JP6305865B2 - Outside type mechanical seal - Google Patents
Outside type mechanical seal Download PDFInfo
- Publication number
- JP6305865B2 JP6305865B2 JP2014158617A JP2014158617A JP6305865B2 JP 6305865 B2 JP6305865 B2 JP 6305865B2 JP 2014158617 A JP2014158617 A JP 2014158617A JP 2014158617 A JP2014158617 A JP 2014158617A JP 6305865 B2 JP6305865 B2 JP 6305865B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- ring
- stationary
- sealing
- rotary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
本発明は、被密封流体が凝固成分、固形成分等を含有するスラリ液である場合にも良好なシール機能を発揮しうるアウトサイド型メカニカルシールに関するものである。 The present invention relates to an outside-type mechanical seal that can exhibit a good sealing function even when a fluid to be sealed is a slurry liquid containing a solidified component, a solid component, and the like.
従来のアウトサイド型メカニカルシールとして、特許文献1の図1に開示されるように、回転機器の軸封部ハウジングに取り付けられた筒状のシールケースと、シールケースを洞貫する当該回転機器の回転軸に固定された回転密封環と、回転密封環より軸封部ハウジング側に配してシールケースに軸線方向移動可能に保持された静止密封環と、シールケースと静止密封環との間に介装されて、静止密封環を回転密封環に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備して、両密封環の対向端面である密封端面の相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分の内周側領域である機内領域(被密封流体領域)とその外周側領域である機外領域(大気領域)とを遮蔽シールするように構成されたもの(以下「従来シール」という)が公知である。
As a conventional outside type mechanical seal, as disclosed in FIG. 1 of
ところで、密封端面の相対回転摺接作用によりシール機能を発揮するメカニカルシールにあっては、機内領域の流体(被密封流体)がスラリ液である場合、密封端面の相対回転摺接部分に凝固成分等のスラリ成分が凝固、析出して良好なメカニカルシール機能を発揮できなくなる虞れがあるため、被密封流体領域における当該相対回転摺接部分の近傍に清水等のフラッシング液を注入して当該相対回転摺接部分を洗浄、冷却するようにしておくことが好ましい。 By the way, in the case of a mechanical seal that exhibits a sealing function by the relative rotational sliding contact action of the sealed end face, when the fluid (sealed fluid) in the in-machine region is a slurry liquid, a solidified component is present in the relative rotational sliding contact part of the sealed end face. Since a slurry component such as solidified and precipitated may not be able to exhibit a good mechanical seal function, a flushing liquid such as fresh water is injected in the vicinity of the relative rotational sliding contact portion in the sealed fluid region. It is preferable to wash and cool the rotating sliding contact portion.
しかし、特許文献1の図4に示すようなインサイド型メカニカルシールでは、密封端面の相対回転摺接部分の外周側領域が被密封流体領域であることから、シールケースに当該相対回転摺接部分又はその近傍に向けて開口するフラッシング液通路を形成しておくことにより、フラッシング液通路から注入したフラッシング液により当該相対回転摺接部分を効果的に洗浄、冷却することができるが、従来シールのようなアウトサイド型メカニカルシールでは、密封端面の相対回転摺接部分の内周側領域が被密封流体領域となることから、その構造上、シールケースには当該相対回転摺接部分を効果的にフラッシングできるフラッシング液通路を形成しておくことができない。すなわち、シールケースに被密封流体領域に開口するフラッシング液通路を形成する場合、フラッシング液通路の開口位置は当該相対回転摺接部分に最も近い位置であっても静止密封環の基端面の近傍位置となる。つまり、アウトサイド型メカニカルシールでは、シールケースにどのような形態でフラッシング液通路を形成したとしても、フラッシング液を当該相対回転摺接部分の近傍に注入させることができず、当該相対回転摺接部分から隔たった静止密封環の基端面の近傍に注入させ得るに過ぎない。したがって、フラッシング液による当該相対回転摺接部分の洗浄、冷却が効果的に行われるためには、フラッシング液通路から注入されたフラッシング液が静止密封環と回転軸との対向周面間を通過して当該相対回転摺接部分へと流入されることが必要であるが、フラッシング液がこのように流動されることは極めて困難であることから、アウトサイド型メカニカルシールでは、フラッシングによっては当該相対回転部分の洗浄、冷却を効果的に行うことができない。
However, in the inside type mechanical seal as shown in FIG. 4 of
このため、従来シールにあっては、特許文献1の図1(B)に示す如く、静止密封環3の密封端面3Aの内周部に潤滑溝3Lを形成して、被密封流体を潤滑溝3Lに導くことによって密封端面3A,10Aの相対回転摺接部分の潤滑、冷却及び洗浄を行うと共に、同文献1の図1(A)に示す如く、静止密封環3の内周側に配して回転軸70に撹拌羽根4Fを有する撹拌部4を設けて、静止密封環3の内周側領域において被密封流体を撹拌させることにより当該相対回転摺接部分の洗浄、冷却を行うようにして、被密封流体がスラリ液である場合にも、同文献1の図1(A)に示す如く当該相対回転摺接部分の外周側にクエンチング液通路40から清水等のクエンチング液を注入することとも相俟って、当該相対回転摺接部分へのスラリ成分の凝固、析出を防止すべく図っている。
For this reason, in the conventional seal, as shown in FIG. 1B of
しかし、従来シールでは、当該相対回転摺接部分の内周側に潤滑溝3L及び撹拌部4を設けておくことにより当該相対回転摺接部分の洗浄、冷却を被密封流体であるスラリ流体により行うため、当該相対回転摺接部分へのスラリ成分の凝固、析出をさほど防止することができず、良好なメカニカルシール機能を期待することができない。
However, in the conventional seal, the lubrication groove 3L and the
本発明は、このような点に鑑みて、両密封環の相対回転摺接部分の内周側にフラッシング液を流入させることができ、被密封流体がスラリ液である場合にも、当該相対回転摺接部分へのスラリ成分の凝固、析出を可及的に防止して良好なメカニカルシール機能を発揮することができるアウトサイド型メカニカルシールを提供することを目的とするものである。 In view of such a point, the present invention can allow the flushing liquid to flow into the inner peripheral side of the relative rotational sliding contact portion of both sealing rings, and the relative rotation even when the sealed fluid is a slurry liquid. It is an object of the present invention to provide an outside type mechanical seal capable of exhibiting a satisfactory mechanical seal function by preventing the solidification and precipitation of slurry components to the sliding contact portion as much as possible.
