軸と共に回転するメカニカルシールにおいて、前記シールカバーの機外側において固定されて前記シールリングと前記メイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略L字状のバッフルスリーブを備え、前記バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、前記フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに2分割され、前記機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、前記離脱防止部材の挟着された状態における内径側には前記筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、前記フランジ部の締結により前記離脱防止部材を介して前記フランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、工場、サービスセンターにおいて、カラー、ベローズ、リテーナ及びシールリングとバッフルスリーブの筒状部及びダンパー等の関連部品とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略L字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒からに削り出す場合、フランジ部の「外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒断面から略L字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブは、フランジ部と筒状部とが別の材料から形成されるため、従来技術におけるような無駄を無くすことができる。さらに、本発明のメカニカルシールではシールカバーの機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。さらに、フランジ部をシールカバーに固定する際に締結すると、離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。
In order to achieve the above object, a mechanical seal of the present invention is a mechanical seal that is firstly attached to a shaft sealing portion formed between a housing and a rotating shaft, and seals between the housing and the rotating shaft. A seal ring and a mating ring that is in sliding contact with the seal ring, and one of the seal ring and the mating ring is supported on the inner side of a seal cover mounted on the housing via a bellows, and the other A mechanical seal that rotates together with a rotary shaft, and includes a baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section that is fixed on the outside of the seal cover and guides quenching fluid to a sliding surface between the seal ring and the mating ring. The baffle sleeve has a structure in which a flange portion and a cylindrical portion are divided, and the flange portion is axial. In the machine inner flange part and the machine outer flange part, a separation preventing member is sandwiched between the machine inner flange part and the machine outer flange part, and the separation preventing member is sandwiched On the inner diameter side, a recess formed in the cylindrical portion or a tongue portion that fits into the hole is extended, and the flange portion and the cylindrical portion are connected via the separation preventing member by fastening of the flange portion. It is characterized by being fixed so that it cannot be detached.
According to this feature, collars, bellows, retainers, seal rings and related parts such as baffle sleeves and dampers can be pre-assembled in a reliable and controlled manner at factories and service centers. It is possible to omit the assembly process of the members in the construction. For this reason, while incorporating property improves, the mistake in field work can be reduced. Furthermore, conventionally, when cutting an integral baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section from a round bar, a material of “outer diameter × length of the cylindrical part” of the flange portion is required. However, in order to process it into a substantially L-shape, it is necessary to cut most of it, which is wasteful. In the baffle sleeve according to the present invention, the flange portion and the cylindrical portion are formed of different materials. Therefore, waste as in the prior art can be eliminated. Furthermore, in the mechanical seal of the present invention, the installation space of the seal cover on the outside of the machine can be remarkably reduced as compared with the prior art, so that assembly in a small space is possible. Furthermore, when the flange portion is fastened to the seal cover, the flange portion and the tubular portion are fixed so as not to be detached via the separation preventing member, so that a function capable of sufficiently resisting disturbance such as vibration is provided. A baffle sleeve can be obtained.

また、本発明のメカニカルシールは、第2に、第1の特徴において、前記離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部は筒状部の孔に侵入するので、舌部を筒状部の孔に対して締まり勝手とすることができる。
The mechanical seal of the present invention is secondly characterized in that, in the first feature, the tongue portion of the separation preventing member is formed in a wedge shape.
According to this feature, when the separation preventing member is sandwiched and compressed and deformed, the wedge-shaped tongue portion penetrates into the hole of the cylindrical portion. can do.

また、本発明のメカニカルシールは、第3に、第1または第2の特徴において、前記離脱防止部材には、前記フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設され、前記離脱防止部材は前記フランジ部の締結時に前記締結部材により前記フランジ部に挟着されることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材はフランジ部の締結時に締結部材に嵌合した状態でフランジ部に挟着されるため、確実に圧縮変形され、筒状部の孔に対するクサビ型の舌部の侵入を確実なものとすることができる。
Thirdly, in the mechanical seal of the present invention, in the first or second feature, the separation preventing member is provided with a hole for fitting a fastening member for fastening the flange portion, and the separation prevention is performed. The member is characterized by being clamped to the flange portion by the fastening member when the flange portion is fastened.
According to this feature, since the separation preventing member is clamped to the flange portion while being fitted to the fastening member when the flange portion is fastened, it is reliably compressed and deformed, and the wedge-shaped tongue portion with respect to the hole of the cylindrical portion is Intrusion can be ensured.

また、本発明のメカニカルシールは、第4に、第1ないし第3のいずれかの特徴において、前記機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、離脱防止部材の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材の位置ずれを防止することができる。
According to a fourth aspect of the mechanical seal of the present invention, in any one of the first to third features, the separation preventing member is seated on the joint surface of the inner flange portion and the outer flange portion, respectively. It is characterized in that a concave portion is formed.
According to this feature, the attachment of the separation preventing member is accurate and easy, and the displacement of the separation preventing member can be prevented.

また、本発明のメカニカルシールは、第5に、第1ないし第4のいずれかの特徴において、前記離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、必要とされる離脱防止機能に応じた材料の選択ができる。
The mechanical seal of the present invention is fifthly characterized in that, in any of the first to fourth features, the separation preventing member is made of metal, rubber or plastic.
According to this feature, it is possible to select a material according to a required separation preventing function.

本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)シールカバーの機外側において固定されてシールリングとメイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略L字状のバッフルスリーブを備え、バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに2分割され、機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、離脱防止部材の挟着された状態における内径側には筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、フランジ部の締結により離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されることにより、工場、サービスセンターにおいて、カラー、ベローズ、リテーナ及びシールリングとバッフルスリーブの筒状部及びダンパー等の関連部品とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事における部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略L字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒からに削り出す場合、フランジ部の「外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒断面から略L字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブは、フランジ部と筒状部とが別の材料から形成されるため、従来技術におけるような無駄を無くすことができる。さらに、本発明のメカニカルシールではシールカバーの機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。さらに、フランジ部をシールカバーに固定する際に締結すると、離脱防止部材を介してフランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。
The present invention has the following excellent effects.
(1) A baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section for guiding quenching fluid to a sliding surface between the seal ring and the mating ring that is fixed on the outside of the seal cover is provided. The baffle sleeve includes a flange portion and a cylindrical portion. The flange portion is divided into two in the axial direction, the inner flange portion and the outer flange portion in the axial direction, and a separation preventing member is sandwiched between the inner flange portion and the outer flange portion. In addition, on the inner diameter side of the state where the separation preventing member is clamped, a concave portion formed in the cylindrical portion or a tongue portion that fits into the hole is extended, and the separation preventing member is interposed by fastening the flange portion. The flange portion and the cylindrical portion are fixed so as not to be detached, so that the cylindrical portion and the daffle of the collar, bellows, retainer, seal ring and baffle sleeve can be used at the factory and service center. And associated parts par like in a reliable and controlled manner can be pre-assembly, it is possible to omit the assembling process of the member in site work. For this reason, while incorporating property improves, the mistake in field work can be reduced. Furthermore, conventionally, when cutting an integral baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section from a round bar, a material of “outer diameter × length of the cylindrical part” of the flange portion is required. However, in order to process it into a substantially L-shape, it is necessary to cut most of it, which is wasteful. In the baffle sleeve according to the present invention, the flange portion and the cylindrical portion are formed of different materials. Therefore, waste as in the prior art can be eliminated. Furthermore, in the mechanical seal of the present invention, the installation space of the seal cover on the outside of the machine can be remarkably reduced as compared with the prior art, so that assembly in a small space is possible. Furthermore, when the flange portion is fastened to the seal cover, the flange portion and the tubular portion are fixed so as not to be detached via the separation preventing member, so that a function capable of sufficiently resisting disturbance such as vibration is provided. A baffle sleeve can be obtained.

