JP2014173669A - Division type mechanical seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポンプや攪拌機、コンプレッサーなどの各種回転機械器具に使用されるものであって、静止密封環と回転密封環との対向端面である密封端面によりシールするように構成されたメカニカルシールに関し、特に、静止密封環または回転密封環が円周方向において分割された分割型のメカニカルシールに関する。 The present invention relates to a mechanical seal that is used for various rotary machine tools such as a pump, a stirrer, and a compressor, and is configured to be sealed by a sealing end surface that is an opposing end surface of a stationary sealing ring and a rotating sealing ring. In particular, the present invention relates to a split type mechanical seal in which a stationary seal ring or a rotary seal ring is divided in the circumferential direction.
従来、摺動面の内周から外周方向へ向かって漏れようとする流体をシールする形式であるアウトサイド形のメカニカルシールにおいて、静止密封環および回転密封環が円周方向において分割された分割型のメカニカルシールとして、分割面がフラット面なものが知られている(例えば、特許文献1及び2参照。以下、「従来技術1」という。)。
また、「自然割」と呼ばれる割面を有するものも知られている(例えば、特許文献3及び4参照。以下、「従来技術2」という。)。
さらに、図7に示すように、分割型のメカニカルシールにおいて、 回転シールリング50の分割面51及び52の一方の面51に溝53が設けられ、他方の面52には溝53に対向して突条54が設けられたものが知られている(例えば、特許文献5参照。以下、「従来技術3」という。)。
Conventionally, an outside-type mechanical seal that seals a fluid that leaks from the inner periphery to the outer periphery of a sliding surface. A split type in which a stationary seal ring and a rotary seal ring are divided in the circumferential direction. As the mechanical seal, one having a flat dividing surface is known (see, for example,
Further, those having a split surface called “natural split” are also known (see, for example,
Furthermore, as shown in FIG. 7, in the split type mechanical seal, a
しかしながら、アウトサイド形のメカニカルシールにおいては内径側から圧力が作用したときに分割面には「面を開く力」しか作用しないことから、従来技術1の分割面がフラットなものでは、密封環の内外に作用する圧力の差や温度分布により発生する微小な歪みにより分割面に隙間が発生し、リークが生じていた。また、従来技術2の「自然割」と呼ばれる割面を有するものでも、リークはある程度低減されるものの完全に防止するには至っていない。
さらに、従来技術3の分割面に凹凸を設けたものは、分割面の嵌合を容易にすることを主とするものであり、半径方向のシール性が向上されるといっても、従来技術2の「自然割」と呼ばれる割面を有するものとほぼ同程度のものと考えられる。
However, in the outside-type mechanical seal, only the “surface opening force” acts on the divided surface when pressure is applied from the inner diameter side. A gap was generated on the dividing surface due to a difference in pressure acting on the inside and outside and a minute distortion caused by a temperature distribution, resulting in a leak. Further, even those having a split surface called “natural split” of the
In addition, the
本発明は、第1に、静止密封環または回転密封環が円周方向において分割された分割型のメカニカルシールにおいて、分割面のシール性を向上することのできる分割型メカニカルシールを提供することを目的としている。
また、本発明は、第2に、分割型のメカニカルシールのクランプ機構を小型化すると共に、組付け時における分割部材の位置を安定して固定することができる分割型メカニカルシールを提供することを目的としている。
A first aspect of the present invention is to provide a split-type mechanical seal capable of improving the sealing performance of a split surface in a split-type mechanical seal in which a stationary seal ring or a rotary seal ring is split in the circumferential direction. It is aimed.
Secondly, the present invention provides a split type mechanical seal that can downsize the clamp mechanism of the split type mechanical seal and can stably fix the position of the split member during assembly. It is aimed.
上記目的を達成するため本発明の分割型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され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において、静止密封環および回転密封環を備え、前記静止密封環または前記回転密封環は周方向において分割された分割型の密封環であり、前記静止密封環または前記回転密封環の分割面は、前記回転軸の軸線方向と直交する方向からみて、外周部から内周側に向かって一定方向に傾斜する外周側傾斜面と、内周部から外周側に向かって前記外周側傾斜面の傾斜する側と同字側に傾斜する内周側傾斜面とから構成され、前記外周側傾斜面と前記内周側傾斜面とは外周部と内周部との間において交叉するように設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、静止密封環または前記回転密封環が内周側から圧力を受けて径が大きくなるように歪み、分割面において径方向のズレが発生しても、外周側傾斜面において追随できるので、隙間が生じることはなく、シール性を向上することができる。
In order to achieve the above object, a split-type mechanical seal according to the present invention is firstly installed in a shaft seal formed between a housing and a rotating shaft, and seals between the housing and the rotating shaft. A stationary seal ring and a rotary seal ring, wherein the stationary seal ring or the rotary seal ring is a split type seal ring divided in the circumferential direction, and the stationary seal ring or the split surface of the rotary seal ring is: When viewed from the direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft, the outer peripheral inclined surface is inclined in a fixed direction from the outer peripheral portion toward the inner peripheral side, and the outer peripheral inclined surface is inclined from the inner peripheral portion toward the outer peripheral side. And an inner peripheral inclined surface inclined to the same character side, and the outer peripheral inclined surface and the inner peripheral inclined surface are set so as to intersect between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion. It is characterized by that.
According to this feature, even if the stationary sealing ring or the rotary sealing ring receives a pressure from the inner peripheral side and is distorted so as to increase in diameter and a radial shift occurs in the divided surface, the outer peripheral inclined surface follows. As a result, there is no gap and the sealing performance can be improved.
また、本発明の分割型メカニカルシールは、第2に、第1の特徴において、前記静止密封環または前記回転密封環の外周部に沿って配設され、前記静止密封環または前記回転密封環を径方向に締め付け可能なクランプ部材を備え、前記クランプ部材は前記静止密封環または前記回転密封環と同じく周方向において分割され、前記静止密封環または前記回転密封環の外周面及び前記クランプ部材の内周面は、前記回転軸の軸線方向の断面において傾斜する2つのテーパ面からなる略V字状に形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、従来技術のようなリーマボルトを用いて密封環をクランプする装置に比べて大幅に小型化が可能である。また、クランプ部材の内周面は、静止密封環または回転密封環の外周面と同様に、両端から内方に向かうにつれ軸心方向に傾斜する2つのテーパ面からなる略V字状に形成されため、静止密封環または回転密封環の位置固定が安定され、例えば、静止密封環または回転密封環をラッピング後に再度組立てる場合でも、安定したシール面状態を保持することができる。
The split mechanical seal of the present invention is, secondly, in the first feature, disposed along the outer periphery of the stationary seal ring or the rotary seal ring, and the stationary seal ring or the rotary seal ring A clamp member that can be clamped in a radial direction, and the clamp member is divided in the circumferential direction in the same manner as the stationary seal ring or the rotary seal ring, and the outer peripheral surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring and the clamp member The peripheral surface is characterized by being formed in a substantially V-shape comprising two tapered surfaces inclined in a cross section in the axial direction of the rotating shaft.
According to this feature, the size can be significantly reduced as compared with a device that clamps a sealing ring using a reamer bolt as in the prior art. Also, the inner peripheral surface of the clamp member is formed in a substantially V-shape consisting of two tapered surfaces that incline in the axial direction as it goes inward from both ends, like the outer peripheral surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring. Therefore, the fixed position of the stationary seal ring or the rotary seal ring is stabilized. For example, even when the stationary seal ring or the rotary seal ring is reassembled after lapping, a stable seal surface state can be maintained.
また、本発明の分割型メカニカルシールは、第3に、第2の特徴において、前記クランプ部材は基端を支点として回動自在な2つの分割片を備え、前記分割片の締結部に弾性部材を配設し、前記弾性部材を介して前記締結部の締結が行われることを特徴としている。
この特徴によれば、クランプ力を安定させることができる。
Thirdly, the split mechanical seal according to the present invention is characterized in that, in the third feature, the clamp member includes two split pieces that are rotatable about a base end, and an elastic member is provided at a fastening portion of the split pieces. And the fastening portion is fastened through the elastic member.
According to this feature, the clamping force can be stabilized.
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)静止密封環または回転密封環の分割面が、回転軸の軸線方向と直交する方向からみて、外周部から内周側に向かって一定方向に傾斜する外周側傾斜面と、内周部から外周側に向かって外周側傾斜面の傾斜する側と同字側に傾斜する内周側傾斜面とから構成され、外周側傾斜面と内周側傾斜面とは外周部と内周部との間において交叉するように設定されていることにより、静止密封環または前記回転密封環が内周側から圧力を受けて径が大きくなるように歪み、分割面において径方向のズレが発生しても、外周側傾斜面において追随できるので、隙間が生じることはなく、シール性を向上することができる。
The present invention has the following excellent effects.
(1) An outer peripheral inclined surface in which a split surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring is inclined in a fixed direction from the outer peripheral portion toward the inner peripheral side when viewed from the direction orthogonal to the axial direction of the rotation shaft, and the inner peripheral portion The outer peripheral side inclined surface and the inner peripheral side inclined surface are composed of an outer peripheral part and an inner peripheral part. The stationary sealing ring or the rotary sealing ring is distorted so as to increase in diameter by receiving pressure from the inner peripheral side, and a radial deviation occurs on the divided surface. Moreover, since it can follow in an outer peripheral side inclined surface, a clearance gap does not arise and a sealing performance can be improved.
(2)静止密封環または回転密封環の外周面及び前記クランプ部材の内周面が、回転軸の軸線方向の断面において傾斜する2つのテーパ面からなる略V字状に形成されることにより、従来技術のようなリーマボルトを用いて密封環をクランプする装置に比べて大幅に小型化が可能である。また、クランプ部材の内周面は、静止密封環または回転密封環の外周面と同様に、両端から内方に向かうにつれ軸心方向に傾斜する2つのテーパ面からなる略V字状に形成されため、静止密封環または回転密封環の位置固定が安定され、例えば、静止密封環または回転密封環をラッピング後に再度組立てる場合でも、安定したシール面状態を保持することができる。 (2) The outer peripheral surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring and the inner peripheral surface of the clamp member are formed in a substantially V shape comprising two tapered surfaces inclined in the cross section in the axial direction of the rotary shaft. Compared to a device that clamps a sealing ring using a reamer bolt as in the prior art, the size can be significantly reduced. Also, the inner peripheral surface of the clamp member is formed in a substantially V-shape consisting of two tapered surfaces that incline in the axial direction as it goes inward from both ends, like the outer peripheral surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring. Therefore, the fixed position of the stationary seal ring or the rotary seal ring is stabilized. For example, even when the stationary seal ring or the rotary seal ring is reassembled after lapping, a stable seal surface state can be maintained.
(3)クランプ部材が基端を支点として回動自在な2つの分割片を備え、分割片の締結部に弾性部材を配設し、弾性部材を介して締結部の締結が行われることにより、クランプ力を安定させることができる。 (3) The clamp member is provided with two split pieces that are rotatable with the base end as a fulcrum, an elastic member is disposed on the fastening portion of the split piece, and the fastening portion is fastened via the elastic member, Clamping force can be stabilized.
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的な位置などは、特に明示的な記載がない限り、それらのみに限定する趣旨のものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION With reference to drawings, the form for implementing this invention is demonstrated illustratively based on an Example below. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to be limited to them unless otherwise specified.
図1ないし図6を参照しながら、本発明の実施例に係るメカニカルシールを説明する。
本発明は、摺動面の内周から外周方向へ向かって漏れようとする流体をシールする形式であるアウトサイド形のメカニカルシールに適したものであるが、摺動面の外周から内周方向へ向かって漏れようとする流体をシールする形式であるインサイド形のメカニカルシールにも適用可能である。
以下においては、アウトサイド形のメカニカルシールの場合について説明する。
A mechanical seal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present invention is suitable for an outside-type mechanical seal that seals a fluid that leaks from the inner periphery of the sliding surface toward the outer peripheral direction. The present invention can also be applied to an inside-type mechanical seal that seals a fluid that leaks toward the inside.
In the following, the case of an outside type mechanical seal will be described.
図1は、本発明の実施例に係るアウトサイド形の分割型メカニカルシールの一例を示す縦断面図である。
分割型メカニカルシール装置1は、ハウジング2の内周面3と回転軸4との間の被密封流体用流通路5をシールするために装着される。ハウジング2内のこの流通路5は、内部の高圧流体側(被密封流体側)と連通するように形成されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an outside-type split mechanical seal according to an embodiment of the present invention.
The split-type
ハウジング2の内周面3には、周方向において2分割された静止密封環10の第1外周面11が軸方向に移動自在に嵌合している。そして、この両者の嵌合する部分の内周面3に環状溝12が形成されている。環状溝12内にはゴムまたは樹脂材製の第1Oリング13が配置されている。この静止密封環10は、例えば、炭化珪素又はカーボン材により形成されている。また、静止密封環10の内周面14は、回転軸4より大径に形成されている。そして、内周面14と回転軸4との間が流通路5と連通している。更に、静止密封環10の端面にはシール面S1が設けられていると共に、シール面S1の外周側には第1外周面11より大径の第2外周面15が形成されている。
なお、静止密封環の分割数は、2分割に限定されることなく、3分割以上でもよい。
A first outer
The number of divisions of the stationary seal ring is not limited to two divisions, and may be three or more divisions.
静止密封環10の第2外周面15には、静止密封環10の分割面を密接させるためのクランプ部材16が嵌合している。このクランプ部材16も周方向において2分割されている。クランプ部材16は、分割面の一方に設けられたピン17を支点として開閉自在な構造に形成され、分割面の他方に設けられたボルト18により密接に結合されるようになっている。
なお、静止密封環10及びクランプ部材16については、後に詳しく説明する。
On the second outer
The
クランプ部材16には、二点鎖線で示すように、底面にばね座を設けた取付穴19が形成されており、この取付穴19にコイルスプリング20の一端が挿入されてばね座に着座している。そして、コイルスプリング20の他端はハウジング2の端面6に連結されて支持されている。コイルスプリング20の働きにより、静止密封環10は、クランプ部材16を介して後述する回転密封環20側に押しつけられている。
As shown by a two-dot chain line, the
回転密封環30は、断面略L字状に形成されて周方向において2分割されている。そして、回転密封環30の内周面は接合面31と段部面32に形成されている。この接合面31は回転軸4に嵌合していると共に、段部面32内には、ゴム又は樹脂材の第2Oリング33が装着されている。また、回転密封環30の端面はシール面S2に形成されて静止密封環10のシール面S1と接面して被密封流体をシールする。この回転密封環30は炭化珪素またはカーボン或いはセラミックなどの材料で製作される。
なお、回転密封環の分割数は、2分割に限定されることなく、3分割以上でもよい。
The
In addition, the division | segmentation number of a rotation sealing ring is not limited to 2 divisions, Three or more divisions may be sufficient.
回転密封環30の外周面34には、回転密封環30の分割面を密接させるためのクランプ部材35が嵌合している。このクランプ部材35は、上記したクランプ部材16と同じ構造をしており、周方向において2分割されている。クランプ部材35は、分割面の一方に設けられたピン36を支点として開閉自在な構造に形成され、分割面の他方に設けられたボルト37により密接に結合されるようになっている。
また、クランプ部材35の側面には、二点鎖線で示すように、ドライブピン用係止穴38が形成されている。
なお、回転密封環20及びクランプ部材25については、後に詳しく説明する。
A
Further, a drive pin locking hole 38 is formed on the side surface of the
The
クランプ部材35の側面には、締付リング40が回転軸4に嵌着している。この締付リング40は軸方向に2分割されてボルト41により分割面が結合されていると共に、回転軸4を締め付けて両者を連結している。この締付リング40には、側面に環状凸部42が形成されており、この環状凸部42により第2Oリング33を押さえている。また、締付リング40の側面とクランプ部材35の側面が接合されてクランプ部材35及び回転密封環30の軸方向が支持されている。また、締付リング40の側面にはドライブピン43が打ち込まれて固着されており、このドライブピン43がクランプ部材35の係止穴38に係止して回転軸4と共にクランプ部材35及び回転密封環30を回動する。
A clamping
次に、図2ないし図6を参照しながら、静止密封環10及び回転密封環30(以下、静止密封環及び回転密封環をまとめて総称する場合には単に「密封環」ということがある。)並びにクランプ部材16及び35について説明する。
なお、本発明は、静止密封環10及び回転密封環30のいずれにも同様に適用できるものであり、並びに、静止密封環10用のクランプ部材16及び回転密封環30用のクランプ部材35のいずれにも同様に適用できるものであるが、以下においては、静止密封環10及びそのクランプ部材16を例にして説明する。また、図1と同じ符号は同じ部材を示しており、重複する説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 2 to FIG. 6, the
The present invention can be similarly applied to both the
図2(a)において、静止密封環10の内周側が高圧流体側(被密封流体側)であり、外周側が低圧流体側(例えば、大気側)であり、静止密封環10は、周方向において2分割された分割型の密封環である。
静止密封環10の分割面25は、約180°間隔で点対称に2カ所設けられ、それぞれの分割面25は、回転軸4の軸線方向と直交する方向からみて、外周部から内周側に向かって一定方向(図2(a)では反時計方向)に傾斜する外周側傾斜面25aと、内周部から外周側に向かって外周側傾斜面25aの傾斜する側と同じ側に傾斜する内周側傾斜面25bとから構成され、そして、外周側傾斜面25aと内周側傾斜面25bとは外周部と内周部との間において交叉するように設定されている。分割面25は静止密封環10の幅全体にわたって設けられることはもちろんである。
なお、図2においては、静止密封環10が周方向において2分割された例を示しているが、これに限らず、3分割、4分割など、分割の数は適宜設定されればよい。
2A, the inner peripheral side of the
The split surfaces 25 of the
2 shows an example in which the
また、外周側傾斜面25a及び内周側傾斜面25bの傾斜角度θは設計的に最適な値に決められるが、図2に示すものでは、いずれも約45°である。
なお、傾斜角度θは、約45°に限らず、種々の値を取ることができ、また、外周側傾斜面25aの傾斜角度θ1とび内周側傾斜面25bの傾斜角度θ2とが異なってもよい。
Further, the inclination angle θ of the outer peripheral side inclined
Note that the inclination angle θ is not limited to about 45 ° and can take various values. Even if the inclination angle θ1 of the outer peripheral side inclined
図2(b)は、図2(a)のA−A断面を示すもので、クランプ部材16が嵌合する静止密封環10の第2外周面15は、回転軸に添う方向の断面において、両端から内方にいくにつれ回転軸の中心に向かって傾斜する2つのテーパ面15a、15bからなる略V字状に形成されている。2つのテーパ面15a及び15bは左右対称に形成されるのが望ましい。
なお、図2(b)に示すものでは、テーパ面15a、15bは、両端から回転軸の中心に向かって傾斜、すなわち、径が小さくなる方向に傾斜しているが、これに限らず、径が大きくなる方向に傾斜してもよい。また、第2外周面15が略V字状に形成されている理由については、後に、クランプ部材16のところで詳しく説明する。
FIG. 2 (b) shows the AA cross section of FIG. 2 (a), and the second outer
In the case shown in FIG. 2B, the
図3は、静止密封環10が内周側から圧力を受けた場合の状態を説明する図であって、(a)は圧力が作用している状態を、(b)及び(c)は圧力により歪んだ状態を示している。
図3(a)に示すように、静止密封環10が内周側から被密封流体により圧力p1を受けると、外周側が低圧であるため、外周部がクランプ部材16により締め付けられているとはいっても、静止密封環10は径が大きくなるように歪む。その際、左側の分割環10aと右側の分割環10bとの間の歪み量に差が出る場合がある。
図3(b)は、右側の分割環10bがより多く歪む場合を示すもので、分割面25においては、外周側傾斜面25aの面圧p2が高くなり、内周側傾斜面25bに面圧は作用しない。
逆に、図3(c)は、左側の分割環10aがより多く歪む場合を示すもので、分割面25においては、内周側傾斜面25bの面圧p3が高くなり、外周側傾斜面25aに面圧は作用しない。
そして、図3(b)の場合、面圧p2に基づく外周側傾斜面25aに沿う分力が外周側傾斜面25aの摩擦力より大きくなると、左側の分割環10aに対して右側の分割環10bが径方向にズレる。両者に径方向のズレが発生しても、外周側傾斜面25aにおいて追随できるので、隙間が生じることはない。
また、図3(c)の場合、面圧p3に基づく内周側傾斜面25bに沿う分力が内周側傾斜面25bの摩擦力より大きくなると、右側の分割環10bに対して左側の分割環10aが径方向にズレる。両者に径方向のズレが発生しても、内周側傾斜面25bにおいて追随できるので、隙間が生じることはない。
FIG. 3 is a diagram for explaining a state where the
As shown in FIG. 3 (a), when the
FIG. 3B shows a case where the
On the other hand, FIG. 3C shows a case where the
In the case of FIG. 3B, when the component force along the outer peripheral
In the case of FIG. 3C, when the component force along the inner peripheral
このように、本発明においては、外周部から内周側に向かって一定方向に傾斜する外周側傾斜面25aと、内周部から外周側に向かって外周側傾斜面25aの傾斜する側と同じ側に傾斜する内周側傾斜面25bとからなる分割面25を備えることにより、いずれの分割環が歪んだ場合でも、分割面25に隙間が発生することはなく、シール性を向上することができる。
Thus, in the present invention, the outer peripheral side inclined
次に、図4を参照しながら、分割面25の種々の例を説明する。
(a)に示す分割面25は、外周側傾斜面25aの傾斜角度θ1及び内周側傾斜面25bの傾斜角度θ2は、それぞれ、約45°である。
また、(b)に示す分割面25は、外周側傾斜面25aの傾斜角度θ1が約75°と大きく、内周側傾斜面25bの傾斜角度θ2は約45°である。この場合、外周側傾斜面25aに沿う分力を小さくすることができるのでズレが生じにくい。
さらに、(c)に示す分割面25は、外周側傾斜面25aの傾斜角度θ1及び内周側傾斜面25bの傾斜角度θ2は、それぞれ、約75°と大きい。この場合、外周側傾斜面25aの面積を大きくすることができるので隙間が生じにくい。
Next, various examples of the dividing
In the dividing
Further, in the divided
Further, in the dividing
以上説明したように、本実施例の静止密封環10(または回転密封環30)は、周方向において分割されており、それぞれの分割面25は、回転軸4の軸線方向と直交する方向からみて、外周部から内周側に向かって一定方向に傾斜する外周側傾斜面25aと、内周部から外周側に向かって外周側傾斜面25aの傾斜する側と同じ側に傾斜する内周側傾斜面25bとから構成され、外周側傾斜面25aと内周側傾斜面25bとは外周部と内周部との間において交叉するように設定されているため、内周側から圧力を受けて径が大きくなるように歪み、分割面において径方向のズレが発生しても、外周側傾斜面25aにおいて追随できるので、隙間が生じることはなく、シール性を向上することができる。
As described above, the stationary seal ring 10 (or the rotary seal ring 30) of the present embodiment is divided in the circumferential direction, and each divided
次に、図5を参照しながら、クランプ部材について説明する。
クランプ部材16は、静止密封環10の外周部に沿って配設され、静止密封環10を径方向に締め付けるもである。
図5(a)に示すように、クランプ部材16は静止密封環10と同じく周方向において2分割され、基端26を支点として回動自在な2つの分割片16a及び16bを備え、基端26にはピン17が設けられ、ピン17を支点として開閉自在なヒンジ構造に形成されている。基端26におけるヒンジ構造は、例えば、右側の分割片16bの端部に凹部を形成し、この凹部に、左側の分割片16aに形成された凸部が嵌合すると共に、これらの凹凸嵌合部にピン17が嵌入されるように構成される。
Next, the clamp member will be described with reference to FIG.
The
As shown in FIG. 5A, the
一方、基端26と約180°反対側には、分割片16a及び16bを密に結合する締結部28が設けられている。締結部28において分割片16a及び16bはボルト18により密に結合される。締結部28にはクランプ力を安定させるため、スプリングあるいはスプリングワッシャーのような弾性部材29が配設されるのが望ましい。
図5(a)では、弾性部材29としてスプリングワッシャーが用いられている。
また、図5(c)及び(d)では、弾性部材29としてスプリングが用いられ、図5(c)の場合、スプリングは分割片16bとボルト18の頭部との間に装着され、図5(d)の場合、スプリングは分割片16aと16bとの間に装着されている。弾性部材29としてスプリングを用いた場合、クランプ力が安定すると共に、スプリング強さを調整して分割片16a、16bの耐圧を調整することもできる。
クランプ部材16の2つの分割片16a及び16bは軸方向にズレが生じないように正確に結合される必要があるため、基端26を支点とするヒンジ構造及び締結部28は、精度よく形成される。
On the other hand, a
In FIG. 5A, a spring washer is used as the
5C and 5D, a spring is used as the
Since the two divided
図5(b)に示すように、クランプ部材16の内周面27は、静止密封環10の第2外周面15と同様に、回転軸に添う方向の断面において両端から内方にいくにつれ回転軸の中心に向かって傾斜する2つのテーパ面27a及び27bからなる略V字状に形成される。2つのテーパ面27a及び27bは、左右対称に形成されるのが望ましい。
なお、図5(b)においては、テーパ面27a、27bは、静止密封環10の第2外周面15に合わせるように、両端から内方にいくにつれ回転軸の中心に向かって傾斜、すなわち、径の小さくなる方向に傾斜しているが、これに限らず、静止密封環10の第2外周面15が径の大きくなる方向に傾斜される場合は、径の大きくなる方向に傾斜されてもよい。
As shown in FIG. 5B, the inner
In FIG. 5B, the
静止密封環10の第2外周面15及びクランプ部材16の内周面27が、共に略V字状をなしていることにより、クランプ部材16が締結された場合、静止密封環10の2つの分割環10a及び分割環10bは略V字状の溝により軸方向位置が整合され、軸方向の位置決めが正確になされることになる。また、2つのテーパ面27a及び27bが、左右対称に形成されているので、静止密封環10に対して左右で均一なクランプ力が作用し、静止密封環10を偏ることなく保持することができる。
The second outer
以上説明したように、本実施例のクランプ部材16(またはクランプ部材35)は、静止密封環10と同じく周方向において分割され、基端26を支点として回動自在な2つの分割片16a及び16bを備え、締結部28において分割片16a及び16bはボルト18により密に結合される構造であるため、従来技術3のようなリーマボルトを用いて密封環をクランプする装置に比べて大幅に小型化が可能である。また、クランプ部材16の内周面27は、静止密封環10の第2外周面15と同様に、両端から内方に向かうにつれ軸心方向に傾斜する2つのテーパ面27a及び27bからなる略V字状に形成されため、静止密封環10の位置固定が安定され、例えば、静止密封環10をラッピング後に再度組立てる場合でも、安定したシール面状態を保持することができる。さらに、締結部28にスプリングあるいはスプリングワッシャーのような弾性部材29を配設することにより、クランプ力を安定させることができる。
As described above, the clamp member 16 (or the clamp member 35) of the present embodiment is divided in the circumferential direction in the same manner as the
次に、図6を参照しながら、分割型の静止密封環あるいは回転密封環の加工方法についてその一例を説明する。図6では、静止密封環10を2分割で製作する場合について説明する。
(1) 図6(a)に示すように、円周状に組立てられた静止密封環10と同一形状の円周リング45を用意する。
(2)円周リング45の側面に、略V字状の2つの分割面25、25をマーキングする。
(3)例えば、2つの分割面25、25の左側の部分を残す場合、2つの分割面25、25の右側に接する直線m1、m2を引き、その直線に沿って切断する。左側の部分を部品1とする。
(4)右側の余剰部分は廃却する。
(5)部品1ついて、図6(b)で示す、分割面25、25の右側のハッチング部45b、45c及び45dを除去する。
(6)上記(1)〜(5)を繰り返すことにより、所要数の部品1を製作する。
(7)部品1の分割面25、25のそれぞれの外周側傾斜面25a及び内周側傾斜面25bをV字特殊治具などを用いてラッピングする。
または、2つの部品1を図6(c)で示すように組合わせ、分割面25、25を摺り合わせにより仕上げる。
なお、2分割の場合は、右側の余剰部分は廃却されるが、3分割または4分割でもシール性が確保される場合は、2分割で出た余剰部分を3分割又は4分割の部品として活用することができる。
Next, an example of a method for processing a split stationary seal ring or a rotary seal ring will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the case where the
(1) As shown in FIG. 6A, a
(2) On the side surface of the
(3) For example, when the left part of the two divided
(4) Discard the excess part on the right side.
(5) For the
(6) The required number of
(7) The outer peripheral side inclined
Alternatively, the two
In the case of 2 divisions, the surplus part on the right side is discarded. However, if the sealing performance is secured even in 3 divisions or 4 divisions, the excess part produced in 2 divisions can be used as 3 or 4 division parts. Can be used.
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and modifications and additions within the scope of the present invention are included in the present invention. It is.
例えば、前記実施例では、図1に示す形状の静止密封環または回転密封環を例にして説明したが、本発明はこれに限定されることなく、他の形状の静止密封環または回転密封環についても適用できることはもちろんである。 For example, in the above embodiment, the stationary seal ring or the rotary seal ring having the shape shown in FIG. 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other shapes of the static seal ring or the rotary seal ring have other shapes. Of course, it can also be applied.
また、例えば、前記実施例では、密封環のうち、静止密封環及びそれに装着されるクランプ部材を例にして説明したが、本発明は、これに限らず、回転密封環及びそれに装着されるクランプ部材についても同様に適用されるものである。 Further, for example, in the above-described embodiment, the stationary sealing ring and the clamp member attached thereto are described as examples of the sealing ring. However, the present invention is not limited thereto, and the rotary sealing ring and the clamp attached thereto are exemplified. The same applies to the members.
また、例えば、前記実施例では、内周側に高圧の被密封流体が存在するアウトサイド形のメカニカルシールについて説明したが、本発明は、外周側が高圧流体が存在するインサイド形にも適用可能である。 Further, for example, in the above embodiment, the outside type mechanical seal in which the high-pressure sealed fluid exists on the inner peripheral side has been described, but the present invention can also be applied to the inside type in which the outer peripheral side has high-pressure fluid. is there.
1 分割型メカニカルシール装置
2 ハウジング
3 ハウジングの内周面
4 回転軸
5 被密封流体用流通路
6 ハウジングの端面
10 静止密封環
11 静止密封環の第1外周面
12 環状溝
13 第1Oリング
14 静止密封環の内周面
15 静止密封環の第2外周面
16 クランプ部材
17 ピン
18 ボルト
19 取付穴
20 コイルスプリング
25 分割面
25a 外周側傾斜面
25b 内周側傾斜面
26 クランプ部材の基端
27 クランプ部材の内周面
28 締結部
29 弾性部材
30 回転密封環
31 接合面
32 段部面
33 第2Oリング
34 回転密封環の外周面
35 クランプ部材
36 ピン
37 ボルト
38 ドライブピン用係止穴
40 締付リング
41 ボルト
42 環状凸部
43 ドライブピン
S1 静止密封環のシール面
S2 回転密封環のシール面
DESCRIPTION OF
5 Flow path for fluid to be sealed 6 End face of
25b Inner peripheral inclined surface
26 Clamping
Claims (3)
静止密封環および回転密封環を備え、
前記静止密封環または前記回転密封環は周方向において分割された分割型の密封環であり、
前記静止密封環または前記回転密封環の分割面は、前記回転軸の軸線方向と直交する方向からみて、外周部から内周側に向かって一定方向に傾斜する外周側傾斜面と、内周部から外周側に向かって前記外周側傾斜面の傾斜する側と同字側に傾斜する内周側傾斜面とから構成され、
前記外周側傾斜面と前記内周側傾斜面とは外周部と内周部との間において交叉するように設定されていることを特徴とする分割型メカニカルシール。 In a mechanical seal that is attached to a shaft seal formed between the housing and the rotating shaft and seals between the housing and the rotating shaft,
With stationary and rotating seal rings,
The stationary seal ring or the rotary seal ring is a split type seal ring divided in the circumferential direction,
The dividing surface of the stationary seal ring or the rotary seal ring includes an outer peripheral side inclined surface inclined in a fixed direction from the outer peripheral part toward the inner peripheral side when viewed from a direction orthogonal to the axial direction of the rotary shaft, and an inner peripheral part From the outer peripheral side inclined surface toward the outer peripheral side and the inner peripheral side inclined surface inclined to the same character side,
The split type mechanical seal characterized in that the outer peripheral side inclined surface and the inner peripheral side inclined surface are set so as to cross between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion.
The clamp member is provided with two split pieces that are rotatable with a base end as a fulcrum, an elastic member is disposed at a fastening portion of the split piece, and the fastening portion is fastened through the elastic member. The split-type mechanical seal according to claim 2, characterized in that:
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