本発明は、回転機器の軸封部ハウジングに取り付けられた筒状のシールケースと、シールケースを洞貫する当該回転機器の回転軸に固定された回転密封環と、回転密封環より軸封部ハウジング側に配してシールケースに軸線方向移動可能に保持された静止密封環と、シールケースと静止密封環との間に装填されて、静止密封環を回転密封環に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備して、両密封環の対向端面である密封端面の相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分の内周側領域である機内領域とその外周側領域である機外領域とを遮蔽シールするように構成されたアウトサイド型メカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、静止密封環の基端部分がシールケースの内周部にOリングを介して軸線方向移動可能に嵌合保持されており、静止密封環の先端面を径方向に微小幅の密封端面に構成すると共に静止密封環の先端部分の内周面を密封端面の内周縁から基端部分の内周面へと漸次縮径する截頭円錐面に形成してあり、回転密封環の先端面を、内径を静止密封環の基端部分の内周面より大径とする密封端面に構成すると共に、回転密封環の基端部分を回転軸に固定した固定環に嵌合固定して、回転密封環の先端部分と回転軸との対向周面間に固定環で閉塞され且つ静止密封環方向に開口する円筒状の空間部を形成し、シールケースに、静止密封環の基端面に近接して機内領域に開口するフラッシング液通路を形成しておくことを提案するものである。 The present invention relates to a cylindrical seal case attached to a shaft seal housing of a rotary device, a rotary seal ring fixed to the rotary shaft of the rotary device passing through the seal case, and a shaft seal portion from the rotary seal ring. A stationary seal ring arranged on the housing side and held axially movable in the seal case, and loaded between the seal case and the stationary seal ring, and urged to press the stationary seal ring against the rotary seal ring. And an outer region that is the outer peripheral region of the outer peripheral side region of the relative rotational sliding contact portion by the relative rotational sliding contact action of the sealing end surface that is the opposite end surface of both sealing rings. In the outside type mechanical seal configured to shield the region, in order to achieve the above-described purpose, in particular, the base end portion of the stationary seal ring is axially connected to the inner peripheral portion of the seal case via the O-ring. Transfer The distal end surface of the stationary sealing ring is configured as a sealing end surface having a minute width in the radial direction, and the inner peripheral surface of the distal end portion of the stationary sealing ring is changed from the inner peripheral edge of the sealing end surface to the inner end of the proximal end portion. It is formed in a frustoconical surface that gradually decreases in diameter to the peripheral surface, and the distal end surface of the rotary seal ring is configured as a sealed end surface whose inner diameter is larger than the inner peripheral surface of the base end portion of the stationary seal ring The base end portion of the rotary seal ring is fitted and fixed to a fixed ring fixed to the rotary shaft, and is closed between the opposite peripheral surfaces of the rotary seal ring and the rotary shaft in the stationary seal ring direction. The present invention proposes to form an open cylindrical space and to form a flushing liquid passage in the seal case in the vicinity of the base end face of the stationary sealing ring and opening in the in-machine region.
かかるアウトサイド型メカニカルシールの好ましい実施の形態にあって、回転密封環及び静止密封環はセラミックス製のものであり、静止密封環の密封端面の径方向幅が1mm以下であり、バランス径D0が静止密封環の密封端面の内外径D1,D2に対してD1≦D0≦D2となるように設定されている。 In a preferred embodiment of such an outside type mechanical seal, the rotary seal ring and the stationary seal ring are made of ceramics, the radial width of the sealed end face of the stationary seal ring is 1 mm or less, and the balance diameter D0 is It is set so that D1 ≦ D0 ≦ D2 with respect to the inner and outer diameters D1 and D2 of the sealing end face of the stationary sealing ring.
