JP3090274B2 - シャフトパッキング - Google Patents

シャフトパッキング

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JP3090274B2
JP3090274B2 JP03507051A JP50705191A JP3090274B2 JP 3090274 B2 JP3090274 B2 JP 3090274B2 JP 03507051 A JP03507051 A JP 03507051A JP 50705191 A JP50705191 A JP 50705191A JP 3090274 B2 JP3090274 B2 JP 3090274B2
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seal
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    • 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
    • F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/00—Sealings
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転機械部分を密封し容器その他の中の媒体
が侵入するのを阻止するためのシャフトパッキングに関
する。
例えばポンプや混合機の貫通シャフトにおいて、この
回転シャフトは静止部分、例えばポンプハウジングに対
してシールされ、流体が回転部分と静止部分との間の変
移部で侵入するのを阻止するようにしなければならな
い。
現在最も多く存在するこの型のシャフトパッキングの
ため、このパッキングを付勢する弾性ユニットを含むパ
ッキングの大部分がシールされるべき容器の中に存在す
る。
このため現在のパッキングでは、流体がパッキングの
背後から弾性ユニットとパッキングの全ての隅部との中
に侵入するという危険を生じるものとなる。食品産業に
おいては、流体がパッキングの中に残っていた場合バク
テリアの群が急速に形成されるので、これが重大な問題
となる。
セルロース産業ではこのため、繊維液体が弾性ユニッ
トの中に侵入しそれにより堆積がこの弾性ユニット上に
形成される結果となる。その弾性は減少し又は失われパ
ッキングは漏れが始まる。
上記の欠点をなくすため、２重パッキングがこれらパ
ッキングの間に流れがあるようにして配設される。この
点に関しパッキングの弾性体と構成部品は流れのある空
間の中に存在する。
無菌の観点からの空間はシール表面によって隔離され
ただけの生産物に近接し、これは、流れのある空間で成
長したバクテリアがシール表面を通って生産物に移住す
るため不満足なものとなる。
同様に、流れる媒体が汚染されまたねばねばすること
が多く、これは被膜が弾性体上に形成され最後には運動
を抑制することを意味する。
また他の問題はシール作用に関し必ずしも制御手段を
有していないことである。摺動リングの摩耗と引き裂き
はシールの弾性部分によってなくさねばならず、またく
さび形シールのくさび形部分によるシャフト上の摩耗と
引き裂きはさらに他の制御不可能な要因を生じる。
現在のシャフトパッキングに関するさらに他の問題
は、パッキングを軸方向の正しい位置に固定することが
困難であることと、シャフトパッキングが例えばぎっし
り詰まった箱の空間内に組立てられた場合パッキングの
後縁のストッパねじを締めつけるため接近するのが困難
とすることである。
パッキングを潤滑しまた回転の間に離れた小さな粒子
を取り去るためシャフトパッキングに流れを設けること
は普通である。
本発明の目的は、全体が包囲されさらに生産物側と流
れのある空間内との両方に滑らかで衛生的な表面を有す
るシャフトパッキングを提供することである。これによ
りシールされた媒体を集めるポケットその他が存在しな
いものとなる。
本発明の他の目的は、シャフトの角度上の変動により
シャフトパッキングに摩耗と引き裂きが生じることがな
く、この角度上の変動は非回転部分により吸収されるシ
ャフトパッキングを提供することである。
本発明のさらに他の目的はシール表面を潤滑し汚染物
があればこれを流し去るためシャフトパッキングに流れ
