JP4115745B2 - Mechanical seal device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、水中ポンプなどに用いられるメカニカルシール装置に関する。更に詳しくは、組立を容易にし且つ組立時にシール面を損傷させないようにしたメカニカルシール装置に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明の関連技術として図4に示すメカニカルシール装置100が存在する。図4は、水中ポンプに用いられているメカニカルシール装置100の半断面図である。
図4に於いて、第1ハウジング150Aと第2ハウジング150Bとの間の機内側Hは油室の被密封流体領域である。又、図示左側はインペラー側である。更に、図示右側はモーター側である。
【0003】
このメカニカルシール装置100は、インペラー側ハウジング150Aとモータ側ハウジング150Bとに固定用密封環が配置されていると共に、このハウジング150A、150Bの間の回転軸160に回転用密封環が装着されている。メカニカルシール装置100の各構成は、以下のように形成されている。第1回転用密封環104がモータ側ハウジング150Bの嵌着面150B1に環状を成す第1カップガスケット131を介して密封に嵌着している。更に、この第1カップガスケット131の内周面に第1固定用密封環104が嵌着している。この第1固定用密封環104はリング状の係止板131Aにより嵌着面150B1に保持されている。
【0004】
この第1固定用密封環104の第1シール面104Aと摺動密接する第2シール面103Aを設けた第1回転用密封環103は、この第1回転用密封環103の内周面側をシールする第1ベローシール133Bを介して第1ケース111Bにより回転軸60に保持されている。この第1ケース111Bは、環状を成して内周面の周方向に等配の2個の凸部111B1が形成されていると共に、他端の周方面に2個の板状のストッパー111B2が形成されている。この凸部111B1は、第1回転用密封環103に設けられた係止溝に係止している。又、ストッパー111B2は、第1バンド102Bの外周面に設けられた係止溝102B1に係止している。更に、第1バンド102Bは第1ベローシール133Bを介して回転軸160に嵌着している。この第1回転用密封環103と第1固定用密封環104との全体構成が第1シール装置である。そして、この第1シール装置は、第1ケース111Bを介して第1回転用密封環103と第1ベローシール133Bとが回転軸160と共に回動するように成されており、第1回転シール面103Aが第1固定用密封環104の第1固定シール面104Aと密接してシールする。
【0005】
インペラー側ハウジング150Aに密封嵌着した第2カップガスケット132と、この第2カップガスケット132に嵌着した第2固定用密封環106と、この第2固定用密封環106の内周面と回転軸160との間をシールする第2ベローシール133Aと、この第2ベローシール133Aを固定する第2バンド102Aとは、第2シール装置を構成し、この第2シール装置は、第1シール装置と同様に構成されて回転軸160に嵌合したスペーサ110を中心にして対称に配置されている。
尚、第2カップガスケット132はインペラー側ハウジング150Aに取り付けられた保持リング120に保持されている。又、第2固定用密封環106は、保持リング120に連結された係止リング116により保持されている。
そして、第1シール装置の第1回転用密封環104と第2シール装置の第2回転用密封環105とは、1つのばね115により互いに反対方向へ押圧されている。このように構成されたメカニカルシール装置100は、ばね115の弾発力により第1固定シール面104Aと第1回転シール面103Aが密接すると共に、第2固定シール面106Aと第2回転シール面105Aとが密接して機内側Hの被密封流体をシールする。
【0006】
メカニカルシール装置100は、このメカニカルシール装置100を構成する部品点数が多いために、各部品を保管しておかなければならない。そして、これらの部品を現場で組み立てるときに、第1および第2固定用密封環、次に第1および第2回転用密封環を順次組み立てなければならないので、組立作業中の手作業では、組立精度をだすことが困難である。更に、組立作業中にシール面などに傷が付きやすくシール能力が問題となっている。 特に、シール装置の組立は、回転用密封環103、105とベローシール133A、133Bとを外周側からケース111A、111Bの両端をカシメ加工して固定しなければならない。このときベローシール133A、133Bがゴム材製であるためにかしめ加工が困難で正確に組み立てられない。
更に、ゴム材製のベローシール133A、133Bをバンド102A、102Bで回転軸160に固定しなければならない。このバンド102A、102Bによる固定を現場で手作業により行うことは、ベローシール133A、133bがゴム材製であるために弾性変形して位置が定まらずに困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その発明が解決しようとする技術的課題は、メカニカルシール装置100を部品加工と同時に部品組立が可能なカセット形メカニカルシール装置を得ることにある。そして、メカニカルシール装置の高精度な組立を可能にすると共に、部品保管中に部品互いに当接して機能面に不具合が惹起しないようにすることにある。
更に、現場でメカニカルシール装置100を機械装置に簡単に組み込めるようにすることにある。そして、組み立て作業中に密封環のシール面や機能部に傷等を惹起しないで組立できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
【0009】