(2)離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることにより、離脱防止部材が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部は筒状部の孔に侵入するので、舌部を筒状部の孔に対して締まり勝手とすることができる。 (2) Since the tongue portion of the separation preventing member is formed in a wedge shape, when the separation preventing member is sandwiched and compressed and deformed, the wedge shape tongue portion enters the hole of the cylindrical portion. The tongue portion can be tightened with respect to the hole of the cylindrical portion.

(3)離脱防止部材には、フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設され、離脱防止部材はフランジ部の締結時に締結部材によりフランジ部に挟着されることにより、離脱防止部材はフランジ部の締結時にボルトに嵌合した状態でフランジ部に挟着されるため、確実に圧縮変形され、筒状部の孔に対するクサビ型の舌部の侵入を確実なものとすることができる。 (3) The separation preventing member is provided with a hole for fitting a fastening member for fastening the flange portion, and the separation preventing member is clamped to the flange portion by the fastening member when the flange portion is fastened. Since the member is clamped to the flange portion while being fitted to the bolt when the flange portion is fastened, the member is surely compressed and deformed to ensure that the wedge-shaped tongue portion enters the hole of the cylindrical portion. it can.

(4)機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることにより、離脱防止部材の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材の位置ずれを防止することができる。
(5)離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることにより、必要とされる離脱防止機能に応じた材料の選択ができる。
(4) Each of the joint surfaces of the machine inner flange part and the machine outer flange part is formed with a recess for seating the separation prevention member, so that the separation prevention member can be mounted accurately and easily. Further, it is possible to prevent the displacement of the separation preventing member.
(5) By forming the separation preventing member from metal, rubber or plastic, it is possible to select a material according to the necessary separation preventing function.

本発明の実施形態に係るメカニカルシールの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the mechanical seal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るメカニカルシールの他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the mechanical seal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るバッフルスリーブの要部を説明する図であって、(a)は縦断面図、(b)はA−A断面図である。It is a figure explaining the principal part of the baffle sleeve which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is AA sectional drawing. 本発明の実施形態に係るバッフルスリーブの要部の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the baffle sleeve which concerns on embodiment of this invention. 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。It is a part of explanatory drawing which compares and demonstrates the assembly process of the mechanical seal which concerns on this invention, and the mechanical seal in a prior art. 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。It is a part of explanatory drawing which compares and demonstrates the assembly process of the mechanical seal which concerns on this invention, and the mechanical seal in a prior art. 本発明に係るメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する説明図の一部である。It is a part of explanatory drawing which compares and demonstrates the assembly process of the mechanical seal which concerns on this invention, and the mechanical seal in a prior art. 従来の高温用ベローズシール型式のメカニカルシールを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional high temperature bellows seal type mechanical seal.

本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments for carrying out a mechanical seal according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of the vendor.

図1及び2を参照しながら、本発明の実施形態に係るメカニカルシールを説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るメカニカルシールの一例を示す縦断面図であり、図1において、参照符号1は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において200℃を越えるような高温液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱う機器、例えば、ポンプ等における軸封部のハウジング、参照符号2はハウジング1にボルト等(図示省略)の固定手段により装着されるシールカバーである。また、図中左側が機内側、図中右側が機外側(大気側)である。
A mechanical seal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a mechanical seal according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a high-temperature liquid exceeding 200 ° C. in petroleum refining, petrochemistry, iron chemistry and the like. For example, equipment for handling hot oil in a vacuum distillation facility of an oil refinery plant, for example, a housing for a shaft seal in a pump or the like, reference numeral 2 is a seal cover mounted on the housing 1 by fixing means such as bolts (not shown) It is. Further, the left side in the figure is the inside of the machine, and the right side in the figure is the outside of the machine (atmosphere side).

図1に示すメカニカルシールは、回転軸3とハウジング1との間に形成した軸封部4に装着されて、回転軸3とハウジング1との間をシールするメカニカルシールであって、シールカバー2の機内側に装着されたカラー6と、該カラー6に連結されるベローズ7と、該ベローズ7に連結されるリテーナ8と、該リテーナ8の端面に焼嵌めまたは圧入されたシールリング9と、回転軸3側に取り付けられるメイティングリング10とを備えている。   The mechanical seal shown in FIG. 1 is a mechanical seal that is mounted on a shaft seal portion 4 formed between the rotary shaft 3 and the housing 1 and seals between the rotary shaft 3 and the housing 1. A collar 6 attached to the inside of the machine, a bellows 7 connected to the collar 6, a retainer 8 connected to the bellows 7, and a seal ring 9 that is shrink-fitted or press-fitted into an end surface of the retainer 8. And a mating ring 10 attached to the rotary shaft 3 side.

カラー6は、金属から形成される筒状をなすものであって、環状のガスケット15を介してシールカバー2の機内側に取り付けられている。
ベローズ7は、打抜き加工等によって波形環状に形成した金属製のダイアフラム板を複数枚一列に並べて、隣接するダイアフラム板の外径部間及び内径部間をガス溶接等によって交互に連結して、全体を蛇腹筒状に形成したものであって、一端がカラー6側にガス溶接等によって一体に連結されるようになっている。
The collar 6 has a cylindrical shape made of metal, and is attached to the inside of the seal cover 2 via an annular gasket 15.
The bellows 7 is formed by arranging a plurality of metal diaphragm plates formed in a corrugated ring shape by punching or the like, and alternately connecting between outer diameter portions and inner diameter portions of adjacent diaphragm plates by gas welding or the like. Is formed in a bellows tube shape, and one end is integrally connected to the collar 6 side by gas welding or the like.

