JP6158205B2 - ベローズシール - Google Patents
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Description
前記第1密封環は、前記ベローズに固定されるリテーナの端面とラップジョイントをもって密封的に連結されると共に、前記第1密封環と前記リテーナとはノックピンにより前記シールカバー側に回り止めされることを特徴としている。
この特徴によれば、スプリングが第1密封環に対して十分な押圧力を有するために、ベローズは、第1密封環に対する押圧力をほどんど有する必要がなく、ベローズを自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズの圧縮による内部応力を極小とすることができ、ベローズの山数を少なくすることができるためベローズの生産コストを低減することができ、また、ベローズシールをコンパクトにすることができる。
また、第1密封環の摺動に伴うトルクはノックピンが受け持ち、ベローズに作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズは影響を受けないため、ベローズには、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
また、第1密封環は、リテーナとラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、第1密封環には従来技術1のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、第1密封環は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。
この特徴によれば、ベローズを介してリテーナ側に突出する段部の内周側の接触部に圧力による押し付け力が付与されるので、第1密封環とリテーナとの密封性を十分に保持することができる。
この特徴によれば、第1密封環は第2密封環に対して外周高で摺接し、第1密封環と第2密封環との摺動面の密封性を向上することができる。
この特徴によれば、第1密封環の図心の第2密封環と反対側へのずれを、第1密封環の機能を損なうことなく達成することができる。
この特徴によれば、リテーナ側に突出する段部とリテーナとの面圧が第1密封環と第2密封環との面圧より大きくなるため、第1密封環とリテーナとの密封性を向上することができる。
(1)スプリングが第1密封環に対して十分な押圧力を有するために、ベローズは、第1密封環に対する押圧力をほどんど有する必要がなく、ベローズを自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズの圧縮による内部応力を極小とすることができ、ベローズの山数を少なくすることができるためベローズの生産コストを低減することができ、また、ベローズシールをコンパクトにすることができる。
また、第1密封環の摺動に伴うトルクはノックピンが受け持ち、ベローズに作用しないので、摺動トルクが変動してもベローズは影響を受けないため、ベローズには、被密封流体による応力と圧縮による極小の内部応力しか作用しないので、合成応力を極小をとすることができ、耐圧を向上させることができる。
また、第1密封環は、リテーナとラップジョイントをもって密封的に連結される構造であるため、第1密封環には従来技術1のように焼嵌めによる圧縮応力が作用することはないので圧縮応力による破損を防止することができる。さらに、第1密封環は単体構造なので、熱による平面度変化を極小とすることができる。
図1及び図2を参照しながら、本発明の実施の形態1に係るベローズシールを説明する。
図1において、参照符号1は、石油精製、石油化学および製鉄化学等において200℃を越えるような高圧・高温液、たとえば、石油精製プラントの減圧蒸留設備の熱油を扱うポンプ等のハンジング2の機内側を機外側に対して密封するためのベローズシールである。なお、図中右側が機内側(高圧流体側)、図中左側が機外側(大気側)である。
シールリングの軸方向の断面における図心のメイティングリング9と反対側へのずれは、シールリング8の略対称な形状の本体部8Aからメイティングリング9側に突出する段部8Bの高さがリテーナ12側に突出する段部8Cの高さより大きく設定されていることにより行われるため、シールリングの機能を損なうことなく達成することができる。
図3及び図4を参照しながら、本発明の実施の形態2に係るベローズシールを説明する。
実施の形態2に係るベローズシールは、第1密封環を構成するシールリング及び第2密封環を構成するメイティングリングの形状・構造において実施の形態1と相違するが、その他は実施の形態1と同じであり、図3及び図4において、図1及び図2と同じ符号は同じ部材を指しており、重複する説明は省略する。
以下、実施の形態1と相違する部分について主に説明する。
動圧発生溝30、31の深さは、μm単位の微細加工によって微小深さに形成されている。
なお、図4に示す動圧発生溝30、31は、一例に過ぎず、例えば、ディンプルあるいはレイリーステップでもよく、要はシールリングとの相対移動により動圧を発生する形状であればよい。
このように、実施の形態2のベローズシール1は、ラップジョイントの構造を非接触式シールに採用したものである。
すなわち、ベローズ11が伸縮する回転軸4の軸方向に沿ってスプリング13がシールカバー3の内周側に取り付けられており、スプリング13がリテーナ12を介してシールリング8に対して十分な押圧力を有するため、ベローズ11は、シールリング8に対する押圧力をほどんど有する必要がない。そのため、ベローズ11を自由長近傍の状態で取り付けることができ、ベローズ11の圧縮による内部応力を極小とすることができる。つまり、ベローズ11の山数を少なくすることができるために、ベローズ11の生産コストを低減することができる。また、ベローズシール1をコンパクトにすることができる。ベローズ11の山数は、6山以下が望ましく、好適には4山である。
その際、実施の形態1のように、接触式シールの場合は、シールリング8の軸方向の断面における図心がメイティングリング9と反対側に位置するように設定することにより、シールリング8とメイティングリング9との摺動面の密封性を向上することができるというものである。
2 ハウジング
3 シールカバー
4 回転軸
5 スリーブカラー
6 スリーブ
7 Oリング
8、28 シールリング(第1密封環)
8A、28A シールリングの本体部
8B メイティングリング側に突出する段部
8C、28C リテーナ側に突出する段部
8S シールリングの摺動面
28S シールリングの密封面
9、29 メイティングリング(第2密封環)
9S メイティングリングの摺動面
29S メイティングリングの密封面
10 アダプタ
11 ベローズ
12 リテーナ
13 スプリング
14 Oリング
15 Oリング
17 ノックピン
18 スナップリング
30、31 動圧発生溝
L メイティングリング側からシールリングの図心までの距離
b メイティングリングとリテーナとの間の距離
DLI シールリングのリテーナ側に突出する段部の内径
Dm ベローズの中心径
W1 シールリングのメイティングリング側に突出する段部の径方向の幅
W2 シールリングのリテーナ側に突出する段部の径方向の幅
Claims (4)
- ハウジングと回転軸との間に形成され軸封部に装着されるシールカバーと、
前記シールカバーの内周側に軸方向移動自在に配置される第1密封環と、
前記回転軸に固定される第2密封環と、
前記シールカバーの内周側に取り付けられ、前記シールカバーと前記第1密封環との間に軸方向伸縮自在に取り付けられるベローズと、
前記シールカバーの内周側に配置され、前記第1密封環を前記第2密封環の方向に押圧するスプリングと、を具備し、
前記第1密封環は、前記ベローズに固定されるリテーナの端面とラップジョイントをもって密封的に連結されると共に、前記第1密封環と前記リテーナとはノックピンにより前記シールカバー側に回り止めされており、
更に前記第1密封環は、軸方向の断面における図心が前記第2密封環とリテーナとの間の中間より前記第2密封環と反対側に位置するように設定されることを特徴とするベローズシール。 - 前記第1密封環は、リテーナ側に突出する段部を備え、前記リテーナ側に突出する段部の内径は前記ベローズの中心径以上に設定されることを特徴とする請求項1記載のベローズシール。
- 前記第1密封環は、その本体部が前記図心に対して略対称な形状に形成され、前記本体部から第2密封環側に突出する段部を備え、前記第2密封環側に突出する段部の高さが前記リテーナ側に突出する段部の高さより大きく設定されることを特徴とする請求項2記載のベローズシール。
- 前記第1密封環の前記リテーナ側に突出する段部の径方向の幅は前記第2密封環側に突出する段部の径方向の幅より小さく設定されることを特徴とする請求項3記載のベローズシール。
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