JP2021196037A - Segment seal - Google Patents

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Abstract

To achieve compactification in a segment seal which encloses a purge gas to form a double seal structure.SOLUTION: A segment seal 1 includes: a ring body 2 which is housed in a seal chamber 10 and comprises a single or multiple segment rings; a retainer 5 which is disposed between a first inner wall part 11 located at one axial side and the ring body 2 in the seal chamber 10 and configured to slide in an axial direction while contacting with an end surface 21b of the ring body; and a biasing member 7 which biases the retainer 5 from the one axial side to the other axial side to press the ring body 2 to a second inner wall part 12 facing the first inner wall part 11 in the seal chamber 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、セグメントシールに関する。 The present disclosure relates to segment seals.

特許文献1には、セグメントシールの一例が開示されている。詳しくは、特許文献1に開示されているセグメントシールは、回転軸(スリーブ)の周囲に区画される第1シール室及び第2シール室と、各シール室に収容されるセグメントリングと、を備えてなる。ここで、第1シール室と第2シール室は軸方向に並んだ状態で互いに連通しており、第1シール室は軸方向一側の空間(例えば大気)に開放される一方、第2シール室は軸方向他側の空間(例えば機内の空間)に開放される。 Patent Document 1 discloses an example of a segment seal. Specifically, the segment seal disclosed in Patent Document 1 includes a first seal chamber and a second seal chamber partitioned around a rotation shaft (sleeve), and a segment ring housed in each seal chamber. It becomes. Here, the first seal chamber and the second seal chamber communicate with each other in a state of being arranged in the axial direction, and the first seal chamber is opened to a space on one side in the axial direction (for example, the atmosphere), while the second seal is opened. The room is opened to the space on the other side in the axial direction (for example, the space inside the aircraft).

前記特許文献1によれば、第1シール室と第2シール室にパージガスを封入することで、第1シール室と軸方向一側の空間との間の連通、及び、第2シール室と軸方向他側の空間との間の連通をそれぞれ閉塞し、回転軸とケーシングとの隙間を軸方向両側で封止した、いわゆるダブルシール構造を実現することができる。 According to Patent Document 1, by enclosing the purge gas in the first seal chamber and the second seal chamber, the communication between the first seal chamber and the space on one side in the axial direction, and the second seal chamber and the shaft It is possible to realize a so-called double seal structure in which the communication with the space on the other side in the direction is closed and the gap between the rotating shaft and the casing is sealed on both sides in the axial direction.

特開平7−119840号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-119840

ところが、前記特許文献1に係る構成を利用する場合、シール室とセグメントリングを少なくとも2つずつ用意する必要がある。そのため、前記特許文献1に係る構成には、軸方向の寸法が長くなるという問題があった。このことは、セグメントシールのコンパクト化を図るには不都合である。 However, when using the configuration according to Patent Document 1, it is necessary to prepare at least two seal chambers and two segment rings. Therefore, the configuration according to Patent Document 1 has a problem that the dimension in the axial direction becomes long. This is inconvenient for making the segment seal compact.

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パージガスを封入することでダブルシール構造をなすセグメントシールにおいて、そのコンパクト化を実現することにある。 The present disclosure has been made in view of such a point, and an object thereof is to realize compactification of a segment seal having a double seal structure by enclosing a purge gas.

本開示の一態様は、回転軸の周囲に区画されるシール室にガスを封入することで、前記回転軸と、該回転軸が挿通されるケーシングと、の隙間をシールするセグメントシールに係る。このセグメントシールは、前記シール室に収容され、単数または複数のセグメントリングからなるリング体と、前記シール室における軸方向一側の第1内壁部と前記リング体との間に配置され、該リング体の端面に接触した状態で軸方向にスライド可能なリテーナと、前記軸方向一側から軸方向他側に向かって前記リテーナを付勢することで、前記シール室において前記第1内壁部に対向する第2内壁部に向けて前記リング体を押圧する付勢部材と、を備える。 One aspect of the present disclosure relates to a segment seal that seals a gap between the rotary shaft and a casing through which the rotary shaft is inserted by enclosing gas in a seal chamber partitioned around the rotary shaft. This segment seal is housed in the seal chamber and is arranged between a ring body composed of a single or a plurality of segment rings and a first inner wall portion on one side in the axial direction of the seal chamber and the ring body. By urging the retainer that can slide in the axial direction in contact with the end face of the body and the retainer from one side in the axial direction toward the other side in the axial direction, the retainer faces the first inner wall portion in the seal chamber. It is provided with an urging member that presses the ring body toward the second inner wall portion.

この構成によれば、付勢部材がリテーナを付勢することで、軸方向一側においてはリテーナとリング体との間にシール面が形成されるとともに、軸方向他側においてはリング体と第2内壁部との間にもシール面が形成される。これにより、シール室を軸方向両側で封止することができ、ダブルシール構造を実現することが可能となる。 According to this configuration, when the urging member urges the retainer, a sealing surface is formed between the retainer and the ring body on one side in the axial direction, and the ring body and the ring body are formed on the other side in the axial direction. 2 A sealing surface is also formed between the inner wall and the inner wall. As a result, the seal chamber can be sealed on both sides in the axial direction, and a double seal structure can be realized.

