JP6717728B2 - mechanical seal - Google Patents
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Description
回転軸にスリーブが取り付けられたメカニカルシールに関するものである。 The present invention relates to a mechanical seal in which a sleeve is attached to a rotary shaft.
従来から、回転環の密封端面と静止環との密封端面の摺接により被密封流体を密封するメカニカルシールが用いられている。例えば、メカニカルシールは、回転機器の軸封部のハウジングに取り付けられたケーシングと、ケーシングを挿通する回転軸と、回転軸に着脱可能に挿通固定されたスリーブと、スリーブに軸線方向移動可能に保持された回転環と、ケーシングに固定された静止環と、回転環を静止環へと付勢するスプリングとから主に構成されている。(特許文献1等参照)。そして、メカニカルシールはメンテナンス時に点検され、必要に応じて部品の交換が行われている。
Conventionally, a mechanical seal has been used which seals a fluid to be sealed by sliding contact between the sealed end surface of a rotary ring and the sealed end surface of a stationary ring. For example, a mechanical seal includes a casing attached to a housing of a shaft sealing portion of a rotating device, a rotating shaft that inserts through the casing, a sleeve that is detachably fixed to the rotating shaft, and a sleeve that is axially movable in the sleeve. It mainly comprises a rotating ring, a stationary ring fixed to the casing, and a spring for urging the rotating ring toward the stationary ring. (See
ここで、スリーブは、回転環の密封端面と静止環の密封端面とにより形成される密封部を基準として、機内側は被密封流体に接触し、機外側は被密封流体とは異なる流体(例えば大気)と接触している。そのため、被密封流体として腐食性の高い流体を用いる場合には、耐腐食性に優れるスリーブを採用する必要があった。また、スリーブ自体が腐食等により劣化した場合には、機外側は腐食されていないにもかかわらず、スリーブ全体を交換する必要があった。 Here, the sleeve contacts a fluid to be sealed on the inside of the machine and a fluid different from the fluid to be sealed on the outside of the machine with respect to a sealing portion formed by the sealing end surface of the rotating ring and the sealing end surface of the stationary ring. Atmosphere). Therefore, when a highly corrosive fluid is used as the sealed fluid, it is necessary to employ a sleeve having excellent corrosion resistance. Further, when the sleeve itself is deteriorated due to corrosion or the like, it is necessary to replace the entire sleeve although the outside of the machine is not corroded.
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、メンテナンスの作業性に優れる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 these problems, and an object thereof is to provide a mechanical seal having excellent workability in maintenance.
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、
機内の被密封流体を軸封するメカニカルシールであって、
回転軸と、
前記回転軸が挿通されるケーシングと、
前記ケーシングに保持された静止環と、
前記回転軸に着脱可能に挿通固定されたスリーブと、
前記スリーブに保持され、前記静止環と密封部を形成する回転環と、
を備え、
前記スリーブは、
前記密封部を基準として前記被密封流体側とは反対側に配置される第1スリーブと、
前記被密封流体側に一部が露出して配置される第2スリーブと、を有し、
前記第2スリーブは前記第1スリーブに着脱可能に取り付けられている
ことを特徴としている。
この特徴によれば、被密封流体側に配置される第2スリーブが腐食等により交換が必要となっても、第1スリーブと第2スリーブとは着脱可能に取り付けられているため、第2スリーブのみを交換すればよい。そのため、メンテナンスの作業性にすぐれる。さらに、第1スリーブと第2スリーブとは着脱可能に取り付けられているため、第1スリーブと第2スリーブとを異なる材料とすることも可能である。
In order to solve the above problems, the mechanical seal of the present invention,
A mechanical seal that axially seals the sealed fluid in the machine,
A rotation axis,
A casing through which the rotary shaft is inserted;
A stationary ring retained in the casing,
A sleeve detachably inserted and fixed to the rotating shaft,
A rotary ring retained by the sleeve and forming a seal with the stationary ring;
Equipped with
The sleeve is
A first sleeve arranged on the opposite side of the sealed fluid side with respect to the sealed portion;
A second sleeve partially exposed on the sealed fluid side,
The second sleeve is detachably attached to the first sleeve.