リテーナ8は、金属から形成され筒状をなすものであって、ベローズ7の他端がガス溶接等によって一体に連結されるようになっている。リテーナ8の材料はベローズ7の材料と同一か、あるいは熱膨張係数がほぼ近似した異種材料からなっている。
通常、リテーナ8、ベローズ7およびカラー6を溶接により一体物として製作後、これらの全表面に特殊窒化クロムや窒化チタンなどの10μm以下の厚みの耐食・耐摩耗性のイオンプレーティングを均一に施工する。これにより、リテーナ8、ベローズ7およびカラー6の全表面が均一な耐食性をもつので、耐食性の低い材料で構成されていても、イオンプレーティングの耐食性が全体の耐食性となり、材料選定の制限が大幅に少なくなる。
The retainer 8 is made of metal and has a cylindrical shape, and the other end of the bellows 7 is integrally connected by gas welding or the like. The material of the retainer 8 is the same as the material of the bellows 7 or is made of a different material whose thermal expansion coefficient is approximately similar.
Normally, after the retainer 8, the bellows 7 and the collar 6 are manufactured as a single piece by welding, a corrosion resistant / abrasion resistant ion plating of 10 μm or less such as special chromium nitride or titanium nitride is uniformly applied to all surfaces thereof. To do. As a result, the entire surface of the retainer 8, the bellows 7 and the collar 6 has uniform corrosion resistance, so that even if it is made of a material with low corrosion resistance, the corrosion resistance of the ion plating becomes the overall corrosion resistance, greatly limiting the selection of materials. Less.

シールリング9は、炭化珪素、カーボン、その他のセラミックス等から形成される筒状をなすものであって、メイティングリング10との摺動面において回転軸3の軸線に垂直なシール面16を形成している。   The seal ring 9 has a cylindrical shape formed of silicon carbide, carbon, other ceramics, etc., and forms a seal surface 16 perpendicular to the axis of the rotary shaft 3 on the sliding surface with the mating ring 10. doing.

シールリング9は、リテーナ8の端面に焼嵌めまたは圧入されている。   The seal ring 9 is shrink-fitted or press-fitted into the end surface of the retainer 8.

シールリング9、リテーナ8、ベローズ7及びカラー6の内周側には所定の間隔をおいて筒状のバッフルスリーブ17が取り付けられ、このバッフルスリーブ17によってシールカバー2に設けられたクエンチング液供給孔35から供給されるクエンチング液がシール面16に確実に導かれるようになっている。バッフルスリーブ17は、ステンレスなどの硬い材料で製作されるか、硬質クロムメッキ、特殊窒化クロム、あるいは窒化チタンなどの10μm以下の厚みの耐食・耐摩耗性のイオンプレーティングが施されている。   A cylindrical baffle sleeve 17 is attached to the inner peripheral side of the seal ring 9, the retainer 8, the bellows 7, and the collar 6 at a predetermined interval, and the quenching liquid supplied to the seal cover 2 by the baffle sleeve 17 is supplied. The quenching liquid supplied from the hole 35 is reliably guided to the sealing surface 16. The baffle sleeve 17 is made of a hard material such as stainless steel or is subjected to corrosion / abrasion-resistant ion plating having a thickness of 10 μm or less such as hard chrome plating, special chromium nitride, or titanium nitride.

リテーナ8の内周側には1個または複数個の切り欠き(図示省略)が設けられている。 一方、シールカバー2に固定されたバッフルスリーブ17の先端が、シールリング9のシール端面側の近くまで伸びて、リテーナ8の切り欠きと微小隙間を持って係合する雄型の歯部(図示省略)が形成され、リテーナ8の切り欠きとバッフルスリーブ17の歯部とが軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造18が形成されている。この構造により、シールリング9のシール端面の摺動トルクはバッフルスリーブ17が受けることになり、ベローズ7に摺動トルクが伝わらないため、シール面の潤滑不安定によりシールリング9のシール端面にスティックスリップが発生しても、ベローズ7がスティックスリップの影響を受けることがない。   One or more notches (not shown) are provided on the inner peripheral side of the retainer 8. On the other hand, the tip of the baffle sleeve 17 fixed to the seal cover 2 extends to the vicinity of the seal end face side of the seal ring 9 and engages with a notch of the retainer 8 with a minute gap (illustrated). The clutch structure 18 is formed in which the notch of the retainer 8 and the teeth of the baffle sleeve 17 mesh with each other so as to be movable in the axial direction. With this structure, the sliding torque of the seal end surface of the seal ring 9 is received by the baffle sleeve 17 and the sliding torque is not transmitted to the bellows 7, so that the sticking to the seal end surface of the seal ring 9 is caused by unstable lubrication of the seal surface. Even if slip occurs, the bellows 7 is not affected by stick slip.

バッフルスリーブ17の外周面とベローズ7の内周面との間に、ベローズ7に振動が起きた場合でもベローズ7の振れ止めを行うためのダンパー19が配設されている。ダンパー19はリング形状、例えば、帯状をしており、バッフルスリーブ17の外周面に形成された環状溝20に装着される。このため、ベローズの疲労を先延ばしにでき、耐久性を確保できる。また、ダンパー19の外周部及びリテーナ8の内周部には、1個または複数個の切り欠きが設けられ、クエンチング液供給孔35から供給されたクエンチング液をバッフルスリーブ17によってシール面16に誘導することができ、シール面16からの微小な漏れ液を洗浄排出することができる。   A damper 19 is provided between the outer peripheral surface of the baffle sleeve 17 and the inner peripheral surface of the bellows 7 to keep the bellows 7 steady even when vibration occurs in the bellows 7. The damper 19 has a ring shape, for example, a belt shape, and is attached to an annular groove 20 formed on the outer peripheral surface of the baffle sleeve 17. For this reason, the fatigue of a bellows can be postponed and durability can be ensured. Further, one or a plurality of cutouts are provided in the outer peripheral portion of the damper 19 and the inner peripheral portion of the retainer 8, and the quenching liquid supplied from the quenching liquid supply hole 35 is sealed by the baffle sleeve 17. The minute leakage liquid from the seal surface 16 can be washed and discharged.

