JP3008013B2 - Shaft sealing device for fluid equipment - Google Patents

Shaft sealing device for fluid equipment

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JP3008013B2
JP3008013B2 JP8009813A JP981396A JP3008013B2 JP 3008013 B2 JP3008013 B2 JP 3008013B2 JP 8009813 A JP8009813 A JP 8009813A JP 981396 A JP981396 A JP 981396A JP 3008013 B2 JP3008013 B2 JP 3008013B2
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fluid
seal
sealing
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ring
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敏彦 布施
一彦 大多和
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は流体機器用軸封装置
で、詳しくは、例えば液体アンモニアやハイドロカーボ
ンなどの揮発性ないし低沸点流体あるいは化学工業で汎
用される洗浄剤や溶剤などの有害物質を含んだ流体を取
り扱うプロセスポンプや、攪拌機、コンプレッサーなど
に適用される流体機器用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 for fluid equipment, and more particularly to volatile or low-boiling fluids such as liquid ammonia and hydrocarbons, and harmful substances such as cleaning agents and solvents commonly used in the chemical industry. The present invention relates to a shaft sealing device for a fluid device applied to a process pump, a stirrer, a compressor, and the like that handles a fluid containing a fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の流体機器用軸封装置において
は、上述したような内部流体が機器ケーシングと回転軸
との間の微小隙間を通って大気へ漏れ出すと、それが微
量、低濃度であっても、長期間吸入すると健康に悪影響
を及ぼす恐れがあることから、その漏れ出しには厳しい
規制が要求されている。
2. Description of the Related Art In this type of shaft sealing device for fluid equipment, when the above-mentioned internal fluid leaks into the atmosphere through a minute gap between the equipment casing and the rotating shaft, it is traced to a low concentration. Nevertheless, strict regulations are required for its leakage because inhalation for a long time may adversely affect health.

【0003】従来から一般的に採用されている流体機器
用軸封装置としては、機器ケーシング及び該機器ケーシ
ングを貫通する回転軸間で軸線方向に間隔を隔てた機内
側と大気側との2箇所に、上記機器ケーシングに固定保
持された静止密封環とこの静止密封環に対向配置されて
上記回転軸に軸線方向摺動可能に保持された回転密封環
とを有し、かつ、上記回転密封環を上記静止密封環側へ
押圧付勢してなる2組の接触シールを配設するととも
に、これら2組の接触シール間に形成した封液室内にオ
イルや水などの封液を注入して、上記各接触シールの両
密封環の相対回転摺接作用および上記封液室に注入され
た封液を介して機内側と大気側とを遮蔽シールするよう
にしたダブルあるいはタンデム形の接触シールから構成
された軸封装置が知られている。
[0003] Conventionally, a shaft sealing device for a fluid device has been generally adopted. The device includes a casing and a rotating shaft penetrating the casing. A stationary sealing ring fixedly held on the device casing, a rotating sealing ring disposed opposite to the stationary sealing ring and held slidably in the axial direction on the rotating shaft; and And two sets of contact seals which are urged toward the stationary sealing ring side, and a sealing liquid such as oil or water is injected into a sealing chamber formed between these two sets of contact seals, A double or tandem type contact seal that shields the inside of the machine and the atmosphere side through the relative rotational sliding action of the two sealing rings of each contact seal and the sealing liquid injected into the sealing chamber. Shaft seal device It has been.

