JP2512424B2 - メカニカルフェ−ス割シ−ル - Google Patents

メカニカルフェ−ス割シ−ル

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JP2512424B2
JP2512424B2 JP60299839A JP29983985A JP2512424B2 JP 2512424 B2 JP2512424 B2 JP 2512424B2 JP 60299839 A JP60299839 A JP 60299839A JP 29983985 A JP29983985 A JP 29983985A JP 2512424 B2 JP2512424 B2 JP 2512424B2
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JP
Japan
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ring
seal
wall
padding
mechanical face
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ヘンリ・ブイ・アジバート
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EI DABURYUU CHESUTAATON CO
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/3488—Split-rings

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  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Paper (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポンプ等のため機械的シール即ちメカニカル
シールであってより詳細には割れ面を有する機械的な割
れシールに関する。
従来の技術 メカニカルシールは加圧流体の漏れを防ぐために種々
の機械例えばハウジングを通る回転軸を有するポンプな
どに広く使用されている。ある一つのタイプのメカニカ
ルシールでは回転面シールが少なくとも２つの剛性の互
いに軸線方向に隣接し軸の周りに同心をなしている半径
方向に伸長する非常に平坦なシーリング面を有する耐久
性あるシーリングを配列することによって得られてい
た。ここで１つのリングがシールハウジング即ち詰物押
さえ内に静的に保持され他方は軸と共に回転しているも
のである。
発明が解決しようとする課題 かかるシールの部品の補修又は取替えは、軸の外板の
不整合及び機械の位置付けが常に軸の端部のシールを滑
ることを不可能とし非常に困難だった。かかる場合には
機械を分解しなければならなかった。
この問題はシールリング及び他のシール部品を２又は
それ以上の部品内へ半径方向に滑らし、各リングを取出
し新たなリングをシール内及び軸周りに再組立てするこ
とにより解消できる。このことは米国特許第3101200号
に開示されている。
かかる割れリングは、通常は、完全なリングを２つの
部分に切断することにより製造している。こうして切断
された１つのリングでは、その切断面は正確に重なり合
う。それにもかかわらず、他方のリングの部分を捨てか
つ同様に機械加工した別の完全なリンクからのセグメン
ト部分とこの１つのセグメント部分を衝接し完全なリン
グと同様の寸法の分断リングを形成している。また破断
されたリングの不規則な破断面は重なり合うことなくリ
ング半体同士の自己衝合をなすことが知られている。
少なくともかかるシールにおいてシールリング面の正
確な整合はリングの背部及び前部を重ね、次いで通常金
属製のホールダ内にそれらを載置することにより得られ
る。ホールダ即ち保持体自体はリングの重なり背部を受
入れるため注意深く重ね合わされねばならない。次いで
このリング／保持体はピン、ねじ、合わせくぎ等によっ
て正確に整合されかつ互いに剛的に保持される。
本発明は、封止面自体以外のシールリング面の正確な
整合及び重ね合せなどの高価で時間のかかることを排除
した割れ面シールを提供する。また本発明は流体圧力に
より強化される割れシールの機能を提供する。
課題を解決するための手段 本発明は機械的割れ面シールをなす一対のシールリン
グ組立体を有する。各リング組立体は、割リングセグメ
ントから成る剛性のシールリングと、セグメントを一緒
に保持して周辺に伸長している固定手段と、を有する。
各リングは平坦な半径方向に伸長するシール面を有し、
シーリング状態においてこれらのリングのシール面は互
いに接触している。弾性支持手段が各リングに接触しシ
ール面の対抗してその側部にて軸線方向に非剛性的に支
持しており一つのかかる支持手段はまたリングを偏倚し
かつ一緒にその面をシールしている。
好ましい実施例では、シールは更に内部に室を形成し
ている一緒に固定された詰物押さえ半体を有するシール
詰物押さえを有している。シールリング組立体の１つは
１つのシールリングを有しかつ室内に詰物押さえにより
支承されている。他のシールリング組立体は他のシール
リングを支持している互いに固定された保持体半体から
成る保持体を有している。この保持体は軸へ接続し一緒
に回転するようになっている。リングはそれらの外周部
分において室、及びリングセグメントを一緒に保持する
助けをしている内部の流体圧力へさらされている。
これらのリングは、リング半体を有しかつ互いに衝接
している隣接した不規則衝合割れ面を有している。１つ
のシール周りに伸長している弾性部材がその１つのシー
ルのための固定及び弾性支持手段をなしており、シール
詰物押さえの剛性壁に対し間隔をおいた関係にその１つ
のシールを支持し、かつ前記弾性支持手段は１つの壁及
び詰物押さえの対抗して半径方向に伸長している面へ接
触している。同様に他のシール周りに伸長している弾性
部材が他のシールのための固定及び弾性支持手段を有し
ている。この弾性部材が保持体の剛性壁に対し間隔をお
いた関係にて他のシールを支持している。更にまたこの
弾性部材が１つの壁及び保持体の対抗して半径方向に伸
長している面に接している。シールの１方のための弾性
支持手段が圧縮ばねから成り、このばねはリングのシー
ル面を共に偏倚している。
保持半体は間隔づけてあり割れ面部分に空隙を形成し
ている。保持体の内面にある溝が軸をシールするため内
部に弾性部材を有している。各地の割れ保持体表面の１
つにある溝は中間の間隔をシールするガスケットを内部
に有している。溝とガスケットとは保持体の内方溝へ露
出しかつガスケットは該内方溝内の弾性部材へ接し、他
方のシールリングを支持している。ガスケットはこれに
接する弾性部材の硬度よりも低い硬度を有している。
弾性ガスケットはまた詰物押さえの各対をなす割れ面
の１方に設けた溝を有している。この詰物押さえガスケ
ットは詰物押さえの両壁間に伸長し、一端はＵ字形状に
曲がり詰物押さえ内に１方のシールリングを支持してい
る弾性部材に接しており、このガスケットは支持弾性部
材の硬度よりも低い硬度を有している。また他端は半径
方向内方に伸長し端部壁内の環状凹み内の面ガスケット
に露出された該面ガスケットに接している。
作 用 機械的割れ面シールは一対のシールリングから成る。
各シールリングは固定手段によって周辺周りに固定され
た割れリングセグメントから成る。これらのリングは弾
性支持手段により軸線方向に非剛性的に支持されてい
る。少なくとも１つの支持手段がリングのシール面を一
緒に軸線方向に偏倚している偏倚手段を有している。
実施例 第１図を参照するに、本件のメカニカルシール10は、
ステンレス鋼製の２つの同様な詰物押さえ半体11、12を
有するシール詰物押さえ体から成る。各詰物押さえ半体
11、12は２つの締付凹部13を有しここに第４図に示すよ
うにボルト15を収容しポンプ等の取付面60へ対し軸17周
りに当該シール10を載置している。詰物押さえ半体11、
12は第２図に示すように、固定の割れシールリング組立
体14と、回転する割れシールリング組立体16と、を収容
しているシール室19を形成している。シール10はそこを
通る軸17を受入れるため中央の軸線方向に伸びる開口を
形成している。
詰物押さえ半体11、12は同一形態を有している。第
１、２、３図に示すようにこれらの押さえ半体11、12は
夫々円滑な割れ詰物押さえ面20、21と溝付きの割れ詰物
押さえ面22、23とを有している。第２図及び第３図に示
すように円滑な詰物押さえ面20、21は軸線方向に間隔づ
けられた２つのタップ立てしていない孔24を有してい
る。溝付の詰物押さえ面22、23は軸線方向に間隔づけら
れた部分的にタップ立てされておりかつ部分的にタップ
立てされていない２つの孔26を有している。押さえ半体
11、12は第１図に示すように、夫々、溝付の詰物押さえ
面22、23を円滑な押さえ面20、21と対面させて組立て、
肩付のソケットねじ28をタップ立てしていない孔24へ差
込みかつタップ付孔26へねじ込み、押さえ半体11、12を
一緒に固着する。ねじ28の肩部を孔24、26のタップ立て
していない壁へ係合させることにより押さえ半体11、12
を整合する。
第３及４図に示すように、これらの押さえ半体11、12
の一端壁30は、軸17の直径よりも僅かに大きい軸線方向
壁31により形成された中央孔を有しており、軸17がそこ
を通り抜けるように間隔を有している。取付壁を形成し
ている他端壁32は、第４及び５図に示すように、ポンプ
等の取付面60内に形成されている開口よりも大きい直径
を有する壁33により形成された同軸開口を有している。
軸線方向内方に伸長している壁34は、壁31、33によって
形成された開口よりも大きい直径を有しておりかつシー
ル室19の主要内径部分を形成している。壁33壁34を形成
している開口から傾斜した面を形成している。第３図に
示すように、半径方向壁35が、壁31から軸線方向壁36と
前記壁34へ接合している半径方向壁37とにより形成され
る段部まで外方に向かって伸長している。
他端壁32は壁33により形成された開口周囲に凹部38を
有し、ここには接着剤で固定された割れ形状を有する弾
性ガスケット即ちフェースガスケット58が受入れられて
いる。このフェースガスケット58は、第２及び３図に示
すように、凹部38の深さより大きい軸線方向寸法を有し
ている。このフェースガスケット58の内方直径は壁33に
よって形成された開口の内径寸法に等しい。
詰物押さえ半体11、12の溝付の割れ詰物押さえ面22、
23は夫々ほぼ四角形断面から成る溝40（第３図）を有し
ている。この溝40の主要部分42は、シール室19と孔26と
の間の半径方向空間において一端壁30と他端壁32との間
にて軸線方向に伸びている。他端壁32の付近において該
溝40の部分44は、主要部分42から壁33の方へ直角に伸び
ていて、該部分44は凹部38の下方にあって該凹部38へ露
出している。一端壁30付近において、溝40はほぼＵ字形
に曲がり、溝40の部分45は主要部分42から半径方向壁35
に一直線に軸線方向壁36まで直角に伸び、他の溝要素46
が溝40の部分45から半径方向壁37まで直角に伸び、溝40
の部分46が軸線方向壁36へ露出している。
溝40の形状に予かじめ成形した弾性のガスケット50
が、第２及び５図に示すように溝内に配置されている。