本発明のアウトサイド型メカニカルシールにあっては、シールケースと軸封部ハウジングとの衝合部分に内方に開口する環状隙間を形成して、この環状隙間の外周側部分にシールケースと軸封部ハウジングとの間をシールする環状のガスケットを装填すると共に、フラッシング液通路を当該環状隙間の内周側部分に静止密封環の基端面に近接して開口させておくことが好ましい。また、シールケースに、両密封環の相対回転摺接部分の近傍において機外領域に開口するクエンチング液通路を形成しておくことが好ましい。また、当該メカニカルシールを、シールケース及びこれに取り付けられる部材からなる静止側密封要素と固定環及び回転密封環からなる回転側密封要素とを、固定環に着脱自在に取り付けたセット爪をシールケースに係合させることにより、メカニカルシールの使用形態と同一の形態に一時的に連結しておくように構成したカートリッジ型のメカニカルシールとしておくことが好ましい。 In the outside type mechanical seal of the present invention, an annular gap opening inward is formed at the abutting portion between the seal case and the shaft seal housing, and the seal case and the shaft are formed on the outer peripheral side portion of the annular gap. It is preferable that an annular gasket for sealing between the sealing portion housing and the flushing fluid passage is opened at the inner peripheral side portion of the annular gap in the vicinity of the base end face of the stationary sealing ring. Further, it is preferable to form a quenching liquid passage that opens to the outside region in the vicinity of the relative rotational sliding contact portion of both sealing rings in the seal case. Further, a set claw in which the mechanical seal is detachably attached to the stationary ring with a stationary side sealing element composed of a seal case and a member attached thereto and a rotary side sealing element composed of a stationary ring and a rotational sealing ring is attached to the stationary ring. It is preferable to use a cartridge-type mechanical seal that is configured to be temporarily connected to the same form as the use form of the mechanical seal.
本発明のアウトサイド型メカニカルシールにあっては、回転密封環と回転軸との間に静止密封環方向に開口する空間を形成すると共に静止密封環の先端部分の内周面を截頭円錐面とすることによって、静止密封環の基端面に近接して開口するフラッシング液通路から注入したフラッシング液を、回転部材で囲繞された前記空間の減圧効果により径方向幅が当該空間より小さな静止密封環と回転軸との隙間から当該空間へと流入させた上、両密封環の相対回転摺接部分の内周側へと流動させることができるから、フランシング液による当該相対回転摺接部分の潤滑、冷却、洗浄を確実に行うことができる。したがって、静止密封環の密封端面の径方向幅を微小として回転密封環の密封端面との接触面積を小さくするように構成したこととも相俟って、被密封流体がスラリ流体である場合にも、密封端面間へのスラリ成分の凝固、析出を可及的に防止して、良好なメカニカルシール機能を発揮することができる。 In the outside type mechanical seal of the present invention, a space that opens in the direction of the stationary seal ring is formed between the rotary seal ring and the rotary shaft, and the inner peripheral surface of the distal end portion of the static seal ring is the frustoconical surface. Accordingly, the flushing liquid injected from the flushing liquid passage that opens close to the base end face of the stationary seal ring is a stationary seal ring having a smaller radial width than the space due to the pressure reducing effect of the space surrounded by the rotating member. Since it can flow into the space from the gap between the rotary shaft and the inner peripheral side of the relative rotational sliding contact portion of both sealing rings, lubrication of the relative rotational sliding contact portion with the fringing liquid is possible. Cooling and cleaning can be performed reliably. Therefore, in combination with the configuration in which the radial width of the sealing end face of the stationary sealing ring is made small to reduce the contact area with the sealing end face of the rotary sealing ring, even when the sealed fluid is a slurry fluid, , solidification of slurry components to between the seal end faces, to prevent the precipitated soluble retroactively, can exhibit a good mechanical seal functions.
以下、本発明の実施の形態を図1及び図2に基づいて具体的に説明する。図1は本発明に係るアウトサイド型メカニカルシールの一例を示す断面図であり、図2は図1の要部を拡大して示す詳細図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an outside type mechanical seal according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed view showing an enlarged main part of FIG.