ここで、前記構成を利用するためには、1つのシール室と、そのシール室に収容されるべき1組のリング体のみを用意すればよい。これにより、軸方向における寸法を抑制し、ひいては、セグメントシールのコンパクト化を実現することができる。 Here, in order to utilize the above configuration, it is only necessary to prepare one seal chamber and one set of ring bodies to be accommodated in the seal chamber. As a result, the dimensions in the axial direction can be suppressed, and by extension, the segment seal can be made compact.

以上説明したように、本開示によれば、セグメントシールのコンパクト化を実現することができる。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to realize compactification of the segment seal.

図1は、セグメントシールの構成を例示する縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view illustrating the configuration of a segment seal. 図2は、第1セグメントリングの構成を例示する平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating the configuration of the first segment ring. 図3は、第2セグメントリングの構成を例示する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating the configuration of the second segment ring. 図4は、第3セグメントリングの構成を例示する平面図である。FIG. 4 is a plan view illustrating the configuration of the third segment ring. 図5は、リテーナの構成を例示する2面図である。FIG. 5 is a two-view view illustrating the configuration of the retainer. 図6は、パージガスの封入について例示する部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view illustrating the filling of the purge gas. 図7は、セグメントシールの変形例を示す図1対応図である。FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a modified example of the segment seal.

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The following description is an example.

図1に例示されるセグメントシール1は、ポンプ、ブロワー、粉体機器等の回転軸100と、その回転軸100が挿通されるケーシング200と、の隙間Gをシールすることで、機内から大気への流体漏出を防止するものである。 The segment seal 1 exemplified in FIG. 1 seals the gap G between the rotating shaft 100 of a pump, a blower, a powder device, or the like and the casing 200 into which the rotating shaft 100 is inserted, from the inside of the machine to the atmosphere. It is intended to prevent fluid leakage.

特に、本実施形態に係るセグメントシール1は、いわゆるダブルシール構造を実現するように構成されている。すなわち、このセグメントシール1は、回転軸100の周囲に形成されるシール室10にパージガスを封入することで、回転軸100とケーシング200との隙間Gのうち、シール室10から見て軸方向一側(大気側)に位置する第1隙間部G1と、シール室10から見て軸方向他側(機内側)に位置する第2隙間部G2と、を同時にシールするように構成されている。 In particular, the segment seal 1 according to the present embodiment is configured to realize a so-called double seal structure. That is, in this segment seal 1, by enclosing the purge gas in the seal chamber 10 formed around the rotary shaft 100, the gap G between the rotary shaft 100 and the casing 200 is one in the axial direction when viewed from the seal chamber 10. The first gap G1 located on the side (atmosphere side) and the second gap G2 located on the other side (inside the machine) in the axial direction when viewed from the seal chamber 10 are configured to be sealed at the same time.

なお、ここでいう「軸方向」とは、回転軸100の軸心Cに沿う方向を指す。同様に、以下の記載における「径方向」とは、軸心Cに直交する方向を指し、「周方向」とは、軸心Cを包み込む方向を指す。 The "axial direction" here refers to a direction along the axis C of the rotating shaft 100. Similarly, in the following description, the "diametrical direction" refers to a direction orthogonal to the axis C, and the "circumferential direction" refers to a direction surrounding the axis C.

また、図1等に示す例では、回転軸100はスリーブ101を有しており、このスリーブ101を介してセグメントシール1と回転軸100とが接触するように構成されているが、以下の記載では、スリーブ101に係る説明は、適宜省略する。 Further, in the example shown in FIG. 1 and the like, the rotary shaft 100 has a sleeve 101, and the segment seal 1 and the rotary shaft 100 are configured to come into contact with each other via the sleeve 101. Then, the description about the sleeve 101 will be omitted as appropriate.

図1に示すように、セグメントシール1は、シール室10に収容されるリング体2と、ガータスプリング3と、位置決めピン4と、リテーナ5と、シール部材6と、付勢部材7と、を備える。 As shown in FIG. 1, the segment seal 1 includes a ring body 2 housed in a seal chamber 10, a garter spring 3, a positioning pin 4, a retainer 5, a seal member 6, and an urging member 7. Be prepared.

シール室10は、ケーシング200における回転軸100の周囲の部位に形成される。具体的に、本実施形態に係るシール室10は、回転軸100とケーシング200との隙間Gを径方向の外方に向かって膨出させてなる。 The seal chamber 10 is formed at a portion around the rotation shaft 100 in the casing 200. Specifically, the seal chamber 10 according to the present embodiment is formed by inflating the gap G between the rotating shaft 100 and the casing 200 toward the outside in the radial direction.

詳しくは、図1及び図6に示すように、シール室10は、軸方向一側に位置する第1内壁部11と、軸方向他側に位置する第2内壁部12と、径方向外側に位置する第3内壁部13と、径方向内側に位置する回転軸100の外周面100aと、によって区画された略環状の空間として構成されている。なお、図1及び図6に示す例では、回転軸100の外周面100aは、スリーブ101の外周面に等しい。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 6, the seal chamber 10 has a first inner wall portion 11 located on one side in the axial direction, a second inner wall portion 12 located on the other side in the axial direction, and laterally outward in the axial direction. It is configured as a substantially annular space partitioned by a third inner wall portion 13 located and an outer peripheral surface 100a of a rotating shaft 100 located inside in the radial direction. In the examples shown in FIGS. 1 and 6, the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100 is equal to the outer peripheral surface of the sleeve 101.

