JP2821989B2 - Shaft sealing device - Google Patents

Shaft sealing device

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JP2821989B2
JP2821989B2 JP6166663A JP16666394A JP2821989B2 JP 2821989 B2 JP2821989 B2 JP 2821989B2 JP 6166663 A JP6166663 A JP 6166663A JP 16666394 A JP16666394 A JP 16666394A JP 2821989 B2 JP2821989 B2 JP 2821989B2
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正夫 清水
明 太治野
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、雨水、下水、海水、河
川水あるいはかんがい用水用のポンプなどの各種流体機
器における軸封部として適用される軸封装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft sealing device used as a shaft sealing portion in various fluid devices such as a pump for rainwater, sewage, seawater, river water or irrigation water.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、河川水の排水などに使用される
横軸斜流ポンプにおいては、図5に示すように、ケーシ
ング101に形成された回転軸貫通孔102に、外周面
にスリーブ103が嵌着された回転軸104を貫通し、
上記スリーブ103に対応してケーシング101の内周
面に形成された環状のパッキン嵌入溝105内にグラン
ドパッキン106を挿入し、このグランドパッキン10
6を上記ケーシング101に締付け固定される押輪10
7の軸方向内端面107aでポンプ液S側(奥側)に押
圧し、上記ケーシング101に上記パッキン嵌入溝10
5にまで達するフラッシング孔108を形成してなるグ
ランドパッキン方式の軸封装置が用いられている。
2. Description of the Related Art For example, in a horizontal-axis mixed flow pump used for draining river water, a sleeve 103 is provided on a rotating shaft through hole 102 formed in a casing 101 and on an outer peripheral surface as shown in FIG. Penetrating the fitted rotating shaft 104,
The gland packing 106 is inserted into an annular packing fitting groove 105 formed on the inner peripheral surface of the casing 101 corresponding to the sleeve 103, and the gland packing 10 is inserted.
6 is fixed to the casing 101 by a pressing wheel 10
7 is pressed toward the pump liquid S side (rear side) at the axial inner end surface 107a, and the packing fitting groove 10 is inserted into the casing 101.
A gland packing type shaft sealing device having a flushing hole 108 reaching up to 5 is used.

【0003】しかし、上記グランドパッキン方式の軸封
装置は、グランドパッキン106の焼き付き防止のため
に、別途、給水装置が必要であるために、装置構造が複
雑になる上に、ポンプの起動前の真空引きにおける空気
吸込み量が多くて定常運転に至るまでに長い時間がかか
るという難点がある。
However, the shaft packing device of the above-mentioned gland packing type requires a separate water supply device to prevent seizure of the gland packing 106, so that the structure of the device becomes complicated, and the shaft sealing device before starting the pump is also required. There is a disadvantage that it takes a long time to reach a steady operation due to a large amount of air suction in evacuation.

【0004】このようなグランドパッキン方式の軸封装
置に代わって、従来から、NBRなどからなる弾性シー
ルリングを用いた軸封装置が開発され使用されている。
その一例として図6に示すような構成の軸封装置が知ら
れている。この軸封装置は、ケーシング101の側壁1
01aに対向する環状のプレート109を上記ケーシン
グ101に固定し、上記側壁101aとプレート109
との間の回転軸104の外周面に、軸方向の両端に縦断
面かぎ形のつば部110a,110bを有する略Vプー
リー状の弾性シールリング110を固定し、この弾性シ
ールリング110の一方のつば部110aの外周部外側
面110cを上記側壁101aの内側面101bに摺接
させるとともに、他方のつば部110bの外周部外側面
110dを上記プレート109の一側面109aに摺接
させ、かつ、上記ケーシング101、プレート109お
よび弾性シールリング110で囲まれる空間部P内に潤
滑剤としてのグリースGを充填させてなるものであり、
この軸封装置によれば、上記弾性シールリング110に
おける軸方向両端のつば部110a,110bの外周部
外側面110c,110dとケーシング101の側壁1
01aの内周面101bおよびプレート109の一側面
109aとの間をそれぞれ上記グリースGによる境面潤
滑状態としてシール面とするものである。
In place of such a gland packing type shaft sealing device, a shaft sealing device using an elastic seal ring made of NBR or the like has been conventionally developed and used.
As one example, a shaft sealing device having a configuration as shown in FIG. 6 is known. The shaft sealing device is provided on the side wall 1 of the casing 101.
01a is fixed to the casing 101, and the side wall 101a and the plate 109 are fixed to the casing 101.
A substantially V-pulley-shaped elastic seal ring 110 having flanges 110a and 110b having a vertical cross-section at both ends in the axial direction is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 104 between the elastic seal ring 110 and one of the elastic seal rings 110. The outer peripheral surface 110c of the flange 110a is slid on the inner surface 101b of the side wall 101a, and the outer peripheral surface 110d of the other flange 110b is slid on one side 109a of the plate 109, and A space P surrounded by the casing 101, the plate 109 and the elastic seal ring 110 is filled with grease G as a lubricant,
According to this shaft sealing device, the outer peripheral surfaces 110 c and 110 d of the flange portions 110 a and 110 b at both ends in the axial direction of the elastic seal ring 110 and the side wall 1 of the casing 101.
The space between the inner peripheral surface 101b of the first plate 01a and the one side surface 109a of the plate 109 is set as a boundary surface lubricated state by the grease G and used as a seal surface.