According to this feature, even if the second sleeve arranged on the sealed fluid side needs to be replaced due to corrosion or the like, the first sleeve and the second sleeve are detachably attached, so that the second sleeve is attached. Only need to be replaced. Therefore, the workability of maintenance is excellent. Furthermore, since the first sleeve and the second sleeve are detachably attached, it is possible to use different materials for the first sleeve and the second sleeve.
前記第1スリーブの一端部と前記第2スリーブの他端部とは、これら一端部と他端部における外周側のオネジ部と内周側のメネジ部とが螺合され、軸方向に嵌め合わされていることを特徴としている。
この特徴によれば、外周側のオネジ部と内周側のメネジ部との螺合により第1スリーブは第2スリーブに取り付けられるため、部品点数が増えないのみならず、軸方向・径方向の位置決めが簡単である。
また、好ましい形態にあっては、前記第1スリーブの一端部と前記第2スリーブの他端部とは、前記第1スリーブの一端部における内周側のメネジ部と前記第2スリーブの他端部における外周側のオネジ部とが螺合され、軸方向に嵌め合わされている。これによれば、回転環が静止環よりも機内側に配置されるものにより好適である。
また、別の好ましい形態にあっては、前記第1スリーブの一端部と前記第2スリーブの他端部とは、前記第1スリーブの一端部における外周側のオネジ部と前記第2スリーブの他端部における内周側のメネジ部とが螺合され、軸方向に嵌め合わされている。これによれば、回転環が静止環よりも機外側に配置されるものにより好適である。
The one end portion of the first sleeve and the other end portion of the second sleeve are axially fitted to each other by screwing the male screw portion on the outer peripheral side and the female screw portion on the inner peripheral side at the one end portion and the other end portion. It is characterized by
According to this feature, since the first sleeve is attached to the second sleeve by screwing the male screw portion on the outer peripheral side and the female screw portion on the inner peripheral side, not only the number of parts does not increase, but also the axial and radial directions are increased. Easy to position.
Further, in a preferred mode, one end of the first sleeve and the other end of the second sleeve are defined by a female screw portion on the inner peripheral side at one end of the first sleeve and the other end of the second sleeve. The male screw portion on the outer peripheral side of the portion is screwed and fitted in the axial direction. According to this, it is more preferable that the rotary ring is arranged on the inner side of the machine than the stationary ring.
In another preferred embodiment, the one end of the first sleeve and the other end of the second sleeve are different from the male screw portion on the outer peripheral side of the one end of the first sleeve and the other end of the second sleeve. The female screw portion on the inner peripheral side of the end portion is screwed and fitted in the axial direction. According to this, it is more preferable that the rotary ring is arranged outside the stationary ring rather than the stationary ring.
前記スリーブは、径方向に延在し、前記第1スリーブと前記第2スリーブとの相対回転を規制する回転規制部材を有することを特徴としている。
この特徴によれば、第1スリーブと第2スリーブとの相対回転を確実に防ぐことができる。
The sleeve has a rotation restricting member that extends in a radial direction and restricts relative rotation between the first sleeve and the second sleeve.
According to this feature, it is possible to reliably prevent relative rotation between the first sleeve and the second sleeve.
前記回転規制部材は、前記第1スリーブの貫通孔と前記第2スリーブの貫通孔を径方向に貫通するピン又はボルトであることを特徴としている。
この特徴によれば、組立作業が簡単である。
The rotation restricting member is a pin or a bolt that radially penetrates the through hole of the first sleeve and the through hole of the second sleeve.
According to this feature, the assembling work is easy.
前記ピン又はボルトは、前記回転環の径方向溝に嵌り込む位置に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、同じピン又はボルトにより、第1スリーブ、第2スリーブ、回転環の相対回転を防ぐことができるため、組み立て作業が簡単である。
The pin or the bolt is arranged at a position to be fitted in the radial groove of the rotary ring.
According to this feature, the same pin or bolt can prevent relative rotation of the first sleeve, the second sleeve, and the rotary ring, so that the assembly work is simple.
前記第1スリーブの一端部と前記第2スリーブの他端部とは、これら一端部と他端部における外周側のオネジ部と内周側のメネジ部とが螺合されており、
前記ピン又はボルトは、前記オネジ部と前記メネジ部との螺合位置よりも機内側に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記オネジ部と前記メネジ部との螺合位置は回転環と干渉しないため構造が簡単であり、第1スリーブへの第2スリーブの組み立てが簡単である。
The one end portion of the first sleeve and the other end portion of the second sleeve are screwed with the male screw portion on the outer peripheral side and the female screw portion on the inner peripheral side at the one end portion and the other end portion,
The pin or the bolt is arranged inside the machine with respect to the screwing position of the male screw portion and the female screw portion.
