JP5873502B2 - Split type mechanical seal device - Google Patents
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Description
本発明は、分割型メカニカルシール装置に関する。 The present invention relates to a split-type mechanical seal device.
回転装置における回転軸とケーシングとの隙間を密封するシール装置として、メカニカルシール装置が知られている。分割型ではないメカニカルシール装置を回転装置に取り付けるために、回転軸の軸端から取り付ける必要がある。回転軸の軸端に、他の機器が取り付けられている場合には、その機器を取り外してからメカニカルシール装置を取り付ける必要がある。 A mechanical seal device is known as a seal device that seals a gap between a rotating shaft and a casing in the rotating device. In order to attach a mechanical seal device that is not a split type to the rotating device, it is necessary to attach it from the shaft end of the rotating shaft. When other equipment is attached to the shaft end of the rotating shaft, it is necessary to attach the mechanical seal device after removing the equipment.
分割型メカニカルシール装置は、密封環が分割されていることから、軸端から取り付ける必要はなく、回転軸の周囲から取り付けることが可能であり、狭い場所でのメカニカルシール装置の取付および取り外し、すなわちメンテナンスが容易である。 The split type mechanical seal device does not need to be attached from the end of the shaft because the seal ring is divided, and can be attached from the periphery of the rotating shaft. Easy maintenance.
分割型メカニカルシール装置としては、たとえば下記に示す特許文献1に示す装置が知られている。分割型メカニカルシール装置では、密封環が分割可能であると共に、そのシールカバーも分割可能になっている。シールカバーの分割面からの密封流体の漏洩を防止するために、シールカバーの分割面には、一次シール部材として紐状のガスケットが装着してある。 As a split-type mechanical seal device, for example, a device shown in Patent Document 1 shown below is known. In the split-type mechanical seal device, the seal ring can be split and the seal cover can also be split. In order to prevent leakage of the sealing fluid from the split surface of the seal cover, a string-like gasket is attached to the split surface of the seal cover as a primary seal member.
また、シールカバーと静止側密封環との間の隙間をシールするために、静止側密封環が取り付けられるシールカバーの該当箇所には、Oリング溝が形成してあり、二次シール部材としてOリングが取り付けられ、Oリングが静止側密封環に摺動するようになっている。Oリング溝の底部では、Oリングとガスケットとが圧接し、密封流体の漏洩を防止している。 Further, in order to seal the gap between the seal cover and the stationary seal ring, an O-ring groove is formed at a corresponding portion of the seal cover to which the stationary seal ring is attached. A ring is attached so that the O-ring slides on the stationary seal ring. At the bottom of the O-ring groove, the O-ring and the gasket are in pressure contact to prevent leakage of the sealing fluid.
ところが従来の分割型メカニカルシール装置では、シールカバーのOリング溝に取り付けられたOリングが静止側密封環に摺動するようになっており、その部分で密封流体のシールを行っている。一般に静止側密封環は金属などの硬質材で構成され、Oリングはゴムまたは合成樹脂で構成されることから、Oリングが静止側密封環に摺動するに従い、Oリングが損傷するおそれがある。 However, in the conventional split type mechanical seal device, the O-ring attached to the O-ring groove of the seal cover slides on the stationary side sealing ring, and the sealing fluid is sealed at that portion. Generally, the stationary-side sealing ring is made of a hard material such as metal, and the O-ring is made of rubber or synthetic resin. Therefore, the O-ring may be damaged as the O-ring slides on the stationary-side sealing ring. .
また、密封流体からの圧力、あるいは摺動の際に作用する力によりOリングが変形し、静止側密封環の割面にOリングが入り込み、そのことによりOリングが損傷するおそれがある。 Further, the O-ring may be deformed by the pressure from the sealing fluid or the force acting during sliding, and the O-ring may enter the split surface of the stationary-side sealing ring, which may damage the O-ring.
また、密封環の軸方向移動による摺動でOリングがOリング溝内部で移動するため、特に密封流体がスラリーなどの場合には、Oリング溝にスラリーが入り込んで固着してしまい、Oリングのシール性が低下する。 Also, since the O-ring moves inside the O-ring groove due to the sliding movement of the sealing ring in the axial direction, especially when the sealing fluid is slurry, the slurry enters the O-ring groove and is fixed. The sealing performance of the is reduced.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、メンテナンスが容易であり、しかもOリングなどの二次シール部材の損傷を抑制し、シール特性に優れた分割型メカニカルシール装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a split-type mechanical seal device that is easy to maintain and that suppresses damage to a secondary seal member such as an O-ring and has excellent sealing characteristics. It is to be.