【0004】また、上記のようなダブルあるいはタンデ
ム形の接触シールから構成された軸封装置の他にも、特
公平7−69018号公報や特開平5−33871号公
報などでみられるように、2組のシールのうち一方を接
触シールとするとともに他方を回転密封環の端面に形成
した動圧発生溝を介して発生される動圧により両密封環
を非接触状態で相対回転させる動圧形非接触シールとし
たものや、特開平7−71613号公報や特開平6−1
74108号公報などでみられるように、2組のシール
を共に動圧形非接触シールとしたものも知られている。
[0004] In addition to the shaft sealing device constituted by the double or tandem type contact seal as described above, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-69018 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-33871, A dynamic pressure type in which one of the two seals is a contact seal and the other is relatively rotated in a non-contact state by dynamic pressure generated through a dynamic pressure generating groove formed in an end face of the rotary seal ring. Non-contact seals, JP-A-7-71613 and JP-A-6-161
As seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 74108 and the like, there is also known a type in which two sets of seals are both dynamic pressure type non-contact seals.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術のうち、ダブルあるいはタンデム形の接触シ
ールから構成された流体機器用軸封装置にあっては、2
組の接触シールそれぞれの両密封環の端面同志が摺接す
るために摩耗が激しくて使用寿命が非常に短いばかりで
なく、両密封環の端面間に形成される流体潤滑膜が摺動
熱によって破壊されてシール機能が低下しやすく、封液
が機内の被密封流体側へ漏れたり、大気へ漏れ出すなど
全体としてシールの信頼性が低い。加えて、摺動熱によ
って封液が次第に昇温されることを防ぐために、クーラ
ーを使用した封液循環供給システムが必要となり、装置
全体の構造が複雑化し、高コスト化するという問題があ
る。
However, among the above-mentioned prior arts, in the shaft sealing device for a fluid device which is constituted by a double or tandem type contact seal, there are two types.
The end faces of both seal rings of each pair of contact seals are in sliding contact with each other, causing not only severe wear and extremely short service life, but also the fluid lubricating film formed between the end faces of both seal rings due to sliding heat. As a result, the sealing function tends to deteriorate, and the sealing liquid leaks to the sealed fluid side in the machine or leaks to the atmosphere, so that the reliability of the seal as a whole is low. In addition, in order to prevent the temperature of the sealing liquid from gradually increasing due to the sliding heat, a sealing liquid circulating supply system using a cooler is required, and there is a problem that the structure of the entire apparatus is complicated and the cost is increased.

【0006】また、接触シールと動圧形非接触シールと
を組み合わせたり、2組のシールを共に動圧形非接触シ
ールとした流体機器用軸封装置にあっては、ダブルある
いはタンデム形の接触シールを用いるものに比べて、少
なくとも一方が非接触シールであることから、全体の摩
耗度合を低減して使用寿命を改善できるものの、その非
接触シールが動圧形であるから、ポンプなどの流体機器
の起動時や停止時に必要なトルクが大きく、そのために
従来から設置されている小動力源をもつポンプなどの流
体機器の場合には動力源の取替えなどを要し、そのまま
適用することができない。また、動圧形非接触シールは
主に機器の起動時に密封環の端面を破損したり、損耗し
たりしてシール性能を低下しやすく、したがって、2組
の動圧形非接触シールをダブルに配設したとしても、そ
れら両者のシール性能が早期のうちに低下することにな
り、長期間使用に際して安定したシール機能を発揮させ
ることができず、シールの信頼性が不十分で、近年の厳
しい漏れ規制には対応させることができない。
Further, in a shaft sealing device for a fluid device in which a contact seal and a dynamic pressure type non-contact seal are combined, or where two sets of seals are both dynamic pressure type non-contact seals, a double or tandem type contact seal is used. Since at least one of them is a non-contact seal as compared with the one using a seal, the overall degree of wear can be reduced and the service life can be improved, but since the non-contact seal is a dynamic pressure type, fluids such as pumps The torque required when starting or stopping the equipment is large, so fluid equipment such as a pump with a small power source that has been installed conventionally requires replacement of the power source and cannot be applied as it is . In addition, the dynamic pressure type non-contact seal is liable to deteriorate the sealing performance due to breakage or wear of the end face of the sealing ring mainly at the time of starting the equipment. Therefore, two sets of the dynamic pressure type non-contact seal are doubled. Even if it is arranged, the sealing performance of both of them will be reduced at an early stage, and it will not be possible to exert a stable sealing function in long-term use, the reliability of the seal is insufficient, and severe Leakage regulations cannot be met.

【0007】加えて、上記した従来の流体機器用軸封装
置は、いずれも機器ケーシング及び該機器ケーシングを
貫通する回転軸間の軸線方向に間隔を隔てた機内側と大
気側との2箇所にそれぞれ接触シールおよび/または動
圧形非接触シールをダブルあるいはタンデム形に配設し
たものであるから、全体が回転軸の軸線方向で大寸化し
やすくて、特にプラントなどに既に組付けられている流
体機器に対してはそのまま適用することができず、適用
しようとすれば、プラント全体を大幅に改造しなければ
ならないという難問があった。
[0007] In addition, the above-mentioned conventional shaft sealing device for a fluid device is provided at two locations on the inside of the machine and on the atmosphere side, which are spaced apart in the axial direction between the machine casing and the rotating shaft penetrating the machine casing. Since the contact seal and / or the dynamic pressure type non-contact seal are respectively arranged in a double or tandem form, the whole can be easily enlarged in the axial direction of the rotating shaft, and is particularly already assembled in a plant or the like. It cannot be applied to a fluid device as it is, and if it is to be applied, there is a problem that the entire plant must be largely remodeled.

