JP6529399B2 - mechanical seal - Google Patents
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Description
本発明は、メイティングリングとシールリングにより軸封するメカニカルシールに関する。 The present invention relates to a mechanical seal sealed by mating rings and seal rings.
メカニカルシールは、流体機器のハウジングと、ハウジングを貫通するように配置される回転軸との間に装着して使用されるものであり、流体機器の内部から外部又は外部から内部への流体の漏れを防ぐものである。 The mechanical seal is used by being mounted between the housing of the fluid device and the rotating shaft disposed so as to penetrate the housing, and the fluid leaks from the inside to the outside or from the outside to the inside of the fluid device. To prevent
このようなメカニカルシールの例として、特許文献1に示される流体機器の軸封に用いられるメカニカルシールについて説明する。このメカニカルシールは、シールリングの摺動面とメイティングリングの摺動面の摺接により、機内側と機外側で異なる流体をシールしている。この流体機器は、通常は機内側が機外側よりも高圧である「正圧」により運転されているが、運転状況によっては、機内側が機外側よりも低圧である「逆圧」により運転されることもある。逆圧から正圧に移行するときに、2次シールであるOリングは、高圧の機外側の流体の圧力を受け、機内側に移動する。このOリングの移動により、シールリングの背面側に高圧の機外側の流体が供給され、シールリングをメイティングリングに付勢する力が作用し、摺動面間を所望の押し付け力に維持している。 As an example of such a mechanical seal, the mechanical seal used for the shaft seal of the fluid apparatus shown by patent document 1 is demonstrated. This mechanical seal seals different fluids on the inside and the outside of the machine by the sliding contact between the sliding surface of the seal ring and the sliding surface of the mating ring. This fluid device is usually operated by a "positive pressure" in which the inside is higher than the outside, but depending on the operating conditions, it is operated by a "back pressure" in which the inside is lower than the outside. Sometimes. When transitioning from a back pressure to a positive pressure, the O-ring, which is a secondary seal, receives the pressure of the high-pressure fluid outside the aircraft, and moves inside the aircraft. Due to the movement of the O-ring, high pressure fluid on the back side of the seal ring is supplied, and a force is applied to urge the seal ring against the mating ring to maintain the desired sliding force between the sliding surfaces. ing.
特許文献1に開示されたメカニカルシールは、Oリングを流体の圧力差によって移動させることにより、正圧及び逆圧のいずれの状態においても、摺動面間を所望の押し付け力に維持している。図14に示されるように、Oリング10はOリング保持室Rに軸方向に移動可能に保持されている。逆圧の状態においてOリング10は、その側面の軸方向に突出する膨出頂部10Tがシールリング保持環側の端面93Bに接触した状態とされている。この状態で、機内側の圧力P1と機外側の圧力P2が逆転し正圧となった場合、Oリング10の機内側の側面にはその全面に低圧の圧力P1が作用するのに対し、機外側は膨出頂部10Tが端面93Bに接触し環状のシール部を形成するため、高圧の圧力P2はOリング保持室Rの入口側のみに作用し、膨出頂部10Tを超えた奥側の領域C1には作用しない。そのため、Oリング10に作用する機内側と機外側の流体の圧力差がそれぞれの流体が作用する面積の逆比となるまではOリング10は移動しない。すなわち、逆圧の状態から正圧の状態になった直後は機外側の流体から十分な力がOリング10に加わらずOリング10の初動が遅くなり、さらにOリング10の移動中は高圧の流体の圧力P2によってシールリングをメイティングリング側に押圧する力が十分に発揮されないため、シールリングとメイティングリングの摺動面間から漏れが発生する虞があった。
The mechanical seal disclosed in Patent Document 1 maintains the desired pressing force between the sliding surfaces in both the positive pressure and the reverse pressure by moving the O-ring by the pressure difference of the fluid. . As shown in FIG. 14, the O-
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、機内側と機外側の圧力が切り換わるときに摺動面間からの漏れが発生する虞の少ないメカニカルシールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a mechanical seal which is less likely to cause a leak from between sliding surfaces when the pressure inside and outside the machine changes. To aim.