上記目的を達成するために、本発明に係る分割型メカニカルシール装置は、
回転軸に取り付けられて当該回転軸と共に回転する回転側密封環と、
シールカバーに取り付けられて前記回転側密封環に対して軸方向に当接して摺動する静止側密封環とを有し、
前記回転軸と当該回転軸を覆うシールカバーとの間の被密封流体を密封する分割型メカニカルシール装置であって、
前記シールカバー、または前記回転軸に固定してある軸カラー部材が、前記回転軸の周囲から取り付け可能なように、分割面で分割可能であり、
前記シールカバーの分割面、または前記軸カラー部材の分割面には、当該分割面からの流体の漏洩を防止する紐状の一次シール部材が、当該一次シール部材の少なくとも一部が前記シールカバーの被密封流体側に露出するように装着され、
前記回転側密封環および前記静止側密封環のいずれか一方の密封環には、周方向に延在する二次シール部材と前記一方の密封環をいずれか他方の密封環に向けて押圧する弾発手段が装着され、
前記一次シール部材の被密封流体側に露出する部分に、前記二次シール部材が接触していることを特徴とする。In order to achieve the above object, a split-type mechanical seal device according to the present invention includes:
A rotating side sealing ring attached to the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A stationary seal ring attached to the seal cover and sliding in contact with the rotary seal ring in the axial direction;
A split-type mechanical seal device that seals a sealed fluid between the rotary shaft and a seal cover that covers the rotary shaft,
The seal cover or the shaft collar member fixed to the rotating shaft can be divided by a dividing surface so that it can be attached from the periphery of the rotating shaft,
The split surface of the seal cover or the split surface of the shaft collar member has a string-like primary seal member for preventing fluid leakage from the split surface, and at least a part of the primary seal member of the seal cover. It is mounted so as to be exposed to the sealed fluid side,
Either one of the rotating side sealing ring and the stationary side sealing ring includes a secondary seal member extending in the circumferential direction and a bullet that presses the one sealing ring toward the other sealing ring. The firing means is attached,
The secondary seal member is in contact with a portion exposed to the sealed fluid side of the primary seal member.
本発明に係る分割型メカニカルシール装置では、軸方向移動する一方の密封環に取り付けられ、当該密封環が取り付けられる部材と摺動する二次シール部材は、回転側密封環および静止側密封環のいずれか一方に装着され、シールカバーまたは軸カラー部材の被密封流体側に露出する一次シール部材に対して接触している。このため、二次シール部材は一次シール部材に摺動して移動する。このため、二次シール部材がシールカバーまたは軸カラー部材の分割面と摺動することによる二次シール部材の損傷を抑制することができる。 In the split-type mechanical seal device according to the present invention, the secondary seal member that is attached to one seal ring that moves in the axial direction and slides with a member to which the seal ring is attached includes a rotary side seal ring and a stationary side seal ring. It is attached to either one and is in contact with the primary seal member exposed to the sealed fluid side of the seal cover or the shaft collar member. For this reason, the secondary seal member slides and moves on the primary seal member. For this reason, damage to the secondary seal member due to the secondary seal member sliding with the split surface of the seal cover or the shaft collar member can be suppressed.
なお、二次シール部材と一次シール部材との接触は、シールカバーまたは軸カラー部材の分割面でのみ行われ全周ではないことから、一次シール部材に対する二次シール部材の摩擦力も少なく、二次シール部材は一次シール部材に対して軸方向にスムーズに移動可能である。 In addition, since the contact between the secondary seal member and the primary seal member is performed only on the divided surface of the seal cover or the shaft collar member and not the entire circumference, the frictional force of the secondary seal member with respect to the primary seal member is small, and the secondary seal member The seal member can move smoothly in the axial direction with respect to the primary seal member.
好ましくは、前記弾発手段が二次シール部材を介して前記一方の密封環を、前記他方の密封環に向けて押圧している。 Preferably, the elastic means presses the one sealing ring toward the other sealing ring via a secondary seal member.
弾発手段により二次シールを介して回転側密封環または静止側密封環を押圧することで、二次シール部材が装着してある回転側密封環または静止側密封環と共に軸方向に移動する。このため、二次シール部材は、当該二次シール部材が装着されるいずれかの密封環に対して軸方向に相対移動することがなくなり、一次シール部材に摺動して移動する構造を容易に実現することができる。 By pressing the rotating side sealing ring or the stationary side sealing ring via the secondary seal by the elastic means, the elastic side moves together with the rotating side sealing ring or the stationary side sealing ring on which the secondary seal member is mounted. For this reason, the secondary seal member does not move in the axial direction relative to any of the sealing rings on which the secondary seal member is mounted, and the structure in which the secondary seal member slides and moves on the primary seal member is easy. Can be realized.
また二次シール部材が密封環に対して相対移動しないことから、密封環の割面に二次シール部材が入り込んで噛み込まれることが防止され、この点でも、二次シール部材の損傷を抑制することができる。二次シール部材の損傷を抑制することができるため、二次シール部材と一次シール部材によるシール特性の劣化を防止することができ、シール特性の向上を図ることができる。 In addition, since the secondary seal member does not move relative to the seal ring, the secondary seal member is prevented from entering and biting into the split surface of the seal ring, and this also suppresses damage to the secondary seal member. can do. Since damage to the secondary seal member can be suppressed, it is possible to prevent deterioration of the seal characteristics due to the secondary seal member and the primary seal member, and to improve the seal characteristics.