図2は、本発明の実施形態に係るメカニカルシールの他の例を示す縦断面図であり、リテーナ8の端面とシールリング9の端面とがラップジョイントをもって密封的に接触する点で図1に示すメカニカルシールと相違するがその他の構成は図1と同じであり、重複する説明は省略する。
図2に示すメカニカルシールは、回転軸3とハウジング1との間に形成した軸封部4に装着されて、回転軸3とハウジング1との間をシールするメカニカルシールであって、シールカバー2の機内側に装着されたカラー6と、該カラー6に連結されるベローズ7と、該ベローズ7に連結されるリテーナ11と、該リテーナ11端面とラップジョイントをもって密封的に接触するシールリング12と、回転軸3側に取り付けられるメイティングリング10とを備えている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another example of the mechanical seal according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 shows that the end surface of the retainer 8 and the end surface of the seal ring 9 are hermetically contacted with a lap joint. Although it is different from the mechanical seal shown, other configurations are the same as those in FIG.
The mechanical seal shown in FIG. 2 is a mechanical seal that is attached to a shaft seal portion 4 formed between the rotary shaft 3 and the housing 1 and seals between the rotary shaft 3 and the housing 1. A collar 6 mounted on the inner side of the machine, a bellows 7 coupled to the collar 6, a retainer 11 coupled to the bellows 7, and a seal ring 12 sealingly contacting the end surface of the retainer 11 with a lap joint. And a mating ring 10 attached to the rotary shaft 3 side.

シールリング12は両端面にラッピング仕上げされたシール端面を持っており、シールリング12とリテーナ11とは分離した構造となっており、リテーナ11のシールリング12側端面もラッピング仕上げされたシール端面を持ち、両者の密封は、ラッピング面を合わせて密封するラップジョイント構造を採用している。シールリング12とリテーナ11とは分離した構造となっているため、高温雰囲気でもメイティングリング10と摺動するシールリング12のシール端面の平面度は、熱膨張差による影響を受けないので、密封性が保たれる。また、リテーナ11自体の圧力変形や熱変形にも影響されることがない。さらに、焼嵌めや圧入、その後の熱処理などの特殊工程の必要がなく、それに伴いジグ類も不要となるので、コスト低減および工数低減が図れる。また、シールリング12の交換が容易となる。   The seal ring 12 has a seal end face that is lapped on both end faces, and the seal ring 12 and the retainer 11 are separated from each other. The end face on the seal ring 12 side of the retainer 11 is also lapped. Both have a lap joint structure that seals the wrapping surfaces together. Since the seal ring 12 and the retainer 11 are separated from each other, the flatness of the seal end surface of the seal ring 12 that slides with the mating ring 10 is not affected by the difference in thermal expansion even in a high temperature atmosphere. Sex is maintained. Further, the retainer 11 itself is not affected by pressure deformation or thermal deformation. Furthermore, there is no need for special processes such as shrink fitting, press-fitting, and subsequent heat treatment, and jigs are no longer necessary, thereby reducing costs and man-hours. Further, the seal ring 12 can be easily replaced.

リテーナ11のシール側端面とシールリング12のシール端面とはベローズ7のばね荷重および流体圧による押し付け力で互いに密封的に接触するが、リテーナ11のシール端面は、シールリング12が回転しないので回転による摺動はしない、ほぼ静止の密封面である。
シールリング12の内周側に切り欠きを設け、バッフルスリーブ17の歯部とが軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造18が形成されている。
また、リテーナ11及びシールリング12の外周面において外径を部分的に縮径する環状の凹部14が形成され、この凹部14にリテーナ11とシールリング12との芯出しをするための芯出しケース13が装着されている。
The seal-side end surface of the retainer 11 and the seal end surface of the seal ring 12 are hermetically contacted with each other by the pressing force due to the spring load and fluid pressure of the bellows 7, but the seal end surface of the retainer 11 rotates because the seal ring 12 does not rotate. It is an almost stationary sealing surface that does not slide by.
A notch is provided on the inner peripheral side of the seal ring 12, and a clutch structure 18 is formed in which the teeth of the baffle sleeve 17 mesh with each other so as to be movable in the axial direction.
An annular recess 14 is formed in the outer peripheral surfaces of the retainer 11 and the seal ring 12 so as to partially reduce the outer diameter. A centering case for centering the retainer 11 and the seal ring 12 in the recess 14 is formed. 13 is attached.

図2に示すメカニカルシールは、シールリング12とリテーナ11とは分離した構造となっていること、シールリング12とリテーナ11との密封はラップジョイント構造となっていること、および、シールリング12とバッフルスリーブ17とは軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造となっていることから、シールリング12のシール端面の摺動トルクはバッフルスリーブ17が受けることになり、ベローズ7に摺動トルクが伝わらないため、シール面の潤滑不安定によりシールリング12のシール端面にスティックスリップが発生しても、ラップジョイント部で自在に滑ることにより、ベローズ7がスティックスリップの影響を受けることがない。   The mechanical seal shown in FIG. 2 has a structure in which the seal ring 12 and the retainer 11 are separated, the seal between the seal ring 12 and the retainer 11 has a lap joint structure, and the seal ring 12 Since the baffle sleeve 17 has a clutch structure that meshes with each other so as to be movable in the axial direction, the sliding torque of the seal end surface of the seal ring 12 is received by the baffle sleeve 17, and the sliding torque is transmitted to the bellows 7. Therefore, even if stick slip occurs on the seal end surface of the seal ring 12 due to unstable lubrication of the seal surface, the bellows 7 is not affected by stick slip by sliding freely at the lap joint portion.

図1及び図2に示すメカニカルシール等に用いられるバッフルスリーブ17は、図3(a)に示すように、フランジ部21と筒状部22とから構成され、断面略L字状をなしており、フランジ部21と筒状部22とは分割された構成である。詳述すると、フランジ部21と筒状部22とは別部材からなり、フランジ部21の内周面23が筒状部22の基端の外周面24に嵌合するように形成されている。また、図1及び図2に示すように、フランジ部21はシールカバー2の機外側に設けられたフランジ部嵌合用の凹部33に嵌入され、ボルト34によりシールカバー2に固定されるように構成されている。
筒状部22の先端部にはリテーナ8の切り欠きと軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造18(図2に示すメカニカルシールにおいてはシールリング12の切り欠きと軸方向に可動可能に互いに噛み合うクラッチ構造18)が形成され、また、筒状部22の外周面にはベローズ7の内周面との間でベローズ7の振れ止めを行うためのダンパー19を配設するための環状溝20が形成されている。
The baffle sleeve 17 used for the mechanical seal or the like shown in FIGS. 1 and 2 is composed of a flange portion 21 and a cylindrical portion 22 as shown in FIG. 3A, and has a substantially L-shaped cross section. The flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are divided. More specifically, the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are made of different members, and the inner peripheral surface 23 of the flange portion 21 is formed so as to be fitted to the outer peripheral surface 24 of the proximal end of the cylindrical portion 22. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the flange portion 21 is fitted into a flange portion fitting recess 33 provided on the outer side of the seal cover 2 and is fixed to the seal cover 2 with a bolt 34. Has been.
A clutch structure 18 that meshes with the notch of the retainer 8 so as to be movable in the axial direction at the front end of the cylindrical portion 22 (in the mechanical seal shown in FIG. 2, the notch of the seal ring 12 meshes with each other so as to be movable in the axial direction). A clutch structure 18) is formed, and an annular groove 20 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 22 to dispose a damper 19 for stabilizing the bellows 7 between the inner peripheral surface of the bellows 7. Is formed.