請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置は、 前記回転軸と、前記回転軸の周りの第1ハウジングと、第2ハウジングとの間に取り付けられるメカニカルシール装置であって、
前記回転軸に嵌着可能な内周面と、外周面に設けた取付部と、前記取付部の両側に設けた各装着座とを有する前記スリーブ、
前記スリーブの前記取付部の軸方向一方側に配置された第2シール面を有する第2密封環、
前記取付部に前記第2密封環と対称に配置された第3シール面を有する第3密封環、
前記第2密封環の第2シール面と密接する第1シール面を有する固定用の第1密封環、
前記第3密封環の第3シール面と密接する第4シール面を有する固定用の第4密封環、
前記第2密封環と前記第3密封環とをそれぞれ相反する方向へ弾発に押圧する弾発手段、第1密封環の外面に接合するとともに前記第1ハウジングの嵌着面に接可能な一端側の孔付有底部と他端側の周面に第 1 嵌合面を設けた筒部とを有する孔付有底円筒状の第1ケース、
前記第 4 密封環の外周面に接合するとともに前記第2ハウジングの嵌着面に接合可能な一端側の孔付有底部と他端側の周面に前記第1嵌合面と移動自在に嵌合する第2嵌合面を設けた筒部とを有する孔付有底円筒状の第2ケース、
および前記スリーブの第1装着座と第2装着座とにそれぞれ着装して前記第 1 密封環と第4密封環が前記弾発手段により押圧されて前記スリーブから抜け出るのを止める各ストップ部品を具備し、
前記第1ケースと前記第2ケースが前記第1ハウジングと第2ハウジングとの間に取り付けられたとき前記第1ケースの前記第1嵌合面と前記第2ケースの前記第2嵌合面が互いに挿入されて前記第1密封環と前記第4密封環が前記両ストップ部品間の内側へ前記両ストップ部品から離れて配置されているものである。
【0010】
請求項1に係わる本発明のメカニカルシール装置では、第1密封環に結合した第1ケースの自由端側の第1嵌合面と、第4密封環に結合した第2ケースの自由端側の第2嵌合面とが互いに移動自在に嵌合して内周の第1密封環と第4密封環とを保持している。
同時に、弾発手段は、一方の第2密封環を第2シール面側のストップ部品へ押圧するとともに、他方の第3密封環を第3シール面側のストップ部品へ弾発に押圧する。さらに、第1密封環は、弾発手段(ばね手段)により押圧された第2密封環により対向するストップ部品へ押圧されて係止し、固定される。また、同様に、第4密封環は、第3密封環により押圧されて対向するストップ部品と係止し、固定される。その結果、メカニカルシール装置全体が両側のストップ部品と嵌合された2つのケースにより、カセット形に組み立てられている。そして、機械装置に組み立てるときには、このカセット形に組み立てられたメカニカルシール装置を機械装置に組み込むと、メカニカルシール装置はばね手段が圧縮されて第1ハウジングと第2ハウジングの間に簡単に組み込まれる。また、メカニカルシール装置は、水中ポンプなどでは、各密封環のシール面が急速に摩耗するので、交換しなければならないが、両ケースは分解可能に嵌合しているのみであるから、メカニカルシール装置を第1ハウジングと第2ハウジングから外すと各密封環も簡単に交換できる。
【0011】
請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置は、回転軸と、前記回転軸を囲む第1ハウジングと、第2ハウジングとの間に取り付けられるメカニカルシール装置であって、
前記回転軸に嵌着可能な内周面と、外周面に設けた取付部と、前記取付部の両側に設けた各装着座とを有するスリーブ、 前記スリーブの前記取付部の軸方向一方側に配置された第2シール面を有する第2密封環、前記取付部の前記第2密封環と対称に配置された第3シール面を有する第3密封環、前記第2密封環の第2シール面と密接する第1シール面を有する固定用の第1密封環、前記第3密封環の第3シール面と密接する第4シール面を有する固定用の第4密封環、前記第2密封環と前記第3密封環とをそれぞれ相反する方向へ弾発に押圧する弾発手段、前記第1密封環の外面に接合するとともに前記第1ハウジングの嵌着面にシール部を介して接合可能な一端側の孔付有底部と他端側で前記第 1 密封環の前記第 1 シール面と前記第2密封環の第2シール面との外周を覆う筒部を有する孔付有底円筒状のケース、および前記スリーブの前記第1装着座と前記第2装着座とにそれぞれ着装して前記第1密封環と第4密封環が前記弾発手段により押圧されて前記スリーブから抜け出るのを止める各ストップ部品を具備し、前記ケースの前記孔付有底部には前記第1密封環の凹部と着脱自在に係止する廻止部又は止め部を有するとともに前記第1ハウジングと着脱自在に係止する廻止部又はリテーニングリングを有するものである。
【0012】
請求項2に係わる本発明のメカニカルシール装置では、ポンプなどにおいて、従来、第1ハウジングは、回転軸の周りの本体である第2ハウジングに部品として組み込まれるので、部品である第1ハウジングと第1密封環とを係止リング(図4の符号116)などでしっかりと固定することが困難になる。このため、第1密封環と第1ハウジングとの間のカップガスケット(図4の符号132)のシール面などに摩耗や傷が付きやすく、カップガスケットのシール能力が問題となる。
しかし、本発明のケースは、着脱可能な廻止部又は止め部及び着脱可能な廻止部又はリテーニングリングによって、第1密封環の第1シール面が第2シール面と確実に密接するのを保持すると共に、第1密封環が第1ハウジングとの結合を保障する。同時に、メカニカルシール装置を分解するときには、着脱可能な廻止部又はリテーニングリングであるから、簡単に分解することができる。また、ケースの筒部は、第1シール面と第2シール面との接合間を外周側からカバーして各シール面の損傷を防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる好ましい実施の形態のメカニカルシール装置を、その図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、特許用の概念図ではなく、実施した正確な設計図である。