【0005】また、弾性シールリングを用いた軸封装置
の他の例として図7に示すような構成のものも従来から
知られている。この軸封装置は、水没状態で使用される
水没方式であって、基本的には図6に示す構成と同一で
あるが、水中において回転軸104上で構成部材の分
解、組立を必要とすることから、回転軸104の外周面
に固定部材112を介してスリーブ111を挿入固定
し、このスリーブ111の外周面に弾性シールリング1
10を固定した構成を採用したものである。
As another example of a shaft sealing device using an elastic seal ring, a structure as shown in FIG. 7 is conventionally known. This shaft sealing device is of a submersion type used in a submerged state, and has basically the same configuration as that shown in FIG. 6, but requires disassembly and assembly of components on the rotating shaft 104 in water. Therefore, the sleeve 111 is inserted and fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 104 via the fixing member 112, and the elastic seal ring 1 is attached to the outer peripheral surface of the sleeve 111.
10 is adopted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の従来の
軸封装置のうち、図6に示すものは、弾性シールリング
110の径方向の外側の空間部PにグリースGが充填さ
れているので、回転軸104の回転にともない上記グリ
ースGに遠心力が働き、回転速度が増すにつれてグリー
スGが径方向外方へ移動し、上記シール面で油(グリー
ス)切れを起こしてシール性能の低下、ひいては摺接面
の焼き付きを生じやすい。その上、弾性シールリング1
10は空冷されるだけで冷却効果も不十分であることか
ら、許容軸径周速も1m/secが限度である。また、
ポンプの正圧の仕様では、ポンプ液Sが上記弾性シール
リング110の一方のつば部110bの外周部外側面1
10dのプレート109の一側面109aに対する摺接
力が弱くなって、境面潤滑状態での所定のシール性能を
維持することができず、その摺接部位からポンプ液Sが
グリースG内に混入して、グリースGの性状が変化し、
該グリースGによる境面潤滑状態でのシール性能が一段
と悪化するという問題があった。
Among the conventional shaft sealing devices having the above-mentioned construction, the one shown in FIG. 6 has a space P on the radial outside of the elastic seal ring 110 filled with grease G. A centrifugal force acts on the grease G with the rotation of the rotating shaft 104, and as the rotation speed increases, the grease G moves radially outward, causing the oil (grease) to run out on the sealing surface, thereby deteriorating the sealing performance. As a result, seizure of the sliding contact surface is likely to occur. In addition, the elastic seal ring 1
10 is only air-cooled and the cooling effect is insufficient, so that the permissible shaft diameter peripheral speed is also limited to 1 m / sec. Also,
In the case of the specification of the positive pressure of the pump, the pump liquid S is applied to the outer peripheral surface 1 of the one flange portion 110b of the elastic seal ring 110.
The sliding contact force of the 10d plate 109 on one side surface 109a is weakened, and the predetermined sealing performance in the boundary lubrication state cannot be maintained, and the pump liquid S enters the grease G from the sliding contact portion. , The properties of grease G change,
There is a problem that the sealing performance in the state of lubrication at the boundary surface by the grease G is further deteriorated.

【0007】また、図7に示すものは、水没方式である
ために、弾性シールリング110に対する冷却効果は図
6のものより優れているものの、回転軸104の高速回
転による遠心力でグリースGが径方向外方へ移動するこ
とにともなうシール性能の低下は避けられず、許容軸径
周速も3m/secが限度である。その上、スリーブ1
11を使用するので、全体の構造が複雑となり、分解、
組立にも手数がかかるという問題があった。
FIG. 7 shows that the grease G is cooled by the centrifugal force caused by the high speed rotation of the rotating shaft 104, although the cooling effect on the elastic seal ring 110 is superior to that of FIG. It is inevitable that the sealing performance is deteriorated due to the outward movement in the radial direction, and the permissible shaft diameter peripheral speed is also limited to 3 m / sec. Besides, sleeve 1
Since 11 is used, the overall structure becomes complicated,
There was a problem that it took time and effort to assemble.