According to this feature, since the screwing position of the male screw portion and the female screw portion does not interfere with the rotary ring, the structure is simple, and the second sleeve is easily assembled to the first sleeve.
前記第2スリーブは外径方向に突出する突出部を有し、前記回転環はその本体部が前記突出部と前記ピン又はボルトにより軸方向に挟持されていることを特徴としている。
この特徴によれば、スリーブと回転環とを簡単に一体的に組み立てることができる。
The second sleeve has a protruding portion that protrudes in the outer diameter direction, and the rotary ring has a main body portion that is axially clamped by the protruding portion and the pin or bolt.
According to this feature, the sleeve and the rotary ring can be easily and integrally assembled.
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。なお、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。 Modes for carrying out a mechanical seal according to the present invention will be described below based on Examples. The present invention is not construed as being limited to this, and various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
実施例1に係るメカニカルシールにつき、図1から図4を参照して説明する。 The mechanical seal according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
メカニカルシール1は、ポンプ等における軸封部の機内M側に収容された被密封流体Lをシールするためのものであり、2組の回転環と静止環を用いた所謂タンデム型である。図1において、左側から順に、大気雰囲気の機外A側の領域、冷却用のエクスターナル液が導入される中間室C、被密封流体Lを収容する機内M側の領域である。また、機内M側を一端側、機外A側を他端側と呼ぶ。
The
メカニカルシール1は、回転機器の軸封部のハウジングに取り付けられたケーシング2と、ケーシング2を挿通する回転軸3と、回転軸3に着脱可能に挿通固定されたスリーブ10と、スリーブ10に固定された第1回転環30(回転環)と、ケーシング2に軸線方向移動可能に保持された第1静止環40(静止環)と、ケーシング2と第1静止環40との間に介装されて第1静止環40を第1回転環30へと付勢する第1スプリング50と、スリーブ10に軸線方向移動可能に保持された第2回転環60と、ケーシング2に固定された第2静止環61と、ホルダ63と第2回転環60との間に介装されて第2回転環60を第2静止環61へと付勢する第2スプリング62とから主に構成されている。
The
第1回転環30の密封端面と第1静止環40の密封端面とは摺動接触する第1密封部S1を形成している。第1密封部において機内M側から中間室C側に漏れる被密封流体Lをシールする。第2回転環60の密封端面と第2静止環61の密封端面とは摺動接触する第2密封部S2を形成している。第2密封部において中間室C側から機外A側に漏れるエクスターナル液Eをシールする。第1静止環40は、第2ケーシング2Bに固定されたノックピン41により回転が規制されている。同様に、第2静止環61は、第1ケーシング2Aに固定されたノックピン65により回転が規制されている。第1静止環40と第3ケーシング2Cとの間にはOリングG10が介装されている。同様に、第2静止環61と第1ケーシング2Aとの間にはOリングG6が介装されている。
The sealing end surface of the first
ケーシング2は、機外A側から、エクスターナル液出口となる貫通路2Dが設けられた第1ケーシング2Aと、エクスターナル液入口となる貫通路2Eが設けられた第2ケーシング2Bと、図示しない回転機器のハウジングに取り付ける取付フランジを有する第3ケーシング2Cとから構成されている。第1ケーシング2A、第2ケーシング2B、第3ケーシング2Cの間にはOリングG1、G2が介装され、第1ケーシング2A、第2ケーシング2B、第3ケーシング2Cは締結ネジにより液密に固定されている。