図1に示すアウトサイド型メカニカルシールMは、スラリ成分(凝固成分、固形成分等)を含有する液体(スラリ液)を扱う横型回転機器に装備されたもので、当該回転機器の軸封部ハウジング1に取り付けられたシールケース2と、シールケース2に保持された静止密封環3と、シールケース2を水平に洞貫する当該回転機器の回転軸4に固定された固定環5と、固定環5に固定された回転密封環6と、シールケース2と静止密封環3との間に装填されて静止密封環3を回転密封環6へと押圧接触させるべく附勢するスプリング部材7と、シールケース2に形成されたフラッシング液通路8及びクエンチング液通路9とを具備して、両密封環3,6の対向端面たる密封端面3a,6aの相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分Sの内周側領域である機内領域(被密封流体領域)Aとその外周側領域である機外領域(大気領域)Bとを遮蔽シールするように構成されている。なお、以下の説明において、前後とは図1における左右を意味するものとする。
An outside-type mechanical seal M shown in FIG. 1 is equipped in a horizontal rotary device that handles a liquid (slurry liquid) containing a slurry component (solidified component, solid component, etc.), and a shaft seal housing of the rotary device. A
シールケース2は、図1に示す如く、軸封部ハウジング1の機外領域側端面(前端面)1aに衝合する円筒状の本体部21と、本体部21の軸封部ハウジング側端部(後端部)の近傍に位置して本体部21の内周部に突設された円環状のスプリングリテーナ部22とからなる金属製(例えばSUS316製)の一体円筒構造物であり、水平軸である回転軸4が同心状に洞貫する状態で軸封部ハウジング1に取り付けられている。軸封部ハウジング1とシールケース2との衝合部分には、内方に開口する環状隙間23が形成されている。すなわち、環状隙間23は、図1に示す如く、軸封部ハウジング1とスプリングリテーナ部22との対向端面1a,22a間に形成されており、この環状隙間23の内周部分には軸封部ハウジング1とシールケース2との間をシールする環状ガスケット24が挟圧状に装填されている。
As shown in FIG. 1, the
静止密封環3は、図1に示す如く、基端部分31をシールケース2の内周部にOリング32を介して軸線方向移動可能に嵌合保持されたセラミックス製(例えば炭化珪素製)の円環状体である。すなわち、静止密封環3は、図2に示す如く、その基端部分31とシールケース2のスプリングリテーナ部22との対向周面22b,31a間にOリング32を機外領域方向(前方)への飛び出しを静止密封環3の基端部分31に形成した環状段部31bで阻止し且つ機内領域方向(後方)への飛び出しをシールケース2のスプリングリテーナ部22に形成した環状段部22cで阻止した状態で挟圧状に装填させることにより、シールケース2にシール(二次シール)された状態で軸線方向移動可能に内嵌保持されている。
As shown in FIG. 1, the
静止密封環3の先端面は、図2に示す如く、軸線に直交し且つ径方向に微小幅Wの円環状平面をなす密封端面(以下「静止側密封端面」という)3aに構成してあり、静止密封環3の先端部分33の内周面33aは、図2に示す如く、静止側密封端面3aの内周縁から基端部分31の内周面31cへと漸次縮径する截頭円錐面に形成してある。静止側密封端面3aの径方向幅Wは1mm以下(最適には1mm)に設定しておくことが好ましく、先端部分33の内周面33aの静止側密封端面3aに対する傾斜角θは30°〜75°(最適には45°)に設定しておくことが好ましい。
As shown in FIG. 2, the front end surface of the
シールケース2のスプリングリテーナ部22におけるOリング32の接触面22bの径つまりバランス径D0は、図2に示す如く、静止側密封端面3aの内外径D1,D2に対してD1≦D0≦D2(最適にはD0=(D1+D2)/2)となるように設定されている。すなわち、メカニカルシールMは、バランス比κが1以下となるように設定されていて、静止密封環3に機内領域Aの流体(被密封流体たるスラリ液)の圧力(背圧)による軸線方向推力が可及的に作用しないバランス型メカニカルシールに構成されている。
As shown in FIG. 2, the diameter of the
静止密封環3は、図2に示す如く、その外周面に一体形成した環状鍔部34に形成した係合凹部34aにシールケース2のスプリングリテーナ部22の大気領域側端面(前端面)から突出するドライブピン22dを係合させることにより、シールケース2に対する相対回転が阻止されている。なお、シールケース2の軸線方向長さは静止密封環3の全長よりやや長く設定されており、静止密封環3は、図1に示す如く、その基端面31dがシールケース2のスプリングリテーナ部22の基端面22aより若干機外領域側(前側)に位置する状態(基端面31dがスプリングリテーナ22の環状段部22cの軸線方向中間部分に対応する位置に位置する状態)で、シールケース2内に収納されている。
As shown in FIG. 2, the
固定環5は、図1に示す如く、大径の固定部51とその機内領域側端部(後端部)から突出する小径の密封環保持部52とからなる金属製(例えばSUS316製)の円環状体であり、密封環保持部52の内周部に係合させたOリング53を介して回転軸4に挿通されると共に固定部51に螺合させたセットスクリュー54を回転軸4に締め付けることにより、シールケース2の機外領域側(前側)に配して回転軸4に着脱自在に固定されている。
As shown in FIG. 1, the fixed