ここで、第1内壁部11と第2内壁部12は、双方とも径方向に沿って延びており、互いに向かい合うように配置される。第1内壁部11と外周面100aとの間には、大気に通じる第1隙間部G1が設けられる。シール室10は、この第1隙間部G1を介して大気に連通する。同様に、第2内壁部12と外周面100aとの間には、機内に通じる第2隙間部G2が設けられる。シール室10は、この第2隙間部G2を介して機内に連通する。 Here, the first inner wall portion 11 and the second inner wall portion 12 both extend along the radial direction and are arranged so as to face each other. A first gap G1 that communicates with the atmosphere is provided between the first inner wall portion 11 and the outer peripheral surface 100a. The seal chamber 10 communicates with the atmosphere through the first gap G1. Similarly, a second gap G2 leading to the inside of the machine is provided between the second inner wall portion 12 and the outer peripheral surface 100a. The seal chamber 10 communicates with the inside of the machine through the second gap G2.

また、第3内壁部13は、軸方向に沿って延びており、回転軸100の外周面100aと向かい合うように配置される。第3内壁部13は、導入口201を介して外部と連通する。この導入口201は、ケーシング200を径方向に貫通しており、外部からシール室10にパージガスを導入するために用いられる。 Further, the third inner wall portion 13 extends along the axial direction and is arranged so as to face the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100. The third inner wall portion 13 communicates with the outside through the introduction port 201. The introduction port 201 penetrates the casing 200 in the radial direction and is used to introduce the purge gas into the seal chamber 10 from the outside.

リング体2は、単数又は複数のセグメントリングからなる。具体的に、本実施形態に係るリング体2は、軸方向一側から軸方向他側に向かって順に、リテーナ5に密着する第1セグメントリング21と、第1セグメントリング21に隣接する第2セグメントリング22と、第2セグメントリング22に隣接し、かつ第2内壁部12に密着する第3セグメントリング23と、を有する。 The ring body 2 is composed of a single or a plurality of segment rings. Specifically, the ring body 2 according to the present embodiment has a first segment ring 21 that is in close contact with the retainer 5 and a second segment ring 21 that is adjacent to the first segment ring 21, in order from one side in the axial direction to the other side in the axial direction. It has a segment ring 22 and a third segment ring 23 adjacent to the second segment ring 22 and in close contact with the second inner wall portion 12.

ここで、第1セグメントリング21、第2セグメントリング22及び第3セグメントリング23は、図2〜図4に示すように、それぞれ、周方向に分割された複数のセグメント片21a,22a,23aからなる。 Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the first segment ring 21, the second segment ring 22, and the third segment ring 23 are formed from a plurality of segment pieces 21a, 22a, 23a divided in the circumferential direction, respectively. Become.

図2に示すように、第1セグメントリング21は、略円弧状に形成された3つのセグメント片21aに分割される。本実施形態に係る第1セグメントリング21は、軸方向における一側の端面21bがリテーナ5と密着することで、このリテーナ5との間でシール面を形成させることができる。なお、ここでいう「端面」とは、図2に示すように、軸方向に沿って第1セグメントリング21を正面視したときの表裏いずれか一方の面を指す。第1セグメントリング21はまた、その内周面21cが回転軸100の外周面100aに摺接し、この外周面100aとの間でシール面を形成する。 As shown in FIG. 2, the first segment ring 21 is divided into three segment pieces 21a formed in a substantially arc shape. In the first segment ring 21 according to the present embodiment, the end surface 21b on one side in the axial direction is in close contact with the retainer 5, so that a sealing surface can be formed with the retainer 5. As shown in FIG. 2, the “end surface” here refers to either the front or back surface when the first segment ring 21 is viewed from the front along the axial direction. The inner peripheral surface 21c of the first segment ring 21 also slides on the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100 and forms a sealing surface with the outer peripheral surface 100a.

また、各セグメント片21aの外周面には、第1セグメントリング21を回転軸100の軸心Cに沿って平面視したときに、周方向に沿って延びる溝21dが設けられる。この溝21dにガータスプリング3を巻き付けることで、3つのセグメント片21aが外周側から拘束される。この拘束によって、3つのセグメント片21aは、第1セグメントリング21としての一体的なリング形状を構成する。 Further, on the outer peripheral surface of each segment piece 21a, a groove 21d extending along the circumferential direction is provided when the first segment ring 21 is viewed in a plan view along the axis C of the rotating shaft 100. By winding the garter spring 3 around the groove 21d, the three segment pieces 21a are restrained from the outer peripheral side. Due to this constraint, the three segment pieces 21a form an integral ring shape as the first segment ring 21.

また、各セグメント片21aの外周面には、第1セグメントリング21を回転軸100の軸心Cに沿って平面視したときに、径方向の内側に向かって窪んだ凹部21eが設けられる。図1の紙面下側に示すように、この凹部21eに位置決めピン4を挿入することで、第1セグメントリング21の回転を防ぐことができる。 Further, on the outer peripheral surface of each segment piece 21a, a recess 21e recessed inward in the radial direction is provided when the first segment ring 21 is viewed in a plan view along the axis C of the rotating shaft 100. As shown on the lower side of the paper surface of FIG. 1, the rotation of the first segment ring 21 can be prevented by inserting the positioning pin 4 into the recess 21e.

さらに、第1セグメントリング21の各分割面(第1セグメントリング21を3つのセグメント片21aに分割する平面)は、径方向に対して傾斜した方向に沿って延びる(図2の傾斜角θを参照)。 Further, each dividing surface of the first segment ring 21 (a plane that divides the first segment ring 21 into three segment pieces 21a) extends along a direction inclined with respect to the radial direction (the inclination angle θ in FIG. 2). reference).