【0008】そこで本発明は上記のような実情に鑑みて
なされたもので、摩耗度合の低減による使用寿命の改善
およびトルクの軽減による省エネルギー化、適用範囲の
拡大化を図ることができるとともに、シングル形シール
にして装置全体を小寸化しつつ、ダブルあるいはタンデ
ム形と何ら遜色のない確実かつ安定よいシール機能を発
揮させることができる流体機器用軸封装置を提供するこ
とを目的としている。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to improve the service life by reducing the degree of wear, to save energy by reducing the torque, and to expand the applicable range. An object of the present invention is to provide a shaft sealing device for a fluid device which can exhibit a reliable and stable sealing function comparable to that of a double or tandem type while reducing the size of the entire device by using a shape seal.

【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、本発明のうち請求項1に係る流体機器用軸封装置
は、機器ケーシングと該機器用ケーシングを貫通する回
転軸との間に、上記回転軸とともに回転する回転密封環
と、この回転密封環に対向配置されて上記機器用ケーシ
ングに内嵌固定された環状部材に複数のOリングを介し
て軸線方向摺動可能に保持された静止密封環とを有し、
かつ、上記静止密封環を大気側から上記回転密封環側へ
押圧付勢してなる非接触シールを配設して構成された流
体機器用軸封装置であって、上記非接触シールにおける
静止密封環の端面にその径方向に間隔を隔てて3段に回
転周方向に沿った溝を形成するとともに、これら周方向
溝のうち径方向の最も外側に位置する周方向溝および最
も内側に位置する周方向溝に連通し上記回転密封環の端
面に向けてガス圧力を供給して両密封環の端面間を非接
触状態に保持するガス供給孔と、径方向の中間に位置す
る周方向溝に連通して両密封環の端面間に供給されたガ
スを外部の所定箇所に排出させるガス抜き孔とをそれぞ
上記静止密封環、環状部材およびポンプケーシング
形成していることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a shaft sealing device for fluid equipment according to claim 1 of the present invention is provided between an equipment casing and a rotating shaft passing through the equipment casing. A rotary seal ring that rotates with the rotary shaft, and an annular member that is disposed opposite to the rotary seal ring and is fitted and fixed to the casing for the device, and is slidably held in the axial direction via a plurality of O-rings . With a stationary sealing ring,
And a shaft seal device for a fluid device configured by disposing a non-contact seal configured to press and urge the stationary seal ring from the atmosphere side to the rotary seal ring side, wherein the stationary seal in the non-contact seal is provided. Grooves are formed on the end face of the ring in three stages at intervals in the radial direction along the circumferential direction of rotation, and among these circumferential grooves, the radially outermost circumferential groove and the radially innermost circumferential groove are located. A gas supply hole which communicates with the circumferential groove and supplies gas pressure toward the end face of the rotary seal ring to keep the end faces of both seal rings in a non-contact state, and a circumferential groove located in the middle in the radial direction. a gas vent hole for discharging the supplied communicated between the end faces of both seal rings gas to the outside of the predetermined portion it
Re the stationary seal ring, and is characterized in that it is formed in the annular member and the pump casing.

【0010】すなわち、請求項1に記載の発明に係る
体機器用軸封装置によれば、静止密封環の端面に径方向
に間隔を隔てて3段に形成された回転周方向に沿う溝の
うち径方向の最も外側に位置する周方向溝および最も内
側に位置する周方向溝にガス供給孔を通じて供給される
ガス圧力により両密封環の端面間を非接触状態に保持す
るとともに、そのガス圧力の供給される径方向最も外側
の周方向溝よりも径外側の静止密封環の端面部分とこれ
に対向する固定密封環の端面部分とにより形成されるシ
ール面で被密封流体の漏れ出しを阻止し、このシール面
からの万一の漏れ出しに対しては、上記径方向最も外側
の周方向溝よりも径内側およびガス抜き孔が連通されて
いる径方向中間の周方向溝よりも径内側の静止密封環の
端面部分とこれに対向する固定密封環の端面部分とによ
り形成されるシール面でシールさせながらガス抜き孔を
通して外部の所定箇所へ排出させることが可能である。
したがって、静圧形の非接触シールであることから、両
密封環の端面の摩耗度合を低減して使用寿命の延長化が
図れとともに摺動熱によるシール機能の低下もなく、か
つ起動トルクを半減して省エネルギー化が図れて全体と
してシール信頼性を向上することが可能であり、また、
クーラーを使用した封液循環供給システムも不要で、装
置全体の構造を簡単にし、低コスト化も図れる。
That is, the flow according to the first aspect of the present invention.
According to the body device shaft sealing device, the radially outermost circumferential groove and the radially outermost groove among the grooves along the rotational circumferential direction formed on the end face of the stationary sealing ring at three radially spaced steps. The gas pressure supplied to the inner circumferential groove through the gas supply hole keeps the end faces of both sealing rings in a non-contact state, and the gas pressure is supplied more than the radially outermost circumferential groove. The sealing surface formed by the end face portion of the radially outer stationary sealing ring and the end face portion of the stationary sealing ring opposed thereto prevents leakage of the fluid to be sealed, and prevents any leakage from the sealing face. The end face of the stationary sealing ring radially inward of the radially outermost circumferential groove and radially inward of the radially intermediate circumferential groove through which the gas vent hole communicates, and the stationary sealing ring opposed thereto. Seat formed by the end face of the ring While sealing a plane it is possible to discharge to the outside of the predetermined portion through the gas vent hole.
Therefore, since it is a static pressure type non-contact seal, the degree of wear on the end faces of both sealing rings is reduced, the service life is extended, the sealing function is not reduced by sliding heat, and the starting torque is halved. It is possible to save energy and improve the seal reliability as a whole,
There is no need for a liquid sealing and circulating supply system using a cooler, so that the structure of the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