図1は、本発明に係わる第1実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
図2は、本発明に係わる第2実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
又、図3は、本発明に係わる第3実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
【0016】
図1に於いて、メカニカルシール装置1には、孔付有底円筒状の第1ケース7Aが設けられている。この第1ケース7Aの孔付有底部は、第1ハウジング50の内周の段部状に形成された嵌着面50BにOリング(シール部とも言う)32を介して取り付けられる。
そして、第1ケース7Aの孔付有底部の有底内周端には両側へ突起した内側廻止部7A1と外側廻止部7A1が形成されている。この外側廻止部7A1は第1ハウジング50の内周に設けられた切欠部50Aに係止して第1ケース7Aが回動しないように保持される。更に、内側廻止部7A1は第1密封環6に形成された凹部6Cに入り込んで第1密封環6が回動しないように係止している。
第1ケース7Aの大径にした筒部の他端には外周面に第 1嵌合面7A2が形成されている。
【0017】
第1ケース7Aの内周面に環状体を成す固定用の第1密封環6が嵌着している。この第1密封環6の第1ケース7Aと嵌着した嵌合面間にはOリング31が装着されており、Oリング31によりこの嵌合面間をシールしている。又、第1密封環6の端面6Bには第1シール面6Aが突出して形成されている。更に、第1密封環6の内周面は、スリーブ2と遊嵌する内径に形成されている。
更に、サポートリング16が第1ケース7Aの内周面に嵌着すると共に、第1密封環6の端面6Bに接合して第1密封環6の端面6Bが軸方向へ移動しないように保持している。
【0018】
第1ケース7Aの第1嵌合面7A2と摺動自在に嵌合する第2嵌合面7B2を筒部の内周面に設けた第2ケース7Bは、第1ケース7Aと対向するように孔付有底部を第2ハウジング70の嵌着部70BにOリング(シール部とも言う)32とともに接合している。この第2ケース7Bも第1ケース7Aと対称を成して類似した形状の孔付有底円筒状に形成されている。
そして、第2ケース7Bの孔付有底部の有底内周端には両側へ突起した内側廻止部7B1と外側廻止部7B1とが形成されている。この外側廻止部7B1は第2ハウジング70の内周に設けられた切欠部70Aに係止して第2ケース7Bが回動しないように保持される。更に、内側廻止部7B1は第2密封環4に形成された凹部4Cに入り込んで第4密封環4が回動しないように係止している。
【0019】
第2ケース7Bの内周面には環状体を成す固定用の第4密封環4が嵌着している。この第4密封環4と第2ケース7Bとの嵌合面間にはOリング31が装着されており、Oリング31によりこの嵌合面間をシールしている。又、第4密封環4の端面には第4シール面4Aが形成されている。更に、第4密封環4の内周面は、スリーブ2と遊嵌する内径に形成されている。尚、第1ケース7Aと第2ケース7Bにはそれぞれ機内室H1とケース内H2とに貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔は被密封流体が流通できるようにするものである。又、上述の第1密封環6から第4密封環4までの材質は、硬質材で構成されている。例えば、その材質は、炭化珪素、セラミック、超硬合金、カーボン材等である。又、上述のOリング31、32、33、34の材質は、フッ素ゴム(FKM)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ウレタンゴム(U)、シリコーンゴム(Q)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPM)等が好んで用いられる。
【0020】
次に、回転軸60にはスリーブ2の内周面2Bが嵌着している。この回転軸60とスリーブ2との嵌合面間はOリング34によりシールされている。
このスリーブ2には、ほぼ中央に大径に形成された両側段部状の取付部2Aが設けられている。この取付部2Aの第1密封環6側の段部には、回転用の第2密封環5の取付嵌合面5Cが移動自在に嵌合している。そして、第2密封環5とスリーブ2との嵌合面間にはOリング33が介されており、Oリング33によりこの嵌合面間がシールされている。
又、第2密封環5の端面には第2シール面5Aが設けられており、この第2シール面5Aは、第1シール面6Aと密接して被密封流体をシールする。
更に、第2密封環5の外周面には廻止溝5Bが形成されている。この廻止溝5Bは第1連結ケース11Aの凸部状の止め部11A2と係止し、両部品が共に回動するように連結している。
【0021】
第1連結ケース11Aは円筒部を含む円筒状に形成されており、この円筒部が第2密封環5の外周面に嵌着すると共に、円筒状の両端に端部とカシメ部11A3とがあってカシメ部11A3をかしめて第2密封環5を端部との間で挟持した形で結合している。更に、第1連結ケース11Aの端部の周面端2カ所から各々板状に突出するストッパー11A1は、取付部2Aに設けられた係止溝2Cに入り込んで係止し、スリーブ2と第2密封環5とが共に回動できるように連結している。
【0022】
スリーブ2の取付部2Aに於ける第4密封環4側の段部には第3密封環3の取付嵌合面3Cが移動自在に嵌合している。そして、第3密封環3とスリーブ2との嵌合面間にはOリング33が介されており、Oリング33によりこの嵌合面間がシールされている。又、第3密封環3の端面には第3シール面3Aが設けられており、この第3シール面3Aは、第4シール面4Aと密接して被密封流体をシールする。更に、第3密封環3の外周面には廻止溝が第2密封環5の廻止溝5Bと同様に形成されている。この廻止溝は第2連結ケース11Bの凸部状の止め部11B2と係止している。
