JP5615267B2 - メカニカルシール装置 - Google Patents
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Description
また、シールカバーにフラッシング通路を設け、フラッシング液により固定用密封環及び回転用密封環との被密封流体と接触する内周面を洗浄する構成のメカニカルシール装置も開示されている(PCT国際公開WO2006/137305号公報(特許文献1)参照)。
また、例えば引用文献1に開示されているメカニカルシール装置においては、フラッシング液(クエンチング液)の流路が長く、効率よく析出物を洗い流すことが難しいという問題がある。
また、そのようなクエンチングを行うシール装置では、クエンチング液が機内側空間あるいは機外側空間に漏洩する可能性があり、クエンチング液に対してもまたシール流体と同様に厳密なシールが必要となり、構成が複雑かつ大型となるという問題があった。
本実施形態においては、遠心ポンプの軸シールとして使用されるメカニカルシール装置を例示して本発明を説明する。
なお、シールカバー110とケーシング6との間には、ゴム、樹脂又はゴム層で覆った軟らかい金属などで形成されるガスケット120が介在される。
シールカバー110の開口112を形成する内周面は、図1に示すように、機内側から機外側に向かって順に太径となるように断面階段状に形成された内周面112a、内周面112c及び内周面112fに形成されている。また、内周面112aと内周面112cとの間には径方向に平行な円環状の段差面112bが形成され、内周面112cと内周面112fとの間には径方向に平行な円環状の段差面112dが形成されている。
なお、クエンチング入口115及びクエンチング出口116の端部側ポートには、外部配管と接続可能な管用ねじが形成されている。
ケース140は、その機外側の端面が内周面112aより太径の内周面112cの内側にまで突出し、その端部に金属ベローズ150の機内側端部周面が密接に溶接されている。
リテーナ160の機外側内周部には、軸周面に沿ってさらに機外側に円環状に突出した筒状部161が形成されており、この筒状部161の外周面に固定密封環130が嵌合設置される。
固定密封環130の内周機内側の角部には、Oリング用の段付き溝135が形成されており、この段付き溝135にOリング182を介在させて、固定密封環130はリテーナ160の筒状部161の外周面に嵌合される。
また、固定密封環130の外周面は、シールカバー110の内周面112fにOリング183を介在させて軸方向に移動可能に密接している。これにより、シールカバー110の内側の中間室Cが機外側(大気側)空間Aに対してシールされる。
シールカバー110の段差面112dには、コイルスプリング170の一方の端部が設置されるスプリング受け凹部112eが形成されている。スプリング受け凹部112eは、段差面112dの環状面に沿って所定の数箇所に等配に形成されている。
コイルスプリング170は、機内側の端部がスプリング受け凹部112eに挿入されてこれに固定され、機外側の端部はリテーナ160のフランジ部162に溶接等により接続されている。
コイルスプリング170は、軸周に沿って所定の数箇所に等配に設置される。
クエンチング用穴134は、前述したリテーナ160のクエンチング用穴163と連通しており、クエンチング入口115を介して中間室Cに流入されたクエンチング液は、クエンチング用穴134を介して密封溝133に流入する。また、密封溝133に流入したクエンチング液は、クエンチング用穴134を介して中間室Cに排出される。
シールカラー210の外周面は、機内側から機外側に向かって順に太径となるように断面階段状に形成された外周面212a、外周面212c及び外周面212eに形成されている。また、外周面212aと外周面212cとの間には径方向に平行で機内側を指向する円環状の段差面212bが形成され、外周面212cと外周面212eとの間には径方向に平行で機内側を指向する円環状の段差面212dが形成されており、さらに、外周面212eとシールカラー210の外周面212gとの間には径方向に平行で機内側を指向する円環状の段差面212fが形成されている。