図3に示すように、第2セグメントリング22は、略円弧状に形成された3つのセグメント片22aに分割される。本実施形態に係る第2セグメントリング22は、軸方向一側の端面(例えば、図3において符号22bが付された面)を第1セグメントリング21と密着させ、他側の端面が第3セグメントリング23と密着させることができる。第2セグメントリング22はまた、その内周面22cが回転軸100の外周面100aに摺接し、この外周面100aとの間でシール面を形成する。 As shown in FIG. 3, the second segment ring 22 is divided into three segment pieces 22a formed in a substantially arc shape. In the second segment ring 22 according to the present embodiment, the end surface on one side in the axial direction (for example, the surface with the reference numeral 22b in FIG. 3) is brought into close contact with the first segment ring 21, and the end surface on the other side is the third segment. It can be brought into close contact with the ring 23. The inner peripheral surface 22c of the second segment ring 22 also slides into contact with the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100, and forms a sealing surface with the outer peripheral surface 100a.

また、各セグメント片22aの外周面には、周方向に沿って延びる溝22dと、凹部22eと、が設けられる。第2セグメントリング22における溝22d及び凹部22eは、第1セグメントリング21における溝21d及び凹部21eと同様の機能を有するように構成される。 Further, on the outer peripheral surface of each segment piece 22a, a groove 22d extending along the circumferential direction and a recess 22e are provided. The groove 22d and the recess 22e in the second segment ring 22 are configured to have the same functions as the groove 21d and the recess 21e in the first segment ring 21.

また、第2セグメントリング22を構成する各セグメント片22aは、周方向において間隔を空けて相対する。詳しくは、3つのセグメント片22aのうちのいずれか1つの端部(特に、周方向における端部)は、そのセグメント片22aに隣接する別のセグメント片22aの端部に対し、周方向において間隔を空けて相対する(図3の間隔Dを参照)。 Further, the segment pieces 22a constituting the second segment ring 22 face each other with a space in the circumferential direction. Specifically, the end of any one of the three segment pieces 22a (particularly the end in the circumferential direction) is spaced in the circumferential direction from the end of another segment piece 22a adjacent to that segment piece 22a. (See interval D in FIG. 3).

さらに、第2セグメントリング22の各分割面(第2セグメントリング22を3つのセグメント片22aに分割する平面)は、径方向に沿って延びる。ここで、図2と図3との比較から理解されるように、第1セグメントリング21の各分割面は、第2セグメントリング22の各分割面に対して周方向にオフセットさせてなる。換言すれば、第1セグメントリング21の各分割面の角度位置と、第2セグメントリング22の各分割面の角度位置と、は互いに相違するようになっている。 Further, each dividing surface of the second segment ring 22 (a plane that divides the second segment ring 22 into three segment pieces 22a) extends along the radial direction. Here, as can be understood from the comparison between FIGS. 2 and 3, each divided surface of the first segment ring 21 is offset in the circumferential direction with respect to each divided surface of the second segment ring 22. In other words, the angular position of each divided surface of the first segment ring 21 and the angular position of each divided surface of the second segment ring 22 are different from each other.

図4に示すように、第3セグメントリング23は、略円弧状に形成された3つのセグメント片23aに分割される。本実施形態に係る第3セグメントリング23は、軸方向一側の端面23bを第2セグメントリング22と密着させ、他側の端面を第2内壁部12と密着させることができる。後者の密着によって、第3セグメントリング23は、第2内壁部12との間でシール面を形成する。 As shown in FIG. 4, the third segment ring 23 is divided into three segment pieces 23a formed in a substantially arc shape. In the third segment ring 23 according to the present embodiment, the end surface 23b on one side in the axial direction can be brought into close contact with the second segment ring 22, and the end surface on the other side can be brought into close contact with the second inner wall portion 12. Due to the latter adhesion, the third segment ring 23 forms a sealing surface with the second inner wall portion 12.

また、第3セグメントリング23の内周面23cは、回転軸100の外周面100aに摺接しない。換言すれば、第3セグメントリング23の内周面23cと、回転軸100の外周面100aとは、径方向に間隔を空けて向かい合う。 Further, the inner peripheral surface 23c of the third segment ring 23 does not slide in contact with the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100. In other words, the inner peripheral surface 23c of the third segment ring 23 and the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100 face each other with a radial distance.

また、各セグメント片23aの外周面には、周方向に沿って延びる溝23dと、凹部23eと、が設けられる。第3セグメントリング23における溝23d及び凹部23eは、第1セグメントリング21における溝21d及び凹部21eと同様の機能を有するように構成される。 Further, on the outer peripheral surface of each segment piece 23a, a groove 23d extending along the circumferential direction and a recess 23e are provided. The groove 23d and the recess 23e in the third segment ring 23 are configured to have the same functions as the groove 21d and the recess 21e in the first segment ring 21.

さらに、第3セグメントリング23の各分割面(第3セグメントリング23を3つのセグメント片23aに分割する平面)は、径方向に沿って延びる。ここで、図3と図4との比較から理解されるように、第2セグメントリング22の各分割面は、第3セグメントリング23の各分割面に対して周方向にオフセットさせてなる。換言すれば、第2セグメントリング22の各分割面の角度位置と、第3セグメントリング23の各分割面の角度位置と、は互いに相違するようになっている。 Further, each dividing surface of the third segment ring 23 (a plane that divides the third segment ring 23 into three segment pieces 23a) extends along the radial direction. Here, as can be understood from the comparison between FIGS. 3 and 4, each divided surface of the second segment ring 22 is offset in the circumferential direction with respect to each divided surface of the third segment ring 23. In other words, the angular position of each divided surface of the second segment ring 22 and the angular position of each divided surface of the third segment ring 23 are different from each other.

位置決めピン4は、図1に示すようにケーシング200に固定される。この位置決めピン4は、各セグメントリング21,22,23の凹部21e,22e,23eに挿通され、各セグメントリング21,22,23を周方向に位置決めする。 The positioning pin 4 is fixed to the casing 200 as shown in FIG. The positioning pin 4 is inserted into the recesses 21e, 22e, 23e of each segment ring 21, 22, 23, and positions each segment ring 21, 22, 23 in the circumferential direction.

リテーナ5は、第1内壁部11と、リング体2を構成する第1セグメントリング21の端面21bと、の間に配置される。このリテーナ5は、第1セグメントリング21の端面21bに接触した状態で軸方向にスライド可能に構成される。リテーナ5は、筒形状を有しており、回転軸100に挿入される。 The retainer 5 is arranged between the first inner wall portion 11 and the end surface 21b of the first segment ring 21 constituting the ring body 2. The retainer 5 is configured to be slidable in the axial direction in a state of being in contact with the end surface 21b of the first segment ring 21. The retainer 5 has a tubular shape and is inserted into the rotating shaft 100.

具体的に、本実施形態に係るリテーナ5は、図1及び図5に示すように、第1内壁部11とリング体2との間に配置される鍔状部51と、この鍔状部51から軸方向他側に向かって延び、かつ径方向において回転軸100とケーシング200との間に配置される筒状部52と、鍔状部51から軸方向他側に向かって突出する回り止め部53と、を有する。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 5, the retainer 5 according to the present embodiment has a flange-shaped portion 51 arranged between the first inner wall portion 11 and the ring body 2, and the flange-shaped portion 51. A cylindrical portion 52 extending from the shaft toward the other side in the axial direction and arranged between the rotating shaft 100 and the casing 200 in the radial direction, and a detent portion protruding from the flange-shaped portion 51 toward the other side in the axial direction. 53 and.

鍔状部51は、径方向に沿って延びる鍔形状を有する。この鍔状部51は、軸方向一側の端面51aが第1内壁部11に対して間隔を空けて相対し、軸方向他側の端面51bを第1セグメントリング21の端面21bと密着させることができる。後者の密着によって、リテーナ5は、前述のように第1セグメントリング21との間でシール面を形成する。 The brim-shaped portion 51 has a brim shape extending along the radial direction. In the flange-shaped portion 51, the end surface 51a on one side in the axial direction faces the first inner wall portion 11 at a distance, and the end surface 51b on the other side in the axial direction is brought into close contact with the end surface 21b of the first segment ring 21. Can be done. Due to the latter adhesion, the retainer 5 forms a sealing surface with the first segment ring 21 as described above.

また、鍔状部51の外径は、リング体2を構成する各セグメントリング21,22,23の外径に比して大きい。対して、鍔状部51の内径は、回転軸100の外周面100aの外径に比して大きい。すなわち、鍔状部51の内周面51cは、回転軸100の外周面100aに摺接しない。 Further, the outer diameter of the flange-shaped portion 51 is larger than the outer diameter of each of the segment rings 21, 22, 23 constituting the ring body 2. On the other hand, the inner diameter of the flange-shaped portion 51 is larger than the outer diameter of the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100. That is, the inner peripheral surface 51c of the flange-shaped portion 51 does not slide in contact with the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100.

なお、鍔状部51の外径は、リング体2を構成する各セグメントリング21,22,23の外径と同一にしてもよいし、各セグメントリング21,22,23の外径に比して小さくしてもよい。 The outer diameter of the flange-shaped portion 51 may be the same as the outer diameter of each of the segment rings 21 and 22 and 23 constituting the ring body 2, or is compared with the outer diameter of each of the segment rings 21 and 22 and 23. It may be made smaller.

筒状部52は、軸方向に沿って延びる筒形状を有する。筒状部52は、その軸方向他側の端部において鍔状部51と一体化されている。鍔状部51の内周面51cは、筒状部52の内周面と面一に繋がっている。この内周面51cは、回転軸100の外周面100aに対して間隔を空けて相対する。すなわち、リテーナ5の内周面51cは、回転軸100とは摺接しない。 The tubular portion 52 has a tubular shape extending along the axial direction. The tubular portion 52 is integrated with the flange-shaped portion 51 at an end portion on the other side in the axial direction thereof. The inner peripheral surface 51c of the flange-shaped portion 51 is connected to the inner peripheral surface of the tubular portion 52 so as to be flush with each other. The inner peripheral surface 51c faces the outer peripheral surface 100a of the rotating shaft 100 at a distance. That is, the inner peripheral surface 51c of the retainer 5 does not slide in contact with the rotating shaft 100.

また、図6に示すように、筒状部52は、前述の第1隙間部G1に挿入される。そうして挿入される筒状部52と、ケーシング200との間にはシール部材6が配置される。このシール部材6は、いわゆるOリングとして構成されており、第1隙間部G1のうち、リテーナ5とケーシング200との隙間(具体的には、筒状部52の外周面と、ケーシング200における回転軸100の挿通孔との隙間)をシールする。 Further, as shown in FIG. 6, the tubular portion 52 is inserted into the above-mentioned first gap portion G1. A sealing member 6 is arranged between the cylindrical portion 52 thus inserted and the casing 200. The seal member 6 is configured as a so-called O-ring, and is a gap between the retainer 5 and the casing 200 in the first gap G1 (specifically, the outer peripheral surface of the tubular portion 52 and the rotation in the casing 200). The gap between the shaft 100 and the insertion hole) is sealed.

回り止め部53は、鍔状部51から軸方向他側に向かって突出した円柱形状を有する。回り止め部53は、第1内壁部11の壁面に挿入される。この挿入によって、径方向におけるリテーナ5の回転が抑制される。 The detent portion 53 has a cylindrical shape protruding from the flange-shaped portion 51 toward the other side in the axial direction. The detent portion 53 is inserted into the wall surface of the first inner wall portion 11. This insertion suppresses the rotation of the retainer 5 in the radial direction.

付勢部材7は、軸方向一側から軸方向他側に向かってリテーナ5を付勢することで、リング体2を第2内壁部12に向けて押圧する。この押圧によって、該リテーナ5とリング体2とが密着するとともに、該リング体2とシール室10の第2内壁部12とが密着する。 The urging member 7 presses the ring body 2 toward the second inner wall portion 12 by urging the retainer 5 from one side in the axial direction toward the other side in the axial direction. By this pressing, the retainer 5 and the ring body 2 are brought into close contact with each other, and the ring body 2 and the second inner wall portion 12 of the seal chamber 10 are brought into close contact with each other.

具体的に、本実施形態に係る付勢部材7は、軸方向に伸縮しかつ鍔状部51を付勢するコイルバネとして構成される。付勢部材7は、鍔状部51のうち、特に回転軸100の軸心Cを中心に回り止め部53と重ならない位置に複数配置される。 Specifically, the urging member 7 according to the present embodiment is configured as a coil spring that expands and contracts in the axial direction and urges the flange-shaped portion 51. A plurality of urging members 7 are arranged in the flange-shaped portion 51 at positions that do not overlap with the detent portion 53, particularly centering on the axis C of the rotating shaft 100.

また、図1に示すように、シール部材6は、回り止め部53と付勢部材7との間のスペースに配置される。このように配置することは、軸方向におけるセグメントシール1のコンパクト化に資する。 Further, as shown in FIG. 1, the seal member 6 is arranged in the space between the detent portion 53 and the urging member 7. Such arrangement contributes to the compactness of the segment seal 1 in the axial direction.

(パージガスの封入について)
図6の矢印A1に示すように、導入口201からパージガスを封入すると、そのガスは、第2セグメントリング22におけるセグメント片22a間の隙間Dに入り込む。第2セグメントリング22の隙間Dに入り込んだパージガスは、第1セグメントリング21を軸方向一側に向けて押圧するとともに、第3セグメントリング23を軸方向他側に向けて押圧する。
(About filling of purge gas)
As shown by the arrow A1 in FIG. 6, when the purge gas is filled from the introduction port 201, the gas enters the gap D between the segment pieces 22a in the second segment ring 22. The purge gas that has entered the gap D of the second segment ring 22 presses the first segment ring 21 toward one side in the axial direction and the third segment ring 23 toward the other side in the axial direction.

一方、図6の矢印A2に示すように、付勢部材7は、軸方向一側から軸方向他側に向かってリテーナ5を付勢する。この付勢によって、軸方向一側においてはリテーナ5と第1セグメントリング21とが密着し、両部材の間にシール面が形成される。それと同時に、軸方向他側においては第3セグメントリング23と第2内壁部12とが密着し、その間にシール面が形成される。これにより、シール室10を軸方向両側で封止することができ、ダブルシール構造を実現することが可能となる。 On the other hand, as shown by the arrow A2 in FIG. 6, the urging member 7 urges the retainer 5 from one side in the axial direction toward the other side in the axial direction. Due to this urging, the retainer 5 and the first segment ring 21 are in close contact with each other on one side in the axial direction, and a sealing surface is formed between the two members. At the same time, on the other side in the axial direction, the third segment ring 23 and the second inner wall portion 12 are in close contact with each other, and a sealing surface is formed between them. As a result, the seal chamber 10 can be sealed on both sides in the axial direction, and a double seal structure can be realized.

また、付勢部材7によって形成される両シール面は、リテーナ5を介したリング体2の押圧と、パージガスの封入による押圧と、が相まって、より堅固なものとなる。これにより、セグメントシール1のシール性能をさらに高めることが可能となる。特に、パージガスの封入と付勢部材7による押圧とを組み合わせることで、第3セグメントリング23とリテーナ5とを、軸方向の両側から挟み込むように押し付け合わせることができる。このことは、シール性能の向上に資する。 Further, both sealing surfaces formed by the urging member 7 are made more solid due to the combination of the pressing of the ring body 2 through the retainer 5 and the pressing by filling the purge gas. This makes it possible to further improve the sealing performance of the segment seal 1. In particular, by combining the filling of the purge gas and the pressing by the urging member 7, the third segment ring 23 and the retainer 5 can be pressed against each other so as to be sandwiched from both sides in the axial direction. This contributes to the improvement of sealing performance.

さらに、本実施形態に係る構成は、複数のシール室を用いるものではなく、1つのシール室10と、そのシール室10に収容されるべき1組のリング体2のみを用いてなる。これにより、軸方向における寸法を抑制し、ひいては、セグメントシール1のコンパクト化を実現することができる。 Further, the configuration according to the present embodiment does not use a plurality of seal chambers, but uses only one seal chamber 10 and a set of ring bodies 2 to be accommodated in the seal chamber 10. As a result, the dimensions in the axial direction can be suppressed, and by extension, the segment seal 1 can be made compact.

さらに、本実施形態に係る構成は、1組のセグメントリング(リング体2)のみで十分なシール性能を発揮するため、摺動部品、消耗品等の部品点数を抑制することができる。このことは、セグメントシール1の低コスト化に資する。さらに、1組のセグメントリング(リング体2)のみで十分なシール性能を発揮するため、メンテナンスを従来よりも容易に行うことができるようになる。 Further, in the configuration according to the present embodiment, since sufficient sealing performance is exhibited by only one set of segment rings (ring body 2), the number of parts such as sliding parts and consumables can be suppressed. This contributes to the cost reduction of the segment seal 1. Further, since sufficient sealing performance is exhibited only by one set of segment rings (ring body 2), maintenance can be performed more easily than before.

また、図1及び図5に示すように、筒状部52とケーシング200との間をシール部材6によって封止することで、リテーナ5とケーシング200との隙間からの流体漏出を防止することができる。このことは、シール性能の向上に資する。 Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the sealing member 6 seals between the tubular portion 52 and the casing 200 to prevent fluid leakage from the gap between the retainer 5 and the casing 200. can. This contributes to the improvement of sealing performance.

また、図1に示すように、コイルバネとして構成される付勢部材7は、軸方向において第1内壁部11とリテーナ5との間に配置される。このように配置することで、リテーナ5とリング体2との接触状態を保持しつつ、リテーナ5を介してリング体2を押圧することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 1, the urging member 7 configured as a coil spring is arranged between the first inner wall portion 11 and the retainer 5 in the axial direction. By arranging in this way, it is possible to press the ring body 2 through the retainer 5 while maintaining the contact state between the retainer 5 and the ring body 2.

また、図1に示すように、リテーナ5に回り止め部53を設けることで、リテーナ5の回転を抑制することができる。これにより、リング体2に対するリテーナ5の摺動を抑制し、セグメントシール1の高寿命化に有利になる。 Further, as shown in FIG. 1, by providing the retainer 5 with the detent portion 53, the rotation of the retainer 5 can be suppressed. This suppresses the sliding of the retainer 5 with respect to the ring body 2, which is advantageous for extending the life of the segment seal 1.

また、図3に示すように、第2セグメントリング22を構成するセグメント片22aの端部間に隙間Dを設けることで、パージガスをその隙間Dに誘導し、ひいてはパージガスによる押圧を効果的に行うことができるようになる。 Further, as shown in FIG. 3, by providing a gap D between the ends of the segment pieces 22a constituting the second segment ring 22, the purge gas is guided to the gap D, and the purge gas is effectively pressed. You will be able to do it.

また、図2及び図3に示すように、第1セグメントリング21の各分割面と、第2セグメントリング22の各分割面と、を周方向にオフセットさせることで、第1セグメントリング21の各分割面へのパージガスの流入を抑制することができる。これにより、シール性能の向上に有利になる。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, each of the first segment rings 21 is offset by offsetting the divided surfaces of the first segment ring 21 and the divided surfaces of the second segment ring 22 in the circumferential direction. The inflow of purge gas to the split surface can be suppressed. This is advantageous for improving the sealing performance.

また、図2に示すように、第1セグメントリング21の各分割面を斜めに傾斜させることで、各分割面の面積をより広く確保することができる。これにより、第1セグメントリング21からのパージガスの流出を抑制し、シール性能の向上に有利になる。 Further, as shown in FIG. 2, by inclining each divided surface of the first segment ring 21 diagonally, it is possible to secure a wider area of each divided surface. As a result, the outflow of purge gas from the first segment ring 21 is suppressed, which is advantageous for improving the sealing performance.

《他の実施形態》
前記実施形態では、3つのセグメントリングからなるリング体を例示したが、本開示は、そうした構成には限定されない。図7に示すセグメントシール1’のように、第1セグメントリング21及び第2セグメントリング22からなるリング体2’を用いてもよいし、第2セグメントリング22単体からなるリング体(不図示)を用いてもよい。なお、図7における上記以外の構成は、図1〜図6を用いて説明した構成と同一であることから、同一の符号を付し、その説明を省略している。
<< Other Embodiments >>
In the above embodiment, a ring body composed of three segment rings has been exemplified, but the present disclosure is not limited to such a configuration. As in the segment seal 1'shown in FIG. 7, a ring body 2'composed of the first segment ring 21 and the second segment ring 22 may be used, or a ring body composed of the second segment ring 22 alone (not shown). May be used. Since the configurations other than the above in FIG. 7 are the same as the configurations described with reference to FIGS. 1 to 6, they are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

1 セグメントシール
2 リング体
21 第1セグメントリング
21a セグメント片
22 第2セグメントリング
22a セグメント片
23 第3セグメントリング
23a セグメント片
3 ガータスプリング
4 位置決めピン
5 リテーナ
51 鍔状部
52 筒状部
53 回り止め部
6 シール部材
7 付勢部材
10 シール室
11 第1内壁部
12 第2内壁部
100 回転軸
100a 外周面
200 ケーシング
G 隙間
G1 第1隙間部
G2 第2隙間部
1 Segment seal 2 Ring body 21 1st segment ring 21a Segment piece 22 2nd segment ring 22a Segment piece 23 3rd segment ring 23a Segment piece 3 Gata spring 4 Positioning pin 5 Retainer 51 flanged part 52 Cylindrical part 53 Detent part 6 Sealing member 7 Erasing member 10 Sealing chamber 11 First inner wall part 12 Second inner wall part 100 Rotating shaft 100a Outer peripheral surface 200 Casing G Gap G1 First gap G2 Second gap

Claims (7)

回転軸の周囲に区画されるシール室にガスを封入することで、前記回転軸と、該回転軸が挿通されるケーシングと、の隙間をシールするセグメントシールであって、
前記シール室に収容され、単数または複数のセグメントリングからなるリング体と、
前記シール室における軸方向一側の第1内壁部と前記リング体との間に配置され、該リング体の端面に接触した状態で軸方向にスライド可能なリテーナと、
前記軸方向一側から軸方向他側に向かって前記リテーナを付勢することで、前記シール室において前記第1内壁部に対向する第2内壁部に向けて前記リング体を押圧する付勢部材と、を備える
ことを特徴とするセグメントシール。
A segment seal that seals the gap between the rotary shaft and the casing through which the rotary shaft is inserted by enclosing gas in a seal chamber partitioned around the rotary shaft.
A ring body housed in the seal chamber and composed of a single or a plurality of segment rings,
A retainer arranged between the first inner wall portion on one side in the axial direction in the seal chamber and the ring body and slidable in the axial direction in contact with the end face of the ring body.
An urging member that presses the ring body toward the second inner wall portion facing the first inner wall portion in the seal chamber by urging the retainer from one side in the axial direction toward the other side in the axial direction. And, a segment seal characterized by being equipped with.
請求項1に記載されたセグメントシールにおいて、
前記リテーナは、
前記第1内壁部と前記リング体との間に配置される鍔状部と、
前記鍔状部から前記軸方向一側に向かって延び、かつ径方向において前記回転軸と前記ケーシングとの間に配置される筒状部と、を有し、
前記筒状部と前記ケーシングとの間には、前記筒状部と前記ケーシングとの隙間をシールするシール部材が配置される
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to claim 1,
The retainer is
A flange-shaped portion arranged between the first inner wall portion and the ring body,
It has a tubular portion extending from the flange-shaped portion toward the axial direction and arranged radially between the rotating shaft and the casing.
A segment seal characterized in that a sealing member for sealing a gap between the tubular portion and the casing is arranged between the tubular portion and the casing.
請求項1又は2に記載されたセグメントシールにおいて、
前記付勢部材は、軸方向において前記第1内壁部と前記リテーナとの間に配置され、軸方向に伸縮するコイルバネとして構成される
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to claim 1 or 2.
The segment seal is characterized in that the urging member is arranged between the first inner wall portion and the retainer in the axial direction and is configured as a coil spring that expands and contracts in the axial direction.
請求項1から3のいずれか1項に記載されたセグメントシールにおいて、
前記リテーナは、前記軸方向一側に向かって突出しかつ前記第1内壁部に挿入される回り止め部を有する
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to any one of claims 1 to 3.
The retainer is a segment seal having a detent portion that projects toward one side in the axial direction and is inserted into the first inner wall portion.
請求項1から4のいずれか1項に記載されたセグメントシールにおいて、
前記リング体は、前記軸方向一側から前記軸方向他側に向かって順に、
前記リテーナに密着する第1セグメントリングと、
前記第1セグメントリングに隣接する第2セグメントリングと、
前記第2セグメントリングに隣接し、かつ前記第2内壁部に密着する第3セグメントリングと、を有し
前記第2セグメントリングは、周方向に分割されかつ前記回転軸の外周面に摺接する複数のセグメント片からなり、
前記第2セグメントリングを構成する各セグメント片は、周方向において間隔を空けて相対する
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to any one of claims 1 to 4.
The ring body is sequentially formed from one side in the axial direction toward the other side in the axial direction.
The first segment ring that adheres to the retainer and
The second segment ring adjacent to the first segment ring and
A plurality of third segment rings adjacent to the second segment ring and in close contact with the second inner wall portion, and the second segment ring is divided in the circumferential direction and slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft. Consists of segment pieces of
A segment seal characterized in that the segment pieces constituting the second segment ring face each other at intervals in the circumferential direction.
請求項5に記載されたセグメントシールにおいて、
前記第1セグメントリングは、周方向に分割されかつ前記回転軸の外周面に摺接する複数のセグメント片からなり、
前記第1セグメントリングの各分割面は、前記第2セグメントリングの各分割面に対して周方向にオフセットさせてなる
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to claim 5,
The first segment ring is composed of a plurality of segment pieces that are divided in the circumferential direction and are in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft.
A segment seal characterized in that each divided surface of the first segment ring is offset in the circumferential direction with respect to each divided surface of the second segment ring.
請求項6に記載されたセグメントシールにおいて、
前記第1セグメントリングの各分割面は、径方向に対して傾斜した方向に沿って延びる
ことを特徴とするセグメントシール。
In the segment seal according to claim 6,
A segment seal characterized in that each dividing surface of the first segment ring extends along a direction inclined with respect to the radial direction.
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