【0023】
第2連結ケース11Bは円筒部を含む円筒状に形成されており、この円筒部が第3密封環3の外周面に嵌着すると共に、円筒部の両端である端部とカシメ部11B3とにより第3密封環3を挟持した形で結合している。更に、第2連結ケース11Bの端部に突出形成されたストッパー11B1は、取付部2Aに設けられた係止溝2Cに入り込んで係止し、スリーブ2と第3密封環3とが共に回動できるように連結されている。
この第1及び第2連結ケース11A、11Bの材質は、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニュウム、樹脂等である。
【0024】
この第2密封環5と第3密封環3とは、取付部2Aを中心にして両側にほぼ対称に配置されている。更に、第2密封環5と第1連結ケース11Aとの間には第1ワッシャー12Aが配置されていると共に、第3密封環3と第2連結ケース11Bとの間にも第2ワッシャー12Bが配置されている。この第1ワッシャー12Aと第2ワッシャー12Bをそれぞれの中間に介して第2密封環5と第3密封環3とがコイルばね(弾発手段)15により弾発に押圧されている。この弾発状態の押圧により第2密封環5の第2シール面5Aと第1密封環6の第1シール面6Aとが密接している。同時に、第3密封環3の第3シール面3Aと第4密封環4の第4シール面4Aとが密接している。このコイルばね15により押圧された取付部2Aの一方側の第1密封環6と第2密封環5との組立シール構造が第1シール装置を構成する。更に、取付部2Aの他方側の第3密封環3と第4密封環4との組立シール構造が第2シール装置を構成する。そして、この第1と第2密封環6、5による第1シール装置及び第3と第4密封環3、4による第2シール装置の各シール面5A、6A、3A、4Aの密接により機内室H1、H2側の被密封流体をシールする。
【0025】
スリーブ2の内周面2Bには、回転軸60の段部と係止するリング状に突出した位置決め部2Fが形成されている。この位置決め部2Fは、スリーブ2を回転軸60に挿入して組み立てるときに位置決めされるものである。
又、スリーブ2に於ける第1密封環6と第4密封環4の各外方側には第1環状溝(同じ意味で、第1装着座とも言う)2Dと第2環状溝(同じ意味で、第2装着座とも言う)2Dが形成されている。更に、この第1及び第2環状溝2D、2Dに各ストップリング(ストップ部品とも言う)F1、F2が嵌合されて結合している。そして、第1及び第2ハウジング50、70に装着する前の組立状態のメカニカルシール装置1は、コイルばね15により相反する方向へ押圧された第1密封環6と第4密封環4がストップリングF1、F2に係止して弾発状態に押圧されてスリーブ2に結合している。
この組み立てられたメカニカルシール装置1の状態で保管し、更には、このメカニカルシール装置1を1セット状態で第1及び第2ハウジング50、70に組み込む。
【0026】
この組み立てられたメカニカルシール装置1の状態で第1及び第2ハウジング50、70に組み込むと図1に示すようにハウジングに組み立てられる。この組み立てられた状態では第1密封環6及び第4密封環4は、ストップリングF1、F2より内方へ移動して第1及び第2ハウジング50、70の嵌着面50B、70Bに保持される。
一方、回転軸60に設けられたキー溝60Aには、キー9が嵌め込まれている。このキー9に接合する溝を設けたドライブリング8が回転軸60に嵌合する。そして、ドライブリング8に設けられた凹凸状の係止部とスリーブ2の係止部2Eとが係合し、ドライブリング8がスリーブ2を回転軸60と共に回動するように結合する。
【0027】
図2は、本発明に係わる第2実施の形態を示すメカニカルシール装置1である。
図2のメカニカルシール装置1に於いて、図1のメカニカルシール装置1と相違する点は、図1の第1ケース7Aと第2ケース7BとOリング32が設けられてなく、第1ケース7Aの代わりに第3ケース20が設けられている。第3ケース(単にケースと略称する)20は、環状体を成して第1ハウジング50の嵌着面50Bに嵌合(接合)する外周面を設けた孔付有底部と第2密封環側の筒部を設けた孔付有底円筒の形状に形成されている。
【0028】
そして、第3ケース20が第1ハウジング50に保持されるようにリテーニングリング21が第3ケース20の一端外周部に嵌着して第3ケース20を保持している。
又、第3ケース20の大径の筒部の内周面に嵌着したサポートリング16には、第1密封環6の凹部と係合する止め部16Aが設けられており、この止め部16Aにより第3ケース20と第1密封環6が共に回動しないように結合している。
【0029】
このメカニカルシール装置1は、破線で示す組立治具Pにより回転軸60へスリーブ2と共に図2の左側から右側へ挿入して組み立てる。最後に、リテーニングリング21を第3ケース20の嵌着面20Aに嵌着してメカニカルシール装置1を第1ハウジング50に保持する。
【0030】
図3は、本発明に係わる第3実施の形態を示すメカニカルシール装置1である。
図3に示すメカニカルシール装置1に於いて、図2のメカニカルシール装置1と相違する点はコイルばね15を2個に分けて第1コイルばね15Aと第2コイルばね15Bに配置したものである。第1コイルばね15Aは、第2密封環5を押圧すると共に、第2コイルばね15Bは、第3密封環3を押圧するように構成したものである。この各コイルばね15A、15Bは、スリーブ2の取付部2Aに設けられた段部に一端部が支持されて第2及び第3密封環5、3を押圧している。
【0031】
そして、図2に示すOリング33の代わりにベローシール33Aが設けられている。このベローシール33Aの一端のシール部33A1は、第3密封環3の段部に嵌着している。