さらに、二次シール部材と一次シール部材との接触部において、二次シールを介して密封環を押圧している構造なので、密封流体がスラリーなどである場合においても、二次シールと密封環との相対位置が変わらないため、スラリーが二次シールと密封環との隙間に入り込んで固着するおそれはなくなり、二次シールの軸方向移動を阻害することが防止され、シール特性の劣化が少ない。 Furthermore, since the sealing ring is pressed through the secondary seal at the contact portion between the secondary sealing member and the primary sealing member, the secondary seal and the sealing ring can be used even when the sealing fluid is slurry or the like. Therefore, there is no possibility that the slurry enters the gap between the secondary seal and the sealing ring and adheres to it, and the axial movement of the secondary seal is prevented from being inhibited, and the deterioration of the sealing characteristics is small.
好ましくは、前記弾発手段の先端にアダプタが取り付けられ、前記アダプタを介して、前記二次シール部材を軸方向に押圧する。アダプタを介して二次シールを軸方向に押圧することで、二次シール部材と密封環との間で、二次シール部材を、密封環に対して相対移動しないように保持させることができる。 Preferably, an adapter is attached to the tip of the elastic means, and the secondary seal member is pressed in the axial direction via the adapter. By pressing the secondary seal in the axial direction via the adapter, the secondary seal member can be held between the secondary seal member and the seal ring so as not to move relative to the seal ring.
好ましくは、前記静止側密封環の外周に設けられた二次シール装着面に、当該静止側密封環に対して軸方向に相対移動ができないように前記二次シール部材が装着してあり、前記静止側密封環が前記回転側密封環に向けて軸方向に押圧されている。スプリングなどの弾発手段により二次シール部材を二次シール装着面に向けて押圧することで、その力は、静止側密封環に伝わり、静止側密封環を回転側密封環に向けて押圧し、これらの密封環の相互間でのシール特性が向上する。 Preferably, the secondary seal member is mounted on a secondary seal mounting surface provided on the outer periphery of the stationary side sealing ring so as not to move relative to the stationary side sealing ring in the axial direction, The stationary side sealing ring is pressed in the axial direction toward the rotation side sealing ring. By pressing the secondary seal member toward the secondary seal mounting surface by means of elastic means such as a spring, the force is transmitted to the stationary seal ring, and the stationary seal ring is pressed toward the rotary seal ring. The sealing characteristics between these sealing rings are improved.
また、弾発手段により二次シール部材を二次シール装着面に向けて押圧することで、二次シール部材を静止側密封環に軸方向移動不能に装着することが容易になる。 Further, by pressing the secondary seal member toward the secondary seal mounting surface by the elastic means, it becomes easy to mount the secondary seal member on the stationary seal ring so as not to move in the axial direction.
第1実施形態
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る分割型メカニカルシール装置2は、ポンプやその他の流体機械のケーシング4と回転軸6との間の内部隙間8から外部隙間10へと漏れようとする流体を密封するための装置である。この装置2は、シールカバー12と、その内部に配置された回転側密封環20および静止側密封環30とを、主要部品として有する。 First Embodiment Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
As shown in FIG. 1, the split
図1および図2に示すように、シールカバー12は、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面12cで2分割可能なカバー半割体12a,12bで構成してある。カバー半割体12a,12bは、分割面12cにて着脱可能に突き合わされ、ボルト14により着脱可能に連結してある。なお、「回転軸6の軸芯に実質的に平行」とは、回転軸の周囲から取り付け可能な範囲で、回転軸の軸芯に対して傾斜しても良いという趣旨である(以下、同様である)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
シールカバー12の割面12cには、ガスケット溝13がカバー半割体12a,12bのそれぞれに対して軸方向に沿って形成してあり、その内部に、紐状の一次シール部材としての紐状ガスケット15が装着してある。紐状ガスケット15の横断面は、本実施形態では、好ましくは矩形状であり、割面12cが接合されていない状態でガスケット溝13から突き出ており、割面が接合された状態で、押し潰されてシール機能を発揮する。なお、紐状ガスケット15の横断面形状は、矩形以外であっても良く、たとえば円形、その他の形状であっても良い。