前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
第1領域と第2領域との間を軸封するメカニカルシールにおいて、
摺動面を有するメイティングリングと、
軸方向に移動可能に配置され、前記メイティングリングの摺動面に摺接する摺動面を有するシールリングと、
前記シールリングを軸方向にガイドするガイド部材と、
前記シールリングと前記ガイド部材との間を密封するOリングと、
前記シールリングと前記ガイド部材により形成され、前記Oリングを軸方向に移動可能に保持するOリング保持室であって、少なくとも一方の軸方向の端面に、前記Oリングの軸方向における膨出頂部を超えて径方向に延びる溝が設けられている前記Oリング保持室とを備えたことを特徴としている。
この特徴によれば、第1領域の流体と第2領域の流体の圧力が逆圧から正圧に移行するときに、正圧に移行した際に流体の圧力の高い領域の流体の圧力はOリング保持室の入口側のみならず膨出頂部を越えて径方向に延びる溝を介してOリング保持室の奥側の領域にも作用するため、迅速かつ確実にOリングを端面から離れる方向に移動させることができる。そのため、高い圧力の流体をOリングに迅速に作用させることができ、摺動面間の押し付け力が低下することに起因する漏れを低減することができる。
In order to solve the above-mentioned subject, the mechanical seal of the present invention is
In a mechanical seal for axially sealing between a first area and a second area,
A mating ring having a sliding surface,
A seal ring disposed movably in the axial direction and having a sliding surface in sliding contact with the sliding surface of the mating ring;
A guide member for guiding the seal ring in the axial direction;
An O-ring sealing between the seal ring and the guide member;
An O-ring holding chamber formed by the seal ring and the guide member and holding the O-ring movably in the axial direction, wherein at least one of the axial end faces is a bulging crest in the axial direction of the O-ring And an O-ring holding chamber provided with a groove extending in the radial direction.
According to this feature, when the pressure of the fluid in the first region and the fluid in the second region shifts from the back pressure to the positive pressure, the pressure of the fluid in the high pressure region of the fluid is O when the pressure is shifted to the positive pressure. In order to act not only on the inlet side of the ring holding chamber but also on the region on the back side of the O ring holding chamber via the radially extending groove beyond the bulging crest, the O ring can be moved quickly and reliably away from the end face It can be moved. Therefore, high pressure fluid can be quickly applied to the O-ring, and leakage due to reduction in the pressing force between the sliding surfaces can be reduced.
前記Oリング保持室には、前記溝が周方向に複数設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数の溝により、逆圧の状態において、Oリングの膨出頂部の内、端面に接触する箇所が周方向おいて分断されるため、逆圧から正圧に移行するときに、Oリングを迅速に端面から離すことができる。
The O-ring holding chamber is characterized in that a plurality of the grooves are provided in the circumferential direction.
According to this feature, in a state of reverse pressure by the plurality of grooves, in the bulging crest portion of the O-ring, the portion in contact with the end face is divided in the circumferential direction, so when transitioning from reverse pressure to positive pressure In addition, the O-ring can be quickly separated from the end face.
前記溝は、その断面積が、Oリング保持室の入口側よりも奥側が小さく形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、逆圧から正圧に移行するときに、過渡的に、溝を流れる流体によって圧力が高まり、Oリングを迅速に端面から離すことができる。
The groove is characterized in that its cross-sectional area is smaller on the back side than on the inlet side of the O-ring holding chamber.
According to this feature, when transitioning from the back pressure to the positive pressure, the fluid flowing through the groove transiently increases the pressure, and the O-ring can be quickly separated from the end face.
前記溝への前記Oリングの侵入を抑制する侵入抑制手段が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、第1領域と第2領域との圧力差が大きい場合であって、Oリングが端面側に押圧されて変形しても、Oリングが溝を塞ぐことを回避できる。
An intrusion suppressing means is provided to suppress the intrusion of the O-ring into the groove.
According to this feature, when the pressure difference between the first region and the second region is large, it is possible to prevent the O ring from closing the groove even if the O ring is pressed to the end face side and deformed.
前記溝が浅溝と少なくとも前記浅溝に少なくとも一部が重畳する深溝により形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、浅溝が侵入抑制手段となって、第1領域と第2領域の流体の圧力差が大きい場合であって、Oリングが端面に押圧されて変形しても、浅溝をOリングの変形を吸収し、深溝を閉塞することを回避できる。
It is characterized in that the groove is formed by a shallow groove and a deep groove at least a part of which overlaps at least the shallow groove.