更に、ベローシール33Aの外周面には第2連結ケース11Bの他に第3連結ケース11Cが設けられている。この第2連結ケース11Bと第3連結ケース11Cとは、軸方向にのみ伸縮自在に周方向へ凹凸に係止している。そして、この第2連結ケース11Bと第3連結ケース11Cとは第2コイルばね15Bにより相反する方向へ押圧されている。又、第3密封環3は、ベローシール33Aが回転軸60に嵌着し且つ第3連結ケース11Cがスリーブ2に接合することにより、回転軸60と共に回動するように構成されている。
【0032】
この第3実施の形態のメカニカルシール装置1は、図2に示すメカニカルシール装置1と同様に、点線で示す組立治具Pにより挿入される。尚、ストップリングF1、F2はメカニカルシール装置1をハウジング50、70に装着後に取り外しても良い。
【0033】
上述のように、被密封流体の圧力に応じて密封環の取付構造を種々変更した態様に於いても、スリーブ2に取付部2Aを設けると共に、この取付部2Aに各密封環5、3を装着してばね手段(コイルばね)15、15A、15Bによりシール面5A、3Aを対向シール面6A、4Aへ押圧し、この弾発力により押圧された各密封環5、3をストップリングF1、F2により保持する構成にしたものである。このため、メカニカルシール装置1全体がスリーブ2に保持されてハウジング50、70に簡単に組み立てることが可能になる。
【0034】
【発明の効果】
本発明に係わるメカニカルシール装置は、以下のような効果を奏する。
本発明によれば、スリーブに嵌合したメカニカルシール装置がばね手段により押圧されてストップリングに弾発に係止して組み立てられている。このカセットのように形成されたメカニカルシール装置をハウジングに組み込めば、ばね手段を圧縮して各シール面を密接させ、且つ第1及び第4密封環をハウジングの嵌着面に装着させる。このために、メカニカルシール装置の機械装置への組立が極めて容易になる。
又、メカニカルシール装置の部品を組み立てるとき、従来は部品の機能面を損傷させたまま見過ごされて組み込まれたが、スリーブの取付部に各部品を組み立てるので、確認が容易になり部品の損傷が効果的に防止できる。
【0035】
第1シール装置と第2シール装置とをスリーブの取付部の両側に配置するのでばね手段により第2及び第3の各密封環の押圧が容易になり、しかも、ストップリングにより第1及び第4の各密封環の保持が容易になり、メカニカルシール装置全体をスリーブに組み立てて保持することが容易になる。
【0036】
更に、第1ケースと第2ケースを組み合わせて第1シール装置又は/及び第2シール装置をカバーすることにより、第1シール装置又は/及び第2シール装置が保護されるから、部品を組み立てるとき又は機械装置へ組み込むときに部品を損傷させることなく組み立てることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
【図2】本発明に係わる第2実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
【図3】本発明に係わる第3実施の形態のメカニカルシール装置の半断面図である。
【図4】従来のメカニカルシール装置の半断面図である。
【符号の説明】
1 メカニカルシール装置
2 スリーブ
2A 取付部
2B 内周面
2C 係止溝
2D 環状溝
2E 係止部
2F 位置決め部
3 第3密封環
3A 第3シール面
3B、5B 廻止溝
3C、5C 取付嵌合面
4 第4密封環
4A 第4シール面
4C、6C 凹部
5 第2密封環
5A 第2シール面
6 第1密封環
6A 第1シール面
6B 端面
7A 第1ケース
7A1、7B1 内側廻止部、外側廻止部
7A2 第1嵌合面
7B 第2ケース
7B2 第2嵌合面
8 ドライブリング
9 キー
11A 第1連結ケース
11A1、11B1 ストッパー
11A2、11B2 止め部
11A3、11B3 カシメ部
11B 第2連結ケース
12A、12B ワッシャー
15 コイルばね(弾発手段)
16 サポートリング
31、32、33、34 Oリング
33A ベローシール
33A1 シール部
50 第1ハウジング
50A、70A 切欠部
50B 嵌着面
60 回転軸
60A キー溝
70 第2ハウジング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanical seal device used for, for example, a submersible pump. More specifically, the present invention relates to a mechanical seal device that facilitates assembly and prevents damage to the seal surface during assembly.
[0002]
[Prior art]
As a related technology of the present invention, there is a
In FIG. 4, the inboard side H between the
[0003]
In the
[0004]
The first
[0005]
The
The
The first
[0006]
Since the
Furthermore, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a technical problem to be solved by the invention is a cassette-type mechanical seal device capable of assembling components simultaneously with processing of the
Furthermore, the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and the technical solution means is configured as follows.