A
シールカバー12の軸方向の一方の接合端面12dは、ケーシング4の端面に対してボルト16により着脱自在に装着してある。シールカバー12の接合端面12dには、円周方向に沿って形成してあるOリング溝17がリング状に形成してあり、その内部に、横断面が円形のOリング18が装着してある。
One joining
Oリング18は、たとえば円周方向の一カ所で切断されており、回転軸6の外周からOリング溝17内にOリング18を装着可能になっている。Oリング18の切断面は、後述する図3に示すOリング35の切断面35cと同様に、半径に対して斜めに形成してあり、切断面相互が接合されることで密着性が向上している。
The O-
図1に示すように、Oリング18は、ケーシング4の端面とシールカバー12の接合端面との間で押し潰され、これらの間で、内部隙間8から半径方向の外方に漏れようとする密封流体の漏洩を防止している。また、Oリング溝17の底部では、周方向の二カ所位置、すなわちシールカバー12の割面12cの位置で、Oリング溝17とガスケット溝13とが交差し、ガスケット15の一方の第1端部15aとOリング18とが圧接して接触するようになっている。そのため、ガスケット15の第1端部15aの位置で、内部隙間8から分割面12cを通して外部に漏れようとする密封流体の漏洩を防止している。
As shown in FIG. 1, the O-
シールカバー12と回転軸6との間の隙間には、回転側密封環20と静止側密封環30とが配置してあり、メカニカルシールを構成している。回転側密封環20は、静止側密封環30の静止摺動面31に対して摺動する回転摺動面21を有し、後述する静止側密封環30と同様に、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面に沿って二分割可能な構造を有する。
A rotation
回転側密封環20は、軸カラー22およびホルダ40により回転軸6に対して着脱可能に固定され、回転軸6と共に回転するようになっている。軸カラー22は、図2に示すシールカバー12と同様に、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面で二分割可能になっており、ボルト24により分割半割体が分離可能に連結してある。軸カラー22の内周部は、ボルト24の締め付けにより回転軸6の外周に密着し、軸カラー22は、回転軸6に固定され、回転軸6と共に回転するようになっている。
The rotary
軸カラー22とホルダ40とは、リング26およびボルト27により着脱可能に連結され、ホルダ40は、回転側密封環20の外周に位置し、ホルダ40と回転側密封環20との間には、Oリング42が装着してあり、それらの間のシールを確保している。Oリング42は、Oリング18と同様な合成樹脂あるいはゴムなどで構成され、Oリング18と同様に、周方向の一カ所で切断面を有する。
The
ホルダ40および回転側密封環20の軸方向の隣に位置する軸カラーの近くで、回転側密封環20の内周側には、凹溝29が形成してあり、そこにOリング28が装着してあり、回転側密封環20と回転軸6との間の隙間をシールしている。このOリング28も、Oリング18と同様な合成樹脂あるいはゴムなどで構成され、Oリング18と同様に、周方向の一カ所で切断面を有する。
A
ホルダ40は、図2に示すシールカバー12と同様に、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面で二分割可能になっており、ボルト44により分割半割体が分離可能に連結してある。ホルダ40のボルト44を締め付けることで、二分割型回転側密封環20の分割面での密着性も向上する。なお、回転側密封環20の分割半割体は、後述する静止側密封環30の分割半割体30a,30bと同様に、ホルダ40を締め付けることで、密封環20自体にはボルトを用いることなく分割面において密着される。
As with the
図1および図2に示すように、静止側密封環30は、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面30cにおいて、分割半割体30a,30bへと二分割可能であり、その外周には、ホルダ50が配置してある。ホルダ50と静止側密封環30との間には、Oリング52が装着してあり、それらの間のシール性を確保している。ホルダ50は、回り止めピン56により、シールカバー12に対して回転不能になっているが、軸方向の移動は許容している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the stationary-
ホルダ50の分割半割体をボルト54により締め付けることで、二分割型静止側密封環30の分割面での密着性も向上する。なお、図3に示すように、静止側密封環30の分割半割体30a,30bは、図1に示すボルト54によりホルダ50を締め付けることで、密封環30自体にはボルトを用いることなく分割面30cにおいて密着される。
By tightening the split halves of the
図3に示すように、静止摺動面31に近い静止側密封環30の外周面には、横断面が半円形状のOリング溝32が円周方向に沿って形成してある。Oリング溝32には、図1に示すOリング52が装着され、ホルダ50との間をシールしている。
As shown in FIG. 3, an O-
静止側密封環30の外周面において、Oリング溝32の軸方向の隣には、二次シール装着面33、アダプタ先端装着面34およびアダプタ後端装着面36が、この順で形成してある。二次シール装着面33には、Oリング35が装着される。Oリング35は、円周方向の一カ所において半径に対して斜めの切断面35cを有し、紐状のOリング35が切断面35cにおいて連結されることで、リング形状のOリングを構成している。切断面35cにおいては、接着剤を用いることなく接合するのみで、密封が保たれるが、接着剤を用いて接合しても良い。
A secondary
二次シール装着面33は、図1に示すように、その横断面がOリング35の外周形状に合わせた円弧形状(円の約1/4のR)を有し、密封環とOリングとの間の隙間を有さないように形成しており、また、二次シール装着面33にOリング35を装着した状態で、Oリング35の外周が、静止側密封環30の最大外径の外周面から飛び出すようになっている。Oリング35の外周が静止側密封環30の最大外径の外周面38から半径方向の外方に飛び出す寸法は、特に限定されないが、Oリング35の横断面直径d1(図3参照)に対して1/2以下で、図1に示す静止側密封環30の外周面38とシールカバー12の内周面との隙間幅c1よりも大きいことが好ましい。
As shown in FIG. 1, the secondary
