JP6218556B2 - mechanical seal - Google Patents
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Description
本発明は、メカニカルシールに関し、ガスケットが取付けられたメカニカルシールに関する。 The present invention relates to a mechanical seal and relates to a mechanical seal to which a gasket is attached.
メカニカルシールは、回転環と静止環の端面を摺動接触させてシールを行うシール装置として種々の分野に広く用いられている。 A mechanical seal is widely used in various fields as a sealing device that performs sealing by bringing the end faces of a rotating ring and a stationary ring into sliding contact.
メカニカルシールは、回転環がモータの回転軸等の回転軸に装着されて回転軸と共に回転し、静止環がモータケーシング等の静止側部材に装着され回転しない構造を有している。このようなメカニカルシールでは、機内側に存在する被密封流体が静止環の近傍に流入することを防止すべく、静止環の機内側にダイヤフラムを配置した構成を有するものが知られている(特許文献1)。 The mechanical seal has a structure in which a rotating ring is mounted on a rotating shaft such as a rotating shaft of a motor and rotates together with the rotating shaft, and a stationary ring is mounted on a stationary side member such as a motor casing and does not rotate. As such a mechanical seal, there is known a mechanical seal having a configuration in which a diaphragm is arranged on the inner side of the stationary ring in order to prevent a sealed fluid existing on the inner side of the machine from flowing into the vicinity of the stationary ring (patent) Reference 1).
このようなダイヤフラム付のメカニカルシールでは、ダイヤフラムの径方向外方側に配置された環状の樹脂製ガスケットによって、静止環側の端面シールを形成している構成が提案されている。 In such a mechanical seal with a diaphragm, a configuration is proposed in which an end face seal on the stationary ring side is formed by an annular resin gasket disposed on the radially outer side of the diaphragm.
このような構成では、環状の樹脂製ガスケットが、静止側部材を構成する金属製のカバー部材に形成された円形開口の縁部に圧入されることによって、静止側部材に取付けられている。 In such a configuration, the annular resin gasket is attached to the stationary member by being press-fitted into the edge of the circular opening formed in the metal cover member constituting the stationary member.
また、ダイヤフラムが設けられていないメカニカルシールにおいても、静止環の径方向外方側に環状のガスケットを配置することによって、静止環の端面シールを形成する構成が提案されている。 Further, even in a mechanical seal not provided with a diaphragm, a configuration has been proposed in which an end face seal of a stationary ring is formed by disposing an annular gasket on the radially outer side of the stationary ring.
このような構成でも、環状の樹脂製ガスケットが、静止側部材を構成する金属製のカバー部材に形成された円形開口の縁部に圧入されることによって、静止側部材に取付けられている。 Even in such a configuration, the annular resin gasket is attached to the stationary member by being press-fitted into the edge of the circular opening formed in the metal cover member constituting the stationary member.
上記構成は、上述したように、樹脂製のガスケットを金属製のカバー部材に取付けた構造を有するため、冬場の屋外等の低温条件下では、樹脂と金属の熱膨張率の差によって相対的な寸法が変化し、カバー部材からガスケットが外れてしまい、メカニカルシールの取付け作業が円滑に行えない等の問題が生じていた。 As described above, the structure has a structure in which a resin gasket is attached to a metal cover member. Therefore, under the low temperature conditions such as outdoors in winter, the structure is relatively increased due to the difference in thermal expansion coefficient between the resin and the metal. The dimensions have changed, the gasket has been removed from the cover member, and problems such as the inability to smoothly install the mechanical seal have occurred.
また、この樹脂製のガスケットは、ダイヤフラムやシール用Oリングの位置決めをする機能も果たしているため、このガスケットがカバー部材から外れるとダイヤフラム、Oリング等のメカニカルシール構成部品が所定位置からずれてしまいメカニカルシールの性能が低下する等の問題も生じてしまう。 In addition, this resin gasket also functions to position the diaphragm and the sealing O-ring. Therefore, when the gasket is detached from the cover member, mechanical seal components such as the diaphragm and the O-ring are displaced from the predetermined positions. Problems such as deterioration of the performance of the mechanical seal also occur.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低温下においてもガスケットが外れにくいメカニカルシールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the mechanical seal which a gasket does not come off easily also under low temperature.