[0009]
The mechanical seal device of the present invention according to
The sleeve having an inner peripheral surface that can be fitted to the rotating shaft, an attachment portion provided on the outer peripheral surface, and mounting seats provided on both sides of the attachment portion,
A second sealing ring having a second sealing surface disposed on one axial side of the mounting portion of the sleeve;
A third sealing ring having a third sealing surface disposed symmetrically with the second sealing ring at the mounting portion;
A first sealing ring for fixing having a first sealing surface in intimate contact with a second sealing surface of the second sealing ring;
A fixed fourth sealing ring having a fourth sealing surface in intimate contact with the third sealing surface of the third sealing ring;
A resilient means for resiliently pressing the second seal ring and the third seal ring in opposite directions, one end joined to the outer surface of the first seal ring and capable of contacting the fitting surface of the first housing On the bottom with holes on the side and the peripheral surface on the
Said Four The first fitting surface is movably fitted to the bottomed portion with a hole on one end side that can be joined to the outer circumferential surface of the sealing ring and to the fitting surface of the second housing, and the circumferential surface on the other end side. A cylindrical bottomed second case having a cylindrical portion provided with two fitting surfaces;
And the sleeve is mounted on the first mounting seat and the second mounting seat, respectively. 1 Each stop part stopping the seal ring and the fourth seal ring from being pushed out by the resilient means and coming out of the sleeve;
When the first case and the second case are attached between the first housing and the second housing, the first fitting surface of the first case and the second fitting surface of the second case are The first sealing ring and the fourth sealing ring are inserted into each other and are arranged inwardly between the two stop parts and away from the two stop parts.Is.
[0010]
In the mechanical seal device of the present invention according to
At the same time, the resilient means presses one of the second sealing rings against the stop component on the second seal surface side, and elastically presses the other third sealing ring onto the stop component on the third seal surface side. Further, the first sealing ring is pressed and locked to the opposing stop component by the second sealing ring pressed by the elastic means (spring means) and fixed. Similarly, the fourth sealing ring is pressed by the third sealing ring and locked with the opposing stop component, and is fixed. As a result, the entire mechanical seal device is fitted with two stop parts on both sides.It is assembled in a cassette shape. When assembling the mechanical device, the mechanical seal device assembled in the cassette form is incorporated into the mechanical device.ButcompressionIsTheBetween the first housing and the second housingEasy to integrate.In addition, the mechanical seal device, such as a submersible pump, must be replaced because the sealing surface of each sealing ring rapidly wears out. When the device is removed from the first housing and the second housing, each sealing ring can be easily replaced.
[0011]
The mechanical seal device of the present invention according to
A sleeve having an inner peripheral surface that can be fitted to the rotating shaft, a mounting portion provided on the outer peripheral surface, and mounting seats provided on both sides of the mounting portion; A second seal ring having a second seal surface disposed on one axial side of the mounting portion of the sleeve, and a third seal having a third seal surface disposed symmetrically with the second seal ring of the mount portion. A fixing first sealing ring having a first sealing surface closely contacting the second sealing surface of the second sealing ring, and a fourth sealing surface closely contacting the third sealing surface of the third sealing ring; The fourth sealing ring, the resilient means for resiliently pressing the second sealing ring and the third sealing ring in opposite directions, and the outer surface of the first sealing ring and the fitting of the first housing The bottomed portion with a hole on one end side that can be joined to the contact surface via a seal portion and the second end on the other end side. 1 Said first of the sealing
[0012]
In the mechanical seal device of the present invention according to
However, in the case of the present invention, the first sealing surface of the first sealing ring is in intimate contact with the second sealing surface by the detachable locking portion or stopper and the detachable locking portion or retaining ring. And the first sealing ring ensures the coupling with the first housing. At the same time, when disassembling the mechanical seal device, it can be easily disassembled because it is a detachable stop or retaining ring. Moreover, the cylinder part of a case can cover between the joining of a 1st seal surface and a 2nd seal surface from an outer peripheral side, and can prevent damage to each seal surface.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a mechanical seal device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, each drawing demonstrated below is not the conceptual diagram for patent but the exact design drawing implemented.
FIG. 1 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a half sectional view of the mechanical seal device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a half sectional view of the mechanical seal device according to the third embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, the
And the first case 7APerforated bottomAn inner rotation portion 7A1 and an outer rotation portion 7A1 protruding to both sides are formed at the bottomed inner peripheral end. This outer stop 7A1FirstThe first case 7 </ b> A is held so as not to rotate by engaging with a
Of the first case 7AOf the large diameter tubeThe other end is on the
[0017]
A
Further, the
[0018]
A second fitting surface 7B2 that is slidably fitted to the first fitting surface 7A2 of the first case 7A.On the inner surface of the tubeThe provided second case 7B is opposed to the first case 7A.The bottom with holesSecond housing 70Fitting part 70BInJoined together with O-ring (also called seal) 32ing. The second case 7B is also symmetrical with the first case 7A and is formed in a bottomed cylindrical shape with a similar shape.