【0011】その上、単一の静圧形非接触シールを用い
たシングル形シールでありながら、上述したように、タ
ブルあるいはタンデム形シールと同等な機能を発揮させ
ることが可能であり、これによって、装置全体を小寸化
しつつ、被密封流体の漏れ出しを確実に阻止することが
できる。
[0011] In addition, as described above, it is possible to exert the same function as the double or tandem type seal even though it is a single type seal using a single static pressure type non-contact seal. In addition, it is possible to reliably prevent leakage of the sealed fluid while reducing the size of the entire apparatus.

【0012】また、上記両密封環の端面間に径方向で少
なくとも4段階のシール機能を発揮させることが可能で
被密封流体の漏れ出しを一層確実に阻止することができ
る。
Further, at least four stages of sealing functions can be performed in the radial direction between the end surfaces of the two sealing rings, and leakage of the sealed fluid can be more reliably prevented.

【0013】また、上記構成の流体機器用軸封装置にお
いて、上記ガス供給孔を通して周方向溝へ供給されるガ
ス圧力としては請求項2に記載のように、流体機器の被
密封流体の圧力よりも0.5kgf/cm2 以上高圧に
設定されていることが望ましく、さらに、請求項3のよ
うに、上記ガス抜き孔から排出されるガスは消却処理す
るように構成することによって、微量、低濃度の被密封
流体を含むガスが大気へ放出されることに伴う健康面へ
の悪影響を回避することができる。
[0013] In the shaft sealing device for a fluid device having the above-described structure, the gas pressure supplied to the circumferential groove through the gas supply hole may be higher than the pressure of the fluid to be sealed of the fluid device. It is also desirable that the pressure is set to 0.5 kgf / cm 2 or more, and furthermore, the gas discharged from the gas vent hole is subjected to an extinguishing process so that the amount of the gas is reduced to a very low level. The adverse health effects associated with the release of gas containing concentrated fluid to the atmosphere can be avoided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明に係る流体機器用
軸封装置をポンプ用軸封装置に適用した場合の半截縦断
面図である。図1において、1は例えばプロセスポンプ
などのポンプケーシングであり、このポンプケーシング
1には機内側Mと大気側Nとに亘って貫通し、その機内
側Mにインペラ(図示省略する)が固定された回転軸2
が回転自在に支承されており、この回転軸2には軸スリ
ーブ3が一体回転可能に外嵌されている。4は上記回転
軸2と上記ポンプケーシング1との間に配設された静圧
形の非接触シールである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a half-section longitudinal sectional view when a shaft sealing device for a fluid device according to the present invention is applied to a shaft sealing device for a pump. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pump casing of, for example, a process pump. The pump casing 1 penetrates the inside M and the atmosphere side N, and an impeller (not shown) is fixed to the inside M. Rotating shaft 2
Are rotatably supported, and a shaft sleeve 3 is externally fitted to the rotating shaft 2 so as to be integrally rotatable. Reference numeral 4 denotes a static pressure type non-contact seal provided between the rotary shaft 2 and the pump casing 1.

【0015】上記静圧形非接触シール4は、上記回転軸
2に外嵌の軸スリーブ3に固定保持されて上記回転軸2
とともに回転する回転密封環5と、これら回転密封環5
に対向配置されて上記ポンプケーシング1に内嵌固定の
環状部材6に複数のOリング7を介して軸線方向摺動可
能に保持された静止密封環8とを有し、かつ、該静止密
封環8をスプリング9を介して大気側Nから上記回転密
封環5側へ押圧付勢してなるものである。
The static pressure type non-contact seal 4 is fixed and held by a shaft sleeve 3 fitted externally to the rotating shaft 2 and
Rotating seal ring 5 that rotates with
And a stationary sealing ring 8 slidably held in an axial direction via a plurality of O-rings 7 on an annular member 6 fixed to the inside of the pump casing 1 and fixed to the pump casing 1. 8 is urged from the atmosphere side N to the rotary seal ring 5 side via a spring 9.

【0016】そして、上記静圧形非接触シール4におけ
る静止密封環8の端面8aには、図2に示すように、そ
の径方向に間隔を隔てて3段に回転周方向に沿って断続
する円弧状溝10a,10b,10cが形成されてお
り、そのうち径方向の最も外側に位置する円弧状溝10
aおよび最も内側に位置する円弧状溝10cにそれぞれ
開口連通させて上記回転密封環5の端面5aに向けて上
記機内側Mに封入される被密封流体の圧力よりも0.5
kgf/cm2 以上高い圧力のバッファーガス、例えば
2 ガスを供給して両密封環5,8の端面5a,8a間
を被接触状態に保持するガス供給孔としてのオリフィス
孔11が静止密封環8に貫設され、このオリフィス孔1
1に接続可能なガス供給孔12が上記環状部材6および
ポンプケーシング1に形成されている一方、径方向の中
間に位置する円弧状溝10bに開口連通させて上記両密
封環5,8の端面5a,8a間に供給されたガスをポン
プケーシング1外部の所定箇所、例えば回収消却処理部
(図示省略する)に排出させるガス抜き孔13および1
4が上記静止密封環8および上記環状部材6、ポンプケ
ーシング1に形成されている。なお、大気側Nの回転軸
2とポンプケーシング1との間にラビリンスシールを形
成してシール効果を高めることが望ましい。
As shown in FIG. 2, the end face 8a of the stationary sealing ring 8 in the static pressure type non-contact seal 4 is intermittently interrupted along the rotational circumferential direction at three stages with a radial interval therebetween. The arc-shaped grooves 10a, 10b, and 10c are formed, and the arc-shaped groove 10 located at the outermost side in the radial direction is formed.
a and the innermost arc-shaped groove 10c are opened to communicate with the end face 5a of the rotary seal ring 5 by 0.5 from the pressure of the sealed fluid sealed in the inside M of the machine.
An orifice hole 11 serving as a gas supply hole for supplying a buffer gas having a pressure higher than kgf / cm 2 or more, for example, N 2 gas, to keep the end faces 5a, 8a of both sealing rings 5, 8 in contact with each other has a stationary sealing ring. 8 and this orifice hole 1
1 is formed in the annular member 6 and the pump casing 1, while the gas supply holes 12 communicate with the arc-shaped grooves 10b located in the middle in the radial direction so as to communicate with the end faces of the sealing rings 5, 8. Gas vent holes 13 and 1 for discharging the gas supplied between 5a and 8a to a predetermined location outside the pump casing 1, for example, to a collection and cancellation processing unit (not shown).
4 is formed on the stationary sealing ring 8, the annular member 6, and the pump casing 1. It is desirable to form a labyrinth seal between the rotary shaft 2 on the atmosphere side N and the pump casing 1 to enhance the sealing effect.

【0017】上記のように構成されたポンプ用軸封装置
においては、ポンプケーシング1と回転軸2との間に配
設されたシールが静圧形の非接触シール4であるため
に、該非接触シール4の回転密封環5と静止密封環8の
端面5a,8aの摩耗度合が低減されて使用寿命の延長
化が図れるのみならず、摺動熱によるシール機能の低下
もなく、全体としてシール信頼性を向上することが可能
であるとともに、ポンプ起動時にも停止時にも回転及び
静止両密封環5,8の端面5a,8a間を非接触状態に
して起動トルクを半減し省エネルギー化が図れる。ま
た、クーラーを使用した封液循環供給システムなども不
要で、装置全体の構造を簡単にし、低コスト化も図れ
る。
In the pump shaft sealing device constructed as described above, the seal disposed between the pump casing 1 and the rotary shaft 2 is a non-contact type seal 4 of a static pressure type. The degree of wear of the rotating seal ring 5 of the seal 4 and the end faces 5a, 8a of the stationary seal ring 8 is reduced, so that the service life can be extended and the sealing function does not decrease due to sliding heat. It is possible to improve the performance and to reduce the starting torque by half by making the end faces 5a and 8a of the rotating and stationary sealing rings 5 and 8 in a non-contact state at the time of starting and stopping the pump. Further, a liquid-circulating supply system using a cooler is not required, so that the structure of the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

【0018】その上、ガス供給孔12およびオリフィス
孔11を経て高圧のバッファーガスが供給される円弧状
溝10aよりも径外側の静止密封環8の端面部分とこれ
に対向する固定密封環5の端面部分とにより形成される
シール面Aで被密封流体の漏れ出しを阻止し、このシー
ル面Aからの万一の漏れ出しに対しては、上記円弧状溝
10aよりも径内側およびガス抜き孔13が連通されて
いる中間の円弧状溝10bよりも径内側の静止密封環8
の端面部分とこれに対向する固定密封環5の端面部分と
により形成されるシール面B,Cおよび円弧状溝10c
よりも径内側の静止密封環8の端面部分とこれに対向す
る固定密封環5の端面部分とにより形成されるシール面
Dでシールさせながら、極く微少な漏れ流体を含むガス
はガス抜き孔13,14を通して外部の回収消却処理部
へ排出させて消却処理することが可能であり、シングル
形シールを用いながらもダブルあるいはタンデム形シー
ルとほぼ同等なシール性能を発揮させることができると
ともに、微少な漏れ流体も大気へ放出させないで、健康
面への悪影響を回避することができる。
In addition, the end face of the stationary sealing ring 8 radially outside the arc-shaped groove 10a through which the high-pressure buffer gas is supplied through the gas supply hole 12 and the orifice hole 11, and the stationary sealing ring 5 opposed thereto. Leakage of the sealed fluid is prevented by the sealing surface A formed by the end surface portion, and in the unlikely event of leakage from the sealing surface A, a gas discharge hole is provided inside the arc-shaped groove 10a. The stationary sealing ring 8 radially inside the middle arc-shaped groove 10b with which the communication ring 13 communicates.
Seal surfaces B and C and an arc-shaped groove 10c formed by an end surface portion of
The gas containing an extremely small amount of leaked fluid is discharged through a gas vent hole while being sealed with a sealing surface D formed by the end face portion of the stationary sealing ring 8 located radially inside and the end face portion of the stationary sealing ring 5 opposed thereto. It is possible to discharge the waste to an external collection / removal processing unit through the 13 and 14 for disposal, and it is possible to use a single-type seal to achieve almost the same sealing performance as a double or tandem-type seal. Such a leaked fluid is not released to the atmosphere, so that adverse effects on health can be avoided.

【0019】図3は上記図1及び図2に示したポンプ用
軸封装置の他の実施態様を示す半截縦断面図であり、上
記静圧形非接触シール4における静止密封環8の端面8
aに、その径方向に間隔を隔てて3段に形成された円弧
状溝10a,10b,10cを、それらが互いに径方向
で直線状に重ならないように回転周方向に交互に配置さ
せ、そのうちの最も外側に位置する円弧状溝10aおよ
び最も内側に位置する円弧状溝10cにそれぞれ開口連
通させてオリフィス孔11を貫設するとともに、径方向
の内側に位置する円弧状溝10bに連通させてガス抜き
孔13を形成させたものであり、その他の構成は図2と
同一であるため、該当部分には同一の符号を付して、そ
れらの詳しい説明を省略する。
FIG. 3 is a half sectional vertical sectional view showing another embodiment of the pump shaft sealing device shown in FIGS. 1 and 2. The end face 8 of the stationary sealing ring 8 in the static pressure type non-contact seal 4 is shown.
a, arc-shaped grooves 10a, 10b, 10c formed in three stages at intervals in the radial direction are alternately arranged in the rotating circumferential direction so that they do not linearly overlap each other in the radial direction. The orifice hole 11 is penetrated by making the orifice hole 11 penetrate the outermost arc-shaped groove 10a and the innermost arc-shaped groove 10c, respectively, and is communicated with the arc-shaped groove 10b positioned radially inward. Since the gas vent hole 13 is formed and the other configuration is the same as that of FIG. 2, the corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0020】上記図3のように構成されたポンプ用軸封
装置においては、オリフィス孔11とガス抜き孔13と
が径方向で直線状に重ならないので、両密封環5,8の
端面5a,8a間に供給されたガスが直ちにポンプケー
シング1外部の回収消却処理部(図示省略する)に排出
回収されることがなくなり、そのガスによる被密封流体
に対するバリヤーとしての機能が一層有効に発揮され
る。また、万一、漏洩した流体は、ガス抜き孔13のあ
る領域から漏れやすくなり、漏洩流体の排出回収が確実
なものとなる。
In the pump shaft sealing device constructed as shown in FIG. 3, since the orifice hole 11 and the gas vent hole 13 do not linearly overlap in the radial direction, the end surfaces 5a, The gas supplied between 8a is not immediately discharged to and collected by a collection / cancellation processing unit (not shown) outside the pump casing 1, so that the gas functions more effectively as a barrier against the sealed fluid. . In addition, the leaked fluid is likely to leak from the area where the gas vent hole 13 is provided, and the discharge and recovery of the leaked fluid is ensured.

【0021】さらに、図4は上記図1及び図2に示した
ポンプ用軸封装置のもう一つの実施態様を示す縦断面図
であり、上記静圧形非接触シール4における静止密封環
8の端面8aにその径方向に間隔を隔てて内外3段に形
成される溝10a,10b,10cのうち、ガス抜き孔
13が連通形成される径方向中間の溝10bを円周状に
したものであり、その他の構成は図2及び図3と同一で
あるため、該当部分には同一の符号を付して、それらの
詳しい説明を省略する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the shaft sealing device for the pump shown in FIGS. 1 and 2 and shows a stationary sealing ring 8 in the static pressure type non-contact seal 4. Of the grooves 10a, 10b, and 10c formed in the inner face and the outer three steps on the end face 8a at intervals in the radial direction, a radially intermediate groove 10b in which the gas vent hole 13 is formed to communicate is formed in a circumferential shape. Since other configurations are the same as those in FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are given to the corresponding portions, and detailed description thereof will be omitted.

【0022】上記図4のように構成されたポンプ用軸封
装置においては、ガス抜き孔13を連通形成する溝10
bが円周状に形成されているので、径方向に漏洩する被
密封流体が全てその円周状溝10bの領域を通過するこ
とになり、漏洩流体の排出回収が一層確実なものとな
る。
In the pump shaft sealing device constructed as shown in FIG. 4, the groove 10 for communicating with the gas vent hole 13 is formed.
Since b is formed in a circumferential shape, all of the sealed fluid leaking in the radial direction passes through the area of the circumferential groove 10b, and the discharge and recovery of the leaked fluid is further ensured.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、請求項1〜3に記載の発
明によれば、静圧形の非接触シールを用いることによ
り、両密封環の端面の摩耗度合を低減して使用寿命の延
長化、起動トルクを半減して省エネルギー化を図れるの
みならず、摺動熱によるシール機能の低下もなく、全体
としてシール信頼性を向上することができるとともに、
クーラーを使用した封液循環供給システムも不要で、装
置全体の構造を簡単にし、低コスト化を図ることができ
る。
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the use of a static pressure type non-contact seal reduces the degree of wear of the end faces of both sealing rings, thereby shortening the service life. In addition to extending the power and reducing the starting torque by half to save energy, the sealing function does not decrease due to sliding heat and the overall sealing reliability can be improved.
A sealing liquid circulation supply system using a cooler is not required, so that the structure of the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

【0024】しかも、単一の静圧形非接触シールを用い
たシングル形シールでありながら、タブルあるいはタン
デム形シールと何ら遜色のないシール機能を発揮させる
ことができ、したがって、装置全体を小寸化してプラン
トなどに組込まれている流体機器に対しても大幅な改造
などを要することなく、簡単に適用することができるも
のでありながら、被密封流体の漏れ出しを確実に、かつ
安定よく阻止することができるという効果を奏する。
In addition, although a single type seal using a single static pressure type non-contact seal, a sealing function comparable to that of a double or tandem type seal can be exerted. It can be easily applied to fluid equipment installed in plants and other facilities without requiring major modifications, etc., while reliably and stably preventing leakage of sealed fluid. It has the effect that it can be done.

【0025】特に、請求項3に記載の発明によれば、上
記効果に加えて、被密封流体に万一微少な漏れが生じた
としても、それをガス抜き孔から排出されるガスと共に
消却処理することが可能で、微量、低濃度の被密封流体
を含むガスが大気へ放出されることに伴う健康面への悪
影響をも回避することができる。
In particular, according to the third aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, even if a small leak occurs in the sealed fluid, the leak is removed together with the gas discharged from the vent hole. It is also possible to avoid the adverse effects on health due to the release of a gas containing a trace amount and low concentration of the sealed fluid into the atmosphere.