本発明の他の好ましい態様によれば、
回転軸に取付けられた回転環の端面と静止側部材に連結された静止環の端面とを摺動接触させてシールを行うメカニカルシールであって、
機体に連結固定され、前記回転軸が通される開口を有する金属製のシールカバーと、
前記シールカバーの開口にシールを形成する環状ガスケットであって、径方向に延びる突出部を有している樹脂製の環状ガスケットと、
前記突出部が嵌合する凹部と、を備えている、
ことを特徴とするメカニカルシールが提供される。
According to another preferred embodiment of the invention,
A mechanical seal that performs sealing by slidingly contacting an end face of a rotating ring attached to a rotating shaft and an end face of a stationary ring connected to a stationary side member,
A metal seal cover that is connected and fixed to the airframe and has an opening through which the rotating shaft passes;
An annular gasket for forming a seal at the opening of the seal cover, and a resin-made annular gasket having a projecting portion extending in a radial direction;
A recess into which the protrusion fits,
A mechanical seal is provided.
このような構成によれば、低温下で、金属製の静止側部材と収縮した場合であっても、環状ガスケットに形成された径方向内方に延びる突出部が、径方向外方に向かって開口する凹部に収容されるので、樹脂製の環状ガスケットが外れに難くなる。 According to such a configuration, even when the metal stationary side member contracts at a low temperature, the radially inward protruding portion formed on the annular gasket is directed outward in the radial direction. Since it accommodates in the recessed part which opens, resin-made annular gaskets become difficult to remove.
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記シールカバーと前記静止環との間に配置された環状のリテーナをさらに備え、
前記凹部が、前記環状リテーナに形成された径方向外方に向かって開口する凹部であり、
前記突出部が、径方向内方に延びる突出部である。
According to another preferred embodiment of the invention,
An annular retainer disposed between the seal cover and the stationary ring;
The recess is a recess formed in the annular retainer and opening outward in the radial direction;
The protrusion is a protrusion extending inward in the radial direction.
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記静止環から径方向外方に延びるように前記静止環に取付けられた環状ダイヤフラムを備え、
該環状ダイヤフラムの径方向外方端部が、前記リテーナと前記環状ガスケットとの間に挟持されている。
According to another preferred embodiment of the invention,
An annular diaphragm attached to the stationary ring so as to extend radially outward from the stationary ring;
The radially outer end of the annular diaphragm is sandwiched between the retainer and the annular gasket.
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記突出部が、前記ガスケット上で環状に延び、
前記凹部が、前記リテーナ上で環状に延びている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The protrusion extends annularly on the gasket;
The recess extends annularly on the retainer.
このような構成によれば、ガスケットの全周にわたって形成された突出部が、リテーナの全周にわたって形成された凹部に嵌合することになるため、環状のガスケットの外れが確実に防止される。 According to such a configuration, the protrusion formed over the entire circumference of the gasket is fitted into the recess formed over the entire circumference of the retainer, so that the annular gasket is reliably prevented from coming off.
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ガスケットが、軸線方向に延びる延長部を有し、
前記突出部が、前記延長部の先端に形成されている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The gasket has an extension extending in an axial direction;
The protrusion is formed at the tip of the extension.
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ガスケットを構成する材料が、前記リテーナを構成する材料より熱膨張係数が高い。
According to another preferred embodiment of the invention,
The material constituting the gasket has a higher coefficient of thermal expansion than the material constituting the retainer.
このような構成によれば、径方向外方に位置するガスケットの突出部の方が径方向内方に位置するリテーナの凹部より、温度低下によって大きく収縮するため、低温下では、ガスケットに設けられた突出部がリテーナに設けられた凹部に確実に食い込み、ガスケットの外れがより確実に防止される。 According to such a configuration, the protruding portion of the gasket positioned radially outward contracts more greatly due to the temperature drop than the recessed portion of the retainer positioned radially inward. Thus, the protruding portion surely bites into the recess provided in the retainer, and the gasket is prevented from coming off more reliably.
本発明によれば、低温下等においてもガスケットが外れにくいメカニカルシールが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mechanical seal in which a gasket does not come off easily at low temperature etc. is provided.
以下、本発明の第1の実施形態のメカニカルシールについて図面に沿って説明する。図1は、本実施形態のメカニカルシールの構成を示す断面図であり、図2は、メカニカルシールの静止環付近の構成を示す拡大図である。 Hereinafter, the mechanical seal of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated along drawing. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the mechanical seal of the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration in the vicinity of the stationary ring of the mechanical seal.
本実施形態のメカニカルシール10は、モータの回転軸等の回転軸Sに装着されて回転軸Sと共に回転する回転環12と、機体に固定された静止側部材である金属製のシールカバー14に連結された静止環16とを備えている。詳細には、メカニカルシール10は、シールカバー14に形成され回転軸Sが通される開口内に配置されている。
The
本実施形態のメカニカルシール10は、静止環16が、カーボン等の耐摩耗性材料で構成され、円環状の形状を有している。静止環16は、その先端面が、回転環12の先端面と摺動接触し、回転シール部分を形成する。静止環16は、コンプリング18が連結され、このコンプリング18を介してスプリング20によって回転環12方向に付勢されている。
In the
本実施形態のメカニカルシール10は、更に、静止環16に取付けられた環状のダイヤフラム22を備えている。ダイヤフラム22は、ゴム、合成樹脂等の材料で形成された環状部材であり、径方向内方端が静止環16の外周面に設けられた環状溝に挿入され、径方向外方に延びるように配向された状態で、静止環16に連結固定されている。このダイヤフラム22は、機内側(図1の左側)に存在する被密封流体がメカニカルシール内に流入することを防止する機能を有する。
The
メカニカルシール10は、さらに、シールカバー14と静止環16との間に配置された環状のリテーナ24を備えている。リテーナ24の径方向内方端の機内側部分には、断面が矩形状の環状の内方段部24aが形成されている。この内方段部24aには、OリングOが嵌合され、静止環16とリテーナ24との間をシールしている。
The
リテーナ24の径方向外方端の機内側部分にも、断面が矩形状の環状の外方段部24bが形成されている。この外方段部24bの底面の機外側部分には、径方向外方に向かって開口する凹部24cが形成されている。凹部24cは、環状のリテーナ24の外周面の全周にわたって延びる環状の溝部とされている。
An annular
メカニカルシール10は、さらに、リテーナ24の機内側(図1の左側)で、シールカバー14の開口内に配置された環状ガスケット26を備えている。ガスケット26は、合成樹脂で一体的に形成された、径方向に延びる本体部26aと、本体部26aの径方向外端から軸線方向に延びる延長部26bとから成る略L字状の断面形状を有している。延長部26bの先端には、径方向内方に向かって突出する突出部26cが形成されている。突出部26cは、環状ガスケット16の内周面の全周にわたって延びる環状の突出部とされている。
The
本実施形態のメカニカルシール10は、環状ガスケット26の突出部26cが、メカニカルシール10の組み立て状態において、リテーナ20の凹部24cすなわち環状溝部に嵌合するように構成されている。
The
また、本実施形態のメカニカルシール10は、リテーナ24が、ガスケット26を形成する合成樹脂より熱膨張係数が低い合成樹脂で形成され、ガスケット26との間で環状ダイヤフラム22の外縁部を挟持するように構成されている。
Further, in the
ガスケット26は、シールカバー14の円形の開口に圧入されることによって、シールカバー14に取付けられる。本実施形態では、ガスケット26の外径は、シールカバー14の円形開口の内径より0.1乃至0.5mm大きく設定されている。
The
上述のように、本実施形態のメカニカルシール10は、ガスケット26が組み込まれたとき、リテーナ24の凹部24cに、ガスケット26の環状の突出部26cの先端部が嵌合するので、低温下においても、ガスケット26、およびリテーナ24とガスケット26の間に挟持されたダイヤフラム22とが外れにくい構造となる。
As described above, in the
さらに、径方向外方に位置するガスケット26の突出部26cの方が径方向内方に位置するリテーナ24の凹部24cより、温度低下によって大きく収縮するため、低温下では、ガスケット26に設けられた突出部26cがリテーナ24に設けられた凹部24cに食い込み、ガスケット26の外れがより確実に防止される。
Further, since the protruding
次に、本発明の第2の実施形態のメカニカルシール10’について図面に沿って説明する。図3は、本実施形態のメカニカルシール10’の構成を示す断面図であり、図4は、メカニカルシール10’の静止環付近の構成を示す拡大図である。
Next, a mechanical seal 10 'according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the
本実施形態のメカニカルシール10’は、ダイヤフラム22が設けられていない点で、第1の実施形態のメカニカルシール10等と異なっているが、他の構成はメカニカルシール10と同様である。なお、図3および図4では、各構成要素に、図1および図2の対応する構成要素に付した参照符号に「’」を付した参照符号を付している。
The
上述したように、本実施形態のメカニカルシール10’では、ダイヤフラム22が設けられていないので、図3および図4に示されているように、リテーナ24’が、直接、ガスケット26’と接触している。
さらに、リテーナ24’には、内方段部に代えて、全周にわたって延びる内方溝部材24a’が形成され、OリングO’を収容している。
As described above, since the
Further, in the
本実施形態のメカニカルシール10’においても、ガスケット26’は、シールカバー14’の円形の開口に圧入されることによって、シールカバー14’に取付けられる。本実施形態でも、ガスケット26’の外径は、シールカバー14’の円形開口の内径より0.1乃至0.5mm大きく設定されている。
Also in the
さらに、径方向外方に位置するガスケット26’の突出部26c’の方が径方向内方に位置するリテーナ24’の凹部24c’より、温度低下によって大きく収縮するため、低温下では、ガスケット26に設けられた突出部26c’がリテーナ24’に設けられた凹部24c’に食い込み、ガスケット26’の外れがより確実に防止される。
Furthermore, the