And the second case 7BPerforated bottomAn inner end 7B1 and an outer end 7B1 projecting to both sides are formed at the bottomed inner peripheral end. This outer stop 7B1SecondThe second case 7 </ b> B is held so as not to rotate by engaging with a
[0019]
A
[0020]
Next, the inner
The
A
Further, a
[0021]
The first connecting case 11A is formed in a cylindrical shape including a cylindrical portion. The cylindrical portion is fitted to the outer peripheral surface of the
[0022]
An
[0023]
The second connection case 11B is formed in a cylindrical shape including a cylindrical portion. The cylindrical portion is fitted to the outer peripheral surface of the
The material of the first and second connection cases 11A and 11B is iron, steel, stainless steel, aluminum, resin, or the like.
[0024]
The
[0025]
On the inner
Further, on the outer sides of the
The assembled
[0026]
When assembled into the first and
On the other hand, the
[0027]
FIG. 2 is a
The
[0028]
The retaining
Also, the third case 20On the inner peripheral surface of the large diameter cylinderThe fitted
[0029]
This mechanical seal device 1BreakAn assembly jig P indicated by a line is inserted into the
[0030]
FIG. 3 shows a
The
[0031]
A bellows
Furthermore, the 3rd connection case 11C other than the 2nd connection case 11B is provided in the outer peripheral surface of the bellows seal 33A. This 2nd connection case 11B and the 3rd connection case 11C are latched by the unevenness | corrugation to the circumferential direction so that expansion-contraction is possible only to an axial direction. The second connection case 11B and the third connection case 11C are pressed in opposite directions by the second coil spring 15B. The
[0032]
The
[0033]
As described above, in the aspect in which the mounting structure of the sealing ring is variously changed according to the pressure of the fluid to be sealed, the mounting
[0034]
【The invention's effect】
The mechanical seal device according to the present invention has the following effects.
According to the present invention, the mechanical seal device fitted to the sleeve is pressed by the spring means, and is assembled by being resiliently locked to the stop ring. When the mechanical seal device formed like this cassette is incorporated in the housing, the spring means is compressed to bring the seal surfaces into close contact with each other, and the first and fourth sealing rings are attached to the fitting surface of the housing. For this reason, the assembly of the mechanical seal device to the mechanical device becomes extremely easy.
Also, when assembling the parts of the mechanical seal device, it was conventionally overlooked and incorporated while damaging the functional surface of the parts. However, since each part is assembled at the mounting part of the sleeve, it is easy to check and damage the parts. It can be effectively prevented.
[0035]
Since the first sealing device and the second sealing device are arranged on both sides of the mounting portion of the sleeve, the second and third sealing rings can be easily pressed by the spring means, and the first and fourth sealing rings can be easily pressed. It becomes easy to hold each of the sealing rings, and it is easy to assemble and hold the entire mechanical seal device in the sleeve.
[0036]
Further, the first sealing device and / or the second sealing device is protected by combining the first case and the second case to cover the first sealing device or / and the second sealing device. Or it becomes possible to assemble without damaging parts when it is assembled into a mechanical device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a half sectional view of a mechanical seal device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a half sectional view of a conventional mechanical seal device.
[Explanation of symbols]
1 Mechanical seal device
2 Sleeve
2A Mounting part
2B Inner surface
2C Locking groove
2D annular groove
2E Locking part
2F positioning part
3 Third seal ring
3A Third seal surface
3B, 5B Stop groove
3C, 5C mounting mating surface
4 Fourth seal ring
4A 4th seal surface
4C, 6C recess
5 Second seal ring
5A Second seal surface
6 First seal ring
6A First seal surface
6B end face
7A 1st case
7A1, 7B1 Inner stop, outer stop
7A2 First mating surface
7B 2nd case
7B2 Second mating surface
8 Drive ring
9 keys
11A 1st connection case
11A1, 11B1 Stopper
11A2, 11B2 Stopping part
11A3, 11B3 Caulking section
11B Second connection case
12A, 12B washer
15 Coil spring (bounce means)
16 Support ring
31, 32, 33, 34 O-ring
33A Bellowseal
33A1 Sealing part
50 First housing
50A, 70A Notch
50B fitting surface
60 axis of rotation
60A keyway
70 Second housing
Claims (2)
前記回転軸に嵌着可能な内周面と、外周面に設けた取付部と、前記取付部の一方側に設けた第1装着座と他方側に設けた第2装着座とを有する前記スリーブ、
前記スリーブの前記取付部の軸方向一方側に配置された第2シール面を有する第2密封環、
前記取付部に前記第2密封環と対称の位置に配置された第3シール面を有する第3密封環、
前記第2密封環の第2シール面と密接する第1シール面を有する固定用の第1密封環、
前記第3密封環の第3シール面と密接する第4シール面を有する固定用の第4密封環、
前記第2密封環と前記第3密封環とをそれぞれ相反する方向へ弾発に押圧する弾発手段、
第1密封環の外面に接合するとともに前記第1ハウジングの嵌着面に接合可能な一端側の孔付有底部と他端側の周面に第 1 嵌合面を設けた筒部とを有する孔付有底円筒状の第1ケース、
前記第 4 密封環の外面に接合するとともに前記第2ハウジングの嵌着面に接合可能な一端側の孔付有底部と他端側の周面に前記第1嵌合面と移動自在に嵌合する第2嵌合面を設けた筒部とを有する孔付有底円筒状の第2ケース、