【0008】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、構造の複雑化を招くことなく、高速回転に対
しても弾性シールリングと相手側との間での境面潤滑に
よるシール性能を常に安定よく維持することができ、し
かも、正圧および負圧のいずれの仕様においても空気の
吸い込みや封入液体の潤滑剤への混入を防止することが
できる軸封装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and does not complicate the structure, and seals the boundary between the elastic seal ring and the mating side by lubrication even at high speed rotation. Provided is a shaft sealing device that can constantly maintain performance in a stable manner, and that can prevent suction of air and mixing of a sealed liquid into a lubricant in both positive pressure and negative pressure specifications. The purpose is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る軸封装置は、回転軸が貫通される孔を
形成したケーシングの側壁に対向して該ケーシングに固
定され、一方の側面が封入液体に接する環状のプレート
と、縦断面かぎ形のつば部を有し、上記ケーシングの側
壁とプレートとの間に位置させて前記回転軸の外周面に
固定された第1の弾性シールリングと、縦断面かぎ形の
つば部を有し、上記プレートよりも封入液体側に位置さ
封入液体に接して上記回転軸の外周面に固定され、か
つ上記つば部の外周部外側面が上記プレートの他方の側
面に摺接する第2の弾性シールリングとを具備し、上記
回転軸、プレートおよび両弾性シールリングで囲まれる
空間部に潤滑剤を充填供給するように構成したものであ
る。
To achieve the above object, according to the Invention The shaft seal device according to the present invention, to face fixed to the casing on the side wall of the casing rotating shaft to form a hole is penetrated, whereas A first elastic member fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft, having an annular plate whose side surface is in contact with the sealed liquid, and a flange portion having a vertical cross-sectional key shape, located between the side wall of the casing and the plate. A seal ring, having a flange portion having a hook-shaped vertical cross section, located on the sealed liquid side of the plate, in contact with the sealed liquid , fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the outer peripheral surface of the outer peripheral portion of the collar portion is A second elastic seal ring slidingly in contact with the other side surface of the plate, wherein a lubricant is filled and supplied to a space surrounded by the rotating shaft, the plate and the two elastic seal rings.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、ケーシングの側壁に対向して
該ケーシングに固定した環状プレートの軸方向の両側に
おいて回転軸にそれぞれ固定した第1および第2の弾性
シールリングのつば部の外周部外側面を上記プレートの
両側面に摺接させるとともに、回転軸、プレートおよび
両弾性シールリングで囲まれる空間部に潤滑剤を充填供
給した構成としているので、回転軸の回転時に潤滑剤に
働く遠心力によって該潤滑剤が常に両弾性シールリング
のつば部の外周部外側面と上記プレートの両側面との摺
接面に押込み供給されることになって、それら両摺接面
での境面潤滑状態が安定よく保たれ、これによって、高
速回転時においても所定のシール性能を確保することが
可能である。
According to the present invention, the outer peripheral portions of the flange portions of the first and second elastic seal rings respectively fixed to the rotating shaft on both axial sides of the annular plate fixed to the casing so as to face the side wall of the casing. The outer surface is in sliding contact with both side surfaces of the plate, and the space surrounded by the rotating shaft, the plate and the two elastic seal rings is filled with the lubricant, so that centrifugal force acts on the lubricant when the rotating shaft rotates. Due to the force, the lubricant is always supplied to the sliding contact surfaces between the outer peripheral surfaces of the flange portions of the two elastic seal rings and both side surfaces of the plate, and the lubrication between the sliding surfaces is performed. The state is stably maintained, so that a predetermined sealing performance can be ensured even at the time of high-speed rotation.

【0011】また、封入液側の第2の弾性シールリング
および環状プレートの一方の側面が封入液体に接してい
るために、それらに対する冷却効果が高く、軸径周速を
高くすることが可能である。さらに、正圧の仕様では第
2の弾性シールリングのつば部の外周部外側面がプレー
トの一方の側面に強く摺接して、封入液体が潤滑剤充填
空間部に侵入することを防止し、かつ、負圧の仕様では
第1の弾性シールリングのつば部の外周部外側面がプレ
ートの他方の側面に強く摺接して、大気からの空気の吸
い込みを防止するといったように、正圧、負圧のいずれ
の仕様に対しても所定のシール機能を確実に保持するこ
とができる。
Also, since one side surface of the second elastic seal ring and the annular plate on the side of the sealed liquid is in contact with the sealed liquid, the cooling effect on them is high, and the peripheral speed of the shaft can be increased. is there. Further, in the case of the positive pressure specification, the outer peripheral surface of the flange portion of the second elastic seal ring slidably contacts one side surface of the plate to prevent the sealed liquid from entering the lubricant filling space, and In the negative pressure specification, the outer peripheral surface of the flange portion of the first elastic seal ring slides strongly against the other side surface of the plate to prevent suction of air from the atmosphere. A predetermined sealing function can be reliably maintained for any of the specifications.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図1は本発明の一実施例による軸封装置の縦
断面図であり、同図において、1はケーシングであり、
その側壁1aに形成された回転軸貫通孔2には回転軸3
が挿通されている。4は上記側壁1aに対向する環状の
プレートであり、缶M側の植込みボルト5を介して上記
ケーシング1の軸方向におけるポンプ液S側の側面に固
定されている。6は上記プレート4の軸心部に形成され
た回転軸貫通孔である。7は上記ケーシング1側の環状
凹部8に嵌合されて上記プレート4とケーシング1との
接合部位をシールするOリング、9は上記プレート4側
の環状凹部10に嵌合されてプレート4と缶Mとの接合
部位をシールするOリングである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shaft sealing device according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a casing,
A rotating shaft 3 is provided in a rotating shaft through hole 2 formed in the side wall 1a.
Is inserted. Reference numeral 4 denotes an annular plate facing the side wall 1a, which is fixed to the pump liquid S side in the axial direction of the casing 1 via a stud 5 on the can M side. Reference numeral 6 denotes a rotary shaft through hole formed in the axis of the plate 4. Reference numeral 7 denotes an O-ring fitted to the annular concave portion 8 on the casing 1 side to seal a joint portion between the plate 4 and the casing 1, and 9 denotes an O-ring fitted to the annular concave portion 10 on the plate 4 side to This is an O-ring that seals a joint portion with M.

【0013】11は上記ケーシング1の側壁1aと上記
プレート4との間に配設された第1の弾性シールリン
グ、12は上記プレート4に対してポンプ液S側に隣接
して配設された第2の弾性シールリングであり、これら
両弾性シールリング11,12はそれぞれドライブバン
ド13,14を介して上記回転軸3の外周面に固定され
ている。
Reference numeral 11 denotes a first elastic seal ring disposed between the side wall 1a of the casing 1 and the plate 4, and reference numeral 12 denotes a first elastic seal ring disposed adjacent to the plate 4 on the pump liquid S side. This is a second elastic seal ring, and both elastic seal rings 11 and 12 are fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 via drive bands 13 and 14, respectively.

【0014】上記第1の弾性シールリング11は、NB
R、VITION、ネオプレン、ハイパロン、EPR等
のゴムやそれらに繊維を配合した繊維強化ゴムなどの有
機弾性体などからなる円筒部11aの軸方向両端にそれ
ぞれ縦断面かぎ形のつば部11b,11cを一体形成し
て略Vプーリー状に構成されており、一方のつば部11
bの外周部外側面11dが上記プレート4の一方の側面
4aに弾性的に摺接され、他方のつば部11cの外周部
外側面11eが上記ケーシング1の側壁1aの内側面1
bに軽く当接されている。
The first elastic seal ring 11 is formed of NB
Ridges 11b and 11c having a longitudinal cross-section are provided at both ends in the axial direction of a cylindrical portion 11a made of rubber such as R, VISION, neoprene, hypalon, and EPR, or an organic elastic material such as fiber-reinforced rubber in which fibers are blended with them. It is integrally formed to have a substantially V-pulley shape.
The outer peripheral surface 11d of the casing 1b is elastically slidably in contact with one side surface 4a of the plate 4, and the outer peripheral surface 11e of the other flange portion 11c is in contact with the inner surface 1 of the side wall 1a of the casing 1.
b is lightly abutted.

【0015】上記第2の弾性シールリング12は、NB
R、VITION、ネオプレン、ハイパロン、EPR等
のゴムやそれらに繊維を配合した繊維強化ゴムなどの有
機弾性体などからなる円筒部12aの軸方向両端にそれ
ぞれ縦断面かぎ形のつば部12b,12cを一体形成し
て略Vプーリー状に構成されており、一方のつば部12
bの外周部外側面12dはそのままで、他方のつば部1
2cの外周部外側面12eが上記プレート4の他方の側
面4bに弾性的に摺接されている。
The second elastic seal ring 12 is formed of NB
Ridges 12b and 12c are formed at the axial ends of a cylindrical portion 12a made of an organic elastic material such as rubber such as R, VISION, neoprene, hypalon, or EPR, or fiber-reinforced rubber obtained by mixing fibers with them. It is integrally formed to have a substantially V-pulley shape.
b, the outer surface 12d of the outer peripheral portion remains as it is,
The outer peripheral surface 12e of 2c is elastically slidably in contact with the other side surface 4b of the plate 4.

【0016】上記回転軸3、プレート4および第1,第
2の弾性シールリング11,12で囲まれた空間部Pに
は、潤滑剤としてのグリースGが充填供給されており、
このグリースGは上記プレート4に形成されたグリース
供給孔15を通して空間部Pに供給されるようになって
いる。
A space P surrounded by the rotating shaft 3, the plate 4, and the first and second elastic seal rings 11 and 12 is filled with grease G as a lubricant.
The grease G is supplied to the space P through a grease supply hole 15 formed in the plate 4.

【0017】つぎに、上記構成の軸封装置による動作に
ついて説明する。ポンプの通常運転において回転軸3の
回転につれて、第1および第2の弾性シールリング1
1,12が一体に回転する。この回転にともない、第1
の弾性シールリング11における一方のつば部11bの
外周部外側面11dがプレート4の一方の側面4aに摺
接し、他方のつば部11cの外周部外側面11eがケー
シング1の側壁1aの内側面1bに軽く当接するととも
に、第2の弾性シールリング12の一方のつば部12c
の外周部外側面12eが上記プレート4の他方の側面4
bに摺接する。
Next, the operation of the shaft sealing device having the above configuration will be described. During normal operation of the pump, the first and second elastic seal rings 1
1, 12 rotate integrally. With this rotation, the first
The outer peripheral surface 11d of one flange 11b of the elastic seal ring 11 is in sliding contact with one side 4a of the plate 4, and the outer peripheral surface 11e of the other flange 11c is the inner surface 1b of the side wall 1a of the casing 1. And one flange portion 12c of the second elastic seal ring 12.
Outer peripheral surface 12e of the other side 4 of the plate 4
b.

【0018】このとき、上記空間部Pに充填されている
グリースGは遠心力を受けて径方向の外方へ移動されて
おり、上記第1の弾性シールリング11における一方の
つば部11bの外周部外側面11dとプレート4の一方
の側面4aとの間および第2の弾性シールリング12の
一方のつば部12cの外周部外側面12eと上記プレー
ト4の他方の側面4bとの間にそれぞれ押込まれて、両
面11d,4aおよび12e,4b間に境面潤滑による
シール機能が付与され、これによって、ケーシング1と
回転軸3との間が封止されることになる。
At this time, the grease G filled in the space P has been moved radially outward by the centrifugal force, and the outer periphery of one of the flange portions 11b of the first elastic seal ring 11 has been moved. Pushing between the outer side surface 11d and the one side surface 4a of the plate 4 and between the outer peripheral surface 12e of the one flange portion 12c of the second elastic seal ring 12 and the other side surface 4b of the plate 4 respectively. In rare cases, a sealing function by boundary lubrication is provided between the two surfaces 11d, 4a and 12e, 4b, whereby the casing 1 and the rotating shaft 3 are sealed.

【0019】ところで、上記回転軸3の回転速度が増す
と、上記遠心力によるグリースGの径方向外方への移動
力が大きくなり、上記両面11d,4aおよび12e,
4b間へのグリースGの供給が促進されるために、上記
境面潤滑によるシール機能が安定的に維持されることに
なる。また、第2の弾性シールリング12およびプレー
ト4はポンプ液Sに常に接しているので、それらを有効
に冷却することが可能であり、したがって、軸径周速が
5m/sec程度でも所定のシール性能を保持させて十
分に対応させることができる。
When the rotation speed of the rotating shaft 3 increases, the moving force of the grease G radially outward due to the centrifugal force increases, and the two surfaces 11d, 4a and 12e,
Since the supply of the grease G between the spaces 4b is promoted, the sealing function by the boundary lubrication is stably maintained. Further, since the second elastic seal ring 12 and the plate 4 are always in contact with the pump liquid S, they can be effectively cooled. Therefore, even if the peripheral speed of the shaft diameter is about 5 m / sec, the predetermined seal can be obtained. Performance can be maintained and sufficient response can be achieved.

【0020】また、ポンプの正圧の仕様では、ポンプ液
S側にある第2の弾性シールリング12におけるつば部
12cの外周部外側面12eがプレート4の他方の側面
4bに強く摺接する状態となって、この摺接部でのシー
ル性が高められることになり、ポンプ液SがグリースG
の充填空間部Pに侵入することが防止される。また、ポ
ンプの起動前の真空引きのような負圧の仕様では、大気
A側にある第1の弾性シールリング11のつば部11b
の外周部外側面11dがプレート4の一方の側面4aに
強く摺接する状態となって、この摺接部でのシール性が
高められることになり、大気A側からの空気の吸い込み
が有効に防止される。
In the case of the specification of the positive pressure of the pump, a state in which the outer peripheral surface 12e of the flange portion 12c of the second elastic seal ring 12 on the pump liquid S side comes into strong sliding contact with the other side surface 4b of the plate 4 is described. As a result, the sealing performance at the sliding contact portion is improved, and the pump liquid S
Is prevented from entering the filling space P. In the case of a negative pressure specification such as evacuation before starting the pump, the collar portion 11b of the first elastic seal ring 11 on the atmosphere A side is used.
The outer peripheral surface 11d of the plate 4 comes into sliding contact with the one side surface 4a of the plate 4 so that the sealing performance at the sliding contact portion is enhanced, and the suction of air from the atmosphere A side is effectively prevented. Is done.

【0021】さらに、上記構成の軸封装置では、上記両
弾性シールリング11,12を回転軸3の外周面に直接
固定する構成であるから、従来の水没方式の場合に必要
であったスリーブの使用が全く不要となり、構造の簡素
化と同時に、2分割構造が容易なため、組立性も改善す
ることが可能である。なお、本実施例における第1の弾
性シールリング11のつば部11cは、ゴミや異物がつ
ば部11bの外周部外側面11dとプレートとの摺接部
に入り込むのを防ぐものであり、使用する状況により、
つば部11c,12bのない第1および第2の弾性シー
ルリングを選択することも可能である。
Further, in the shaft sealing device having the above structure, the two elastic seal rings 11 and 12 are directly fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 3. Since it is not necessary to use it at all and the structure can be simplified and the two-part structure is easy, the assemblability can be improved. The flange portion 11c of the first elastic seal ring 11 in this embodiment is used to prevent dust and foreign matter from entering the sliding contact portion between the outer peripheral surface 11d of the flange portion 11b and the plate. Depending on the situation,
It is also possible to select the first and second elastic seal rings without the flange portions 11c and 12b.

【0022】以下、本発明者が行なったシール性能の評
価試験について簡単に説明する。図2は上記軸封装置を
横軸斜流ポンプの軸封に適用して、実施した回転試験の
ための装置の概要を示す構成図である。上記両弾性シー
ルリング11,12に対応して、供試シールリングNS
とダミーシールリングNDを準備した。このポンプの仕
様はつぎの通りである。 流体名:河川水 圧 力:始動前 0〜−10m(5分以内、空気と水) 運転中 −2.2〜−4.65m(水中埋没) 温 度:常温 回転数:442rpm、 周速:3m/sec
Hereinafter, an evaluation test of the sealing performance performed by the present inventors will be briefly described. FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a device for a rotation test performed by applying the shaft sealing device to the shaft sealing of a horizontal shaft mixed flow pump. The test seal ring NS corresponding to the two elastic seal rings 11 and 12 is used.
And a dummy seal ring ND were prepared. The specifications of this pump are as follows. Fluid name: River water Pressure: 0 to -10 m (within 5 minutes, air and water) before operation During operation: 2.2 to -4.65 m (submerged in water) Temperature: room temperature Rotational speed: 442 rpm, peripheral speed: 3m / sec

【0023】図2において、21は供試シールリングN
SおよびダミーシールリングNDが装着された回転軸3
を支持する軸受、22は上記回転軸3を駆動する変速モ
ータである。23は水槽24内の水Wを上記供試シール
リングNSおよびダミーシールリングNDに供給するた
めのポンプ、25はポンプ23の吐出側に設けられた流
量計、26は潤滑剤としての密封流体に対する圧力計で
ある。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a test seal ring N
Rotary shaft 3 with S and dummy seal ring ND attached
Is a speed change motor for driving the rotary shaft 3. 23 is a pump for supplying the water W in the water tank 24 to the test seal ring NS and the dummy seal ring ND, 25 is a flow meter provided on the discharge side of the pump 23, and 26 is a sealed fluid as a lubricant. It is a pressure gauge.

【0024】上記回転試験装置による試験条件は、つぎ
の通りである。 密封流体 水(グリース溜め込み) 密封流体温度 常温 密封流体圧力 0〜20m 回転数 442,558,738rpm フラッシング量 3.0,5.0,10 l/min (給水の有無)有:供試シールリングNS側からフラッシングを実施 無:ダミーシールリングND側からフラッシングを実施 試験時間 30〜150min なお、この試験は実ポンプでの実流体の攪拌を予想して
実施したもので、この場合、NS側へのフラッシングは
ない。
The test conditions of the above rotation test device are as follows. Sealed fluid Water (grease reservoir) Sealed fluid temperature Normal temperature Sealed fluid pressure 0 to 20 m Rotational speed 442, 558, 738 rpm Flushing amount 3.0, 5.0, 10 l / min (with or without water supply) Available: Seal ring NS for test No flushing is performed from the side. No: Flushing is performed from the dummy seal ring ND side. Test time 30 to 150 min. Note that this test was performed with the expectation that the actual fluid would be agitated by the actual pump. No flushing.

【0025】上記供試シールリングNSの取付け状態
で、図3に示す各部T1〜T6の温度を測定した。
With the test seal ring NS attached, the temperature of each part T1 to T6 shown in FIG. 3 was measured.

【0026】上記試験内容結果の要約を表にして図4に
示すが、封入グリースの漏れは、全試験を通じて観られ
ず、また、大気側への漏れも観られなかった。さらに、
開放後の供試シールリングNS、プレートおよびケーシ
ングプレートのシール面に異常はみられなかった。
FIG. 4 shows a summary of the results of the above test. As shown in FIG. 4, no leakage of the encapsulated grease was observed throughout the entire test, and no leakage to the atmosphere was observed. further,
No abnormality was found in the seal surfaces of the test seal ring NS, plate and casing plate after opening.

【0027】また、上記の試験結果を考察してみたとこ
ろ、上記供試シールリングNSのシールの使用可否は、
その材質であるNBRの耐熱温度によって決定され、使
用許容温度は通常60℃までである。この60℃以下ま
でを使用範囲とすれば、試験結果から、最も高い温度を
示したプレートシール面でみると、軸径周速3m/se
c(回転数442rpm)は十分に使用可能な範囲であ
る。また、給水無しで、ダミーシールリングND側のフ
ラッシング量が10l/min以上確保されれば、シー
ル面温度は550℃近辺で安定するが、周速を4m/s
ecにすると、給水無しでダミーシールリングND側の
フラッシング量を15l/min以上にしても、数分間
で70℃を越えてしまい、実質的に使用することができ
ない。
Also, when the above test results were considered, it was determined whether the seal of the test seal ring NS could be used.
It is determined by the heat-resistant temperature of the material NBR, and the allowable use temperature is usually up to 60 ° C. Assuming that the working range is up to 60 ° C. or less, the test results show that the plate seal surface showing the highest temperature shows a shaft diameter peripheral speed of 3 m / sec.
c (the number of rotations 442 rpm) is in a sufficiently usable range. Further, if the flushing amount on the dummy seal ring ND side is secured at 10 l / min or more without water supply, the seal surface temperature is stabilized at around 550 ° C., but the peripheral speed is 4 m / s.
If it is set to ec, even if the flushing amount on the dummy seal ring ND side is 15 l / min or more without water supply, it will exceed 70 ° C. in several minutes and cannot be practically used.

【0028】一方、供試シールリングNS側から給水す
ると、温度は一時的に49℃まで上昇するが、その後、
40℃以内に保たれる。さらに、軸径周速を5m/se
cまで上げても問題はなかった。また、試験圧力を5m
から10,20mに上げた場合、フラッシング量を10
l/min以上にすれば使用可能であることが確認でき
た。
On the other hand, when water is supplied from the test seal ring NS, the temperature temporarily rises to 49 ° C.
Keep within 40 ° C. Further, the shaft diameter peripheral speed is set to 5 m / sec.
There was no problem raising it to c. The test pressure is 5m
When the height is increased to 10,20m from the
It was confirmed that it could be used if it was 1 / min or more.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ケーシ
ングの側壁に対向して該ケーシングに固定した環状プレ
ートの軸方向両側において回転軸にそれぞれ固定した第
1および第2の弾性シールリングのつば部の外周部外側
面を上記プレートの両側面に摺接させる構成とするとと
もに、回転軸、プレートおよび両弾性シールリングで囲
まれる空間部に潤滑剤を充填した構成としているので、
回転軸の回転時の遠心力によって潤滑剤を常に両弾性シ
ールリングのつば部の外周部外側面と上記プレートの両
側面との摺接面に押込み供給させて、それら両摺接面で
の境面潤滑状態を安定よく確保することができる。ま
た、高温側の第2の弾性シールリングおよび環状プレー
の一方の側面が封入液体に接しているために、それら
に対する冷却効果も十分に発揮させることができる。こ
れらによって、高速回転時においても所定のシール性能
を安定よく確保することができる。換言すると、シール
性能の低下を招くことなく、使用可能な軸径周速を高め
ることができる。
As described above, according to the present invention, the first and second elastic seal rings respectively fixed to the rotating shaft on both sides in the axial direction of the annular plate fixed to the casing facing the side wall of the casing. The outer peripheral surface of the flange portion is configured to be in sliding contact with both side surfaces of the plate, and the rotating shaft, the plate and the space surrounded by the two elastic seal rings are filled with a lubricant.
Due to the centrifugal force at the time of rotation of the rotating shaft, the lubricant is constantly pushed and supplied to the sliding contact surfaces between the outer peripheral surfaces of the flange portions of both elastic seal rings and both side surfaces of the plate, and the boundary between the sliding contact surfaces is provided. A stable surface lubrication state can be ensured. Further, because the one side of the high temperature side second resilient seal ring and the annular plates are in contact with the sealed fluid, it is possible cooling effect on them also sufficiently exhibited. As a result, predetermined sealing performance can be stably ensured even during high-speed rotation. In other words, the usable peripheral speed of the shaft diameter can be increased without lowering the sealing performance.

【0030】しかも、正圧の仕様では第2の弾性シール
リングによるシール機能を高めて、封入液体が潤滑剤充
填空間部に侵入することを防止でき、かつ、負圧の仕様
では第1の弾性シールリングによるシール機能を高め
て、大気からの空気の吸い込みを防止できるといったよ
うに、正圧、負圧のいずれの仕様に対しても所定のシー
ル機能を確実良好に保持することができる。さらに、両
弾性シールリングを回転軸に直接固定させて、スリーブ
の使用が不要であるから、構造の簡素化および組立性の
向上も図ることができるという効果を奏する。
In addition, in the case of the specification of positive pressure, the sealing function of the second elastic seal ring is enhanced to prevent the sealed liquid from entering the space filled with the lubricant. A predetermined sealing function can be reliably maintained satisfactorily for both positive pressure and negative pressure specifications, such that the sealing function of the sealing ring is enhanced to prevent the inhalation of air from the atmosphere. Furthermore, since the two elastic seal rings are directly fixed to the rotating shaft and the use of the sleeve is unnecessary, there is an effect that the structure can be simplified and the assemblability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による軸封装置の縦断側面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a shaft sealing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上軸封装置を横軸斜流ポンプの軸封に適用し
た場合のシールリングの回転試験装置の概要を示す構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a seal ring rotation test device when the shaft sealing device is applied to the shaft sealing of a horizontal shaft mixed flow pump.

【図3】回転試験を行なう際の軸封装置に対する測温部
位の配置を示す要部の縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part showing an arrangement of a temperature measuring portion with respect to a shaft sealing device when performing a rotation test.

【図4】試験内容結果を要約した図表である。FIG. 4 is a table summarizing test results.

【図5】従来一般のグランドパッキン方式の軸封装置を
示す半截縦断面図である。
FIG. 5 is a half-section longitudinal sectional view showing a conventional general gland packing type shaft sealing device.

【図6】従来の弾性シールリング空冷方式の軸封装置を
示す半截縦断面図である。
FIG. 6 is a half-section longitudinal sectional view showing a conventional elastic seal ring air-cooled shaft sealing device.

【図7】従来の弾性シールリング水冷方式の軸封装置を
示す半截縦断面図である。
FIG. 7 is a half-section longitudinal sectional view showing a conventional elastic seal ring water-cooled shaft sealing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 1a ケーシングの側壁 2 回転軸貫通孔 3 回転軸 4 プレート 4a,4b プレートの側面 11 第1の弾性シールリング 11b 第1の弾性シールリングのつば部 12 第2の弾性シールリング 12c 第2の弾性シールリングのつば部 11d,12e つば部の外周部外側面 G グリース(潤滑剤) P 空間部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 1a Side wall of casing 2 Rotating shaft through hole 3 Rotating shaft 4 Plate 4a, 4b Side surface of plate 11 First elastic seal ring 11b Collar portion of first elastic seal ring 12 Second elastic seal ring 12c Second Collar part 11d, 12e of elastic seal ring Outer peripheral surface of collar part G Grease (lubricant) P Space part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16J 15/32 311 F16J 15/34 - 15/36 F04D 29/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F16J 15/32 311 F16J 15/34-15/36 F04D 29/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転軸が貫通される孔を形成したケーシ
ングの側壁に対向して該ケーシングに固定され、一方の
側面が封入液体に接する環状のプレートと、縦断面かぎ
形のつば部を有し、上記ケーシングの側壁とプレートと
の間に位置させて前記回転軸の外周面に固定された第1
の弾性シールリングと、縦断面かぎ形のつば部を有し、
上記プレートよりも封入液体側に位置させ封入液体に接
て上記回転軸の外周面に固定され、かつ上記つば部の
外周部外側面が上記プレートの他方の側面に摺接する第
2の弾性シールリングとを具備し、上記回転軸、プレー
トおよび両弾性シールリングで囲まれる空間部に潤滑剤
を充填供給するように構成したことを特徴とする軸封装
置。
1. A casing is fixed to a casing facing a side wall of the casing having a hole through which a rotating shaft is formed .
A first plate fixed to the outer peripheral surface of the rotary shaft, having an annular plate having a side surface in contact with the sealed liquid and a flange portion having a vertical cross-sectional key shape, located between the side wall of the casing and the plate.
With an elastic seal ring of
Positioned closer to the sealed liquid than the above plate and in contact with the sealed liquid
A second elastic seal ring fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft and having the outer peripheral surface of the collar slidingly in contact with the other side surface of the plate; the rotating shaft, the plate, and both elastic seals; A shaft sealing device characterized in that a lubricant is filled and supplied into a space surrounded by a seal ring.
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