According to this feature, the shallow groove serves as the intrusion suppressing means, and the pressure difference between the fluid in the first region and the second region is large. Even if the O ring is pressed against the end face and deformed, the shallow groove You can absorb the deformation of the O-ring and avoid closing the deep groove.
前記侵入抑制手段は、前記端面と前記Oリングとの間に配置される介在部材であることを特徴としている。
この特徴によれば、第1領域と第2領域の流体の圧力差が大きい場合であって、Oリングが端面に押圧されて変形しても、溝の手前に介在部材が存在するため、Oリングが溝を閉塞することを回避できる。
The intrusion prevention means is an interposed member disposed between the end face and the O-ring.
According to this feature, the pressure difference between the fluid in the first region and the second region is large, and the interposition member exists in front of the groove even if the O ring is pressed and deformed by the end face. It is possible to prevent the ring from closing the groove.
本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing the mechanical seal which concerns on this invention is demonstrated below based on an Example.
実施例1に係るメカニカルシールをタンデム型のメカニカルシール装置として用いる例として、図1から図9を参照して説明する。 An example in which the mechanical seal according to the first embodiment is used as a mechanical seal device of a tandem type will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
主に図1を参照して、タンデム型のメカニカルシール装置は、二組のメカニカルシール1、21により、機内領域B1と機外領域B3との間の回転軸50を軸封するものである。メカニカルシール1、21の間に形成された中間領域B2には、ハウジング40,43の連通孔41,44を介して外部から、バリア液を流出入可能となっている。機内側のメカニカルシール1は、メイティングリング2、シールリング3、二次シールであるOリング10、スプリング14,14・・、回り止めピン(図示しない)から主に構成されている。機外側のメカニカルシール21は、メイティングリング22、シールリング23、二次シールであるOリング30、スプリング(図示しない)、回り止めピン28,28・・から主に構成されている。
Referring mainly to FIG. 1, the mechanical seal device of the tandem type seals the
タンデム型のメカニカルシール装置を組み込んだ流体機器の運転時には、スリーブ16、スプリングホルダ12、32、シールリング3、23が回転軸50と共に回転する。シールリング3の摺動面4S(図3)とメイティングリング2の摺動面2S(図3)による密封作用と、二次シールであるOリング10等による密封作用により、機内領域B1と中間領域B2との間が密封される。また、シールリング23の摺動面とメイティングリング22の摺動面による密封作用と、二次シールであるOリング30等による密封作用により、中間領域B2と機外領域B3との間が密封される。以下、メカニカルシール1、21はほぼ同様の構成であるため、主に、メカニカルシール1について説明する。
The
主に図2から図5を参照して、メイティングリング2は、SiC(炭化珪素)により形成され、ノックピン42によりハウジング40に対して回転不能に規制され、かつハウジング40の端面と当接し軸方向に移動不能に規制されて取り付けられている。シールリング3は、カーボンにより形成され、回り止めピン(図示しないがメカニカルシール21の回り止めピン28、28・・と同様である。)によりスプリングホルダ(ガイド部材)12に対して回転不能に規制され、スプリング14,14・・により付勢され、軸方向に移動可能に取り付けられている。なお、メイティングリング2、シールリング3の材質として、SiC、カーボンを例について説明したが、他の材質であってもよい。
Referring mainly to FIGS. 2 to 5,
シールリング3は、メイティングリング2側に突出する環状の摺動凸部4、摺動凸部4の軸方向反対側に設けられた環状の被押圧凸部6、被押圧凸部6側及び内径側に開放する環状溝7、径方向溝(溝)8,8・・・(例えば周方向に均等に5箇所)、上述した回り止めピンが嵌合するスリット9(図2、スリット29(図1)と同様の構成。)から主に構成されている。環状溝7は、内周面7Aと、軸に直交する端面7Bとから構成され、平面状の内周面7Aと平面状の端面7Bの角部は断面が略四分円の環状面により接続されている。この断面が略四分円の環状面は必須ではないが、この環状面を有する形状とするとシールリング3の製造が簡単となる。
The
端面7Bには、その内径側から外径側に延びる側面視略半円形状の径方向溝8(図2)が形成されている。径方向溝8の径方向長さは、端面7Bの径方向長さの略8割である。ここで、径方向溝8の径方向長さは、端面7BにOリング10が押し付けられた状態(図4)で、径方向溝8の外径側の先端が、領域C1に臨む位置まで延びていることが好ましい。加えて、径方向溝8の形状は、Oリング10が押し付けられて変形しても径方向溝8を塞がない形状とすることが好ましい。なお、領域C1は、Oリング10の外周面と環状溝7とにより形成される空間であり、具体的には、図4の状態で、Oリング10の外径側部分と内周面7Aとの環状接触部分と、Oリング10の軸方向の膨出頂部と端面7Bとの環状接触部分とを境界とする空間を意味する。なお、Oリング10の軸方向の膨出頂部10T(図6(a))は、圧縮前の断面が円形のOリング10の場合には径方向厚さ方向の略中心に位置する。
The
シールリング3は、押圧プレート15を介して周方向に複数配置されたスプリング14,14・・により軸方向に付勢されている。スプリングホルダ12は、スプリング14,14・・を保持する保持部が形成されるとともに、スリーブ16に図示しないボルトにより一体に固定されている。また、スリーブ16は図示しないボルトにより回転軸50に一体に固定され、回転軸50とともに回転する。
The
また、スプリングホルダ12には、シールリング3側に環状溝13が形成されており、環状溝7とともにOリング10を保持する環状の保持空間を形成している。環状溝13は、外周面13Aと、軸に直交する平面状の端面13Bとにより形成されている。環状溝7と環状溝13によりOリング10を軸方向に保持するOリング保持室Rが形成されている。
Further, in the
ここで、Oリング10は、ゴム材で形成され、かつその自然状態で断面円形に形成され、その直径が内周面7Aと外周面13Aとの距離よりも長く形成されている。Oリング10をOリング保持室Rに保持状態、すなわちシールリング3とスプリングホルダ12との間に装着した状態では、径方向に圧縮変形して、径方向内外でそれぞれ内周面7Aと外周面13Aと環状に接触し、シール面を形成している。また、Oリング10は、機内圧P1とバリア液圧P2の差圧PLにより軸方向に移動可能な程度の接圧でOリング保持室Rに配置されている。なお、Oリング保持室Rは、径方向内外でそれぞれOリング10を密封するシール面を形成し、かつ、上記差圧PLによりOリング10を軸方向に移動可能に保持するものであればよい。また、Oリング10はその断面形状は円形に限らない。
Here, the O-
次いで、動作について説明する。
図3に示される標準モードでは機内圧P1がバリア液圧P2よりも低圧である「正圧」(P1<P2)により運転されているが、運転状況によっては、図4に示される機内圧P1がバリア液圧P2よりも高圧である「逆圧」(P1>P2)により運転されることもある。このように、実施例1では機内圧P1とバリア液圧P2の関係が、P1<P2のときを正圧、P1>P2のときを逆圧と呼ぶ。運転状況によらず、メカニカルシール1の摺動面間は離間することなく密封性能を維持することが望ましい。
Next, the operation will be described.
In the standard mode shown in FIG. 3, the internal pressure P1 is operated at a “positive pressure” (P1 <P2) lower than the barrier fluid pressure P2, but depending on the operating conditions, the internal pressure P1 shown in FIG. May be operated by "counter pressure"(P1> P2) which is higher than the barrier fluid pressure P2. As described above, in the first embodiment, the relationship between the in-machine pressure P1 and the barrier fluid pressure P2 is called positive pressure when P1 <P2 and reverse pressure when P1> P2. Regardless of the operating conditions, it is desirable to maintain the sealing performance without separation between the sliding surfaces of the mechanical seal 1.