および前記スリーブの第1装着座と第2装着座とにそれぞれ着装して前記第 1 密封環と前記第 4 密封環が前記弾発手段により押圧されて前記スリーブから抜け出るのを止める各ストップ部品を具備し、
前記第1ケースと前記第2ケースが前記第1ハウジングと第2ハウジングとの間に取り付けられたとき前記第1ケースの第1嵌合面と前記第2ケースの第2嵌合面が互いに挿入されて前記第1密封環と前記第4密封環が前記両ストップ部品間の内側へ前記両ストップ部品から離れて配置されていることを特徴とするメカニカルシール装置。 A mechanical seal device attached between the rotary shaft, a first housing around the rotary shaft, and a second housing ;
The sleeve having an inner peripheral surface that can be fitted to the rotating shaft, a mounting portion provided on the outer peripheral surface, a first mounting seat provided on one side of the mounting portion, and a second mounting seat provided on the other side. ,
A second sealing ring having a second sealing surface disposed on one axial side of the mounting portion of the sleeve;
A third seal ring having a third seal surface disposed at a position symmetrical to the second seal ring in the mounting portion;
A first sealing ring for fixing having a first sealing surface in intimate contact with a second sealing surface of the second sealing ring;
A fixed fourth sealing ring having a fourth sealing surface in intimate contact with the third sealing surface of the third sealing ring;
A resilient means for resiliently pressing the second seal ring and the third seal ring in opposite directions;
It has a bottomed portion with a hole on one end side that can be joined to the outer surface of the first sealing ring and can be joined to the fitting surface of the first housing, and a cylindrical portion having a first fitting surface on the peripheral surface on the other end side. 1st case with a bottomed cylindrical shape with holes,
The first fitting surface is movably fitted to the bottomed portion with a hole on one end side that can be joined to the outer surface of the fourth sealing ring and to the fitting surface of the second housing. A bottomed cylindrical second case having a cylindrical portion provided with a second fitting surface to be
And stop parts which are respectively attached to the first mounting seat and the second mounting seat of the sleeve and stop the first sealing ring and the fourth sealing ring from being pushed out of the sleeve by the elastic means. Equipped,
When the first case and the second case are attached between the first housing and the second housing, the first fitting surface of the first case and the second fitting surface of the second case are inserted into each other. The mechanical seal device is characterized in that the first seal ring and the fourth seal ring are arranged inwardly between the both stop parts and away from the both stop parts .
前記回転軸に嵌着可能な内周面と、外周面に設けた取付部と、前記取付部の両側に設けた各装着座とを有するスリーブ、
前記スリーブの前記取付部の軸方向一方側に配置された第2シール面を有する第2密封環、
前記取付部の前記第2密封環と対称に配置された第3シール面を有する第3密封環、
前記第2密封環の第2シール面と密接する第1シール面を有する固定用の第1密封環、
前記第3密封環の第3シール面と密接する第4シール面を有する固定用の第4密封環、
前記第2密封環と前記第3密封環とをそれぞれ相反する方向へ弾発に押圧する弾発手段、
前記第1密封環の外面に接合するとともに前記第1ハウジングの嵌着面にシール部を介して接合可能な一端側の孔付有底部と他端側で前記第 1 密封環の前記第 1 シール面と前記第2密封環の前記第2シール面との外周を覆う筒部を有する孔付有底円筒状のケース、
および前記スリーブの前記第1装着座と前記第2装着座とにそれぞれ着装して前記第 1 密封環と前記第 4 密封環が前記弾発手段により押圧されて前記スリーブから抜け出るのを止める各ストップ部品を具備し、
前記ケースの前記孔付有底部には前記第1密封環の凹部と着脱自在に係止する廻止部又は止め部を有するとともに前記第1ハウジングと着脱自在に係止する廻止部又はリテーニングリングを有することを特徴とするメカニカルシール装置。 A mechanical seal device attached between a rotating shaft, a first housing surrounding the rotating shaft, and a second housing ,
A sleeve having an inner peripheral surface that can be fitted to the rotating shaft, a mounting portion provided on the outer peripheral surface, and mounting seats provided on both sides of the mounting portion;
A second sealing ring having a second sealing surface disposed on one axial side of the mounting portion of the sleeve;
A third sealing ring having a third sealing surface disposed symmetrically with the second sealing ring of the mounting portion;
A first sealing ring for fixing having a first sealing surface in intimate contact with a second sealing surface of the second sealing ring;
A fixed fourth sealing ring having a fourth sealing surface in intimate contact with the third sealing surface of the third sealing ring;
A resilient means for resiliently pressing the second seal ring and the third seal ring in opposite directions;
The first seal of the first seal ring in the first bottomed portion with holes of joinable end side via the seal portion to fit wear surface of the housing and the other end side while bonded to an outer surface of said first seal ring A bottomed cylindrical case with a hole having a cylindrical portion covering the outer periphery of the surface and the second seal surface of the second sealing ring
And each stop that is mounted on the first mounting seat and the second mounting seat of the sleeve and stops the first sealing ring and the fourth sealing ring from being pushed out of the sleeve by the resilient means. With parts,
The bottomed portion of the case with a hole has a stop or a stop that is detachably locked with the recess of the first sealing ring, and a lock or a retaining that is detachably locked with the first housing. A mechanical seal device having a ring .
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