Oリング35は、二次シール装着面33に接触すると共に、アダプタ先端装着面34である円筒外周面にも接触する。アダプタ先端装着面34には、アダプタ63の先端内周面も接触し、アダプタ63の先端面63aが、Oリング35に接触可能になっている。アダプタ63の先端面63aは、図1に示すように、Oリング35の外周面形状に合わせて凹状に窪んでおり、Oリング35に密着するようになっている。
The O-
アダプタ63の後端部63bには、先端部よりも大径の大径部と先端部よりも内径が小さい小径部とが形成してあり、小径部の内周面が、図3に示すアダプタ後端装着面36に装着してある。静止側密封環30の最大外径の外周面38に比較して、アダプタ先端装着面34およびアダプタ後端装着面36の順序で、外径が小さくなっている。
The
アダプタ63は、たとえば柔軟性のあるOリング35やガスケット15よりも硬い合成樹脂で構成してあり、たとえばフッ素樹脂などで構成される。アダプタ63は、図3に示すように、円周方向の一カ所において切断面63cを有し、切断面63cにおいてアダプタ63を開いて、図1に示す回転軸6の外周側から静止側密封環30の装着面36に取り付け可能になっている。静止側密封環30の装着面36に取り付けた後は、アダプタ63自体の弾力性により、切断面63cで相互に接合する。なお、アダプタ63は、静止側密封環30と同様に二分割型としても良い。
The
Oリング35およびガスケット15は、アダプタ63よりも柔軟性に優れた材質で構成され、たとえばOリング35は、NBR、FKM、EPDM、FFKM、IIR、NRなどで構成され、ガスケット15は、NBR、FKM、EPDM、FFKM、IIR、NRなどで構成される。Oリング35とガスケット15は、異なる材質で構成することができるが、Oリング35とガスケット15は同じ材質であることが好ましい。
The O-
アダプタ63の後端面には、円周方向に複数配置されたスプリング62の一端が当接し、アダプタ63をOリング35方向に押圧するようになっている。スプリング62の他端は、図1に示すように、リテーナ60に保持してある。リテーナ60は、シールカバー12と同様に、二分割可能な半割体で構成してあり、ボルト64により分割可能に組み立てられている。リテーナ60は、ボルト66によりシールカバー12の外方端面に着脱自在に装着される。
One end of a plurality of
リテーナ60に取り付けられたスプリング62によるスプリング力は、アダプタ63に伝わり、Oリング35を押圧し、Oリング35を二次シール装着面33に押し付ける。その押し付け力は、静止側密封環30に伝わり、静止側密封環30の静止摺動面31は、回転側密封環20の回転摺動面21に押し付けられる。
The spring force by the
すなわち、静止側密封環30は、ホルダ50およびOリング35と共に、シールカバー12に対して軸方向移動可能にシールカバー12に取り付けられる。しかも、本実施形態では、シールカバー12の分割面12cに設けられた紐状のガスケット15の他方の第2端部15bは、少なくともOリング35の軸方向の移動範囲内でシールカバー12の内周面に露出しており、Oリング35の外周面の一部に圧接するようになっている。
That is, the stationary
そのためOリング35は、静止側密封環30と共に軸方向に移動する際に、ガスケットの第2端部15bに沿って摺動可能になっており、しかもそれらの間のシール性を保持している。また、Oリング35の外周部は、ガスケットの第2端部15bとの接触部以外では、シールカバー12の内周面に接触している。したがって、図1に示す静止側密封環30の外周面38とシールカバー12の内周面との隙間幅c1から外部隙間10へと漏れようとする密封流体の漏れを防止することができる。
Therefore, the O-
なお、図1において、符号68および70は、それぞれセットプレートおよびセットボルトを示し、回転軸6の軸芯に対して静止側密封環30の軸芯をアライメントするためのものであり、メカニカルシール装置2が回転軸6の回りに取り付けられた後には取り除かれる。
In FIG. 1,
本実施形態において、回転側密封環20および静止側密封環30の材質は、特に限定されず、たとえば回転密封環20は、SiC、C、SiN、Al2 O3 、ジルコニアなどで構成され、静止側密封環20は、SiC、C、SiN、Al2 O3 、ジルコニアなどで構成される。これら密封環20および30は、Oリング35よりも硬い材料で構成される。In this embodiment, the material of the rotation
本実施形態に係る分割型メカニカルシール装置2では、二次シール部材としてのOリング35は、静止側密封環30に対して軸方向に同時に移動するように装着され、シールカバー12の内周面に露出するガスケット15の第2端部15bに対して、回転軸6の軸方向に沿って移動可能に接触している。このため、Oリング35は、静止側密封環30に対して軸方向に相対移動することなく、ガスケット15の第2端部15bに摺動して移動する。このためOリング35が静止側密封環30に摺動することによるOリング35の損傷を抑制することができる。
In the split
またOリング35が静止側密封環30に対して相対移動しないことから、静止側密封環30の割面30cにOリング35が入り込んで噛み込まれることが防止され、この点でも、Oリング35の損傷を抑制することができる。Oリング35の損傷を抑制することができるため、Oリングとガスケット15によるシール特性の劣化を防止することができ、シール特性の向上を図ることができる。
Further, since the O-
なお、Oリング35とガスケット15との接触は、シールカバー12の分割面12cでのみ行われ全周ではないことから、ガスケット15に対するOリング35の摩擦力も少なく、Oリング35はガスケット15に対して軸方向にスムーズに移動可能である。
Since the contact between the O-
さらに、Oリング35とガスケット15との接触部において、二次シールと密封環の相対位置が変化しない構造なので、密封流体がスラリーなどである場合においても、スラリーが二次シールと密封環との隙間に入り込んで固着するおそれはなくなり、二次シールの軸方向移動を阻害することが防止され、シール特性の劣化が少ない。
Further, since the relative position between the secondary seal and the sealing ring does not change at the contact portion between the O-
しかも本実施形態では、スプリング62の先端にリング状のアダプタ63が取り付けられ、アダプタ63を介して、Oリング35を軸方向に押圧する。アダプタ63を介してOリング35を軸方向に押圧することで、Oリング35と静止側密封環30との間で、Oリング35を、密封環30に対して相対移動しないように保持させることができる。
In addition, in the present embodiment, a ring-shaped
第2実施形態