回転密封環6は、図1に示す如く、静止側密封端面3aに対向する先端面を軸線に直交する円環状平面である密封端面(以下「回転側密封端面」という)6aに構成したセラミックス製(例えば炭化珪素製)の円環状体であり、基端部分(前端部分)61を固定環5の密封環保持部52にOリング62を介在した状態で嵌合保持すると共に外周部に形成した係合凹部63に固定環5の固定部51に突設したドライブピン55を係合させることにより、静止密封環3の機外領域側(前側)に配して回転軸4に固定されている。すなわち、回転密封環6は、その先端部分64を固定環5の密封環保持部52から静止密封環方向(後方)に突出させた状態で回転軸4に固定されており、回転密封環6の先端部分64と回転軸4との対向周面間には、図1及び図2に示す如く、固定環5の密封環保持部52で閉塞され且つ静止密封環方向(後方)に開口する円筒状の空間10が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
回転側密封端面6aは、図2に示す如く、その外径を静止側密封端面3aの外径D2より大きく且つその内径D3を静止側密封端面3aの内径D1より小さく設定されており、当該密封端面6aの内径D3つまり回転密封環6の先端部分64の内径(空間10の外径)は静止密封環3の基端部分31の内径つまり截頭円錐面である先端部分33の内周面33aの基端径(最大径)D4より大きく設定されている。すなわち、回転密封環6の先端部分64と回転軸4との間に形成される前記空間10の径方向幅は、図2に示す如く、静止密封環3の基端部分31と回転軸4との対向周面間に形成される円筒状の隙間通路11の径方向幅より大きく設定されている。
As shown in FIG. 2, the rotary side sealing
スプリング部材7は、図1に示す如く、静止密封環3の環状鍔部34とシールケース2のスプリングリテーナ部22との間に周方向に等間隔を隔てて装填された複数のコイルスプリング(1個のみ図示)で構成されており、静止密封環3を回転密封環6へと押圧接触させるべく附勢する。
As shown in FIG. 1, the
フラッシング液通路8は、図1に示す如く、シールケース2の本体部21の上部に形成された上流側部分81と、これに連通してシールケース2のスプリングリテーナ部22に形成された下流側部分82とからなり、下流側部分82を静止密封環3の基端面31dに近接して機内領域Aに開口82aさせてある。すなわち、下流側部分82は、図2に示す如く、前記環状隙間23の内周側部分(ガスケット24の内周側部分)に静止密封環3の基端面31dに近接して開口82aされていて、フラッシング液8aを静止密封環3の基端面31dの周辺に向けて注入するようになっている。フラッシング液8aとしては、被密封流体(スラリ液)に混入して支障のない清水等が使用される。
As shown in FIG. 1, the flushing
クエンチング液通路9は、図1に示す如く、シールケース2の本体部21を貫通して、密封端面3a,6aの相対回転摺接部分Sの近傍において機外領域Bに開口されており、フラッシング液8aと同質のクエンチング液9aを当該相対回転摺接部分Sの外周側近傍に向けて注入するようになっている。なお、シールケース2の本体部21には、周方向においてクエンチング液通路9と異なる位置に配してクエンチング液通路9と同一形状又は略同一形状をなすドレン路91が形成されていて、クエンチング液通路9から注入されたクエンチング液9aを回収するようになっている。
As shown in FIG. 1, the quenching liquid passage 9 passes through the
ところで、当該メカニカルシールMは、図1に示す如く、カートリッジ型メカニカルシールに構成されており、軸封部ハウジング1に取り付けられるシールケース2及びこれに組み込まれた部材(静止密封環3及びスプリング部材7)からなる静止側密封要素と回転軸4に取り付けられる固定環5及びこれに固定された回転密封環6からなる回転側密封要素とを、固定環5に着脱自在に取り付けたセット爪12をシールケース2に係合連結させることにより、当該メカニカルシールの使用形態と同一の形態に一時的に連結しておくように構成されている。
By the way, the mechanical seal M is configured as a cartridge type mechanical seal as shown in FIG. 1, and includes a
すなわち、セット爪12は、固定環5の固定部51にボルト13により取り付けられており、先端部に所定間隔を隔てて第1及び第2係合突起12a,12bを一体形成してなる。一方、シールケース2の本体部21の機外領域側端部(前端部)には、外周部に環状凹部14aを形成した本体部21と同心をなす円筒状の連結部14が一体形成されている。而して、セット爪12を、図1に示す如く、第1係合突起12aを固定環5の固定部51と連結部14との間に係合させると共に第2係合突起12bを連結部14の環状凹部14aに係合させた状態で、固定環5の固定部51の外周部にボルト13により固定することにより、前記静止側密封要素と回転側密封要素とを当該メカニカルシールMの使用形態と同一形態に一体連結しておくことができる。したがって、当該メカニカルシールMにあっては、使用形態と同一形態のまま一体として軸封部ハウジング1及び回転軸4への取り付け、取り外しを行うことができ、当該メカニカルシールMの回転機器への装着及び回転機器からの取り外し並びに保守点検を効率良く簡便に行うことができる。
In other words, the
以上のように構成されたアウトサイド型メカニカルシールMにあっては、回転側密封端面6aの内周側に静止密封環方向に開口する空間10が形成されており、この空間10が回転部材である回転軸4、固定環5の密封環保持部52及び回転密封環6の先端部分64で囲繞形成されたものであることから、この空間10の圧力は回転軸4と静止部材である静止密封環3との間に形成された隙間通路11の圧力より低く、減圧されることになる。
In the outside-type mechanical seal M configured as described above, a