The
スリーブ10は、機外A側の第1スリーブ11と機内M側の第2スリーブ21とから主に構成されている。
The
図2を参照し、第1スリーブ11は、ステンレス鋼により形成され、その一端側(機内M側)の端部12(一端部)の内周にメネジ部13が形成され、メネジ部13よりも軸方向機内M側に周方向に等配され径方向に貫通する貫通孔14が形成されている。
With reference to FIG. 2, the
第2スリーブ21は、耐腐食性に優れるチタン合金により形成され、その他端側(機外A側)から小径部21A、小径部21Aよりも外径の大きい第1段部21B、第1段部21Bよりも外径の大きい第2段部21C、第2段部21Cよりも外径の大きい大径部21Dからなる断面階段状に形成されている。
The
小径部21Aの他端側の端部22(他端部)の外周にオネジ部23が形成され、オネジ部23よりも軸方向機内M側に周方向に等配され径方向に貫通する段付きの貫通孔24が形成されている。第1段部21Bの上面はOリングG22の装着部となっており、第2段部21Cの上面は第1回転環30の本体部32の一端側(機内M側)の内周面32aが嵌合する嵌合面となっている。大径部21Dは径方向外側に延びるフランジ部(突出部)であり、その他端側の側面28bに第1回転環30の本体部32の一端側の側面32bが当接して第1回転環30を軸方向に位置決めしている。
A
小径部21Aの外径は第1スリーブ11の端部12の内径と略同寸法に形成されており、第1スリーブ11と第2スリーブ21とは所謂インロー結合(so-called spigot joint)されるようになっている。
The outer diameter of the
ここで、第1スリーブ11と第2スリーブ21との組み立てについて説明する。第2スリーブ21の内周にOリングG21を配置し、第1段部21BにOリングG22を軸方向から挿入して装着し、第2段部21Cに第1回転環30を軸方向から挿入して装着する。また、内側に凹部を有するキャップ33(回転規制部材)を第1回転環30の嵌合溝31(径方向溝)に配置する。図4に示すように、第1回転環30には内周側から径方向に延びる嵌合溝31が周方向に4等配で配置されている。キャップ33の外径は嵌合溝31の内径と略同寸法に形成されている。なお、嵌合溝31を配置する数は4に限られない。
Here, the assembly of the
次いで、第1スリーブ11の端部12に第2スリーブ21の端部22を嵌め入れるとともに、第2スリーブ21を回転させることより、オネジ部23をメネジ部13に螺合させる。この状態では、図2、図3に示すように、第1スリーブ11の端部12の貫通孔14よりも軸方向他端側の外周面12aは第1回転環30の内周面32aに嵌合するとともに、端部12の軸方向他端側の側端面12bは第2スリーブ21の第1段部21Bの一端側の側面29と当接している。この側端面12bと側面29の当接により、第1スリーブ11と第2スリーブ21との軸方向の相対的な組み立て位置が決められている。このように、第1回転環30は、その内周面32aの軸方向に亘って、第2スリーブ21の第2段部21Cと第1スリーブ11の端部12とに嵌合するため、安定して取り付けられている。
Next, by fitting the
次いで、図3に示すように、ピン27(回転規制部材)の小径の胴部27Bを径方向内側から貫通孔24と貫通孔14に挿通させ、胴部27Bの先端部をキャップ33に圧入し固定する。これによりピン27が抜け止めされるとともに、第1スリーブ11と第2スリーブ21とが更に強固に固定される。なお、貫通孔14、貫通孔24のそれぞれの内径は、ピン27の胴部27Bの外径と略同寸法に形成されており、ピン27の頭部27Aの外径よりも小径に形成されている。そのため、ピン27の頭部27Aは段付きの貫通孔24の大径部25(図2)に収容される。また、第1回転環30の本体部32は、軸方向において、キャップ33を介してピン27の胴部27Bと第2スリーブ21のフランジ部28とにより挟持されて固定されている。
Next, as shown in FIG. 3, the small-
なお、組み立て手順として、図2、図3において、第1スリーブ11に第2スリーブ21を組み立てた後、ケーシング2にスリーブ10を組み付ける例について説明しているが、ケーシング2に第1スリーブ11を取り付けた後、第2スリーブ21を第1スリーブ11に組み立てるものであってもよい。
As an assembling procedure, in FIGS. 2 and 3, an example in which the
図1を参照し、第1スリーブ11は、内周にOリングG3、G4が配置され、軸固定部材16を用いて回転軸3に着脱可能に固定されている。軸固定部材16は、テーパ状のベルト部材と、一対のリングと、締め付けネジとから構成され、締め付けネジの締め付け量に応じたトルクで第1スリーブ11を回転軸3に固定する。なお、第1スリーブ11の回転軸3への固定は他の手段、例えばセットスクリューを用いた手段としてもよい。