図4に示す本発明の他の実施形態に係る分割型メカニカルシール装置102は、図1〜図3に示す実施形態の変形例であり、回転密封環120に対して、二次シール部材としてのOリング235とスプリング62とが装着してあり、軸カラー122の割面に一次シール部材としてのガスケット215が装着してある。以下に、詳細に説明するが、図4において、図1〜図3に示す実施形態に示す部材と共通する部材には、共通する符号を付し、その説明を一部省略する。 Second Embodiment A split-type
この装置102は、シールカバー12と、その内部に配置された回転側密封環120および静止側密封環130とを、主要部品として有する。この実施形態においても、シールカバー12は、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面12cで2分割可能なカバー半割体12a,12b(図2参照)で構成してある。
The
シールカバー12の割面12cには、ガスケット溝13がカバー半割体のそれぞれに対して軸方向に沿って形成してあり、その内部に、紐状の紐状ガスケット115が装着してある。紐状ガスケット115は、図1〜図3に示す紐状ガスケット同様である。
A
シールカバー12の軸方向の一方の接合端面12dは、ケーシング4の端面に対してボルト16により着脱自在に装着してある。シールカバー12の接合端面12dには、円周方向に沿って形成してあるOリング溝17がリング状に形成してあり、その内部に、横断面が円形のOリング18が装着してある。
One joining
Oリング溝17の底部では、周方向の二カ所位置、すなわちシールカバー12の割面12cの位置で、Oリング溝17とガスケット溝13とが交差し、ガスケット115の一方の第1端部115aとOリング18とが圧接して接触するようになっている。そのため、ガスケット115の第1端部115aの位置で、内部隙間8から分割面12cを通して外部に漏れようとする密封流体の漏洩を防止している。
At the bottom of the O-
シールカバー12と回転軸6との間の隙間には、回転側密封環120と静止側密封環130とが配置してあり、メカニカルシールを構成している。回転側密封環120は、静止側密封環130の静止摺動面131に対して摺動する回転摺動面121を有し、静止側密封環130と同様に、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面に沿って二分割可能な構造を有する。
A rotation
回転側密封環120は、軸カラー122により回転軸6に対して着脱可能に固定され、回転軸6と共に回転するようになっている。軸カラー122は、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面122cで二分割可能になっており、ボルト124により分割半割体が分離可能に連結してある。1軸カラー22の内周部は、ボルト24の締め付けにより回転軸6の外周に密着し、軸カラー122は、回転軸6に固定され、回転軸6と共に回転するようになっている。
The rotation-
軸カラー122には、リング126が装着してあると共に、Oリング128が装着してあり、回転側密封環120と回転軸6との間の隙間をシールしている。このOリング128も、Oリング18と同様な合成樹脂あるいはゴムなどで構成され、図1に示すOリング18と同様に、周方向の一カ所で切断面を有する。
A
静止側密封環130は、図1に示す静止側密封環30と同様に、回転軸6の軸芯に実質的に平行な分割面において、分割半割体へと二分割可能であり、その外周には、ホルダ50が配置してある。ホルダ50と静止側密封環130との間には、Oリング52が装着してあり、それらの間のシール性を確保している。
As with the stationary
静止摺動面131に近い静止側密封環130の外周面には、横断面が半円形状のOリング溝32が円周方向に沿って形成してある。Oリング溝32には、Oリング52が装着され、ホルダ50との間をシールしている。
On the outer peripheral surface of the
静止側密封環130の外周面において、Oリング溝32の軸方向の隣には、シール装着面133およびアダプタ先端装着面134が、この順で形成してある。シール装着面133には、Oリング135が装着される。Oリング135は、紐状のOリングが切断面において連結されることで、リング形状のOリングを構成している。
On the outer peripheral surface of the
シール装着面133は、その横断面がOリング135の外周形状に合わせた円弧形状(円の約1/4のR)を有し、密封環130とOリング135との間の隙間を有さないように形成しており、また、シール装着面133にOリング135を装着した状態で、Oリング135の外周が、静止側密封環130の最大外径の外周面から飛び出すようになっている。Oリング135の外周が静止側密封環130の最大外径の外周面138から半径方向の外方に飛び出す寸法は、図1〜図3に示す実施形態において、Oリング35と外周面38との関係と同じである。
The
本実施形態では、シールカバー12の分割面12cに設けられた紐状のガスケット115の他方の第2端部115bは、シールカバー12の内周面に露出しており、Oリング135の外周面の一部に圧接するようになっている。
In the present embodiment, the other
Oリング135は、シール装着面133に接触すると共に、アダプタ先端装着面134である円筒外周面にも接触する。アダプタ先端装着面134には、アダプタ163の先端内周面も接触し、アダプタ163の先端面が、Oリング135に接触可能になっている。アダプタ163の先端面は、図1〜図3に示すアダプタ63と同様に、Oリング135の外周面形状に合わせて凹状に窪んでおり、Oリング135に密着するようになっている。
The O-
アダプタ163の後端部は、リテーナ160により保持してある。リテーナ160は、シールカバー12と同様に、二分割可能な半割体で構成してあり、ボルトにより分割可能に組み立てられている。リテーナ160は、ボルト166によりシールカバー12の外方端面に着脱自在に装着される。
The rear end portion of the
アダプタ163は、図1〜図3に示すアダプタ63と同様な構成を有している。Oリング135およびガスケット115は、図1〜図3に示すOリング35およびガスケット15と同様な材質で構成される。
The
回転摺動面121に近い回転側密封環120の外周面には、Oリング溝が円周方向に沿って形成してある。Oリング溝には、Oリング42が装着され、ホルダ40との間をシールしている。
An O-ring groove is formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotation-
回転側密封環120の外周面において、Oリング42が装着してあるOリング溝の軸方向の隣には、シール装着面233およびアダプタ先端装着面234が、この順で形成してある。シール装着面233には、二次シール部材としてのOリング235が装着される。Oリング235は、紐状のOリングが切断面において連結されることで、リング形状のOリングを構成している。