ガスケット50は溝の各部分42、44、45、46に夫々対応す
る部分52、54、55、56から成る。溝40内のガスケット50
はその溝40から突出し、他方の半体の溝のない円滑な詰
物押さえ面20、21に接してシールしている。ガスケット
50の部分56は壁36を越えて溝40の部分46上方へ突出し、
溝40の部分46の端部を越えて僅かだけ突出している。他
端において、ガスケット50の部分54は溝40の部分44の上
方へ僅かに突出し、フェースガスケット58と接触しシー
ルしている。ガスケット50の部分54の端部はテーパを有
するように削り取られ、このテーパの方向は第５図に示
すように壁33のテーパと同一のテーパを有するようにな
っている。フェースガスケット58の割れ端部は、僅かに
例えば約3mm（1/8吋）だけ、両押さえ半体のガスケット
50の部分54との間の割れ部分からずれた位置にて合うよ
う配置されている。
第２、３図に示すように、回転する割れシールリング
組立体16がテーパ付の壁33付近の押さえ半体11、12によ
って形成された詰物押さえ内に設けてある。この組立体
16は２つの同一の保持半体70、71を有するホールダから
成る。各保持半体70、71は夫々円滑な割れ保持面72、73
と、溝付の割れ保持面74、75とを有している。円滑な保
持面72、73は２つのタップ立てしていない締付孔76を有
し、溝付保持面74、75は２つのタップ付締付孔77を有し
ている（第３図）。保持半体70、71は夫々溝付保持面7
4、75に円滑な保持面72、73が対面して組付けられてい
る。第１及び第２図に示す保持組立体18が軸17上に組付
けられるとき面72、74及び73、75が夫々保持半体70、71
間に間隔68、69（第２図）を形成する。保持半体70、71
を一緒に固定するためソケットヘッドキャップねじ78
（第２及び第３図）が、タップ立てされていない締付孔
76側へ差込まれかつタップ立てされた締付孔77へ螺着さ
れている。
保持半体70、71の半径方向端壁90は隣接する詰物押さ
え壁32、33により形成される開口よりも僅かに小さい外
径を有している。内方の軸線方向壁85、86によって形成
される端壁90に隣接した保持半体70、71の内径は、保持
組立体18が取付けられる軸17の径に等しい。前記間隙6
8、69は軸直径の公差にも拘わらず保持半体70、71を軸
へ密に締付けうるようにしている。Ｏリング溝94が内壁
85、86間に設けてある。割れＯリング112が第４、５図
に示すように溝94内に位置づけられ、軸17へ対するシー
ルを提供している。
保持半体70、71の外径は、端壁90からテーパ付壁92を
介し、詰物押さえ壁32、33により形成される開口よりも
大きいが詰物押さえ半体の壁34の内径よりは小さい外方
軸線方向壁96の直径部分まで拡大している。第３及び４
図に示すように、軸線方向壁の内側部分において、壁85
から端壁98の方へ向かって、保持半体70、71の内径は段
階上に増大している。半径方向壁100は、軸線方向壁85
から軸線方向壁102まで外方へ伸長している。半径方向
壁104は軸線方向壁102から軸線方向壁106まで外方に伸
び次いで該壁106は端壁98まで伸びている。第４図に示
すように半径方向壁100にあられた穴108はそこに圧縮ば
ね110を有しており、非圧縮状態のばね110は第３図に示
すように半径方向壁104まで伸びている。
溝付の割れ保持面74、75の夫々は第３図に示すように
ほぼ四角形断面の溝114を有している。この溝114は、軸
線方向に伸びる溝部分116、120と、これらの両端の部分
116、120を結んでいる傾斜溝部分118と、を有してい
る。該溝部分116はＯリング溝94の基部へ位置しそこへ
露出しており、Ｏリング溝94を完全に横切りそこを越え
て伸びている。溝部分120は軸線方向壁106の外方へ位置
しそこへ露出しそこを横切って伸びている。一般に四角
形断面をなす真直な弾性保持ガスケット122が溝144内に
変形して置かれている。このガスケット122は溝114を越
えて突出し、箱の保持半体の衝合する溝なし割れ面に封
止係合している。溝部分116、120において、ガラケット
122は夫々Ｏリング溝94の基部を越えて内方に突出し、
Ｏリング112と封止係合しかつ軸線方向壁106を越えて内
方に突出し、Ｏリング142と封止係合している。
回転するシール組立体16はまた第２〜５図に示すよう
に保持半体内に位置づけられたカーボン製の割れロータ
リシールリング半体124、126を有している。このロータ
リシールリング半体124、126は衝接する不規則な割れ面
128、130を有している。このロータリシールリング半体
の内径は軸17の直径より大きく、該軸17に添った軸線方
向運動を可能としている。支持部分132は保持半体70、7
1の軸線方向壁102の外径より僅かに小さい外径を有し、
かつばね110の自由端に係合する端壁134を有している。
このばね110はロータリシールリング半体124、126を軸
線方向に偏倚している弾性支持手段を提供している。半
径方向壁138にて支持部分132へ接合しているロータリシ
ールリング半体のシール部分136は保持半体の壁106より
も僅かに小さい外径を有して保持半体内に位置してい
て、半径方向に伸びる平坦なロータリシールリング面14
0まで保持半体70、71を越えて突出している。
第３〜５図に示すように割れＯリング142がシールリ
ング半体124、126の周りに配置されそこに固定されてい
る。該Ｏリング142は十分な弾性を有し、ロータリシー
ルリング半体124、126の不規則な割れ面128、130の係合
によって互いに封止接触している。第４図に示すように
メカニカルシール10が組立てられるとき、割れＯリング
142は保持半体70、71の壁104、106と、軸線方向及び半
径方向の支持を提供しているシールリング半体124、126
の支持部分132及び半径方向壁138と、によって封止接触
している。圧縮ばね110は保持半体70、71の剛性壁に対
して間隔をおいた関係にてリング半体124、126を弾性支
持している。
Ｏリング112、142の封止機能に対して重要なことは、
保持ガスケット122が望ましくはＯリング112、142の硬
度即ち60〜70よりも低い硬度即ち40〜50を有することで
ある。このことはガスケット122と封止接触をなすＯリ
ング112、142の変形を防止する。
第３、４、５図に示すように固定の割れシールリング
組立体14はアルミナセラミック又はシリコンカーバイド
から成る割れ固定シールリング部分即ち半体150、151か
ら成る。この固定のシールリング半体は衝接する不規則
な割れ面154、156を有している。固定シールリング半体
150、151の壁面157の内径は、軸17の直径より大きい。
第３、４図に示すように支持部158は詰物押さえ半体1
1、12の軸線方向壁36の径よりも小さい外径を有してい
る。半径方向壁160を介して支持部158へ接合された固定
シールリング半体のシール部162は、詰物押さえ半体の
壁36の径より幾分小さい外径を有している。また該シー
ル部162は軸線方向に伸び平坦なロータリシーリング面1
40へ封止係合している半径方向に伸長している平坦な固
定シール端面164まで伸びている。
矩形断面を有している弾性リングブーツ固定具170
が、割れ固定シールリング半体150、151の周りに配置さ
れ固定されている。この固定具170は十分な弾性を有
し、不規則な割れ面154、156に互いに封止接触係合をも
たらしている。固定具170は詰物半体の壁36と固定シー
ルリング半体150、151の支持部158との間及び詰物半体
の壁35と固定シールリング半体150、151の半径方向壁16
0との間に封止接触状態にて位置づけられている。固定
具170の軸線方向寸法は、半径方向壁160とシール端面16
4に対置している端壁165との間の固定シールリング半体
150、151の支持部158の軸線方向寸法より大きい。これ
により該固定具170は端壁165を、詰物押さえ半体の半径
方向壁35から軸線方向に間隔づけ、かつ固定のシールリ
ング半体150、151のための弾性支持具を提供している。
固定具170の硬さは弾性ガスケット50の硬さ即ち40〜50
より大きく60〜70であって、固定具170がガスケット50
との封止接触点において変形するのを防止している。
第３図に示すように、同様なボール及びソケット締付
機構が、割れＯリング112、142及びリング状固定具170
の自由端上に設けてある。Ｏリング112に関連して詳細
に述べると、第６図に詳細に示すように、一端部が細く
なり、実質的に半球状の肩部222をなし、これに隣接し
て環状の首部224が設けてある。この首部224にすぐ隣接
して実質的に球形状のヘッド部分226が設けてある。締
付時においてはヘッド部分226がＯリング112の他端にあ
る球形ソケット部227内へ差込まれ、環状のカラー部分2
28が首部224を取囲みこれを受入れ、肩部222がしかり環
状ジャケット部分230へ接触する。
製造法： 詰物押さえ半体11、12及び保持半体70、71の製造時に
は、ブランクを半分に切断する。詰物押さえ半体及び保
持半体用のブランクは鋳造することも出来る。次にこれ
らの半体を接合し、内径を公知の装置で機械加工する。
保持半体の場合には、両半体が接合されるときに同心を
得るため両半体間の間隔68、69を制御している間、これ
らの半体間にシムを使用する。
ロータリシールリング半体124、126と固定シールリン
グ半体150、151とは、割る前に最終直径に仕上げ、その
後、そのリングを割る。ロータリシーリング面140と固
定シール端面164とは、夫々２つのヘリウム光帯から成
る平滑さにみがかれる。その後これらのリングは同様の
技術で割られる。固定シールリングを詳細に検討する
と、第７、８図に示すように、仕上げられたリング全体
は初めに２つの軸線方向に伸びるＶ型ノッチ240、242を
180゜はなして内方の壁面157上に形成するように研削さ
れる。次でこのリングを膨張可能な軸244の２つの可動
部246上へ置き、ノッチ240、242を該可動部246から90゜
離して設ける。軸244が正常に作動すると、可動部246は
リングに帯して半径方向外方へ移動し、リングをノッチ
240、242によりリング半体150、151状態に割る。この破
断は不規則な割れ面154、156を発生する。好ましいこと
にはこの不規則面が共に設けられるとき、正確な衝接が
仕上寸法の変形なして得られる。
組立及び作動： 詰物押さえソケットねじ28の締付は、詰物押さえ半体
11、12により形成された詰物押さえへ対して固定の割れ
シールリング組立体14を締付ける。こうしてシール10が
ボンプ等へ載置されると、詰物押さえ及び固定割れシー
ル組立体が静止状態に保持される。
ソケットヘッドキャップねじ78の締付は、軸17へ対し
て回転割れシールリング組立体16を締付ける。次いで保
持組立体18は回転シールリング組立体16を軸17と一緒に
駆動する。第４図に示すように、保持組立体18は、テー
パ付詰物押さえ壁33から間隔づけられた位置にて軸17上
へ載置され、Ｏリング142はロータリーシールリング半
体124、126の対抗する壁104、138及び106、132間に着座
される。ばね110と割れＯリング142とは、保持半体70、
71の壁に対し間隔をおいた関係にてシール半体124、126
を弾性的に支持しており、ロータリシールリング面140
が固定シール端面164に従うことを可能としながら軸17
に関しロータリシールリング半体124、126へ対し僅かな
半径方向及び軸線方向の浮上運動をもたらす。作動時に
は流体圧力下において、０リング142が壁138からはな
れ、この場合、軸線方向の弾性支持が、ばね110によっ
てのみ行われる。ロータリシールリング半体124、126は
浮上し、保持組立体18により剛的には保持されていない
ので、端壁134も保持半体のいずれも、みがかれていな
い。同様に、詰物押さえ半体11、12の壁32に対し間隔づ
けられた関係にてシールリング半体150、151を弾性的に
支持しているリングブーツ固定具170による固定のシー
ルリング半体150、151の弾性的支持は、端部壁165をみ
がくことを不要としている。詰物押さえ半体の壁35から
離れている固定のシールリング半体150、151の間隔は、
該半体150、151をロータリシールリング半体124、126か
ら伝達された力に応答して僅かに浮上して移動させる。
こうしてロータリシーリング面140及びシール端面164は
この浮上作動の結果、自己整合する。
本発明の別の具体例が第９図に示してある。前述の実
施例のように、第９図の実施例では固定の及び回転する
割れシールリング組立体14′,16′を収容しているシー
ル室19′を形成しているシール詰物押さえ12′を有して
いる。第９図に示す実施例の最も大きな相違点は、ばね
110′によって偏倚されたばね偏倚面シール126′が詰物
押さえ12′に対して載置された固定シールであることで
ある。固定具170′によって固着された他のシール151′
は保持体71′内に載置され、固定具170′はシール151′
の端壁165′を保持体71′の半径方向に伸長する面壁10
0′から間隔づけている。
発明の効果 ロータリシールリング半体124、126及び固定シールリ
ング半体150、151は夫々壁106、36へ押圧されたＯリン
グ142及び固定具170によって一緒に保持されている。好
ましいことには、シール部分136、162にてリング半体の
外方壁へ及ぼされたシール室19内の流体の圧力は、リン
グ半体を一緒に保持している流体圧力に比例した付加力
を提供する。
Ｏリング112は、回転シールリング組立体16を通る軸1
7に沿った流体流れをシールしている。Ｏリング142と固
定具170とは、夫々回転及び固定のシールリング組立体1
6、14を通る室19からの流体流をシールし、同時に、平
坦なシーリング面140及びシール端面164が相対的に移動
するシールリング組立体14、16間をシールする。
保持半体70、71間に押圧されている保持ガスケット12
2が、保持半体70、71間の間隙68、69を通る室19からの
流体流をシールしている。更に間隙68、69を通り室19か
らガスケット122へ及ぼされる流体圧力を増大すること
によりシール作用が強化される。Ｏリング112、142上の
ガスケット122は、流体圧力により及ぼされるこれらの
Ｏリングへ対するシール接触を提供し、同時にガスケッ
ト122及びＯリング112、142の弾性力の差がＯリングを
ゆがみなく保持出来るのである。ガスケット122は保持
半体70、71を越えて、軸17上へ組付ける前のロータリシ
ールリング半体124、126のシール部分136まで伸びそこ
へ重なるような長さを有している。このため組立の際
に、回転シールリング組立体16を軸17へ固定後、詰物押
さえが取付面60へ対する締付のために移動されるとき、
Ｏリング142、又はロータリシールリング半体124、126
の壁138によってガスケット122が所定位置から変位する
傾向はない。
詰物押さえガスケット50は詰物押さえ半体11、12間へ
押込められ、これらの半体を通るシール室19からの流体
流をシールしている。これらの半体11、12間からの漏洩
により生じる流体圧力は、その長さ方向に沿う詰物押さ
えガスケット、特に固定具170へ対するガスケット部分5
6及びフェイスガスケット58へ対するガスケット部分54
のシール効果を高めている。
【図面の簡単な説明】
第１図は一部破断の割れシールの平面図、 第２図は一つのシール詰物押さえ半体及び内方シールの
組立体の等角図、 第３図は割れシール半体と内部弾性シール分解等角図、 第４図は軸へ載置されかつ取付面へボルト止めされた第
１図の、シールの一部破断の４−４矢視側面図、 第５図は第１図の５−５矢視図であり第１図に示すシー
ル半体の一部破断図、 第６図は弾性リングの衝接自由端の拡大破断図、 第７図は伸長可能棒とシールリングとの断面図、 第８図は第７図の８−８矢視図、 第９図は別の実施例の第５図と同様の図である。 符号の説明 10:メカニカルシール、11、12:詰物押さえ半体 14:シールリング組立体、16:シールリング組立体 17:軸、18:保持組立体 19:シール室、20、21、22、23:詰物押さえ面 30:一端壁、32:他端壁 34内径壁、35:半径方向壁 36:軸線方向壁、37:半体方向壁 38:凹部、40:溝 42:主要部分、50:ガスケット 58:フェイスガスケット、70、71:保持半体 72、73、74、75:保持面、85、86:壁 90:端壁、112:割れＯリング 124、126:ロータリシールリング半体 140:シールリング面、162、164:シール部 170:固定具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−111043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−15151（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−13353（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭34−18507（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭41−18406（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各シールリング組立体が、割リングセグメ
    ント124、126、150、151と、これらのセグメントを一緒
    に弾性的に保持するため各前記リングの外周辺に伸長し
    ている弾性的固定手段142、170と、を有しており、これ
    らのリングの各々が平坦な半径方向に伸長しているシー
    ル面140、164を有し、これらのリングのシール面が互い
    に封止接触している対をなすシールリング組立体14、16
    を有しているメカニカルフェース割シール10であって、 前記複数のリングが、各リングがそのシール面140、164
    に対向する面134、160上にて軸線方向に弾性的に接触し
    かつ支持している弾性支持手段110、170によって前記シ
    ール内に軸線方向に非剛性的に支持されており、 前記支持手段の少なくとも１つが、前記シールの剛性壁
    から軸線方向に間隔を置いた浮上関係にて前記複数のリ
    ングを浮上状態で非剛性的に支持するため、該リングの
    封止面に対向する面へ前記リングの半径方向に伸長して
    いる壁を偏倚する偏倚手段110を有していることを特徴
    とするメカニカルフェース割シール10。
  2. 【請求項２】前記支持手段の１つが、前記リング14のシ
    ール面164に対向する面上で前記リングの一つ14の半径
    方向に伸びている壁160に接しているエラストマ部材170
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    のメカニカルフェース割シール。
  3. 【請求項３】固定手段142、170の夫々が前記リング14、
    16の一つの周辺周りに伸長しかつ該周辺に弾性係合して
    いるエラストマ部材から成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載のメカニカルフェース割シール。
  4. 【請求項４】前記リングのための弾性支持手段110、170
    の少なくとも一つが前記エラストマ部材170であり、前
    記弾性支持手段の少なくとも他方が圧縮ばね110であ
    り、前記エラストマ部材142、170が前記リングの軸線方
    向に伸びる壁132、158と、これに対向し前記シールの軸
    線方向に伸長している剛性の壁106、36との間に位置づ
    けかれ、かつ前記リングの軸線方向に伸びる壁132、158
    とこれに対向し前記シールの軸線方向に伸長している剛
    性の壁106、36とに接しており、さらに前記シール面14
    0、164に対向するリングの面上の該リングの半径方向に
    伸長している壁138、160とこれに対向し前記シールの半
    径方向に伸長している剛性の壁104、35との間に位置づ
    けられ、少なくとも前記一方のエラストマ部材170が前
    記リング14の半径方向に伸長している壁160とこれに対
    向し前記シールの半径方向に伸長している剛性の壁35と
    に接触し、これらの部材の間に位置づけられており、前
    記圧縮ばね110がシール面140に対抗する面の前記リング
    の他方16の半径方向に伸長する壁134とこれに対抗し前
    記シールの半径方向に伸長している剛性壁100とを偏倚
    し、前記エラストマ部材142、170と前記ばね110とが前
    記リング14、16を半径方向にかつ前記シールの全ての剛
    性壁34、35、36、37、100、102、104、106から軸線方向
    に間隔をおいた関係にて浮上支持していることを更に特
    徴とする特許請求の範囲第３項に記載のメカニカルフェ
    ース割シール。
  5. 【請求項５】共に固定された詰物押さえ半体11、12から
    成り内部シールリング組立体14、16を収容する室19を形
    成しているシール詰物押さえを含み、前記シールリング
    組立体の一方14が前記室19内にて詰物押さえによって支
    持され、前記シールリング組立体の他方16が前記室内に
    あり共に固定されている保持半体70、71であって前記詰
    物押さえ中を伸長している軸17へ接続されかつ前記詰物
    押さえへ内の該軸17へ支持されるようになっている保持
    半体70、71から成る保持体を含み、該保持体が前記軸と
    共に前記リングを回転するよう前記リングの一方を支持
    しており、さらに前記シールリング組立体が前記エラス
    トマ部材142、170を含み、これらのエラストマ部材がシ
    ールリングを支持しかつセグメント124、126、150、151
    を夫々前記保持体の剛性壁及び前記詰物押さえから離れ
    た前記シールリングと共に前記保持体及び詰物押さえ内
    へ共に保持していることを特徴とする特許請求の範囲第
    ４項に記載のメカニカルフェース割シール。
  6. 【請求項６】前記シールリングの軸線方向に伸長してい
    る壁が少なくとも部分的にその外周辺周りにおいて前記
    室19に対して露出されており、これにより前記両リング
    セグメント124、126、150、151が前記室内の流体圧力に
    より一層しっかり保持されている特許請求の範囲第５項
    に記載のメカニカルフェース割シール。
  7. 【請求項７】前記ばね110が前記保持体と該保持体に支
    持されたシールリングとの間に伸長していることを特徴
    とする特許請求の範囲第５項に記載のメカニカルフェー
    ス割シール。
  8. 【請求項８】前記ばね110が前記詰物押さえと該詰物押
    さえに支持されたシールリングとの間に伸長しているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のメカニカ
    ルフェース割シール。
  9. 【請求項９】前記保持体へ前記シールリングを支持して
    いる前記エラストマ部材142が前記保持体の半径方向壁1
    04及び軸線方向壁106及び前記保持体内の前記シールリ
    ングの少なくとも軸線方向壁132へ、その間からの流体
    流に抗するように封止状態にて係合し、エラストマ部材
    112が軸17との流体封止係合をするように前記保持体内
    部の溝94内に設けられ、前記保持半体70、71が対抗する
    割れ面72、73、74、75を有し、エラストマ保持ガスケッ
    ト122が前記保持半体70、71の各対の割れ面間に伸長
    し、各前記ガスケット122が、前記シールリングと封止
    係合するように露出され、かつ前記保持体へ前記リング
    を支持しておりかつ該保持体の内部の前記溝内に設けて
    ある前記エラストマ部材112、142、170より低い硬度を
    有していることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
    載のメカニカルフェース割シール。
  10. 【請求項１０】前記保持半体70、71が前記割れ面72、7
    3、74、75間において間隙68、69を形成するため離して
    間隔づけられており、溝114が各対の面の保持体割れ面
    内に位置づけてあり、１つの前記保持体ガスケット122
    がその上方に伸長している溝114であって前記保持面の
    溝に対抗している保持面と封止接触している前記面間の
    前記間隔68を横切っている各溝114内に位置づけてある
    ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載のメカニ
    カルフェース割シール。
  11. 【請求項１１】前記保持面にある前記溝114とその中に
    ある前記保持体ガスケット122とが、前記保持体の内方
    の溝94と、該溝内のエラストマ部材と、前記保持体内に
    前記シールリングを支持している前記エラストマ部材14
    2と、の半径方向外方に位置づけられ、かつそれらに対
    して露出されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    10項に記載のメカニカルフェース割シール。
  12. 【請求項１２】前記シール詰物押さえ内へ前記シールリ
    ング14を支持している前記エラストマ部材170が前記詰
    物押さえの半径方向壁35及び軸線方向壁36及び前記詰物
    押さえ内の前記シールリングの少なくとも軸線方向の壁
    158に封止係合しそれらの部材間からの流体流に抗して
    おり、前記詰物押さえ半体11、12が対抗する割り面22、
    23を有しており、エラストマ詰物押さえガスケット50が
    前記詰物押さえ半体11、12の各対の割り面22、23間に伸
    長し、各前記詰物押さえガスケット50が、前記詰物押さ
    え内に前記シールリングを支持している前記エラストマ
    部材170と封止接触するように露出しかつ該エラストマ
    部材170よりも低い硬度を有していることを特徴とする
    特許請求の範囲第５項に記載のメカニカルフェース割シ
    ール。
  13. 【請求項１３】溝40が各対の面の１つの詰物押さえ割り
    面に設けられ、１つの該詰物押さえガスケット50が前記
    １つの詰物押さえ面23の前記溝に対抗している詰物押さ
    え面22と係止係合状態にて各溝40内に位置づけられてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載のメカ
    ニカルフェース割シール。
  14. 【請求項１４】前記詰物押さえ面22、23にある前記溝40
    とその内部の前記詰物押さえガスケット50とが、前記詰
    物押さえ内に前記シールリングを支持している前記エラ
    ストマ部材170の半径方向外方へ位置づけられかつ該エ
    ラストマ部材170へ対し露出されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第13項に記載のメカニカルフェース割
    シール。
  15. 【請求項１５】各詰物押さえ面22、23内の前記溝40及び
    その内部の前記詰物押さえガスケット50が、夫々前記詰
    物押さえの端部壁30、32間に軸線方向に伸長している主
    要セグメント42を有しており、その一端においてＵ字形
    状に半径方向に内方に曲がっている前記主要セグメント
    42が、別のセグメント45、46を画定しており、この別の
    セグメント45、46が前記詰物押さえ内に前記シールリン
    グ14を支持している前記エラストマ部材170へ対してこ
    れと封止接触している詰物押さえガスケットの該別のセ
    グメントを露出していることを特徴とする特許請求の範
    囲第14項に記載のメカニカルフェース割シール。
  16. 【請求項１６】前記主要セグメントが他端を半径方向内
    方に伸長するセグメント44に一体的に連結され、環状凹
    み38が前記半径方向内方に伸長するセグメント42に隣接
    する壁33内の前記詰物押さえ周辺に設けられており、面
    ガスケット58が各詰物押さえ半体の前記凹部へ位置づけ
    られ、前記半径方向に伸長するセグメント44が前記凹部
    38及び前記面ガスケット58へ露出され、前記詰物押さえ
    ガスケットの前記半径方向に伸長するセグメントが前記
    面ガスケットと封止接触していることを特徴とする特許
    請求の範囲第15項に記載のメカニカルフェース割シー
    ル。
  17. 【請求項１７】各前記リング14、16の各リングセグメン
    ト124、126、150、151が互いに衝接する隣接している不
    規則な衡合割れ面128、130、154、156を有し、前記割れ
    面にてそれらの平坦シール面を正確に整合するようにな
    っている特許請求の範囲第１項〜第16項のいずれか１項
    に記載のメカニカルフェース割シール。
  18. 【請求項１８】前記リング14、16の夫々が一対のリング
    セグメント半体124、126、150、151を有している特許請
    求の範囲第14項に記載のメカニカルフェース割シール。
  19. 【請求項１９】前記シール10が剛性の半径方向及び軸線
    方向に伸びる壁を提供しているハウジング手段を有し、
    前記リング14、16がそれぞれ前記ハウジング手段内にお
    いて各前記リングセグメント124、126、150、151の外周
    辺周りにてそれぞれ非剛性的に接触しかつ伸長している
    前記固定手段142、170によって、及び前記ハウジング手
    段の壁の各々に対して浮上した関係に各リングセグメン
    トを弾性的に接触しかつ支持している弾性支持手段11
    0、170によって係合されており、前記ハウジング手段
    が、１つの前記リング14をシールされるべき装置へ載置
    するための軸線方向に割れている詰物押さえ11、12と、
    該装置の軸17へ他のリングを載置するための軸線方向に
    割れているロータホールダ16と、を有しており、各前記
    リングのセグメント124、126、150、151が軸線方向に衝
    接している割面128、130、154、156を有しており、前記
    固定手段142、170と前記支持手段110、170とが弾性部材
    から成り、各前記リングの前記セグメントが各前記弾性
    部材によって弾性的に固定されており、前記偏倚手段11
    0が前記軸線方向衡接割面の各々をシーリング整合する
    ように偏倚している特許請求の範囲第１項に記載のメカ
    ニカルフェース割シール。
  20. 【請求項２０】前記シール10が前記リングを収容する剛
    性手段70、71を有しており、前記偏倚手段が前記偏倚さ
    れたリングのセグメント124、126の各々を軸線方向に他
    方の前記リング14の方へ偏倚するため前記剛性手段70、
    71と前記偏倚されたリングとの間に配置された複数の圧
    縮ばね110を含んで成る特許請求の範囲第１項に記載の
    メカニカルフェース割シール。
  21. 【請求項２１】各々の前記リング14、16のためにそれぞ
    れ各前記シーリング表面140、164が前記リングの面シー
    ル側面を画定し、各前記リングの他の面134、165が前記
    リングの非面シール面を画定し、各リングが非面シール
    面に少なくとも２つの半径方向に伸長する壁を有し、該
    半径方向に伸長する壁の１つが他方の半径方向に伸長す
    る壁から軸線方向に離されており、半径方向に伸長する
    ２つの壁が軸線方向に伸長している相互連結壁によって
    相互に連結されており、該相互連結壁が少なくとも名義
    上第１直径部に位置づけられており、半径方向外方の２
    つの半径方向壁がより大きい第２直径部にて前記リング
    の軸線方向壁において終わっており、前記リングの面シ
    ール面がほぼ前記第２直径部の終端部まで半径方向に伸
    長している特許請求の範囲第１項に記載のメカニカルフ
    ェース割シール。
  22. 【請求項２２】セグメント70、71状に軸線方向に割れた
    ロータホールダでありシールされるべき装置の軸17へ前
    記リング124、126、150、151の１つのセグメントを載置
    するロータホールダを有しており、前記ロータホールダ
    に載置された前記セグメントがロータリングを形成し、
    前記固定手段142、170と前記支持手段110、142、170と
    がエラストマ部材から成り、前記エラストマ部材142が
    前記ロータホールダの半径方向壁104及び軸線方向壁106
    と該ロータリングの少なくとも軸線方向壁132との封止
    係合によって前記ロータホールダ内に前記ロータリング
    を支持するためのロータエラストマ部材を有しそれらの
    部材間の流体流に抗し、更に封止されるべき装置の軸17
    と流体封止係合するよう前記ロータホールダの内面の溝
    94に設けられた第２のロータエラストマ部材112を有
    し、エラストマホールダガスケット122が前記ロータホ
    ールダセグメント70、71間の補縛部に設けられ該第２の
    ロータエラストマ部材と封止接触しかつ該第２のロータ
    エラストマ部材よりも低い硬度を有している特許請求の
    範囲第１項に記載のメカニカルフェース割シール。
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