を与えることである。本発明の１つの実施態様において
は、流れの圧力をシールされるべき容器の圧力より高く
することを必要としない。シール表面のこの水力学的平
衡は、流れの圧力と生産物の圧力とのそれぞれからこれ
ら圧力の相互関係にかかわらず、シール表面が積極的な
密閉作用を受け取るように形成される。
これらの目的は、請求の範囲記載のシャフトパッキン
グにより達成される。このシャフトパッキングは特に、
ばねユニットで中間リングによって付勢された外側シー
ルと内側シールとを有する２重シールを具備している。
このばねユニットはシールで隔離されるべき媒体と流れ
のある空間との両方の外側に置かれ、それにより例えば
食品産業において粒子や繊維質を包含することの多い容
器からの媒体がばねユニットと接触しその作用を妨げ又
はバクテリアの成長する危険がないようにする。したが
って、粒子や繊維質が付着することのないことを意味す
る完全に滑らかな表面を有する流れのある空間を構成す
るのが可能となる。このことは、生産物に対するシール
表面に最も近い領域にバクテリアの成長する危険が全く
ないため、食品製造において特に重要である。
したがって、媒体の側からは、清掃するのが困難な汚
れたポケットに媒体が侵入し蓄積するような隙間、空洞
又は他の空間が存在しないものとなる。
本発明の他の利点と目的とは図面を参照する以下の詳
細な記載から明らかとなる。
第１図は本発明の第１の実施態様の断面図である。
第２図は本発明の第２の実施態様の断面図である。
図示された両実施態様は単に実施として見るべきもの
であり、請求範囲により規定されるような本発明の範囲
内において新しい形式に変更されまた組み合わすことが
できるものである。
第１図を参照すると、シャフトパッキングが配設され
る回転シャフト19が示されている。２重シール型である
シャフトパッキングは、内側シール４と外側シール２と
多数の付加的シール3,7,9とスペーサリング16とを具備
している。２重シール型はここではこれらシールの間に
流れる媒体を有する２つのシールを意味する。容器の媒
体を主として密封隔離するシールである内側シール４は
シャフト19に取付けられた内側対抗リング４′の中に位
置し、一方外側シール２はシールされるべき容器の壁20
の外側で外側保持リング６の中に位置する。この保持リ
ング６はスリーブ２′を有し、このスリーブ２′は多数
のばね５により外側シール２を中間リング１に押しつ
け、中間リング１は内側シール４を内側対抗リング４′
に押しつける。ばねの数はシール表面上で得られる表面
圧力に対して決定される。
保持リング６は多数の止めねじ13によりシャフト19に
固定される。外側スリーブ２′の回転を保証するため円
筒状ピン10が保持リング６の半割り部と内側スリーブ
２′の半割り部とに配設されている円形溝の中に設けら
れる。ロックワイヤ11がこの円筒状ピン10を保持するた
め配設されている。
流入口18が、内側シール２及び外側シール４と中間リ
ング１とシャフト19に固定されたスリーブ８との間の空
間30に通じ、流出口18′がこの流れ空間30に通じてい
る。
シャフト19と壁20との間の一定の角度上の変動を回避
することはほとんど不可能であり、大きな溶接された構
造により正確な調節を得ることは極めて困難となる。こ
の角度上の変動とシャフト19の又はシャフトの回転の起
こり得る不規則性をなくするため、シャフト19は特別の
取付け部14によって壁20の中で支持される。この取付け
部14はシャフト19と共には回転しないで断面図に見られ
るように壁20の円周表面で支持される。取付け部14が回
転しないので、角度上の変動が回転するシャフトの回り
の重要なシールの摩耗と引き裂きの一因となるという共
通の問題を回避することができる。
シャフトの角度上の変動と起こり得るさらなる不規則
性とをなくするため、シャフト19は容器壁20の特別な取
付け部14に配設される。相互に接触する取付け部14と壁
20との軸受表面22は円形断面を有している。さらに、シ
ール15がこの軸受に配設される。取付け部14が回転しな
いようにするため、壁20に螺着されたワッシャ17が取付
け部14の遮蔽表面の溝21の中に配設されている。
シャフトの回転に随伴する部分は内側シール４を有す
る対抗リング４′と、シャフトスリーブ８と、外側スリ
ーブ２′、外側シール２及びばね５を有する保持リング
６とである。一方において、中間リング１はシャフト19
の回転には随伴しない。
侵入する媒体の蓄積するおそれをなくすため、食品産
業、製薬産業及びセルロース産業においては、密封隔離
すべき容器内の媒体と接触しているシャフトパッキング
の部分ができるだけ滑らかであることが必要である。し
たがってポケット、溝又はこれと同様のものがあっては
ならない。現在のシャフトパッキングによれば、容器の
媒体が内側シールの半径方向内側に存在しそのため内側
シールの内周面と接触するのが普通である。しかし本発
明のシャフトパッキングでは、この媒体が内側シール４
の外周面の外側に存在し、それにより、媒体がシール４
から離れる方向の分力を受けるため、シャフトの回転に
よる遠心力が媒体の侵入するのを阻止する。シャフトパ
ッキングの内側も同様にできるだけ滑らかとし物質の蓄
積するのを阻止するようにすべきである。
容器又は流れのある空間30で圧力が最高であることに
かかわりなく、図面に示すように分力は中間リング１上
で左側に向かうものとなる。このため内側シール４は中
間リング１により対抗リング４′に押しつけられる。容
器内にもたらされたこの圧力は中間リング１の垂直表面
12に作用し左側に向けられた分力を与えるようになる。
流れのある空間の圧力については、生じた力は外側スリ
ーブ２′の内側垂直圧力領域32により受けられるように
なる。上記のように、遠心力による内側シール４の位置
は同様に媒体の侵入とパッキング上への蓄積とを妨げる
のに寄与する。
壁20の内側で容器の媒体と接触するのは対抗リング
４′と内側シール４と中間リング１の一部だけである。
また取付け部14の内側は容器の媒体と接触している。こ
れらの部分の全ては溝、切込み又はその他の同様のもの
がない滑らかな表面を有し、これは容器の媒体がシャフ
トパッキング上に蓄積することが不可能であることを意
味している。
内側及び外側のシール2,4とその摺動表面とを潤滑す
るため、パッキングの内側は適当な流れ媒体が流され
る。さらに、この流水はシャフト19の回転の間に離れる
ことのある小さな粒子を取り除く目的を有している。
第２図の他の実施態様においては、流れ媒体は以下に
さらに記載されるように両方のシールを確実に通過する
ように案内される。
第２図のこの実施態様においては第１図の各部分に対
応する部分は同一の参照番号を有している。
この第２の実施態様は例えば容器の蓋又は頂部27上に
置かれた攪拌器のために用いることができる。この実施
態様にとってとりわけ特別なことは流れ媒体の運動がシ
ール表面直下の領域を横切って案内されそのため存在す
る粒子を容易に取り除くことができる点である。支持部
材としてスリーブ25が設けられこのスリーブ25はまた内
側シールリング４上の中間リング１を介してばね５の力
に対する対抗リングである。この実施態様でも同様に多
数の付加的シールとスリーブ23,24,31があり、これらは
共に、比較的清潔で滑らかな表面を有するコンパクトな
シャフトパッキングを形成する。
流れ媒体を案内するため案内リング26が中間リング１
とシャフト上に固定されたスリーブ24との間の流れ空間
30の中に配置される。この流れ媒体は入口18から導管28
により中間リング１を通り内側シール４を通過し、ここ
から流れ媒体は案内リング26の下側を通り外側シール２
を通過しそして導管29により出口18′に達する。この流
れ構造により流れ媒体がシール２と４の両方を通過する
のが確実となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/34

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】媒体を保持する容器の壁（20,27）のよう
    な静止部分に対しシャフト（19）のような動く部分をシ
    ールするための２重シール型のシャフトパッキングであ
    って、壁（20,27）の内側の対抗リング（４′,25）に収
    容された内側シール（４）と壁の外側に収容された外側
    シール（２）とを具備しているシャフトパッキングにお
    いて、内側及び外側シール（2,4）が、内側及び外側シ
    ール（2,4）の間に延びる中間リング（１）と壁（20,2