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

【図1】本発明に係る流体機器用軸封装置を適用したポ
ンプ用軸封装置の構成を示す半截縦断側面図である。
FIG. 1 is a half sectional vertical side view showing a configuration of a pump shaft sealing device to which a fluid device shaft sealing device according to the present invention is applied.

【図2】図1のY−Y線での半截縦断正面図である。FIG. 2 is a half sectional vertical front view taken along line YY of FIG. 1;

【図3】図1及び図2におけるポンプ用軸封装置の他の
実施態様を示す半截縦断正面図である。
FIG. 3 is a half sectional vertical front view showing another embodiment of the shaft sealing device for a pump in FIGS. 1 and 2;

【図4】図1及び図2におけるポンプ用軸封装置のもう
一つの実施態様を示す縦断正面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional front view showing another embodiment of the shaft sealing device for a pump in FIGS. 1 and 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプケーシング(機器ケーシング) 2 回転軸 4 非接触シール 5 回転密封環 8 静止密封環 10a,10b,10c 円弧状溝(周方向溝) 11 オリフィス孔(ガス供給孔)12 ガス供給孔 13,14 ガス抜き孔 M 機内側 N 大気側REFERENCE SIGNS LIST 1 pump casing (equipment casing) 2 rotating shaft 4 non-contact seal 5 rotating seal ring 8 stationary seal ring 10 a, 10 b, 10 c arc-shaped groove (circumferential groove) 11 orifice hole (gas supply hole) 12 gas supply hole 13 , 14 Gas vent hole M Inside machine N Atmospheric side

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/00 - 15/14 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16J 15/00-15/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 機器ケーシングと該機器用ケーシングを
貫通する回転軸との間に、上記回転軸とともに回転する
回転密封環と、この回転密封環に対向配置されて上記機
器用ケーシングに内嵌固定された環状部材に複数のOリ
ングを介して軸線方向摺動可能に保持された静止密封環
とを有し、かつ、上記静止密封環を大気側から上記回転
密封環側へ押圧付勢してなる非接触シールを配設して構
成された流体機器用軸封装置であって、 上記非接触シールにおける静止密封環の端面にその径方
向に間隔を隔てて3段に回転周方向に沿った溝を形成す
るとともに、これら周方向溝のうち径方向の最も外側に
位置する周方向溝および最も内側に位置する周方向溝に
連通し上記回転密封環の端面に向けてガス圧力を供給し
て両密封環の端面間を非接触状態に保持するガス供給孔
と、径方向の中間に位置する周方向溝に連通して両密封
環の端面間に供給されたガスを外部の所定箇所に排出さ
せるガス抜き孔とをそれぞれ上記静止密封環、環状部材
およびポンプケーシングに形成していることを特徴とす
る流体機器用軸封装置。
1. A rotary sealing ring that rotates together with the rotating shaft between an equipment casing and a rotating shaft that penetrates the equipment casing, and is disposed to face the rotating sealing ring and is fitted and fixed to the equipment casing. a plurality of O-the annular member which is
And a stationary seal ring held axially slidably through the ring and the stationary seal ring disposed non-contact seal formed by pressed and urged from the atmosphere side to the rotary seal ring side A fluid sealing device for a fluid device, comprising: a groove formed along the rotational direction in three stages at radially spaced intervals on an end face of the stationary sealing ring in the non-contact seal; The gas is supplied to the end face of the rotary seal ring by communicating with the radially outermost circumferential groove and the radially innermost circumferential groove of the directional grooves, and a gap is formed between the end faces of the two seal rings. The gas supply hole for maintaining the contact state and the gas vent hole communicating with the circumferential groove located in the middle in the radial direction and discharging the gas supplied between the end faces of both sealing rings to a predetermined external location are respectively described above. Stationary sealing ring , annular member
And a shaft sealing device for a fluid device formed on a pump casing .
【請求項2】 上記ガス供給孔を通して周方向溝へ供給
されるガス圧力が流体機器の被密封流体の圧力よりも
0.5kgf/cm2 以上高圧に設定されている請求項
1に記載の流体機器用軸封装置。
2. The fluid according to claim 1, wherein a gas pressure supplied to the circumferential groove through the gas supply hole is set to be 0.5 kgf / cm 2 or more higher than the pressure of the sealed fluid of the fluid device. Shaft sealing device for equipment.
【請求項3】 上記ガス抜き孔から排出されるガスは消
却処理されるように構成されている請求項1または2に
記載の流体機器用軸封装置。
3. The shaft sealing device for a fluid device according to claim 1, wherein the gas discharged from the gas vent hole is configured to be eliminated.
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