したがって、フラッシング液通路8がガスケット24を装填する環状隙間23の内周側部分(ガスケット24の内周側)に向けて開口82aされていて、注入されたフラッシング液8aが当該内周側部分を構成する軸封部ハウジング1の端面1aに衝突して隙間通路11へと導かれることとも相俟って、フラッシング液通路8から静止密封環3の基端面31dに近接する位置に注入されたフラッシング液8aは、隙間通路11から前記空間10へと流入されることになる。このとき、静止密封環3の基端部分31の内周面31cの径D4が静止側密封端面3aの内径D1及び回転側密封端面6aの内径D3より小さく、隙間通路11の径方向幅が空間10及び静止側密封端面3aの内周側空間15の径方向幅より小さいことから、隙間通路11は両空間10,15に連通するオリフィスとして機能し、隙間通路11から空間10へのフラッシング液8aの流入がより効果的に行われる。
Therefore, the flushing
而して、回転側密封端面6aにおける回転速度(周速)は、したがって回転側密封端面6a上の遠心力は静止側密封端面3aに近づくにつれて大きくなることなることから、空間10に流入したフラッシング液8aは、図2に矢印Pで示す如く、回転密封環6の先端部分64の内周面から回転側密封端面6a上を外径方向へと流動せしめられる。そして、回転側密封端面6a上を流動して静止側密封端面3aに到達したフラッシング液8aは、図2に矢印Qで示す如く、反転してテーパ面(截頭円錐面)である静止密封環3の内周面33aに沿って流動せしめられる。このような反転流Qの発生はテーパ面33aの角度θを35°〜75°に設定しておくことによってより効果的に行われ、θ=45°に設定しておくことにより最も効果的に行われる。
Accordingly, the rotational speed (circumferential speed) at the rotation-side sealed
したがって、静止側密封端面3aと回転側密封端面6aとの接触部分(相対回転摺接部分)Sにはフラッシング液8aが導かれて、当該相対回転摺接部分Sのフラッシング液8aによる潤滑、洗浄、冷却が効果的に行われる。その結果、被密封流体がスラリ液である場合にも、相対回転摺接部分Sへのスラリ成分の凝固、析出が可及的に防止され、メカニカルシール機能が良好に発揮される。相対回転摺接部分Sへのスラリ成分の凝固、析出の防止及び相対回転摺接部分Sの冷却は、相対回転摺接部分Sの外周側にクエンチング液9aを注入させることによって更に効果的に行われる。
Therefore, the flushing liquid 8a is guided to the contact portion (relative rotational sliding contact portion) S between the stationary sealing
また、静止側密封端面3aの径方向幅Wを微小としていることから、両密封環3,6がセラミックス製のものであることとも相俟って、密封端面3a,6a間へのスラリ成分の凝固、析出が可及的に防止される。このような静止側密封端面3aを微小幅とすることによる凝固、析出の防止は、その径方向幅Wを小さくするに従ってより効果的に行われる。一方、静止側密封端面3aの径方向幅Wを過度に小さくすると、更には静止密封環3の先端部分33の傾斜角度θを必要以上に大きくすると、セラミックス製である静止側密封端面3aが欠損する虞れがある。したがって、静止側密封端面3aの径方向幅W及び静止密封環3の先端部分33のテーパ角θは、静止側密封端面3aの欠損を防止しつつスラリ成分の凝固、析出を効果的に防止できることを条件として設定される。具体的には、静止側密封端面3aの径方向幅Wは1mm以下の範囲で適宜に設定しておくことが好ましく、W=1mmとしておくのが最適である。また、静止密封環3の先端部分33のテーパ角θは、上記反転流Qの発生も考慮して、35°〜75°としておくことが好ましく、45°としておくのが最適である。
Further, since the radial width W of the stationary-side sealed
さらに、上記メカニカルシールMは、バランス径D0を静止側密封端面3aの内外径D1,D2に対してD1≦D0≦D2としてバランス比κが1以下となるバランス型メカニカルシールに構成してあるから、静止側密封端面3aの回転側密封端面6aへの接触圧が被密封流体の圧力(背圧)によって加重されることがない。したがって、機内領域Aの圧力が高い場合にも、密封端面3a,6aの接触圧が過大とならず、密封端面3a,6aの接触による発熱や静止側密封端面3aの欠損も可及的に防止される。そして、密封端面3a,6aの接触による発熱が可及的に防止されることから、フラッシング液8a及びクエンチング液9aによる密封端面3a,6aの冷却がより効果的に行われ、密封端面3a,6aの発熱によるスラリ成分の凝固もより効果的に防止される。
Furthermore, the mechanical seal M is configured as a balance type mechanical seal in which the balance diameter D0 is D1 ≦ D0 ≦ D2 with respect to the inner and outer diameters D1 and D2 of the stationary side sealing
したがって、上記した構成のアウトサイド型メカニカルシールMによれば、被密封流体がスラリ液である場合にも、良好なメカニカルシール機能を発揮させることができる。 Therefore, according to the outside type mechanical seal M having the above-described configuration, even when the fluid to be sealed is a slurry liquid, a good mechanical seal function can be exhibited.
なお、本発明に係るアウトサイド型メカニカルシールの構成は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良、変更することができる。 The configuration of the outside type mechanical seal according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.