    7）とを介して一組のばね（５）により付勢され、ばね
    （５）が壁（20,27）の外側と外側シール（２）の外側
    とに配設され、また媒体の圧力がシール圧力を増大させ
    る方向に作用するようにしていることを特徴とするシャ
    フトパッキング。
  2. 【請求項２】中間リング（１）が容器の内側に、媒体の
    圧力が作用しシール圧力を増大させる垂直の表面（12）
    を有していることを特徴とする請求項１に記載のシャフ
    トパッキング。
  3. 【請求項３】ばね（５）と外側シール（２）とを収容す
    る部分がシャフトに固定された保持リング（６）であ
    り、外側スリーブ（２′）が保持リング（６）の内部に
    設けられ、該スリーブ（２′）が外側シール（２）を収
    容し外側すスリーブ（２′）の回転が、外側スリーブ
    （２′）と保持リング（６）との両者の溝の中に位置す
    る円筒状ピン（10）によって保証されていることを特徴
    とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のシャフトパ
    ッキング。
  4. 【請求項４】保持リング（６）が１つ又は複数の止めね
    じ（13）によりシャフト（19）に固定されていることを
    特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載のシャフ
    トパッキング。
  5. 【請求項５】壁（20,27）の内側で容器の媒体と接触し
    ているシャフトパッキングの部分が、内側のシール
    （４）と内側スリーブ（４′）と中間リング（１）の一
    部だけであることを特徴とする請求の範囲第１項から第
    ４項のうちのいずれかに記載のシャフトパッキング。
  6. 【請求項６】容器の媒体と接触している部分（1,4,4′,
    12,25,31）が溝、切込み又はこれと同様のものを有しな
    い滑らかな表面を有していることを特徴とする請求の範
    囲第５項に記載のシャフトパッキング。
  7. 【請求項７】流れ媒体のための空間（30）が、シャフト
    （19）に固定されたスリーブ（８）と内側及び外側シー
    ル（2,4）と、これらシール（2,4）を収容するスリーブ
    （２′,4′,23,24,25）と、中間リング（１）とによ
    り、区画形成されていることを特徴とする請求の範囲第
    １項から第６項のうちのいずれかに記載のシャフトパッ
    キング。
  8. 【請求項８】流れ空間（30）に入口（18）と出口（1
    8′）と導管（28,29）とが設けられていることを特徴と
    する請求の範囲第７項に記載のシャフトパッキング。
  9. 【請求項９】案内リング（26）が流れ空間（30）の中に
    配設され流れ媒体をシャフトパッキングを流れるとき内
    側及び外側シール（2,4）の両方を通って強制的に案内
    するようにしていることを特徴とする請求の範囲第７項
    又は第８項に記載のシャフトパッキング。
  10. 【請求項１０】容器と流れ空間との両方の圧力が、容器
    内部の中間リング（１）の上側の垂直表面（12）と外側
    スリーブ（２′）の内部の垂直表面（32）とにより内側
    シール（４）を対抗リング（４′）に押しつけるよう作
    用していることを特徴とする請求の範囲第７項から第９
    項のうちのいずれかに記載のシャフトパッキング。
  11. 【請求項１１】取付け部（14）によって壁（20）の中に
    収容され、壁（20）と取付け部（14）との間の接触表面
    が円形断面を有し、取付け部（14）が、壁（20）に固定
    されかつ取付け部（14）の溝（21）の中に下降されたワ
    ッシャ（17）により回転しないようにされていることを
    特徴とする請求の範囲第１項から第10項のうちのいずれ
    かに記載のシャフトパッキング。
JP03507051A 1990-03-15 1991-03-13 シャフトパッキング Expired - Lifetime JP3090274B2 (ja)

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