また、段差面212dには、円周に沿った所定の数箇所に回転密封環230に係合するノックピン240が設置されている。
また、段差面212fは、シールカラー210を回転軸2に固定設置する際に、シールカラー210の位置を位置決めするためのセットプレート310が係合される。
回転密封環230は、シール面231の背面側、すなわち、回転密封環230の機外側の端面がシールカラー210の段差面212bに当接するように、内周面がシールカラー210の機内側細径部の外周面212aに嵌合される。
回転密封環230の内周機外側の角部には、Oリング用の段付き溝232が形成されており、この段付き溝232にOリング282を介在させて、回転密封環230をシールカラー210の外周面212aに嵌合させる。これにより、回転密封環230とシールカラー210との間がシールされる。
なお、回転密封環230の材質は、固定密封環130と同じく、炭化珪素、カーボン、その他のセラミックスなどである。
また、Oリング181〜183、281、282の材質は、フッ素ゴム、ニトリルゴム、H−NBR、EPDM、パーフロロエラストマ等である。
なお、セットプレート310は、シールカラー210の周面に3等配に配置して取り付けられる。また、このセットプレート310は、メカニカルシール装置1の組立後に取り外される。
また、二重のシール面の間の密封溝133にクエンチング液を流しているので、そのような場合においても効率的にシール流体を排出することができる。
また、そのように小型に構成できるので、コストが上昇することを防ぐことができ、また、従来からあるポンプのほとんどに何ら改良等をすることなく設置できる。
Claims (1)
- ハウジングと、当該ハウジングに形成された開口を貫通する回転軸との間を密封し、ハウジング内のスラリーを含むシール流体をシールするメカニカルシール装置であって、
前記ハウジングに設置されるシールカバーと、
前記回転軸に設置され、前記回転軸の軸方向の一方の端部にシール面を有する回転環と、
前記ハウジングに設置され、前記回転環の前記シール面に対向配置される対向面を有する固定環であって、
前記対向面に環状に形成され、前記回転環の前記シール面に密接摺動し、内周側のシール流体をシールする第1のシール面と、
前記対向面の前記第1のシール面の外周側又は内周側に当該第1のシール面とは分離して環状に形成され、前記回転環の前記シール面に密接摺動し、内周側のクエンチング液と外周側の大気側空間をシールする第2のシール面と、
前記第1のシール面と前記第2のシール面との間に形成される密封溝と、
前記固定環の内部に形成され、一方の開口が前記密封溝に連通している複数の流体流路とを有する固定環と、
前記固定環が嵌合設置されるリング状のリテーナであって、
前記シールカバーの内周面近傍に拡張された円環状のフランジ部と、
当該フランジ部において当該リテーナを軸方向に貫通するクエンチング用穴とを有するリテーナと、
前記固定環に形成された前記流体流路の他方の開口に連通し、当該流体流路を介して前記密封溝にクエンチング液を流入出させるクエンチング液供給路であって、
前記シールカバーの内周部に形成され、ベローズ及びOリングによりシール流体側空間とシールされ、前記固定環の外周面と前記シールカバーの内周面との間に介在されたOリングにより大気側空間とシールされた中間室と、
前記シールカバーを貫通して形成され、前記中間室にクエンチング液を供給するクエンチング入口と、
前記シールカバーを貫通して形成され、前記中間室からクエンチング液を排出するクエンチング出口とを有するクエンチング液供給路と、
一方の端部周面が前記リテーナに結合され、シール流体側空間と前記中間室との間を分離し、前記固定環を前記回転環方向に弾発に押圧する前記ベローズと、
前記ベローズの径方向外周側に設置され、前記ベローズとともに前記固定環を前記回転環方向に弾発に押圧する第2の弾発手段とを有し、
前記固定環の前記流体流路の他方の開口は、前記リテーナの前記クエンチング用穴を介して前記中間室に連通しており、
前記クエンチング入口は鉛直方向下方側に形成され、前記クエンチング出口は鉛直方向上方側に形成されている
メカニカルシール装置。
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