例えば、静止密封環3の基端部分31のシールケース2へのOリング32を介しての保持形態は、図3又は図4に示す如く構成しておくことができる。すなわち、図3に示すものでは、静止密封環3の基端部分31を、その外周部に形成した環状のOリング溝31eに係合させたOリング32を介して、シールケース2のスプリングリテーナ部22の内周面22bに軸線方向移動可能に嵌合保持させてある。また、図4に示すものでは、静止密封環3の基端部分31を、シールケース2の内周部に形成した環状のOリング溝22eに係合させたOリング32を介して、シールケース2のスプリングリテーナ部22の内周部に軸線方向移動可能に嵌合保持させてある。バランス径D0は、図3に示すものでは、Oリング32の外周面が接触するスプリングリテーナ部22の内周面22bの径であり、図4に示すものでは、Oリング32の内周面が接触する静止密封環3の基端部分31の外周面31aの径であり、何れもD1≦D0≦D2(最適にはD0=(D1+D2)/2)となるように設定されている。なお、図3及び図4に示すものは、上記した点を除いて図1及び図2に示すアウトサイド型メカニカルシールMと同一構造であるから、これと同一部分については図3及び図4に図1及び図2に示す符号と同一符号を付すことによってその詳細は省略する。
For example, the holding form of the
1 軸封部ハウジング
1a 軸封部ハウジングの端面
2 シールケース
3 静止密封環
3a 静止側密封端面
4 回転軸
5 固定環
6 回転密封環
6a 回転側密封端面
7 スプリング部材
8 フラッシング液通路
8a フラッシング液
9 クエンチング液通路
9a クエンチング液
10 空間
11 隙間通路
12 セット爪
12a 第1係合突起
12b 第2係合突起
13 ボルト
14 連結部
14a 環状凹部
15 内周側空間
21 本体部
22 スプリングリテーナ部
22a 端面
22b 内周面
22c 環状段部
22d ドライブピン
22e Oリング溝
23 環状隙間
24 環状ガスケット
31 静止密封環の基端部分
31a 基端部分の外周面
31b 環状段部
31c 基端部分の内周面
31d 静止密封環の基端面
31e Oリング溝
32 Oリング
33 静止密封環の先端部分
33a 先端部分の内周面
34 環状鍔部
34a 係合凹部
51 固定部
52 密封環保持部
53 Oリング
54 セットスクリュー
55 ドライブピン
61 基端部分
62 Oリング
63 係合凹部
64 先端部分
81 上流側部分
82 下流側部分
82a 開口
91 ドレン路
A 機内領域
B 機外領域
M アウトサイド型メカニカルシール
S 相対回転摺接部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft seal part housing 1a End face of shaft seal part housing 2 Seal case 3 Stationary sealing ring 3a Stationary side sealing end surface 4 Rotating shaft 5 Fixed ring 6 Rotating sealing ring 6a Rotating side sealing end surface 7 Spring member 8 Flushing liquid passage 8a Flushing liquid 9 Quenching liquid passage 9a Quenching liquid 10 Space 11 Clearance passage 12 Set claw 12a First engagement protrusion 12b Second engagement protrusion 13 Bolt 14 Connection portion 14a Annular recess 15 Inner circumferential space 21 Main body portion 22 Spring retainer portion 22a End face 22b Inner peripheral surface 22c Annular step portion 22d Drive pin 22e O-ring groove 23 Annular gap 24 Annular gasket 31 Base end portion of stationary seal ring 31a Outer peripheral surface of base end portion 31b Annular step portion 31c Inner peripheral surface 31d of base end portion Base end face of sealing ring 31e O-ring groove 32 O-ring 33 End portion of stationary seal ring 33a Inner peripheral surface of tip portion 34 Annular flange portion 34a Engaging recess 51 Fixing portion 52 Seal ring holding portion 53 O-ring 54 Set screw 55 Drive pin 61 Base end portion 62 O-ring 63 Engaging recess 64 Front end portion 81 Upstream side portion 82 Downstream side portion 82a Opening 91 Drain path A In-machine region B Out-of-machine region M Outside type mechanical seal S Relative rotational sliding contact portion
Claims (6)
静止密封環の基端部分がシールケースの内周部にOリングを介して軸線方向移動可能に嵌合保持されており、静止密封環の先端面を径方向に微小幅の密封端面に構成すると共に静止密封環の先端部分の内周面を密封端面の内周縁から基端部分の内周面へと漸次縮径する截頭円錐面に形成してあり、
回転密封環の先端面を、内径を静止密封環の基端部分の内周面より大径とする密封端面に構成すると共に、回転密封環の基端部分を回転軸に固定した固定環に嵌合固定して、回転密封環の先端部分と回転軸との対向周面間に固定環で閉塞され且つ静止密封環方向に開口する円筒状の空間部を形成し、
シールケースに、静止密封環の基端面に近接して機内領域に開口するフラッシング液通路を形成してあり、
シールケースと軸封部ハウジングとの衝合部分に内方に開口する環状隙間を形成して、この環状隙間の外周側部分にシールケースと軸封部ハウジングとの間をシールする環状のガスケットを装填すると共に、フラッシング液通路を当該環状隙間の内周側部分に静止密封環の基端面に近接して開口させてあることを特徴とするアウトサイド型メカニカルシール。 A cylindrical seal case attached to the shaft seal housing of the rotary device, a rotary seal ring fixed to the rotary shaft of the rotary device passing through the seal case, and a shaft seal housing side of the rotary seal ring. A stationary seal ring held axially movable in the seal case, and a spring member that is loaded between the seal case and the stationary seal ring and urges the stationary seal ring into pressure contact with the rotary seal ring. And the in-machine region which is the inner peripheral side region of the relative rotational sliding contact portion and the outer peripheral region which is the outer peripheral side region thereof are shielded by the relative rotational sliding contact action of the sealing end surfaces which are the opposite end surfaces of both sealing rings. In the outside type mechanical seal configured to seal,
The base end portion of the stationary seal ring is fitted and held on the inner peripheral portion of the seal case via an O-ring so as to be movable in the axial direction, and the distal end surface of the stationary seal ring is configured as a sealed end surface having a minute width in the radial direction. And the inner peripheral surface of the distal end portion of the stationary seal ring is formed into a frustoconical surface gradually reducing in diameter from the inner peripheral edge of the sealed end surface to the inner peripheral surface of the proximal end portion,
The front end surface of the rotary seal ring is configured as a sealed end surface whose inner diameter is larger than the inner peripheral surface of the base end portion of the stationary seal ring, and the base end portion of the rotary seal ring is fitted to a fixed ring fixed to the rotary shaft. A cylindrical space portion that is closed with a stationary ring and opens in the direction of the stationary sealing ring is formed between the opposed peripheral surfaces of the rotating sealing ring and the front end portion of the rotating sealing ring.