また、図3(a)に示すように、バッフルスリーブ17のフランジ部21は軸方向において機内側フランジ部21−1と機外側フランジ部21−2に2分割され、ボルト孔32が周方向に複数設けられている。そして、機内側フランジ部21−1と機外側フランジ部21−2との分割面Cには離脱防止部材25が挟着されるようになっている。離脱防止部材25は、例えば、金属、ゴムまたはプラスチックから形成され、図3(b)に示すように、正面視において、例えば、虫メガネのフレームに似た形状をしている。   Further, as shown in FIG. 3A, the flange portion 21 of the baffle sleeve 17 is divided into two in the axial direction, the inner flange portion 21-1 and the outer flange portion 21-2, and the bolt holes 32 are arranged in the circumferential direction. A plurality are provided. A separation preventing member 25 is sandwiched between the split surfaces C of the inner flange portion 21-1 and the outer flange portion 21-2. The separation preventing member 25 is formed of, for example, metal, rubber, or plastic, and has a shape similar to, for example, a magnifying glass frame when viewed from the front, as shown in FIG.

また、離脱防止部材25の挟着された状態における内径側には舌部26が延設されており、さらに、離脱防止部材25の挟着された状態における外径側にはフランジ部21を締結する締結部材であるボルト34の嵌入用の孔27が穿設されている。離脱防止部材25の舌部26は先端が細いクサビ型に形成されている。
一方、筒状部22の基端の外周面24の離脱防止部材25に対向する部分には離脱防止部材25の舌部26が嵌合するための孔28が穿設されている。図3では、舌部26が嵌合する部分には孔28が穿設されているが、これに限らず、凹部でもよい。
Further, a tongue 26 is extended on the inner diameter side when the separation preventing member 25 is clamped, and a flange portion 21 is fastened on the outer diameter side when the separation preventing member 25 is clamped. A hole 27 for insertion of a bolt 34 which is a fastening member is formed. The tongue 26 of the separation preventing member 25 is formed in a wedge shape with a thin tip.
On the other hand, a hole 28 for fitting the tongue 26 of the separation preventing member 25 is formed in a portion of the outer peripheral surface 24 at the base end of the cylindrical portion 22 facing the separation preventing member 25. In FIG. 3, the hole 28 is formed in the portion into which the tongue portion 26 is fitted.

機内側フランジ部21−1及び機外側フランジ部21−2の接合面Cには、それぞれ、離脱防止部材25の着座用の凹部29、29が形成されている。凹部29は、ボルト孔32の周囲に形成されており、離脱防止部材25が着座可能な大きさを有し、深さは、離脱防止部材25の厚さの1/2より浅く設定され、フランジ部21がボルト34で締結された場合、離脱防止部材25は、図3(a)に示すように、破線の状態から実線の状態まで、若干、圧縮変形され、舌部26が孔28に侵入するようになっている。
離脱防止部材25は、着座用の凹部29、29に配設されると共に、筒状部22の孔28に舌部26が嵌合された状態でボルト34が通され、フランジ部21の締結時に締結部材であるボルト34によりフランジ部21に挟着される。このため、フランジ部21と筒状部22とはフランジ部21の締結により離脱防止部材25を介して離脱不能に固定される。
On the joint surface C of the machine inner flange part 21-1 and the machine outer flange part 21-2, seating recesses 29 and 29 for the separation preventing member 25 are formed, respectively. The recess 29 is formed around the bolt hole 32 and has a size that allows the separation preventing member 25 to be seated. The depth is set to be shallower than ½ of the thickness of the separation preventing member 25, and the flange 29 When the portion 21 is fastened with the bolt 34, the separation preventing member 25 is slightly compressed and deformed from the broken line state to the solid line state as shown in FIG. It is supposed to be.
The separation preventing member 25 is disposed in the seating recesses 29, 29, and a bolt 34 is passed in a state where the tongue portion 26 is fitted in the hole 28 of the cylindrical portion 22, and when the flange portion 21 is fastened. It is clamped to the flange portion 21 by a bolt 34 that is a fastening member. For this reason, the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are fixed so as not to be detached via the separation preventing member 25 by fastening the flange portion 21.

図3では、離脱防止部材25がボルト孔32の周囲に装着される場合が示されているが、これは一例に過ぎず、フランジ部21の周方向のどの位置に装着されてもよい。その場合には、離脱防止部材25にボルト34の嵌入用の孔27を穿設する必要はない。また、着座用の凹部29は、離脱防止部材25の位置ずれ防止のため設けることが望ましい。   In FIG. 3, the case where the separation preventing member 25 is mounted around the bolt hole 32 is shown, but this is only an example, and the separation preventing member 25 may be mounted at any position in the circumferential direction of the flange portion 21. In that case, it is not necessary to make the hole 27 for fitting the bolt 34 in the separation preventing member 25. Further, it is desirable to provide the seating recess 29 to prevent the displacement prevention member 25 from being displaced.

図3(a)に示すように、フランジ部21がボルト34で締結された場合、離脱防止部材25は、破線の状態から実線の状態まで圧縮変形されるが、その際、離脱防止部材25は内外に押し出される。このため、離脱防止部材25のクサビ型の舌部26は筒状部22の孔28に侵入し、離脱防止部材25は筒状部22の孔28に対して締まり勝手となり、フランジ部21と筒状部22とは一体的にシールカバー2に固定される。   As shown in FIG. 3A, when the flange portion 21 is fastened with a bolt 34, the separation preventing member 25 is compressed and deformed from a broken line state to a solid line state. It is pushed in and out. For this reason, the wedge-shaped tongue portion 26 of the separation preventing member 25 enters the hole 28 of the tubular portion 22, and the separation preventing member 25 is easily tightened with respect to the hole 28 of the tubular portion 22, and the flange portion 21 and the tubular portion The shape portion 22 is integrally fixed to the seal cover 2.

図4には、フランジ部21と筒状部22とが離脱防止部材25を介して離脱不能に固定される状態が示されている。図4において、図3と同じ符号は図3と同じであり、重複する説明は省略する。   FIG. 4 shows a state in which the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are fixed so as not to be detached via the separation preventing member 25. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same as those in FIG.

虫メガネのフレームに似た形状をした離脱防止部材25は、機内側フランジ部21−1及び機外側フランジ部21−2の接合面Cのボルト孔32の周囲に形成された着座用の凹部29、29に配設され、舌部26は筒状部22の孔28に嵌合している。この状態で機内側フランジ部21−1と機外側フランジ部21−2とが締結されると、離脱防止部材25は凹部29、29内において挟着され、移動不能であるから、筒状部22の孔28に嵌合した舌部26が孔28から抜け出ることはない。また、離脱防止部材25は、圧縮変形されるため、クサビ型の舌部26は筒状部22の孔28に侵入し、筒状部22の孔28に対して締まり勝手となるので、フランジ部21と筒状部22とは一体的に固定されることになる。   The separation preventing member 25 having a shape similar to the frame of the magnifying glass includes a seating recess 29 formed around the bolt hole 32 of the joint surface C of the machine inner flange part 21-1 and the machine outer flange part 21-2. , 29, and the tongue portion 26 is fitted in the hole 28 of the cylindrical portion 22. When the machine inner flange part 21-1 and the machine outer flange part 21-2 are fastened in this state, the separation preventing member 25 is clamped in the recesses 29 and 29 and cannot move. The tongue 26 fitted into the hole 28 does not come out of the hole 28. Further, since the separation preventing member 25 is compressed and deformed, the wedge-shaped tongue portion 26 enters the hole 28 of the cylindrical portion 22 and is easily tightened with respect to the hole 28 of the cylindrical portion 22. 21 and the cylindrical part 22 are fixed integrally.

次に、図5ないし図7を参照しながら、本発明の実施形態に係るメカニカルシール、例えば、図1に示すメカニカルシールと従来技術におけるメカニカルシールとの組立工程を対比して説明する。   Next, the assembly process of the mechanical seal according to the embodiment of the present invention, for example, the mechanical seal shown in FIG. 1 and the mechanical seal in the prior art will be described with reference to FIGS.

(1)プレアッセンブリ
本発明のメカニカルシールでは、工場、サービスセンター(以下、「工場等」という。)において、カラー6、ベローズ7、リテーナ8及びシールリング9とバッフルスリーブ17の筒状部22及びダンパー19とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリする(以下、プレアッセンブリされた部材を「プレアッセンブリ部材」という。)ため、現地工事でプレアッセンブリ部材の組立工程を省くことができる。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、カラー54、ベローズ55、リテーナ56及びシールリング57等の静止側シール部材と断面略L字状で一体型のバッフルスリーブ59とは、シールカバー60の反対側からしか装着できないため、静止側シール部材とバッフルスリーブ59を予めプレアッセンブリすることができない。
(2)現地等における初期状態
本発明のメカニカルシールでは、シールカバー2の機内側にプレアッセンブリ部材及びガスケット15が配置され、機外側にバッフルスリーブ17の分割された機内側フランジ部21−1及び機外側フランジ部21−2と、離脱防止部材25、並びにボルト34が配置される。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、シールカバー60の機内側に静止側シール部材、ダンパー61及びガスケット62が配置され、機外側に一体型のバッフルスリーブ59及びボルト63が配置される。
説明図からわかるように、本発明のメカニカルシールにおける設置スペースL’は従来技術のメカニカルシールにおける設置スペースLに比べて著しく小さい。このように、本発明のメカニカルシールでは、省スペースでの組立が可能である。
(3)二次シール装着
本発明のメカニカルシール及び従来技術のメカニカルシール共に、それぞれ二次シール部材であるガスケット15、ガスケット62がシールカバー側に装着される
(4)スリーブの挿入
従来技術のメカニカルシールでは、シールカバー60の機外側に配置された一体型のバッフルスリーブ59がシールカバー60に挿入される。これに対して、本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ17の筒状部22はプレアッセンブリされているので、シールカバー2へのバッフルスリーブ17の挿入は不要である。
(5)関連部品の装着
従来技術のメカニカルシールでは、関連部品であるダンパー61をシールカバー60の機内側からバッフルスリーブ59に巻き付け、その後、静止側シール部材をバッフルスリーブ59の外径側に挿入するが、この作業は若干の困難を伴う。これに対して、本発明のメカニカルシールでは、関連部品であるダンパー19はプレアッセンブリされているので、バッフルスリーブ17の筒状部22に対するダンパー19の装着作業は不要であり、装着ミス、装着漏れなどはなく、設計した性能を確保することができる。
(6)シールの装着
本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ17の筒状部22及びダンパー19を含むプレアッセンブリ部材を機内側からシールカバー2に直接装着する。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、ダンパー61をバッフルスリーブ59に巻き付けた状態を維持しつつ、静止側シール部材をバッフルスリーブ59の外径側に挿入するため、正確に装着することが困難である。
(7)ボルト締結
本発明のメカニカルシールでは、バッフルスリーブ17の機内側フランジ部21−1、離脱防止部材25及び機外側フランジ部21−2をシールカバー2の凹部25に位置合わせしながら順次嵌入し、ボルト34を締結する。ボルト34が締め込まれると、機内側フランジ部21−1及び機外側フランジ部21−2は分割面Cが密着するように締結され、その際、離脱防止部材25が挟着され、フランジ部21と筒状部22とが離脱不能に固定された状態となる。このため、フランジ部21と筒状部22とは一体的にシールカバー2に固定される。
これに対して、従来技術のメカニカルシールは、バッフルスリーブ59のフランジ部を介してシールカバー60にボルト63を締結する。
(1) Pre-assembly In the mechanical seal of the present invention, the collar 6, the bellows 7, the retainer 8, the seal ring 9 and the cylindrical portion 22 of the baffle sleeve 17 at the factory and service center (hereinafter referred to as “factory etc.”) Since the damper 19 is pre-assembled in a reliable and controlled state (hereinafter, the pre-assembled member is referred to as “pre-assembled member”), the assembly process of the pre-assembled member can be omitted in the field work.
On the other hand, the mechanical seal according to the prior art is configured such that the stationary side sealing members such as the collar 54, the bellows 55, the retainer 56, and the seal ring 57 and the baffle sleeve 59 integrally formed in a substantially L-shaped cross section are the seal cover 60. Since it can be mounted only from the opposite side, the stationary seal member and the baffle sleeve 59 cannot be pre-assembled in advance.
(2) Initial state in the field etc. In the mechanical seal of the present invention, the pre-assembly member and the gasket 15 are arranged on the machine inner side of the seal cover 2, and the machine inner flange part 21-1 in which the baffle sleeve 17 is divided on the machine outer side and An outboard flange portion 21-2, a separation preventing member 25, and a bolt 34 are disposed.
On the other hand, in the conventional mechanical seal, the stationary side seal member, the damper 61 and the gasket 62 are arranged inside the machine of the seal cover 60, and the integral baffle sleeve 59 and the bolt 63 are arranged outside the machine.
As can be seen from the explanatory diagram, the installation space L ′ in the mechanical seal of the present invention is significantly smaller than the installation space L in the mechanical seal of the prior art. Thus, the mechanical seal of the present invention can be assembled in a small space.
(3) Secondary seal mounting Both the mechanical seal of the present invention and the conventional mechanical seal are mounted with the gasket 15 and the gasket 62, which are secondary seal members, respectively, on the seal cover side. (4) Insertion of the sleeve Conventional mechanical In the seal, an integral baffle sleeve 59 disposed outside the machine of the seal cover 60 is inserted into the seal cover 60. On the other hand, in the mechanical seal of the present invention, since the cylindrical portion 22 of the baffle sleeve 17 is pre-assembled, it is not necessary to insert the baffle sleeve 17 into the seal cover 2.
(5) Installation of related parts In the conventional mechanical seal, the damper 61 as a related part is wound around the baffle sleeve 59 from the inside of the seal cover 60, and then the stationary side seal member is inserted into the outer diameter side of the baffle sleeve 59. However, this work involves some difficulty. On the other hand, in the mechanical seal of the present invention, the damper 19 which is a related part is pre-assembled, so that the mounting work of the damper 19 to the cylindrical portion 22 of the baffle sleeve 17 is unnecessary, and mounting errors and mounting leaks are unnecessary. The designed performance can be ensured.
(6) Mounting of the seal In the mechanical seal of the present invention, the pre-assembly member including the cylindrical portion 22 of the baffle sleeve 17 and the damper 19 is directly mounted on the seal cover 2 from the inside of the machine.
On the other hand, since the mechanical seal of the prior art inserts the stationary side seal member on the outer diameter side of the baffle sleeve 59 while maintaining the state where the damper 61 is wound around the baffle sleeve 59, it can be mounted accurately. Have difficulty.
(7) Bolt Fastening In the mechanical seal of the present invention, the machine inner flange portion 21-1, the separation preventing member 25, and the machine outer flange portion 21-2 of the baffle sleeve 17 are sequentially inserted while being aligned with the recess 25 of the seal cover 2. Then, the bolt 34 is fastened. When the bolt 34 is tightened, the inboard flange portion 21-1 and the outboard flange portion 21-2 are fastened so that the dividing surface C is in close contact with the separation preventing member 25, and the flange portion 21 is sandwiched. And the cylindrical portion 22 are fixed so as not to be detached. For this reason, the flange part 21 and the cylindrical part 22 are integrally fixed to the seal cover 2.
On the other hand, in the conventional mechanical seal, the bolt 63 is fastened to the seal cover 60 via the flange portion of the baffle sleeve 59.

本発明の実施形態に係るメカニカルシールの効果は以下のとおりである。
(1)本発明に係るバッフルスリーブ17はフランジ部21と筒状部22とが分割された構成であるため、工場等において、カラー6、ベローズ7、リテーナ8及びシールリング9とバッフルスリーブ17の筒状部22及びダンパー19とを確実かつ制御された状態でプレアッセンブリすることができ、現地工事で部材の組立工程を省くことができる。このため、組み込み性が向上すると共に、現場作業でのミスを低減することができる。さらに、従来、断面略L字状の一体的なバッフルスリーブを丸棒から削り出す場合、「フランジ部の外径×筒状部の長さ」の材料が必要であり、また、丸棒から断面略L字状に加工するためには、その大部分を削る必要があり、無駄が多かったが、本発明に係るバッフルスリーブ17は、フランジ部21と筒状部22とを別の材料から形成するため従来技術におけるような無駄を無くすことができる。
(2)本発明のメカニカルシールではシールカバー2の機外側における設置スペースを従来技術に比べて著しく小さくできるため、省スペースでの組立が可能である。
(3)本発明に係るバッフルスリーブ17では、フランジ部21は軸方向において2分割され、機内側フランジ部21−1と機外側フランジ部21−2との間には離脱防止部材25が挟着され、離脱防止部材25の挟着された状態における内径側には筒状部22に穿設された凹部又は孔28に嵌合する舌部26が延設されており、フランジ部21の締結により離脱防止部材25を介してフランジ部21と筒状部22とが離脱不能に固定されるため、振動等の外乱にも十分に耐える機能を備えたバッフルスリーブを得ることができる。
(4)本発明の実施形態に係る離脱防止部材25の舌部26はクサビ型に形成されているため、離脱防止部材25が挟着されて圧縮変形された際、クサビ型の舌部26は筒状部22の孔28に侵入するので、筒状部22の孔28に対して締まり勝手とすることができる。
(5)本発明の実施形態に係る離脱防止部材25には、フランジ部21を締結する締結部材であるボルト34の嵌入用の孔27が穿設され、離脱防止部材25はフランジ部21の締結時にボルト34に嵌合した状態でフランジ部21に挟着されるため、確実に圧縮変形され、クサビ型の舌部26の筒状部22の孔28に対する侵入を確実なものとすることができる。
(6)機内側フランジ部21−1及び機外側フランジ部21−2の接合面Cには、それぞれ、離脱防止部材25の着座用の凹部29が形成されているため、離脱防止部材25の装着が正確かつ容易であり、また、離脱防止部材25の位置ずれを防止することができる。
The effects of the mechanical seal according to the embodiment of the present invention are as follows.
(1) Since the baffle sleeve 17 according to the present invention has a structure in which the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are divided, the collar 6, the bellows 7, the retainer 8, the seal ring 9 and the baffle sleeve 17 are installed in a factory or the like. The cylindrical portion 22 and the damper 19 can be pre-assembled in a reliable and controlled state, and the assembly process of the members can be omitted in the field work. For this reason, while incorporating property improves, the mistake in field work can be reduced. Furthermore, conventionally, when cutting an integral baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section from a round bar, a material of “the outer diameter of the flange portion × the length of the cylindrical portion” is required. In order to process it into a substantially L shape, it is necessary to cut most of it, which is wasteful. However, the baffle sleeve 17 according to the present invention is formed of the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 from different materials. Therefore, waste as in the prior art can be eliminated.
(2) In the mechanical seal of the present invention, the installation space on the outside of the machine of the seal cover 2 can be remarkably reduced as compared with the prior art, so that assembly in a small space is possible.
(3) In the baffle sleeve 17 according to the present invention, the flange portion 21 is divided into two in the axial direction, and the separation preventing member 25 is sandwiched between the inner flange portion 21-1 and the outer flange portion 21-2. Further, a tongue 26 that fits into a recess or hole 28 formed in the cylindrical portion 22 is extended on the inner diameter side of the detachment preventing member 25 that is sandwiched. Since the flange portion 21 and the cylindrical portion 22 are fixed so as not to be detached via the separation preventing member 25, a baffle sleeve having a function sufficiently withstanding disturbance such as vibration can be obtained.
(4) Since the tongue 26 of the separation preventing member 25 according to the embodiment of the present invention is formed in a wedge shape, when the separation preventing member 25 is sandwiched and compressed and deformed, the wedge-shaped tongue 26 is Since it penetrates into the hole 28 of the cylindrical part 22, it can be tightened with respect to the hole 28 of the cylindrical part 22.
(5) The separation preventing member 25 according to the embodiment of the present invention is provided with a hole 27 for fitting a bolt 34 which is a fastening member for fastening the flange portion 21, and the separation preventing member 25 is fastened to the flange portion 21. Since it is clamped by the flange part 21 in the state fitted to the volt | bolt 34 sometimes, it can be reliably compressed and deform | transformed and the penetration | invasion with respect to the hole 28 of the cylindrical part 22 of the wedge-shaped tongue part 26 can be ensured. .
(6) Since the concave portions 29 for seating the separation preventing member 25 are formed on the joint surfaces C of the inner flange portion 21-1 and the outer flange portion 21-2, the separation preventing member 25 is mounted. Is accurate and easy, and the displacement of the separation preventing member 25 can be prevented.

1 ハウジング
2 シールカバー
3 回転軸
4 軸封部
6 カラー
7 ベローズ
8 リテーナ
9 シールリング
10 メイティングリング
11 リテーナ
12 シールリング
13 芯出しケース
14 凹部
15 ガスケット
16 シール面
17 バッフルスリーブ
18 クラッチ構造
19 ダンパー
20 環状溝
21 フランジ部
21−1 機内側フランジ部
21−2 機外側フランジ部
22 筒状部
23 内周面
24 筒状部の基端の外周面
25 離脱防止部材
26 舌部
27 離脱防止部材の孔
28 筒状部の孔
29 凹部
32 ボルト孔
33 シールカバーの機外側に設けられたフランジ部嵌合用の凹部
34 ボルト(締結部材)
35 クエンチング流体供給孔


























DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Seal cover 3 Rotating shaft 4 Shaft sealing part 6 Collar 7 Bellows 8 Retainer 9 Seal ring 10 Mating ring
11 Retainer 12 Seal ring 13 Centering case 14 Recess 15 Gasket
16 Seal surface
17 Baffle sleeve 18 Clutch structure 19 Damper 20 Annular groove 21 Flange part 21-1 Machine inner flange part 21-2 Machine outer flange part 22 Cylindrical part 23 Inner peripheral surface 24 Outer peripheral surface of base end of cylindrical part 25 Detachment preventing member 26 Tongue portion 27 Hole of separation preventing member 28 Hole of cylindrical portion 29 Recessed portion 32 Bolt hole 33 Recessed portion for fitting flange portion provided on outside of machine of seal cover 34 Bolt (fastening member)
35 Quenching fluid supply hole


























Claims (5)

ハウジングと回転軸との間に形成した軸封部に装着されて、ハウジングと回転軸との間をシールするメカニカルシールであって、シールリングと、該シールリングに対向摺接するメイティングリングとを具備し、前記シールリングおよび前記メイティングリングの一方がハウジングに装着されたシールカバーの機内側にベローズを介して支持され、他方が回転軸と共に回転するメカニカルシールにおいて、前記シールカバーの機外側において固定されて前記シールリングと前記メイティングリングとの摺動面にクエンチング流体を誘導する断面略L字状のバッフルスリーブを備え、前記バッフルスリーブはフランジ部と筒状部とが分割された構成であり、前記フランジ部は軸方向において機内側フランジ部と機外側フランジ部とに2分割され、前記機内側フランジ部と機外側フランジ部との間には離脱防止部材が挟着され、前記離脱防止部材の挟着された状態における内径側には前記筒状部に穿設された凹部又は孔に嵌合する舌部が延設されており、前記フランジ部の締結により前記離脱防止部材を介して前記フランジ部と筒状部とが離脱不能に固定されることを特徴とするメカニカルシール。   A mechanical seal that is mounted on a shaft seal formed between the housing and the rotating shaft and seals between the housing and the rotating shaft, and includes a seal ring and a mating ring that is in sliding contact with the seal ring. A mechanical seal in which one of the seal ring and the mating ring is supported by a bellows on the inside of a seal cover mounted on a housing and the other rotates with a rotating shaft; A baffle sleeve having a substantially L-shaped cross section for guiding quenching fluid to a sliding surface between the seal ring and the mating ring is provided, and the baffle sleeve has a configuration in which a flange portion and a cylindrical portion are divided. The flange portion is divided into two in the axial direction, the inner flange portion and the outer flange portion. A separation preventing member is sandwiched between the inner flange portion and the outer flange portion, and a recess or hole formed in the cylindrical portion on the inner diameter side when the separation preventing member is sandwiched. The mechanical seal is characterized in that a tongue portion is fitted to the flange portion, and the flange portion and the cylindrical portion are fixed so as not to be detached through the separation preventing member by fastening the flange portion. 前記離脱防止部材の舌部はクサビ型に形成されていることを特徴とする請求項1記載のメカニカルシール。   The mechanical seal according to claim 1, wherein the tongue portion of the separation preventing member is formed in a wedge shape. 前記離脱防止部材には、前記フランジ部を締結する締結部材の嵌入用の孔が穿設され、前記離脱防止部材は前記フランジ部の締結時に前記締結部材により前記フランジ部に挟着されることを特徴とする請求項1又は2記載のメカニカルシール。   The separation preventing member is provided with a hole for fitting a fastening member for fastening the flange portion, and the separation preventing member is clamped to the flange portion by the fastening member when the flange portion is fastened. The mechanical seal according to claim 1, wherein the mechanical seal is characterized. 前記機内側フランジ部及び前記機外側フランジ部の接合面には、それぞれ、前記離脱防止部材の着座用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメカニカルシール。   4. The recessed portion for seating the separation preventing member is formed on each of the joint surfaces of the inner flange portion and the outer flange portion. 5. Mechanical seal. 前記離脱防止部材は、金属、ゴムまたはプラスチックから形成されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のメカニカルシール。   The mechanical seal according to any one of claims 1 to 4, wherein the separation preventing member is made of metal, rubber, or plastic.
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