逆圧から正圧に移行する場合、高圧になったバリア液圧P2は径方向溝8を通って領域C1(図6(a))に作用する。すなわち、高圧のバリア液圧P2がOリング10のメイティングリング2側の側面の内、端面7Bとの接触部分を除く膨出頂部10Tに作用する(図6(b))。当該バリア液圧P2が作用する面積は狭いため、Oリング10は差圧PLにより、当該端面7Bから離れる軸方向に迅速かつ確実に移動を開始する。その後、Oリング10の一部が当該端面7Bから離れるとさらにOリング10にバリア液圧P2が作用する面積が増え、Oリング10を迅速に移動させ、最終的に図3に示す正圧の状態となる。したがって、逆圧から正圧に移行した直後、つまり、差圧PLが小さいときからバリア液圧P2による摺動面間を押し付ける所望の力を確保できるため、摺動面間から漏れが発生することを抑制できる。
When shifting from reverse pressure to positive pressure, the barrier hydraulic pressure P2 that has become high pressure acts on the area C1 (FIG. 6A) through the
一方、図14に示す径方向溝を設けない場合(特許文献1に例示される場合。)には、領域C1にバリア液圧P2が作用しておらず、機内圧P1が作用する面積はバリア液圧P2が作用する面積の略2倍であるため、バリア液圧P2が機内圧P1の略2倍になるまでOリング10は移動せず、摺動面間から漏れが発生する虞がある。
On the other hand, in the case where the radial groove shown in FIG. 14 is not provided (in the case illustrated in Patent Document 1), the barrier hydraulic pressure P2 does not act on the area C1, and the area where the in-machine pressure P1 acts is a barrier. Since the area on which the hydraulic pressure P2 acts is approximately twice, the O-
上述に加え、径方向溝8は径方向に延在しており、逆圧の状態において、径方向溝8がOリング10の径方向に切れ目なく対向している。そのため、逆圧から正圧に移行するときに、径方向溝8内のバリア液の圧力が高まる(短い時間で圧力が急激に高まる)ことにより、Oリング10は径方向溝8に対向する箇所において径方向に切れ目なく圧力を受けるため端面7Bから離れやすい。さらに、周方向に離れた一部の箇所にバリア液が入り込み当該箇所を基点として、複数の箇所にバリア液の圧力が作用し、Oリング10は端面7Bから離れやすく、Oリング10を確実かつ迅速に端面7Bから離すことができる。
また、径方向溝8は周方向に複数設けられているため、Oリング10の膨出頂部10Tの内、端面7Bに接触する箇所が周方向おいて分断される(図6(b))。そのため、逆圧から正圧に移行するときに、Oリング10を迅速に端面7Bから離すことができる。
In addition to the above, the
Moreover, since the radial direction groove |
また、径方向溝8は径方向に延在するため、この溝を設けることによって摺動面を有するシールリング3自体が長くなることや、機械的な強度が低下することがない。シールリング3自体がOリング保持室Rの一部を形成し、その端面7Bに径方向溝8を設けこの形状が溝であるため、構造が単純かつ加工が容易である。セラミックス等により形成されるシールリング3であっても溝を設けても設計の自由度に大きな影響はない。
In addition, since the
<変形例1>
図7に示されるように、径方向溝8を浅溝(侵入抑制手段)8Aと深溝8Bから構成してもよい。差圧PLが大きい場合であって、Oリング10が端面7Bに押圧されて変形しても、Oリング10が浅溝8Aを塞ぐことがあっても深溝8Bを塞ぐことはなく、領域C1への流路を閉塞することを回避できる。また、深溝8Bは浅溝8Aに幅方向に重畳するように設ければよいが、その幅方向の位置を中央とすると、変形したOリング10がより侵入し難いためより好ましい。
なお、径方向溝8は、浅溝8Aを省略し、深溝8Bのみとしても良い。この場合には、浅溝8AによるOリング10の変形を吸収する作用やバリア液圧がOリング10に広い面積で面する作用はないものの、変形したOリング10が深溝8Bを閉塞し難くなる。
<Modification 1>
As shown in FIG. 7, the
The
<変形例2>
図8に示されるように、径方向溝8の側面視(図2)の形状として、(a)のごとき略半円のものについて説明したが、(b)のごとき略台形、(c)のごとき略矩形であってもよく、その形状は問わない。(a)や(b)のように、外径側に行くにつれて幅狭となるように形成されている(径方向溝8の断面積が、Oリング保持室Rの入口側よりも奥側が小さく形成されている)ことが好ましい。このような形状であると、逆圧から正圧に切り換わった直後、過渡的に径方向溝8に生じる流れによりいわゆる楔効果により中央及び外径側の圧力が高まり、迅速にOリング10を端面7Bから離間させることができる。
<
As shown in FIG. 8, as the shape of the side view (FIG. 2) of the
<変形例3>
図9に示されるように、径方向溝8の断面(図3)の形状として、(a)のごとく略矩形のものについて説明したが、(b)のごとき径方向溝8’はその断面が略直角三角形であってもよい。(b)の場合、変形例2の(a)、(b)と同様に楔効果を生じさせることができる。
なお、変形例1から変形例3の構造を組み合わせて採用してもよい。
<
As shown in FIG. 9, as the shape of the cross section of the radial groove 8 (FIG. 3), the substantially rectangular shape as shown in (a) has been described, but the radial groove 8 'as in (b) has the cross section It may be a substantially right triangle. In the case of (b), the chewing effect can be produced similarly to (a) and (b) of the second modification.
The structures of Modifications 1 to 3 may be combined and adopted.
次に、実施例2について、図10から図11を参照して説明する。なお、実施例1と同一構成で重複する説明を省略する。実施例1とは、リング部材(侵入抑制手段、介在部材)18が追加されている点が主に相違する。リング部材18は、金属又は樹脂により形成され、径方向溝8よりも径方向長さが少し短いものであり、Oリング10と端面7Bとの間に配置されている。逆圧となって、Oリング10が摺動面側に移動すると、Oリング10はその膨出頂部10Tがリング部材18に当接する。リング部材18よりも径方向溝8が長いため、径方向溝8の先端は領域C1に臨むようになっている。なお、リング部材18は内径側が外周面13Aから離間するように環状溝7に設けられている。また、リング部材18は必ずしも環状溝7に固定する必要はなく、軸方向に移動可能としてもよい。また、リング部材18は網状であってもよい。
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. 10 to 11. The same configuration as that of the first embodiment will not be described. The second embodiment is mainly different from the first embodiment in that a ring member (intrusion suppressing means, intervening member) 18 is added. The
このように構成したため、逆圧から正圧に移行したときにも、Oリング10を迅速かつ確実にリング部材18から離間させて、径方向溝8及び/又はリング部材18にバリア液圧P2を作用させて、所望の摺動面を押す力を確保して、摺動面間から漏れが生じる虞はない。さらに、リング部材18を設けたため、逆圧になった際に、Oリング10が径方向溝8を閉塞することがない。
なお、その形状をリング以外とした介在部材を、Oリング10と端面7Bとの間に介在させるものであっても同様の効果が得られる。
With this configuration, the O-
The same effect can be obtained even if an intervening member whose shape is other than a ring is interposed between the O-
次に、実施例3について、図12を参照して説明する。なお、実施例1、2と同一構成で重複する説明を省略する。実施例1、2では、径方向溝8をシールリング3に設ける場合について説明したが、スプリングホルダ12に外径側の端から内径側に延びる径方向溝12Aを設けてもよい。このようにすることで、正圧から逆圧に移行した場合に、Oリング10を確実かつ迅速に摺動面側に移動させることができる。
Next, Example 3 will be described with reference to FIG. The same configuration as that of the first and second embodiments will not be described. In the first and second embodiments, the
次に、実施例4について、図13を参照して説明する。なお、実施例1−3と同一構成で重複する説明を省略する。実施例1−3では、シールリング3が回転軸50と共に回転する例について説明したが、メイティングリングが回転軸と共に回転するものであってもよい。また、実施例1では、シールリング3の一部にOリング10が接する例について説明したが、Oリングはシールリング以外の他の部材のみに接するものであってもよい。
A fourth embodiment will now be described with reference to FIG. The same configuration as that of the embodiment 1-3 will not be described. In Example 1-3, although the
メイティングリング52は、回転軸50に固定されたホルダ73に保持固定され、回転軸50と共に回転する構造である。シールリング53は、スプリングホルダ55を介してスプリング64,64・・からメイティングリング52側に付勢力を受けている。スプリングホルダ55とハウジング(ガイド部材)70により形成される空間にOリング60が配置されている。Oリング60は差圧PLにより正圧のときハウジング70の端面に当接し、逆圧のときスプリングホルダ55の端面に当接する。スプリングホルダ55の端面には、径方向外側から内側に延びる径方向溝58が設けられている。
The
このように構成したため、正圧から逆圧に移行したときにも、Oリング60を迅速かつ確実にスプリングホルダ55の端面から離間させて、スプリングホルダ55の端面にバリア液圧P2を作用させて、所望の摺動面を押す力を確保して、摺動面間から漏れが生じる虞はない。
なお、本発明におけるシールリングは、軸方向に移動可能に配置され、摺動面を有し、かつ端面等を備えるものであり、複数の部材によって構成されていてもよい。実施例4の場合には、シールリングは、シールリング53及びスプリングホルダ53により構成されている。
With this configuration, the O-
The seal ring in the present invention is disposed movably in the axial direction, has a sliding surface, is provided with an end surface and the like, and may be configured by a plurality of members. In the case of the fourth embodiment, the seal ring is constituted by the
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any changes or additions may be made without departing from the scope of the present invention. Be
上述の実施例では、タンデム型のメカニカルシール装置を例に説明したが、ダブル型であっても、シングル型であってもよい。要するに、メカニカルシールにより仕切られる機内側の領域と機外側の領域の流体の圧力の関係が、正圧と逆圧とを生じるものであれば本発明を採用することが可能である。 In the above-mentioned embodiment, although the tandem type mechanical seal device has been described as an example, it may be a double type or a single type. In short, it is possible to adopt the present invention as long as the relationship between the pressure of the fluid in the area inside the machine and the area outside the machine separated by the mechanical seal generates a positive pressure and a reverse pressure.
また、周方向の長さ(幅)について、各径方向溝8,8・・の幅は、隣接する径方向溝8,8の距離に比べて十分に短いものについて説明したが、この長さ関係を逆にしてもよい。径方向溝10A、凸部10Bについても同様である。
In addition, regarding the circumferential length (width), the width of each
また、径方向溝8,8・・が、周方向に均等に配置される例について説明したが、径方向溝8,8・・を不均等に配置してもよい。このようにすると、メカニカルシールにより仕切られる機内側の領域と機外側の領域の流体の圧力の関係が逆転した直後、過渡的に周方向に不均一にOリング10に液圧が作用するため、一部を基点としてOリング10をより迅速に端面7Bから隔離させることができる。径方向溝10A、凸部10Bについても同様である。
In addition, although the
1 メカニカルシール
2 メイティングリング
3 シールリング
7 環状溝
7A 内周面
7B 端面
8、8’、12 径方向溝(溝)
8A 浅溝(侵入抑制手段、溝)
8B 深溝(溝)
10 Oリング
10A 径方向溝(流路)
10B 突部(流路)
10T 膨出頂部
12 スプリングホルダ(ガイド部材)
13 環状溝
14 スプリング
18 リング部材(侵入抑制手段、介在手段)
53 シールリング
55 スプリングホルダ(シールリング)
60 Oリング
70 ハウジング(ガイド部材)
B1 機内領域
B2 中間領域
P1 機内圧
P2 バリア液圧
R Oリング保持室
Reference Signs List 1
8A Shallow groove (Intrusion control means, groove)
8B Deep groove (groove)
10 O-ring 10A Radial Groove (Channel)
10B protrusion (flow path)
13
53 seal ring 55 spring holder (seal ring)
60 O-
B1 In-machine area B2 Middle area P1 In-machine pressure P2 Barrier fluid pressure R O-ring holding chamber
Claims (5)
摺動面を有するメイティングリングと、
軸方向に移動可能に配置され、前記メイティングリングの摺動面に摺接する摺動面を有するシールリングと、
前記シールリングを軸方向にガイドするガイド部材と、
前記シールリングと前記ガイド部材との間を密封するOリングと、
前記シールリングと前記ガイド部材により形成され、前記Oリングを軸方向に移動可能に保持するOリング保持室であって、少なくとも一方の軸方向の端面に、前記Oリングの軸方向における膨出頂部を超えて径方向に延びる溝が設けられている前記Oリング保持室とを備え、前記溝は、その断面積が、前記Oリング保持室の入口側よりも奥側が小さく形成されていることを特徴とするメカニカルシール。 In a mechanical seal for axially sealing between a first area and a second area,
A mating ring having a sliding surface,
A seal ring disposed movably in the axial direction and having a sliding surface in sliding contact with the sliding surface of the mating ring;
A guide member for guiding the seal ring in the axial direction;
An O-ring sealing between the seal ring and the guide member;
An O-ring holding chamber formed by the seal ring and the guide member and holding the O-ring movably in the axial direction, wherein at least one of the axial end faces is a bulging crest in the axial direction of the O-ring And the O-ring holding chamber provided with a groove extending radially in excess of the width of the groove, and the groove is formed such that its cross-sectional area is smaller on the back side than the inlet side of the O-ring holding chamber Features mechanical seal.
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