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。 Without being limited to the above-described embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
上記実施形態では、ガスケット26に設けられた突出部26cが環状の突出部であり、リテーナ24に設けられた凹部24cが環状の溝部とされているが、ガスケットに角度間隔をおいた複数の独立した突出部を設け、この突出部を受け入れ可能な独立した凹部をリテーナの対応する位置に設けた構成でもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ガスケット26に径方向内方に延びる突出部26cを設け、この突出部26cを収容する凹部26をリテーナ24に設けたが、ガスケットに径方向外方に延びる突出部を設け、シールカバーに、径方向外方に延びる突出部を収容するように径方向内方に延びる凹部を設けた構成でもよい。
In the above embodiment, the
10:メカニカルシール
12:回転環
14:シールカバー
16:静止環
18:コンプリング
22:ダイヤフラム
24:リテーナ
24c:凹部
26:環状ガスケット
26a:本体部
26b:延長部
26c:突出部
10: Mechanical seal 12: Rotating ring 14: Seal cover 16: Stationary ring 18: Comping ring 22: Diaphragm 24:
Claims (4)
前記静止側部材に連結固定され、前記回転軸が通される開口を有する金属製のシールカバーと、
前記開口内で前記シールカバーと前記静止環との間に配置された環状リテーナであって、前記静止環との間をシールするOリングが嵌合される環状リテーナと、
前記環状リテーナに隣接して前記開口内に配置された合成樹脂製の環状ガスケットと、を備え、
前記環状ガスケットが、径方向内方に延びる環状突出部を有し、
前記環状リテーナが、径方向外方に向かって開口し前記環状ガスケットの環状突出部が嵌合する環状凹部を有している、
ことを特徴とするメカニカルシール。 A mechanical seal that performs sealing by slidingly contacting an end face of a rotating ring attached to a rotating shaft and an end face of a stationary ring connected to a stationary side member,
A metal seal cover connected and fixed to the stationary side member and having an opening through which the rotating shaft is passed;
An annular retainer disposed between the seal cover and the stationary ring in the opening, the annular retainer being fitted with an O-ring for sealing between the stationary ring;
A synthetic resin annular gasket disposed in the opening adjacent to the annular retainer, and
The annular gasket has an annular protrusion extending radially inward;
The annular retainer has an annular recess that opens radially outward and fits with an annular projection of the annular gasket;
A mechanical seal characterized by that.
前記環状ダイヤフラムの径方向外方端部が、前記環状リテーナと前記環状ガスケットとの間に挟持されている、
請求項1に記載のメカニカルシール。 An annular diaphragm attached to the stationary ring so as to extend radially outward from the stationary ring;
The radially outer end of the annular diaphragm is sandwiched between the annular retainer and the annular gasket.
The mechanical seal according to claim 1 .
前記環状突出部が、前記延長部の先端に形成されている、
請求項1または2のいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The annular gasket has an extension extending in an axial direction;
The annular protrusion is formed at the tip of the extension;
The mechanical seal of any one of Claim 1 or 2 .
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The material constituting the annular gasket has a higher coefficient of thermal expansion than the material constituting the annular retainer,
The mechanical seal according to any one of claims 1 to 3 .
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