Referring to FIG. 1, the
第1スリーブ11には、ホルダ63がセットスクリュー66により固定されている。ホルダ63は第2スプリング62を収容し、第2回転環60を軸方向に移動可能に保持するとともに、第2回転環60の外径方向の突出部と係合し第2回転環60の回転を規制する規制爪64を有している。第2回転環60と第1スリーブ11との間にはOリングG5が配置されている。
The
第1ケーシング2Aと第1スリーブ11は、第1ケーシング2Aに取付ネジ18を介して取り付けられたセットプレート19の内径側の凸部を第1スリーブ11の位置決め溝17に嵌め込んで位置決めと同時に組み立てられる。なお、セットプレート19は組立後、メカニカルシール1の使用前に取り外される。このようにセットプレート19を取り外す前には、ケーシング2、スリーブ10、第1回転環30、第1静止環40、第2回転環60、第2静止環61はユニット化されている。
The
以上のとおりであるから以下の長所を有する。
第1スリーブ11は第1密封部S1を基準として被密封流体L側とは反対側の中間室C及び機外A側に配置されているため、第1スリーブ11は被密封流体Lと接触することがなく、腐食しにくくなっている。
また、第2スリーブ21は被密封流体L側に一部が露出して配置されるものの、その材料はチタン合金であるため、腐食されにくい。
さらに、第2スリーブ21は第1スリーブ11に着脱可能に取り付けられているため、腐食された場合にあっては、第2スリーブ21のみを交換できる。そのため、メンテナンスの作業性にすぐれる。
As described above, it has the following advantages.
Since the
Although the
Furthermore, since the
また、第1スリーブ11の端部12の径方向内側に第2スリーブ21の端部22が軸方向から嵌め合わされて、その状態で端部22の外周側のオネジ部23と端部12の内周側のメネジ部13とが螺合されている。そのため、第1スリーブ11への第2スリーブ21の取り付けに別途固定ネジを必要とせず部品点数が増えることがなく、加えて、第1スリーブ11と第2スリーブ21との軸方向・径方向の位置決めが簡単である。
さらに、オネジ部23とメネジ部13の螺合による固定であるため、当該螺合部分は比較的液密に優れる。
加えて、オネジ部23とメネジ部13の螺合による固定であるため、チタン合金のように溶接が難しい材料であってもスリーブ10の構成部材として使うことができる。
さらに、第1回転環30が第1静止環40よりも機内M側に位置し、第2スリーブ21を第1スリーブ11の内側に嵌合させ、機内M側の第2スリーブ21に第1回転環30を装着・支持している。機内M側の第2スリーブ21に第1回転環30を装着・支持するため、軸方向の長さを短くすることできる。
Further, the
Further, since the
In addition, since the
Further, the first
また、第1スリーブ11の端部12の径方向内側に第2スリーブ21の端部22が軸方向に嵌め合わされているため、中間室Cの内周側は第1スリーブ11により画成され第2スリーブ21は中間室Cに露出していない。それゆえ、中間室Cの内周側には第1スリーブ11によって長く連続的な面が形成されており、中間室Cに供給されるエクスターナル液Eの流れを円滑とすることができる。
Further, since the
また、オネジ部23とメネジ部13の螺合による固定に加えて、貫通孔24と貫通孔14にピン27を挿通しているため、第1スリーブ11と第2スリーブ21との相対回転を確実に規制できる。なお、キャップ33を用いずにピン27の胴部27Bの先端部自体を第1回転環30の回転防止用の部位・部材としてもよい。また、ピン27はネジ部のないものを例に説明したが、胴部にネジ部を有するボルトであってもよい。ボルトとする場合には、キャップ33としてメネジ部が設けられているものを用いてボルトをキャップに螺合するようにしてもよい。
Further, in addition to fixing by screwing the
また、ピン27は、第1スリーブ11の貫通孔14と第2スリーブ21の貫通孔24を径方向に貫通するため、構造が簡単であり、組立作業が簡単である。
Further, since the
また、ピン27は、第1回転環30の嵌合溝31に嵌り込む位置に配置されているため、同じピン27により、第1スリーブ11、第2スリーブ21、第1回転環30の相対回転を防ぐことができる。そのため、部品点数が少なく組み立て作業が簡単である。
Further, since the
また、ピン27は、オネジ部23よりも機内M側に配置されているため、オネジ部23は第1回転環30と干渉しない。そのため構造が簡単であり、第1スリーブ11への第2スリーブ21の組み立てが簡単である。
Further, since the
また、第1回転環30の本体部32は第2スリーブ21のフランジ部28とピン27により軸方向において挟持されているため、第2スリーブ21と第1回転環30とを簡単に一体的に組み立てることができる。言い換えると、ピン27により第1回転環30を第2スリーブ21に固定しているため、第1回転環30を固定する部品を少なくできる。
Further, since the
実施例2に係るメカニカルシールにつき、図5を参照して説明する。なお、実施例1と同様の構成についてはその説明を省略する。実施例2のメカニカルシール101は、2組の回転環と静止環を用いた所謂ダブル型であって、第1スリーブ111の端部112の外周側に第2スリーブ121の端部122が軸方向から嵌め合わされている構成が、実施例1のメカニカルシール1とは主に相違する。
A mechanical seal according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The description of the same configuration as the first embodiment will be omitted. The
図5を参照し、第1回転環130Aの密封端面と第1静止環140の密封端面とは摺動接触する第1密封部S1(密封部)を形成している。第2回転環130Bの密封端面と図示しない第2静止環の密封端面とは摺動接触する第2密封部を形成している。
Referring to FIG. 5, the sealing end surface of the first
第1スリーブ111にホルダ132が相対回転不能に取り付けられている。ホルダ132には第1回転環130A、第2回転環130Bが反対向きに配置・保持されている。第1回転環130Aは軸方向に移動可能かつドライブピン136により回転力が伝達されるようになっている。また、第1回転環130Aは図示しないスプリングにより第1静止環140に向けて付勢されている。第2回転環130Bは軸方向に移動可能かつ図示しないドライブピンにより回転力が伝達されるようになっている。また、第2回転環130Bはスプリング150Bにより図示しない第2静止環に向けて付勢されている。第1静止環140は、第1ケーシング102Aの内周に嵌挿され他端側から取付部材102Bにより軸方向への移動が規制されている。
A
次いで、スリーブ110について説明する。スリーブ110は第1スリーブ111と第2スリーブ121とから主に構成されている。
第1スリーブ111は、ステンレス鋼により形成され、その一端側(機内M側)の端部112(一端部)の外周にオネジ部113が形成され、オネジ部113よりも軸方向機内M側に径方向に貫通する貫通孔114が形成されている。
第2スリーブ121は、耐腐食性に優れるチタン合金により形成され、他端側の端部122(他端部)の内周にメネジ部123が形成されている。
Next, the
The
The
第2スリーブ121のメネジ部123を第1スリーブ111のオネジ部113に螺合させて、第2スリーブ121を第1スリーブ111に取り付ける。その後、セットスクリュー115(回転規制部材)を貫通孔114に螺合して第1スリーブ111に第2スリーブ121を回転不能に固定する。
The female screw portion 123 of the
第2スリーブ121は、その端部122の機内M側の側端面122aが第1スリーブ111の側端面112aに当接してその軸方向位置が決められる。なお、軸方向位置は、第2スリーブ121の端部122の側端面122bと第1スリーブ111の外径側の側端面112bとの当接によって決めるような寸法関係としてもよい。
The axial position of the
第2スリーブ121が第1スリーブ111に取り付けられた状態で、第2スリーブ121の端部122の側端面122bはホルダ132の側端132bに当接する。ホルダ132は第2スリーブ121によって軸方向位置が決められている。
With the
以上のとおりであるから実施例1と同様の長所、例えば以下の長所を有する。
第1スリーブ111は第1密封部S1を基準として被密封流体L側とは反対側の中間室C及び機外A側に配置されているため、第1スリーブ111は被密封流体Lと接触することがなく、腐食しにくくなっている。
また、第2スリーブ121は被密封流体L側に一部が露出して配置されるものの、その材料はチタン合金であるため、腐食されにくい。
さらに、第2スリーブ121は第1スリーブ111に着脱可能に取り付けられているため、腐食された場合にあっては、第2スリーブ121のみを交換できる。そのため、メンテナンスの作業性にすぐれる。
Since it is as above, it has the same advantage as Example 1, for example, the following advantages.
Since the
Further, although the
Further, since the
また、第1スリーブ111の端部112の径方向外側に第2スリーブ121の端部122が軸方向から嵌め合わされており、端部122の内周側のメネジ部123と端部112の外周側のオネジ部113とが螺合されている。そのため、第1スリーブ111への第2スリーブ121の取り付けに別途固定ネジを必要とせず部品点数が増えることがなく、加えて、第1スリーブ111と第2スリーブ121との軸方向・径方向の位置決めが簡単である。
さらに、第1回転環130Aが第1静止環140よりも機外A側に位置し、第2スリーブ121を第1スリーブ111の外側に嵌合させ、機内M側の第2スリーブ121に第1回転環130Aを装着・支持できる。機内M側の第2スリーブ121に第1回転環130Aを装着・支持しているため、構造を簡単にできる。
Further, the
Further, the first
実施例3に係るメカニカルシールにつき、図6を参照して説明する。なお、実施例1と同様の構成についてはその説明を省略する。実施例3のメカニカルシール201は、第1スリーブ211と第2スリーブ221とがテーパ嵌合される構成が、実施例1のメカニカルシール1とは主に相違する。
A mechanical seal according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The description of the same configuration as the first embodiment will be omitted. The
スリーブ210について説明する。スリーブ210は第1スリーブ211と第2スリーブ221とから主に構成されている。
第1スリーブ211は、ステンレス鋼により形成され、その一端側(機内M側)の端部212(一端部)の内周にテーパ部213が形成され、テーパ部213よりも軸方向機内M側に周方向に等配され径方向に貫通する貫通孔14が形成されている。
The
The
第2スリーブ221は、耐腐食性に優れるチタン合金により形成され、その他端側(機外A側)の端部222(一端部)の外周にテーパ部223が形成され、テーパ部223よりも軸方向機内M側に周方向に等配され径方向に貫通する段付きの貫通孔24が形成されている。
The
第1スリーブ211に第2スリーブ221を軸方向から挿入し、テーパ部213にテーパ部223を係合させて、第1スリーブ211と第2スリーブ221とを軸方向に位置決めする。テーパによる係合であるため、組み立てが簡単でありかつ位置決め精度がよい。
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 configurations are not limited to these embodiments, and any modifications or additions within the scope of the present invention are included in the present invention. Be done.
実施例1〜3において、第1スリーブはステンレス鋼により形成され、第2スリーブは耐腐食性に優れるチタン合金により形成される例について説明したがこれらの材料に限られるのもではない。第1スリーブ、第2スリーブの材料は用途に応じた好適な材料とすればよく、例えば鉄材、ステンレス材、チタン材、ジルコニウム材を用いることができる。 Although the first sleeve is made of stainless steel and the second sleeve is made of titanium alloy having excellent corrosion resistance in Examples 1 to 3, the present invention is not limited to these materials. The material of the first sleeve and the second sleeve may be a material suitable for the application, and for example, iron material, stainless material, titanium material, zirconium material can be used.
また、実施例1、3において、タンデム型のメカニカルシール1、201、実施例2において、ダブル型のメカニカルシール101について説明したが、メカニカルシールの形式は問わない。例えばシングル型のメカニカルシールであってもよい。
Further, the tandem
また、実施例1、3において、第1スリーブ11、211の端部12、222の径方向内側に第2スリーブ21、221の端部が嵌合される例について説明したが、第1スリーブの端部の径方向外側に第2スリーブの端部が嵌合される形態であってもよい。実施例2についても同様に、第1スリーブ111の端部112の径方向外側に第2スリーブ121の端部122が嵌合される例について説明したが、第1スリーブの端部の径方向内側に第2スリーブの端部が嵌合される形態であってもよい。
Further, in the first and third embodiments, an example in which the end portions of the
また、実施例1〜3において、第1スリーブは一部材により構成される例について説明したが、軸方向に分割可能に構成されていてもよい。同様に第2スリーブも軸方向に分割可能に構成されていてもよい。なお、第1スリーブはその少なくとも一部が被密封流体側に露出するものであり、第2スリーブは被密封流体側に露出しないものである。 In addition, in the first to third embodiments, the example in which the first sleeve is configured by one member has been described, but the first sleeve may be configured to be dividable in the axial direction. Similarly, the second sleeve may also be configured to be axially separable. At least a part of the first sleeve is exposed to the sealed fluid side, and the second sleeve is not exposed to the sealed fluid side.
また、実施例1〜3における、回転環、静止環の材料は、周知のセラミックス材料や金属材料から適宜選択し得る。例えば、特殊転換法(カーボン表面を部分的にSiC化し、表面強度を補強し、SiCの耐摩耗性とカーボンの自己潤滑性の両方を兼ね備えるようにすること)によるSiCから製作されている。また、ダイヤモンドコーティングしたSiCにより製作されてもよい。 Further, the materials of the rotary ring and the stationary ring in Examples 1 to 3 can be appropriately selected from well-known ceramic materials and metal materials. For example, it is manufactured from SiC by a special conversion method (the carbon surface is partially made into SiC so as to reinforce the surface strength so as to have both the wear resistance of SiC and the self-lubricating property of carbon). It may also be made of diamond-coated SiC.
さらに、実施例1〜3において、符号Gを付して説明した各Oリングは所謂二次シールであり、周知のものを適宜選択し得る。例えば、ゴムを主成分として環状に製作されている。 Further, in the first to third embodiments, each O-ring described with reference numeral G is a so-called secondary seal, and a well-known one can be appropriately selected. For example, it is formed in a ring shape with rubber as a main component.
1 メカニカルシール
2 ケーシング
3 回転軸
10 スリーブ
11 第1スリーブ
12 端部(一端部)
13 メネジ部
14 貫通孔
21 第2スリーブ
22 端部
23 オネジ部
24 貫通孔
27 ピン(回転規制部材)
28 フランジ部(突出部)
30 第1回転環
31 嵌合溝(径方向溝)
33 キャップ(回転規制部材)
40 第1静止環
101 メカニカルシール
102 ケーシング
110 スリーブ
111 第1スリーブ
112 端部
113 オネジ部
114 貫通孔
115 セットスクリュー(回転規制部材)
121 第2スリーブ
122 端部
123 メネジ部
130A 第1回転環
130B 第2回転環
201 メカニカルシール
210 スリーブ
211 第1スリーブ
212 端部
213 テーパ部
221 第2スリーブ
222 端部
223 テーパ部
A 機外
M 機内
C 中間室
L 被密封流体
S1 第1密封部
S2 第2密封部
1
13
28 Flange (projection)
30 first
33 Cap (rotation restriction member)
40 first
121
Claims (6)
回転軸と、
前記回転軸が挿通されるケーシングと、
前記ケーシングに保持された静止環と、
前記回転軸に着脱可能に挿通固定されたスリーブと、
前記スリーブに保持され、前記静止環と密封部を形成する回転環と、
を備え、
前記スリーブは、
前記密封部を基準として前記被密封流体側とは反対側に配置される第1スリーブと、
前記被密封流体側に一部が露出して配置される第2スリーブと、を有し、
前記第2スリーブは前記第1スリーブに着脱可能に取り付けられており、前記第1スリーブの一端部と前記第2スリーブの他端部とは、これら一端部と他端部における外周側のオネジ部と内周側のメネジ部とが螺合され、軸方向に嵌め合わされていることを特徴とするメカニカルシール。 A mechanical seal that axially seals the sealed fluid in the machine,
A rotation axis,
A casing through which the rotary shaft is inserted;
A stationary ring retained in the casing,
A sleeve detachably inserted and fixed to the rotating shaft,
A rotary ring retained by the sleeve and forming a seal with the stationary ring;
Equipped with
The sleeve is
A first sleeve arranged on the opposite side of the sealed fluid side with respect to the sealed portion;
A second sleeve partially exposed on the sealed fluid side,
The second sleeve is removably attached to the first sleeve, and one end portion of the first sleeve and the other end portion of the second sleeve are externally threaded male thread portions at the one end portion and the other end portion. A mechanical seal characterized in that the female screw portion on the inner peripheral side is screwed and fitted in the axial direction .
前記ピン又はボルトは、前記オネジ部と前記メネジ部との螺合位置よりも機内側に配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載のメカニカルシール。 The one end portion of the first sleeve and the other end portion of the second sleeve are screwed with the male screw portion on the outer peripheral side and the female screw portion on the inner peripheral side at the one end portion and the other end portion,
The mechanical seal according to claim 3 or 4 , wherein the pin or the bolt is arranged on the inner side of the machine with respect to a screwing position of the male screw portion and the female screw portion.
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