A
シール装着面233は、その横断面がOリング235の外周形状に合わせた円弧形状(円の約1/4のR)を有し、密封環120とOリング235との間の隙間を有さないように形成しており、また、シール装着面233にOリング235を装着した状態で、Oリング235の外周が、回転側密封環130の最大外径の外周面から飛び出すようになっている。Oリング235の外周が回転側密封環120の最大外径の外周面から半径方向の外方に飛び出す寸法は、図1〜図3に示す実施形態において、Oリング35と外周面38との関係と同じである。
The
Oリング235は、シール装着面233に接触すると共に、アダプタ先端装着面234である円筒外周面にも接触する。アダプタ先端装着面234には、アダプタ263の先端内周面も接触し、アダプタ263の先端面が、Oリング235に接触可能になっている。アダプタ263の先端面は、図1〜図3に示すアダプタ63と同様に、Oリング235の外周面形状に合わせて凹状に窪んでおり、Oリング235に密着するようになっている。
The O-
アダプタ263は、図1〜図3に示すアダプタ63と同様な構成を有している。Oリング235およびガスケット215は、図1〜図3に示すOリング35およびガスケット15と同様な材質で構成される。
The
アダプタ263の後端面には、円周方向に複数配置されたスプリング62の一端が当接し、アダプタ263をOリング235方向に押圧するようになっている。スプリング262の他端は、軸カラー122に保持してある。
One end of a plurality of
軸カラー122に取り付けられたスプリング62によるスプリング力は、アダプタ263に伝わり、Oリング235を押圧し、Oリング235を二次シール装着面233に押し付ける。その押し付け力は、回転側密封環120に伝わり、回転側密封環120の静止摺動面121は、静止側密封環130の回転摺動面131に押し付けられる。
The spring force generated by the
すなわち、回転側密封環120は、ホルダ40およびOリング235と共に、軸カラー122に対して軸方向移動可能に軸カラー122に取り付けられる。しかも、本実施形態では、軸カラー122の分割面112cに設けられた紐状のガスケット215の一方の第1端部215aは、分割面112cにおいて、Oリング128の外周部に当接し、これらの間の密封性を確保している。また、ガスケット215の他方の第2端部215bは、少なくともOリング235の軸方向の移動範囲内で軸カラー122の内周面に露出しており、Oリング235の外周面の一部に圧接するようになっている。
That is, the rotation-
そのためOリング235は、回転側密封環120と共に軸方向に移動する際に、ガスケット215の第2端部215bに沿って摺動可能になっており、しかもそれらの間のシール性を保持している。また、Oリング235の外周部は、ガスケットの第2端部215bとの接触部以外では、軸カラー122の内周面に接触している。したがって、回転側密封環120の外周面と軸カラー122の内周面との隙間幅から外部へと漏れようとする密封流体の漏れを防止することができる。
Therefore, the O-
本実施形態に係る分割型メカニカルシール装置2では、二次シール部材としてのOリング235は、回転側密封環120に対して軸方向に同時に移動するように装着され、軸カラー122の内周面に露出するガスケット215の第2端部215bに対して、回転軸6の軸方向に沿って移動可能に接触している。このため、Oリング235は、回転側密封環120に対して軸方向に相対移動することなく、ガスケット215の第2端部215bに摺動して移動する。このためOリング235が回転側密封環120に摺動することによるOリング235の損傷を抑制することができる。
In the split
またOリング235が回転側密封環120に対して相対移動しないことから、回転側密封環120の割面にOリング235が入り込んで噛み込まれることが防止され、この点でも、Oリング235の損傷を抑制することができる。Oリング235の損傷を抑制することができるため、Oリング235とガスケット215によるシール特性の劣化を防止することができ、シール特性の向上を図ることができる。
Further, since the O-
なお、Oリング235とガスケット215との接触は、軸カラー122の分割面212cでのみ行われ全周ではないことから、ガスケット215に対するOリング235の摩擦力も少なく、Oリング235はガスケット215に対して軸方向にスムーズに移動可能である。
Since the contact between the O-
さらに、Oリング235とガスケット215との接触部において、二次シールと密封環の相対位置が変化しない構造なので、密封流体がスラリーなどである場合においても、スラリーが二次シールと密封環との隙間に入り込んで固着するおそれはなくなり、二次シールの軸方向移動を阻害することが防止され、シール特性の劣化が少ない。
Further, since the relative position between the secondary seal and the sealing ring does not change at the contact portion between the O-
しかも本実施形態では、スプリング62の先端にリング状のアダプタ263が取り付けられ、アダプタ263を介して、Oリング235を軸方向に押圧する。アダプタ263を介してOリング235を軸方向に押圧することで、Oリング235と回転側密封環120との間で、Oリング235を、密封環120に対して相対移動しないように保持させることができる。
Moreover, in this embodiment, a ring-shaped
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
たとえば、上述した実施形態においては静止側密封環30に対して二次シール部材としてのOリングを装着したが、回転側密封環20に対して、二次シールとしてのOリングを装着することも可能である。
また、上述した実施形態では、密封環20および30の外周側に密封流体が存在するインサイド型メカニカルシール装置について説明したが、密封環20および30の内周側に密封流体が存在するアウトサイド型メカニカルシール装置に対しても本発明を適用することができる。
さらに上述した実施形態では、シールカバー12とハウジング4とが別の部材で構成してあるが、これらは一体化してある装置に対しても本発明の構造を適用することができる。その場合には、ハウジング4がシールカバーを兼ねることになる。For example, in the embodiment described above, an O-ring as a secondary seal member is attached to the
In the above-described embodiment, the inside-type mechanical seal device in which the sealing fluid exists on the outer peripheral side of the sealing rings 20 and 30 has been described. However, the outside type in which the sealing fluid exists on the inner peripheral side of the sealing rings 20 and 30. The present invention can also be applied to a mechanical seal device.
Further, in the above-described embodiment, the
本発明の分割型メカニカルシール装置は、ポンプやコンプレッサなどの回転装置における回転軸とケーシングとの隙間を密封するシール装置として幅広く利用することができる。 The split mechanical seal device of the present invention can be widely used as a seal device that seals a gap between a rotating shaft and a casing in a rotating device such as a pump or a compressor.
2,102… 分割型メカニカルシール装置
4… ケーシング
6… 回転軸
12… シールカバー
15,215… ガスケット(一次シール部材)
20,120… 回転側密封環
21,121… 回転摺動面
22,122… 軸カラー
30,130… 静止側密封環
31,131… 静止摺動面
33,233… 二次シール装着面
35,235… Oリング(二次シール部材)
40,50… ホルダ
60… リテーナ
62… スプリング
63… アダプタ2, 102 ... Split
20, 120 ... rotation
40, 50 ...
Claims (4)
シールカバーに取り付けられて前記回転側密封環に対して軸方向に当接して摺動する静止側密封環とを有し、
前記回転軸と当該回転軸を覆うシールカバーとの間の被密封流体を密封する分割型メカニカルシール装置であって、
前記シールカバー、または前記回転軸に固定してある軸カラー部材が、前記回転軸の周囲から取り付け可能なように、分割面で分割可能であり、
前記シールカバーの分割面、または前記軸カラー部材の分割面には、当該分割面からの流体の漏洩を防止する紐状の一次シール部材が、当該一次シール部材の少なくとも一部が前記シールカバーの被密封流体側に露出するように装着され、
前記回転側密封環および前記静止側密封環のいずれか一方の密封環には、周方向に延在する二次シール部材と前記一方の密封環をいずれか他方の密封環に向けて押圧する弾発手段が装着され、
前記一次シール部材の被密封流体側に露出する部分に、前記二次シール部材が接触していることを特徴とする分割型メカニカルシール装置。A rotating side sealing ring attached to the rotating shaft and rotating together with the rotating shaft;
A stationary seal ring attached to the seal cover and sliding in contact with the rotary seal ring in the axial direction;
A split-type mechanical seal device that seals a sealed fluid between the rotary shaft and a seal cover that covers the rotary shaft,
The seal cover or the shaft collar member fixed to the rotating shaft can be divided by a dividing surface so that it can be attached from the periphery of the rotating shaft,
The split surface of the seal cover or the split surface of the shaft collar member has a string-like primary seal member for preventing fluid leakage from the split surface, and at least a part of the primary seal member of the seal cover. It is mounted so as to be exposed to the sealed fluid side,
Either one of the rotating side sealing ring and the stationary side sealing ring includes a secondary seal member extending in the circumferential direction and a bullet that presses the one sealing ring toward the other sealing ring. The firing means is attached,
The split mechanical seal device, wherein the secondary seal member is in contact with a portion exposed to the sealed fluid side of the primary seal member.
前記静止側密封環が前記回転側密封環に向けて軸方向に押圧されている請求項1〜3のいずれかに記載の分割型メカニカルシール装置。The secondary seal member is mounted on the secondary seal mounting surface provided on the outer periphery of the stationary side sealing ring so that it cannot move relative to the stationary side sealing ring in the axial direction.
The split mechanical seal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the stationary side sealing ring is pressed in the axial direction toward the rotation side sealing ring.
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