JP2020085036A - mechanical seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸を密封するメカニカルシールに関する。 The present invention relates to a mechanical seal that seals a rotating shaft.
ウォーターポンプ、攪拌機等のように、固定側構造(ハウジング)に対して相対的に回転可能に回転軸を取付けるにあたり、固定側構造と回転軸との間を軸封するメカニカルシールが知られている。 A mechanical seal, such as a water pump or a stirrer, which seals a space between a fixed-side structure and a rotary shaft when mounting the rotary shaft so as to be rotatable relative to the fixed-side structure (housing) is known. ..
例えば、特許文献1に示されるメカニカルシールは、ウォーターポンプに適用されるものであり、静止密封環、静止密封環に外嵌されたベローズ、及びベローズの外径側に配置されて静止密封環を回転密封環側に付勢するウェーブスプリング(付勢手段)を有する静止側要素と、回転密封環を有する回転側要素と、から構成され、ウォーターポンプ駆動時に、静止密封環及び回転密封環の外径側に導かれた水やLLC(Long Life Coolant)といった被密封流体の圧力を利用して当該被密封流体を密封している。 For example, the mechanical seal shown in Patent Document 1 is applied to a water pump, and includes a stationary seal ring, a bellows externally fitted to the stationary seal ring, and a static seal ring disposed on the outer diameter side of the bellows. A stationary side element having a wave spring (biasing means) for urging the rotary seal ring side and a rotary side element having a rotary seal ring are provided. The sealed fluid is sealed by utilizing the pressure of the sealed fluid such as water or LLC (Long Life Coolant) guided to the radial side.
特許文献1に示されるメカニカルシールは、被密封流体の圧力が弱まっても、ウェーブスプリングの付勢力によって静止密封環及び回転密封環が密接した状態を保つことができるようになっている。このようなメカニカルシールを汎用的に使用しようとすると、被密封流体が高濃度スラリーや腐食性である際にはウェーブスプリングが目詰まりや腐食する虞があった。 The mechanical seal disclosed in Patent Document 1 can keep the stationary seal ring and the rotary seal ring in close contact with each other by the urging force of the wave spring even if the pressure of the sealed fluid is weakened. When such a mechanical seal is used for general purposes, the wave spring may be clogged or corroded when the fluid to be sealed is a high-concentration slurry or corrosive.
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、被密封流体を選ぶことなく使用可能な汎用性の高いメカニカルシールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a mechanical seal with high versatility that can be used without selecting a fluid to be sealed.
前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
静止密封環を有しハウジングに取付けられる静止側要素と、回転密封環を有し回転軸に取付けられる回転側要素と、前記静止密封環と前記回転密封環とを対向方向に付勢する付勢手段と、を備えるメカニカルシールであって、
前記静止密封環または前記回転密封環の背面側を内径側と外径側とに密封状に区画する区画手段を有し、前記区画手段の内径側及び外径側に、それぞれ前記付勢手段を設置可能な設置空間が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、区画手段の内径側及び外径側に設けられた設置空間の一方を適宜選択して付勢手段を配置することができるので、汎用性の高いメカニカルシールを提供することができる。例えば、区画手段の内径側及び外径側に設けられた設置空間から被密封流体に影響されない設置空間を選択して付勢手段を配置することができる。
In order to solve the above problems, the mechanical seal of the present invention,
A stationary element having a stationary seal ring attached to the housing, a rotating element having a rotary seal ring attached to the rotating shaft, and a biasing force for biasing the stationary seal ring and the rotary seal ring in opposite directions. A mechanical seal comprising:
The stationary sealing ring or the rotary sealing ring has a partition means for sealingly partitioning the back side into an inner diameter side and an outer diameter side, and the biasing means is provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the partition means, respectively. It is characterized by having an installation space that can be installed.
According to this feature, it is possible to appropriately select one of the installation spaces provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the partition means to arrange the biasing means, and thus it is possible to provide a mechanical seal with high versatility. it can. For example, the urging means can be arranged by selecting an installation space that is not affected by the sealed fluid from installation spaces provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the partition means.
好適には、前記静止側要素は、前記ハウジングに取付けられるケースを有し、前記区画手段は、前記ケースに対して軸方向に相対移動可能に配置されており、前記設置空間は、前記ケースと前記区画手段との間に形成されている。
これによれば、ケースと区画手段とが軸方向に相対移動可能であるため、付勢手段の組付けが容易である。
Suitably, the stationary element has a case attached to the housing, the partition means is arranged so as to be movable in the axial direction relative to the case, and the installation space is the case. It is formed between the partition means.
According to this, since the case and the partitioning means can move relative to each other in the axial direction, the assembly of the biasing means is easy.
好適には、前記区画手段は、前記静止密封環と前記ケースとを区画する筒状部材と、環状の二次シールと、を有し、前記筒状部材は、前記二次シールにより前記ケースと密封状に連結され、かつ軸方向に相対移動可能になっている。
これによれば、ケースと区画手段とが軸方向に相対移動可能であるため、組付けが容易である。
Preferably, the partitioning means includes a tubular member partitioning the stationary sealing ring and the case, and an annular secondary seal, and the tubular member is provided with the case by the secondary seal. They are connected in a sealed manner and are relatively movable in the axial direction.
According to this, since the case and the partitioning means can move relative to each other in the axial direction, the assembling is easy.
好適には、前記筒状部材は、前記付勢手段を径方向に保持する支持部が形成されている。
これによれば、筒状部材は径方向に当接された状態で付勢手段を保持可能であるため、付勢手段を設置空間に精度よく位置決めできる。
Preferably, the tubular member is formed with a support portion that holds the biasing means in the radial direction.
According to this, the urging means can be held in the installation space with high accuracy because the urging means can be held in the state where the tubular member is in contact with the radial direction.
好適には、前記ケースは、前記付勢手段を径方向に保持する支持部が形成されている。
これによれば、ケースは径方向に当接された状態で付勢手段を保持可能であるため、付勢手段を設置空間に精度よく位置決めできる。
Suitably, the said case is formed with the support part which hold|maintains the said biasing means in a radial direction.
According to this, since the case can hold the biasing means in a state of being abutted in the radial direction, the biasing means can be accurately positioned in the installation space.
好適には、前記回転側要素及び前記静止側要素は、軸方向に離間する方向への移動が規制されてカートリッジ化されている。
これによれば、メカニカルシールは、ハウジング及び回転軸への取付けが容易である。
Preferably, the rotation-side element and the stationary-side element are formed into a cartridge with their movements restricted in the axial direction.
According to this, the mechanical seal can be easily attached to the housing and the rotary shaft.
実施例1に係るメカニカルシールにつき、図1から図4を参照して説明する。 The mechanical seal according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
尚、本実施例において、回転密封環及び静止密封環の背面とは、回転密封環及び静止密封環において、摺動面の反対側に位置する端面のことである。 In the present embodiment, the back surfaces of the rotary seal ring and the stationary seal ring are end faces located on the opposite side of the sliding surface in the rotary seal ring and the stationary seal ring.
図1に示されるように、本発明の実施例に係るメカニカルシール10Aは、ポンプや攪拌機等の回転機械のハウジング3と、ハウジング3の軸孔Hに挿通された回転軸2との間に設けられて、ハウジング3の内部をメカニカルシール10Aの外径側である被密封流体側L1とメカニカルシール10Aの内径側である大気側A1とに区画し、ハウジング3と回転軸2との間の空間を密封してハウジング3内部の被密封流体が外部に漏れ出すことを防止する所謂インサイド型として使用されている。
As shown in FIG. 1, a
メカニカルシール10Aは、回転軸2に取付けられる回転側要素20と、ハウジング3に取付けられる静止側要素30と、から主に構成されており、これら回転側要素20と静止側要素30とがカートリッジ化されたものである。
The
先ず、回転側要素20について説明する。回転側要素20は、回転軸2にセットスクリューで固定されるカラー21と、カラー21の内径側に配置されるスリーブ22と、スリーブ22の内径側に内嵌されるガスケット24と、ガスケット24の内径側に内嵌される回転密封環25と、カラー21、スリーブ22及び回転軸2の間に配置されるOリング26と、から主に構成されている。
First, the rotating
カラー21は段付き円筒状に形成されており、カラー21の周壁には、ハウジング3側である紙面右側の端部の一部に紙面右側及び内径側に開放された凹設部21aが、周方向に6等配に形成されている。尚、凹設部21aは、6等配以外に形成されていてもよい。
The
スリーブ22は断面視横向きJ字状の環状に形成されており、外径側にて軸方向に延びる外径側筒状部22b、内径側にて軸方向に延びる内径側筒状部22cを有している。また、外径側筒状部22bには、紙面右側端部に外径方向に延在する爪部22aが周方向に6等配に形成されており、各爪部22aは、カラー21の凹設部21aに係止されている。また、内径側筒状部22cには、紙面右側の端部に略直交して外径方向に延在する環状のフランジ部22dが形成されている。尚、爪部22aは、6等配以外に形成されていてもよい。
The
ガスケット24は断面視横向きL字状の環状に形成されている。回転密封環25は断面視矩形状の環状に形成されている。
The
次に、静止側要素30について説明する。静止側要素30は、ハウジング3の軸孔Hに挿嵌されるケース31と、ケース31の内径側に配置される筒状部材としてのミドルホルダ32と、ミドルホルダ32の内径側に内嵌される筒状部材としてのインナーホルダ33と、インナーホルダ33の内径側に内嵌されるガスケット34と、ガスケット34の内径側に内嵌される静止密封環35と、ケース31とミドルホルダ32との間に配置されるOリング36及びスペーサ37と、ケース31とインナーホルダ33との間に配置される付勢手段としてのウェーブスプリング38Aと、ハウジング3とケース31との間に介在するシートパッキン39と、から主に構成されている。
Next, the
ケース31は環状に形成されており、外径側から順に、径方向に延在するフランジ部31a、フランジ部31aの内径側端部に略直交して回転側要素20側に開口するU字部31b、U字部31bの内径側かつ紙面左側の端部に略直交して内径方向へと延在する壁状部31c、壁状部31cの内径側端部に略直交して軸方向紙面左側へと延びる内径側筒状部31dを有している。
The
また、内径側筒状部31dには、紙面左側の端部に紙面左方向に開放する凹状部31eが周方向に6等配に形成されている。尚、凹状部31eは、6等配以外に形成されていてもよい。
Further, in the inner diameter side
ミドルホルダ32は2つの段を有する円筒状に形成されており、外径側から順に、軸方向に延びる外径側筒状部32a、外径側筒状部32aの紙面右側の端部に略直交して内径方向へ延在する外径側壁状部32b、外径側壁状部32bの内径側端部に略直交して軸方向紙面右側に延びる中央筒状部32c、中央筒状部32cの紙面右側の端部に略直交して内径方向へ延在する内径側壁状部32d、内径側壁状部32dの内径側端部に略直交して軸方向紙面右側に延びる内径側筒状部32eを有している。
The
また、ミドルホルダ32の内径側筒状部32eの内径は、ケース31のU字部31bの内径側筒状部31b2の外径と略同寸である。
Further, the inner diameter of the inner diameter side
インナーホルダ33は断面視下向きL字状に形成されており、外径側から順に、軸方向に延びる筒状部33a、筒状部33aの紙面右側の端部に略直交して内径方向に延在する壁状部33bを有している。また、壁状部33bには、内径側端部に紙面左側に延びる爪部33cが周方向に6等配に形成されており、各爪部33cはケース31の凹状部31eに係止されている。尚、爪部33cは、6等配以外に形成されていてもよい。
The
ガスケット34は断面視下向きL字状の環状に形成されている。静止密封環35は断面視矩形状の環状に形成されている。スペーサ37は断面視一端が面取された矩形状の環状に形成されている。シートパッキン39は軸方向に長尺な断面視平板状の環状に形成されている。
The
次に、図2,図3を用いて、メカニカルシール10Aの組立てについて説明する。尚、以下に説明する組立ての手順については、適宜変更されてもよい。図2(a)に示されるように、回転側要素20は、スリーブ22の内径側にガスケット24、回転密封環25を順に内嵌することで組立てられる。
Next, assembly of the
次に静止側要素30の組立てについて説明する。図2(b)に示されるように、インナーホルダ33の内径側にガスケット34、静止密封環35を内嵌した状態で、該インナーホルダ33をミドルホルダ32の内径側に圧入して固定し、その後ミドルホルダ32の内径側筒状部32eにOリング36を外嵌する。尚、ミドルホルダ32の外径側筒状部32aとインナーホルダ33の筒状部33aとの間には、シーラントが塗布されており、密着性が高められている。また、ミドルホルダ32とインナーホルダ33とは溶接固定されていてもよい。
Next, the assembly of the
図2(c)に示されるように、ケース31のU字部31b内の底部にスペーサ37を挿嵌する。スペーサ37の外径は、U字部31bの外径側筒状部31b1の内径と略同寸、かつ、スペーサ37の内径はU字部31bの内径側筒状部31b2の外径よりも大きく形成されていることから、U字部31bの内径側筒状部とスペーサ37との間には隙間Sが形成されている。この隙間Sは、径方向の寸法がミドルホルダ32の内径側筒状部32eの板厚よりも長寸となっている。
As shown in FIG. 2C, the
また、ケース31の内径側筒状部31dにウェーブスプリング38Aを外嵌する。ケース31の内径側筒状部31dにより、ウェーブスプリング38Aの径方向の移動を防止している。すなわち、内径側筒状部31dは、本実施例における付勢手段の支持部である。
Further, the
図3(a)を参照して、ケース31の隙間Sにミドルホルダ32の内径側筒状部32eを挿入することで、ケース31とミドルホルダ32とが仮固定状態となる。このとき、ミドルホルダ32の中央筒状部32cとケース31のU字部31bの外径側筒状部31b1との間には空隙が形成されており、この空隙にはスラリーが停滞しにくい。尚、ミドルホルダ32の中央筒状部32cとケース31のU字部31bの外径側筒状部31b1とは径方向において当接していてもよい。
Referring to FIG. 3A, by inserting the inner diameter side
次に、図3(b)を参照して、静止側要素30の内径側に回転側要素20のスリーブ22の内径側筒状部22cを挿通し、回転密封環25と静止密封環35とを突き合せた状態で、二点鎖線で示される内径側筒状部22cの紙面右側の端部を外径側に折り曲げてフランジ部22dを形成する。これにより、スリーブ22とケース31との軸方向の相対移動が規制されて、メカニカルシール10Aはカートリッジ化が成され、組立てが完了する。
Next, referring to FIG. 3B, the inner diameter side
メカニカルシール10Aは、ケース31とミドルホルダ32がOリング36を介して密封状に連結されており、静止密封環35の背面35bとケース31との間が、ミドルホルダ32、インナーホルダ33、ガスケット34及びOリング36によって内径側と外径側とに密封状に区画されている。
In the
また、ミドルホルダ32及びOリング36の内径側に、ケース31の壁状部31c、内径側筒状部31d、及びインナーホルダ33の壁状部33bによって画成された環状の内径側設置空間C1が形成されるとともに、この内径側設置空間C1にウェーブスプリング38Aが配置されることから、ウェーブスプリング38Aの組付けが容易であるばかりでなく、ウェーブスプリング38Aを精度よく位置決めできる。
Further, on the inner diameter side of the
また、ハウジング3及び回転軸2に装着前のメカニカルシール10Aは、ウェーブスプリング38Aの付勢力によって、回転密封環25の摺動面25aに静止密封環35の摺動面35aが密接しているとともに、ケース31の壁状部31cがスリーブ22のフランジ部22dに当接している。
In the
また、メカニカルシール10Aは、軸方向から外力を与えることで、ウェーブスプリング38Aの付勢力に抗して、ケース31のU字部31bの底部にミドルホルダ32の内径側筒状部32eの紙面右側の端部が当接するまで移動可能となっている。
Further, the
次に、図1を参照して、メカニカルシール10Aのハウジング3及び回転軸2への取付けについて説明する。先ず、スリーブ22を回転軸2に外挿し、ケース31のフランジ部31aがハウジング3に当接するまでメカニカルシール10Aを軸方向に移動させる。このとき、ケース31のU字部31bはハウジング3の軸孔Hにシートパッキン39を介して密封状に圧入される。
Next, the attachment of the
次いで、ケース31をさらに軸方向紙面右側に所定寸法押し込んだ状態でセットスクリューによりカラー21を回転軸2に固定することで、メカニカルシール10Aのハウジング3及び回転軸2への取付けが完了する。この取付け状態では、スリーブ22のフランジ部22dとケース31の壁状部31cは離間し、ウェーブスプリング38Aが軸方向に所定寸法圧縮された状態となっている。
Next, the
上述したようにメカニカルシール10Aは、カートリッジ化されていることから、ハウジング3及び回転軸2への取付けが容易である。
As described above, since the
また、回転軸2及びハウジング3に取付けられたメカニカルシール10Aは、被密封流体の圧力を利用して回転密封環25及び静止密封環35それぞれの摺動面25a,35aが摺動可能に密接されているとともに、静止箇所は2次シールである各ガスケット24,34、Oリング26,36、及びシートパッキン39によって密封されている。
In addition, the
すなわち、ミドルホルダ32、インナーホルダ33、ガスケット34及びOリング36、及びシートパッキン39は、静止密封環35の背面35b側である当該静止密封環35とケース31との間、及びケース31とハウジング3との間をそれぞれ内径側と外径側とに密封状に区画する、本実施例における区画手段である。
That is, the
また、被密封流体は、一点鎖線で示すバランスラインB1まで流入してミドルホルダ32を紙面左側へと押圧する。メカニカルシール10Aは、バランスラインB1が径方向において回転密封環25及び静止密封環35の摺動面25a,35aの外径側端部及び内径側端部の間に配置された所謂バランス型であり、本実施例におけるバランス率は約76%となっている。尚、バランス率は約76%に限定されず、適宜変更されてもよい。以降の数値においても同様である。
Further, the sealed fluid flows up to the balance line B1 shown by the alternate long and short dash line and presses the
これに加えて、メカニカルシール10Aは、ケース31に対してミドルホルダ32が軸方向に相対移動可能であることから、回転軸2がハウジング3に対して相対的に紙面右側へ移動しようとすると、ケース31とミドルホルダ32との軸方向における移動代の範囲内において、回転軸2に従動する回転密封環25によって当該回転密封環25に静止密封環35が密接したまま紙面右側に押圧されて、ミドルホルダ32と共に移動可能となっている。
In addition to this, in the
同様に、メカニカルシール10Aは、回転軸2がハウジング3に対して相対的に紙面左側へ移動しようとすると、スリーブ22とケース31との軸方向における移動代の範囲内において、被密封流体の圧力及びウェーブスプリング38Bの付勢力によって回転密封環25に静止密封環35が密接したまま紙面左側に押圧されて、ミドルホルダ32と共に移動可能となっている。
Similarly, when the
また、メカニカルシール10Aは、内径側筒状部32eが隙間Sにて径方向に移動可能な移動代があることから、回転軸2が径方向に移動またはハウジング3に対して相対的に傾動しようとすると、スリーブ22とケース31との径方向における移動代の範囲内において、回転密封環25に密接されている静止密封環35が回転密封環25の径方向の移動または傾動に応じて、ミドルホルダ32と共に移動可能となっている。
Further, in the
これらにより、メカニカルシール10Aは、回転軸2の軸方向や径方向への移動、及びハウジング3に対する相対的な傾動を許容することができる。
As a result, the
また、静止側要素30は、Oリング36の軸方向紙面右側への移動がスペーサ37によって規制されていることから、ケース31のU字部31bの底部や内径側筒状部31b2と、ミドルホルダ32の内径側筒状部32eとの間でOリング36を噛み込むことが防止されている。これにより、ケース31に対してミドルホルダ32が安定して軸方向に相対移動可能である。
Further, in the
また、メカニカルシール10Aは、回転側要素20において、カラー21の凹設部21aにスリーブ22の爪部22aが係止されていることから、確実にスリーブ22が回転軸2に従動する。
Further, in the
また、メカニカルシール10Aは、静止側要素30において、ケース31の凹状部31eにインナーホルダ33の爪部33cが係止されていることから、ケース31に対してインナーホルダ33が相対的に周方向に回転することが防止されている。
Further, in the
これらのように、メカニカルシール10Aは、大気側A1に配置された内径側設置空間C1にウェーブスプリング38Aが配置されていることから、ウェーブスプリング38Aが被密封流体に曝されることが防止されている。すなわち、被密封流体が高濃度スラリーや腐食性の流体であっても、ウェーブスプリング38Aが目詰まりや腐食する虞がなく、安定して使用することができる。
As described above, in the
ここで、メカニカルシール10Aは、内径側設置空間C1よりも外径側に設けられた外径側設置空間C2にウェーブスプリング38Bを配置することで、メカニカルシール10Bを構成することができる(図4参照)。外径側設置空間C2は、ミドルホルダ32及びOリング36の外径側に、ケース31のフランジ部31a、ミドルホルダ32の中央筒状部32c及び外径側壁状部32bに画成された環状の空間である。また、ウェーブスプリング38Bはウェーブスプリング38A(図4参照)よりも大径である。
Here, the
この外径側設置空間C2は、ミドルホルダ32の外径側壁状部32bが板厚分、インナーホルダ33の壁状部33bよりも軸方向紙面右側に配置され、ケース31のフランジ部31aと、ケース31の壁状部31cとの軸方向位置の差分ずれて配置されている。換言すれば、内径側設置空間C1は、インナーホルダ33の壁状部33bが、ミドルホルダ32の外径側壁状部32bの板厚分紙面左側に配置され、ケース31の壁状部31cと、ケース31のフランジ部31aとの軸方向位置の差分ずれて配置されている。尚、ケース31のフランジ部31aと、ケース31の壁状部31cとの軸方向位置は同位置でもよい。
In the outer diameter side installation space C2, the outer diameter side wall-shaped
これらにより、対向するミドルホルダ32の外径側壁状部32bとケース31のフランジ部31aとの間の寸法D2(図1参照)は、内径側設置空間C1の対向するインナーホルダ33の壁状部33bとケース31の壁状部31cとの間の寸法D1(図1参照)と略同一となっている(D1=D2)。尚、D1とD2は略同一でなくてもよい。
As a result, the dimension D2 (see FIG. 1) between the outer diameter side wall-shaped
メカニカルシール10Bを構成するにあたって、ウェーブスプリング38Bは、中央筒状部32cに支持されるので組付けが容易であるばかりでなく、ウェーブスプリング38Bを精度よく位置決めできる。また、中央筒状部32cは、ウェーブスプリング38Bを支持して径方向への抜出しを防止する、本実施例における付勢手段の支持部である。
In constructing the
また、図4に示されるように、メカニカルシール10Bは所謂アウトサイド型として使用されている。被密封流体は、一点鎖線で示すバランスラインB2まで流入してミドルホルダ32を紙面左側へと押圧する。メカニカルシール10Bは、バランスラインB2が径方向において回転密封環25及び静止密封環35それぞれの摺動面25a,35aの外径側端部及び内径側端部の間に配置されたバランス型であり、本実施例におけるバランス率は約83%となっている。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、ミドルホルダ32の内径側筒状部32eとケース31のU字部31bの内径側筒状部31b2との間には空隙が形成されており、この空隙にはスラリーが停滞しにくい。尚、ミドルホルダ32の内径側筒状部32eとケース31のU字部31bの内径側筒状部31b2とは径方向において当接していてもよい。
Further, a gap is formed between the inner diameter side
また、メカニカルシール10Bは、大気側A2に位置する外径側設置空間C2にウェーブスプリング38Bが配置されていることから、ウェーブスプリング38Bが被密封流体側L2に導かれる被密封流体に曝されることが防止されている。すなわち、被密封流体が高濃度スラリーや腐食性の流体であっても、ウェーブスプリング38Bが目詰まりや腐食する虞がなく、安定して使用することができる。これにより、被密封流体を選ぶことなく使用可能な汎用性の高いメカニカルシールを提供することができる。
Further, in the
また、被密封流体が水やLLC等であれば、ウェーブスプリング38Bが目詰まりや腐食する虞がないため、メカニカルシール10Bをインサイド型としても使用することができる。同様に、メカニカルシール10Aをアウトサイド型としても使用することができる。すなわち、本発明のメカニカルシール10A,10Bはそれぞれインサイド型及びアウトサイド型として兼用可能である。
If the sealed fluid is water, LLC, or the like, the
また、メカニカルシール10A,10Bは、インサイド型またはアウトサイド型における受圧面がミドルホルダ32の内径側壁状部32d及びOリング36において一部重複していることから、それぞれのバランス率が50%を超える両バランス型のメカニカルシールとして構成することができる。
Further, in the
尚、回転側要素と静止側要素をカートリッジ化させる規制手段は、環状のスリーブ22のフランジ部22dである態様として説明したが、これに限らず、周方向に6等配に形成されていてもよい。尚、各規制手段は、6等配以外に配置されていてもよい。
Although the restricting means for cartridge-forming the rotating side element and the stationary side element has been described as the
次に、実施例2に係るメカニカルシールにつき、図5を参照して説明する。尚、前記実施例1に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。実施例2は実施例1と付勢手段、及びカートリッジ化の構成が異なっている。 Next, a mechanical seal according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in the urging means and the construction of the cartridge.
図5を参照して、メカニカルシール110は、付勢手段としての6つのコイルバネ138が内径側設置空間C1または外径側設置空間C2において周方向に6等配に配置されて、ケース31の壁状部31c及びインナーホルダ33の壁状部33b、またはケース31のフランジ部31a及びミドルホルダ32の外径側壁状部32bに溶接固定されている。尚、各コイルバネ138は、6等配以外に配置されていてもよい。さらに尚、各コイルバネ138は、ケース31、ミドルホルダ32、及びインナーホルダ33に形成された凸部や凹部に外嵌または内嵌されて固定されていてもよい。
Referring to FIG. 5, in
次に、実施例3に係るメカニカルシールにつき、図6を参照して説明する。尚、前記実施例1,2に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。実施例3は実施例1,2と筒状部材の構成が異なっている。 Next, a mechanical seal according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those shown in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted. The third embodiment differs from the first and second embodiments in the configuration of the tubular member.
図6を参照して、メカニカルシール210は、筒状部材としてのミドルホルダ132の中央筒状部132cがケース31のU字部31bの外径側筒状部31b1に周方向に亘って摺接可能に当接し、ミドルホルダ132の内径側筒状部132eがケース31のU字部31bの内径側筒状部31b2と離間している。これにより、アウトサイド型として使用された際に、被密封流体の圧力受けてミドルホルダ32が外径側に大きく変形することを防止することができる。尚、ミドルホルダ132の中央筒状部132cは、径方向に突出している部分がケース31のU字部31bの外径側筒状部31b1に当接している態様であってもよく、この態様であれば、突出していない部分に形成される空隙によってスラリーの停滞を防止することができる。
6, in the
次に、実施例4に係るメカニカルシールにつき、図7を参照して説明する。尚、前記実施例1〜3に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。実施例4は実施例1〜3と筒状部材、及び付勢手段の支持部の構成が異なっている。 Next, a mechanical seal according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those shown in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in the configuration of the tubular member and the supporting portion of the biasing means.
図7を参照して、メカニカルシール310は、筒状部材としてのミドルホルダ232の中央筒状部232cが外径側壁状部232bの内径側端部から内径側筒状部232eの紙面左側端部にかけて傾斜するテーパ状に形成されている。これにより、ケース131のU字部31bの外径側筒状部31b1と中央筒状部232cとの間の空間を広く確保できることから、ケース131のU字部31bの外径側筒状部31b1と中央筒状部232cとの間でスラリーが停滞しにくい。
Referring to FIG. 7, in the
また、外径側設置空間C2の付勢手段の支持部は、ケース131のフランジ131a、及びミドルホルダ232の外径側壁状部232bにそれぞれ形成された一対のリブによって構成されていている。このように、付勢手段の支持部は、付勢手段を支持可能な構成であれば限定されるものではない。
Further, the support portion of the biasing means of the outer diameter side installation space C2 is configured by a
次に、実施例5に係るメカニカルシールにつき、図8を参照して説明する。尚、前記実施例1〜4に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。実施例5は実施例1〜4と筒状部材の構成が異なっている。 Next, a mechanical seal according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those shown in the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The fifth embodiment differs from the first to fourth embodiments in the configuration of the tubular member.
図8を参照して、メカニカルシール410は、筒状部材としてのミドルホルダ332が前記実施例1〜4と紙面上下対称に構成されて紙面右側に向かうほどに内径側から外径側に拡径するように形成され、これにあわせてケース231及び筒状部材としてのインナーホルダ133も形成されている。このように、筒状部材は、二次シールと併用して静止密封環35の背面35b側を内径側と外径側とに密封状に区画可能な形状であればよく、ケースについても同様である。
Referring to FIG. 8, the
次に、実施例6に係るメカニカルシールにつき、図9を参照して説明する。尚、前記実施例1〜3に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。実施例5は実施例1〜4と区画手段の構成が異なっている。 Next, a mechanical seal according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those shown in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The fifth embodiment differs from the first to fourth embodiments in the configuration of the partitioning means.
図9を参照して、メカニカルシール510は、区画手段としてケース31及びインナーホルダ33に外径側端部または内径側端部が固定されたベローズ432が採用されている。このように、区画手段は、静止密封環35の背面35b側を内径側と外径側とに密封状に区画可能であればよい。尚、区画手段を構成する2次シールは、実施例1〜5におけるガスケット34、Oリング36や実施例6におけるベローズ432に限らず、リップパッキン等の弾性部材に適宜変更されてもよい。
Referring to FIG. 9,
以上、本考案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、本考案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考案に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any modifications or additions within the scope of the present invention are included in the present invention. Be done.
例えば、前記実施例では、メカニカルシールは、付勢手段が静止側要素30に設けられた所謂固定型として説明したが、これに限らず、付勢手段が回転側要素に設けられた所謂回転型として構成されていてもよい。すなわち、回転密封環25の背面25b側を外径側と内径側とに密封状に区画して、内径側設置空間C1及び外径側設置空間C2が形成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the mechanical seal has been described as a so-called fixed type in which the biasing means is provided in the
また、メカニカルシールは、インサイド型及びアウトサイド型として兼用可能である態様として説明したが、これに限らず、インサイド型専用またはアウトサイド型専用であってもよい。このことから、両バランス型でなくてもよく、アンバランス型であってもよい。 Further, although the mechanical seal has been described as a mode in which it can be used both as an inside type and an outside type, the mechanical seal is not limited to this, and may be a dedicated inside type or an outside type. For this reason, the both-balanced type may not be used, and the unbalanced type may be used.
また、メカニカルシールは、カートリッジ化されている態様として説明したが、カートリッジ化されておらず、静止側要素と回転側要素とが個別にハウジング3または回転軸2に取付けられる態様であってもよい。例えば、ケース31を有さず、ハウジング3に対してミドルホルダ32が軸方向に相対移動可能に、Oリング36によって外径側と内径側とに密封状に区画されている態様であってもよい。
Further, the mechanical seal has been described as a cartridge form, but it may not be a cartridge form, and the stationary side element and the rotating side element may be separately attached to the
また、内径側設置空間C1及び外径側設置空間C2は、区画手段であるミドルホルダ32、インナーホルダ33、及びOリング36とケース31との間に形成されている態様であればよいため、ミドルホルダ32とケース31との間に設置空間を形成するための別部材が介在されていてもよい。
Further, the inner diameter side installation space C1 and the outer diameter side installation space C2 may be formed between the
また、内径側設置空間C1は、インナーホルダ33とスリーブ22のフランジ部22dとの間に形成されていてもよく、インナーホルダ33とハウジング3との間に形成されていてもよく、限定されるものではない。外径側設置空間C2についても同様である。
Further, the inner diameter side installation space C1 may be formed between the
また、筒状部材であるミドルホルダ32及びインナーホルダ33は、それぞれ別体である態様として説明したが、これに限らず、一体成形されていてもよく、限定されるものではない。また、静止密封環35とケース31とが直接回り止めされている態様であり、静止密封環35とケース31との間に付勢手段を配置可能であれば、インナーホルダ33が設けられていなくともよい。
Further, the
また、ミドルホルダ32は、段付き円筒状に形成されている態様として説明したが、直線状に延びる円筒状であってもよく、有底円筒状であってもよく、環状であってもよい。これは、インナーホルダ33についても同様である。
Further, although the
また、付勢手段は、ウェーブスプリング38A,38B、またはコイルバネ138である態様として説明したが、これに限らず、周方向に連続して内径側設置空間C1または外径側設置空間C2に配置可能なコイルバネや付勢力を有する金属ベローズであってもよく、限定されるものではない。
Further, although the biasing means has been described as the wave springs 38A, 38B or the
また、回転側要素は、カラー21を備える態様として説明したが、これに限らず、スリーブ22を回転軸2に外挿するだけで当該回転軸2に対する回り止めが十分な態様であれば、カラー21を有していなくともよい。
Further, the rotation-side element has been described as an aspect including the
また、凹設部21a、爪部22a、凹状部31e、爪部33c、コイルバネ138、規制手段は、6等配以外に配置されていてもよい態様として説明したが、例えば、周方向に1か所だけ設けられていてもよく、不均等に複数に配置されていてもよい。
Further, the recessed
2 回転軸
3 ハウジング
10A,10B メカニカルシール
20 回転側要素
25 回転密封環
25b 背面
30 静止側要素
31 ケース
32 ミドルホルダ(区画手段、筒状部材)
33 インナーホルダ(区画手段、筒状部材)
34 ガスケット(区画手段、2次シール)
35 静止密封環
35b 背面
36 Oリング(区画手段、2次シール)
38A,38B ウェーブスプリング(付勢手段)
39 シートパッキン(2次シール)
110 メカニカルシール
131 ケース
132 ミドルホルダ(区画手段、筒状部材)
133 インナーホルダ(区画手段、筒状部材)
138 コイルバネ(付勢手段)
210 メカニカルシール
231 ケース
232 ミドルホルダ(区画手段、筒状部材)
310 メカニカルシール
332 ミドルホルダ(区画手段、筒状部材)
410 メカニカルシール
432 ベローズ(区画手段)
510 メカニカルシール
A1,A2 大気側
B1,B2 バランスライン
C1,C2 外径側設置空間
D1,D2 寸法
H 軸孔
L1,L2 被密封流体側
S 隙間
2
33 Inner holder (partitioning means, tubular member)
34 Gasket (compartment means, secondary seal)
35
38A, 38B Wave spring (biasing means)
39 Seat packing (secondary seal)
110
133 Inner holder (partitioning means, tubular member)
138 Coil spring (biasing means)
210
310
410
510 mechanical seal A1, A2 atmosphere side B1, B2 balance line C1, C2 outer diameter side installation space D1, D2 dimension H shaft hole L1, L2 sealed fluid side S gap
Claims (6)
前記静止密封環または前記回転密封環の背面側を内径側と外径側とに密封状に区画する区画手段を有し、前記区画手段の内径側及び外径側に、それぞれ前記付勢手段を設置可能な設置空間が設けられていることを特徴とするメカニカルシール。 A stationary element having a stationary seal ring attached to the housing, a rotating element having a rotary seal ring attached to the rotating shaft, and a biasing force for biasing the stationary seal ring and the rotary seal ring in opposite directions. A mechanical seal comprising:
The stationary sealing ring or the rotary sealing ring has a partition means for sealingly partitioning the back side into an inner diameter side and an outer diameter side, and the biasing means is provided on the inner diameter side and the outer diameter side of the partition means, respectively. A mechanical seal characterized by having an installation space where it can be installed.
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