A seal case, SQLDESC_BASE_TABLE_NAME This proximity to the proximal end face of the stationary seal ring forms a flushing fluid passage that opens to the flight area Thea,
An annular gap that opens inward is formed at the abutting portion between the seal case and the shaft seal housing, and an annular gasket that seals between the seal case and the shaft seal housing is formed on the outer peripheral side of the annular gap. with loading, flushing fluid passage in proximity to the proximal end face of the stationary seal ring on the inner peripheral portion of the annular gap, characterized in Oh isosamples is opened outside type mechanical seal.
By engaging a set claw detachably attached to a stationary ring with a stationary side sealing element composed of a seal case and a member attached thereto, and a rotating side sealing element composed of a stationary ring and a rotational sealing ring, The outside-type mechanical seal according to any one of claims 1 to 5, wherein the outside-type mechanical seal is a cartridge-type mechanical seal configured to be temporarily connected to the same form as the use form of the mechanical seal. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014158617A JP6305865B2 (en) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | Outside type mechanical seal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014158617A JP6305865B2 (en) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | Outside type mechanical seal |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016035294A JP2016035294A (en) | 2016-03-17 |
JP2016035294A5 JP2016035294A5 (en) | 2017-04-13 |
JP6305865B2 true JP6305865B2 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=55523264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014158617A Active JP6305865B2 (en) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | Outside type mechanical seal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6305865B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210317916A1 (en) * | 2018-09-14 | 2021-10-14 | EagleBurgmann Japan Co., Ltd. | Vertical sealing device |
CN109973660A (en) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 艾志(南京)环保管接技术股份有限公司 | Liquid mechanical seal with peripheral edge |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH067222Y2 (en) * | 1988-12-22 | 1994-02-23 | イーグル工業株式会社 | mechanical seal |
JP3580774B2 (en) * | 2000-12-05 | 2004-10-27 | 日本ピラー工業株式会社 | Multi-channel rotary joint |
JP4111698B2 (en) * | 2001-08-31 | 2008-07-02 | イーグル工業株式会社 | Mechanical seal device |
JP5867824B2 (en) * | 2012-03-26 | 2016-02-24 | 日本ピラー工業株式会社 | Split type mechanical seal |
-
2014
- 2014-08-04 JP JP2014158617A patent/JP6305865B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016035294A (en) | 2016-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6932348B2 (en) | Mechanical sealing device | |
JP5087396B2 (en) | Mechanical seal device | |
US7909336B2 (en) | Arrangement of a shaft with a mechanical face seal mounted thereon | |
JP6305865B2 (en) | Outside type mechanical seal | |
JP6111178B2 (en) | Shaft seal device | |
JP2010216489A (en) | Mechanical seal device | |
JP2018517878A (en) | Mechanical seal device with drop prevention device | |
JP2009041708A (en) | Sealing device | |
JP5020282B2 (en) | Rotary joint for slurry fluid | |
JP4137068B2 (en) | mechanical seal | |
JP2010076015A (en) | Milling spindle of machine tool | |
WO2017090583A1 (en) | Sealing device | |
JP5379038B2 (en) | Shaft circumference seal | |
JP4227115B2 (en) | mechanical seal | |
JP4283296B2 (en) | Foreign material recovery device in shaft seal device | |
WO2017094599A1 (en) | Seal device | |
CN108561654B (en) | Rotary joint | |
JP6442203B2 (en) | Sealing device | |
JP5944852B2 (en) | Sealing structure | |
WO2018074395A1 (en) | Sealing device | |
JP2700779B2 (en) | mechanical seal | |
EP3974687A1 (en) | Sealing device | |
WO2018116880A1 (en) | Mechanical seal device | |
JP2016035294A5 (en) | ||
KR101733756B1 (en) | Rotary joint for spindle of construction machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170306 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171219 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180307 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6305865 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |