JP6770376B2 - Double mechanical seal device - Google Patents
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Description
本発明は、回転密封環と静止密封環との対を2つ有するダブルメカニカルシール装置に関する。 The present invention relates to a double mechanical sealing device having two pairs of a rotary sealing ring and a static sealing ring.
ダブルメカニカルシール装置としては、たとえば下記に示す特許文献1または特許文献2に示すものが知られている。これらの文献の公報に示すダブルメカニカルシール装置では、回転軸の外周に、単一のスプリングを配置してある。単一のスプリングの一端は、一方の回転密封環を一方の静止密封環に押し付け、スプリングの他端は、他方の回転密封環を他方の静止密封環に押し付けている。
As the double mechanical sealing device, for example, those shown in Patent Document 1 or
しかしながら、これらの従来のダブルメカニカルシール装置では、比較的に小さい外径の回転軸のための密封を目的として工夫されており、回転軸の外径が大きい場合には、スプリングの外径を大きくする必要があり、スプリングの製造が困難になると共に、その取付も困難になる。また、スプリングが流体圧力などで外側に広がるなどの課題もある。 However, these conventional double mechanical sealing devices are devised for the purpose of sealing for a rotating shaft having a relatively small outer diameter, and when the outer diameter of the rotating shaft is large, the outer diameter of the spring is increased. This makes it difficult to manufacture the spring and also makes it difficult to install it. There is also a problem that the spring spreads outward due to fluid pressure or the like.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、回転軸の外径が大きい場合でも、それぞれの回転密封環をそれぞれの静止密封環に対して押し付けることが容易であり、シール性に優れたダブルメカニカルシール装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is that even when the outer diameter of the rotating shaft is large, it is easy to press each rotating sealing ring against each stationary sealing ring, and the sealing property is improved. It is to provide an excellent double mechanical sealing device.
上記目的を達成するために、本発明に係るダブルメカニカルシール装置は、
機内に対して近位側に配置される第1シール部と、遠位側に配置される第2シール部と、
前記第1シール部と前記第2シール部との間に形成される中間室と、を有するダブルメカニカルシール装置であって、
前記第1シール部は、
回転軸と共に回転するが軸方向には移動自在に配置してある第1回転密封環と、
前記第1回転密封環の第1回転摺動面に対して摺動可能な第1静止摺動面を持ち、ハウジングに支持されて回転しない第1静止密封環と、を有し、
前記第2シール部は、
前記回転軸と共に回転するが前記軸方向には移動自在に配置してある第2回転密封環と、
前記第2回転密封環の第2回転摺動面に対して摺動可能な第2静止摺動面を持ち、前記ハウジングに支持されて回転しない第2静止密封環と、を有し、
前記中間室に位置する前記回転軸の外周には、前記回転軸と共に回転すると共に軸方向にも共に移動する中間リングが配置してあり、
前記中間リングには、周方向に沿って複数の軸方向に貫通するスプリング用貫通孔が形成してあり、
それぞれの前記スプリング用貫通孔には、スプリングが軸方向に沿って装着してあり、
それぞれの前記スプリングの一端が、前記第1回転密封環を前記第1静止密封環に向けて押圧するように構成してあり、それぞれの前記スプリングの他端が、前記第2回転密封環を前記第2静止密封環に向けて押圧するように構成してある。
In order to achieve the above object, the double mechanical seal device according to the present invention is
A first seal located proximal to the cabin and a second seal located distal to the cabin.
A double mechanical sealing device having an intermediate chamber formed between the first sealing portion and the second sealing portion.
The first seal portion is
The first rotating sealing ring, which rotates with the rotating shaft but is movable in the axial direction,
It has a first static sliding surface that is slidable with respect to the first rotating sliding surface of the first rotary sealing ring, and has a first static sealing ring that is supported by a housing and does not rotate.
The second seal portion is
A second rotary sealing ring that rotates with the rotary shaft but is movably arranged in the axial direction.
It has a second static sliding surface that is slidable with respect to the second rotating sliding surface of the second rotary sealing ring, and has a second static sealing ring that is supported by the housing and does not rotate.
On the outer circumference of the rotating shaft located in the intermediate chamber, an intermediate ring that rotates together with the rotating shaft and moves together in the axial direction is arranged.
The intermediate ring is formed with through holes for springs that penetrate in a plurality of axial directions along the circumferential direction.
A spring is mounted along the axial direction in each of the through holes for the spring.
One end of each of the springs is configured to press the first rotary sealing ring toward the first static sealing ring, and the other end of each of the springs presses the second rotary sealing ring. It is configured to press toward the second static sealing ring.
本発明に係るダブルメカニカルシール装置は、複数の軸方向に貫通するスプリング用貫通孔が形成してある中間リングを有する。中間リングに形成してある複数のスプリング用貫通孔には、それぞれスプリングが装着され、それぞれのスプリングの弾性力が、第1回転密封環と第2回転密封環とを軸方向に引き離す方向に力が作用する。その結果、第1回転密封環は第1静止密封環に押し付けられ、第2回転密封環は第2静止密封環に押し付けられ、それらの間の密封性能が向上する。 The double mechanical sealing device according to the present invention has an intermediate ring in which through holes for springs penetrating in a plurality of axial directions are formed. A spring is attached to each of the plurality of through holes for springs formed in the intermediate ring, and the elastic force of each spring is a force in the direction of axially separating the first rotation sealing ring and the second rotation sealing ring. Works. As a result, the first rotary sealing ring is pressed against the first static sealing ring, the second rotary sealing ring is pressed against the second static sealing ring, and the sealing performance between them is improved.
本発明のダブルメカニカルシール装置では、回転軸の外径が大きい場合には、中間リングの内径および外径を大きくし、中間リングの周方向に断続的に形成するスプリング用貫通孔の数を増やせば良く、スプリング自体の外径を大きくする必要はない。そのため、スプリングの製造が容易であると共に、標準サイズのスプリングを準備するのみで良く、その取付も容易である。また、各スプリングは、スプリング用貫通孔の内部に挿入されて使用されるため、スプリングが流体圧力などで外側に広がることもない。 In the double mechanical sealing device of the present invention, when the outer diameter of the rotating shaft is large, the inner and outer diameters of the intermediate ring can be increased, and the number of through holes for springs formed intermittently in the circumferential direction of the intermediate ring can be increased. It is sufficient, and it is not necessary to increase the outer diameter of the spring itself. Therefore, it is easy to manufacture the spring, and it is only necessary to prepare a standard size spring, and it is easy to install the spring. Further, since each spring is used by being inserted into the through hole for the spring, the spring does not spread to the outside due to fluid pressure or the like.
また、本発明のダブルメカニカルシール装置では、長期間の運転により回転軸の軸移動が生じても、一対の回転密封環は回転軸に対して軸方向に相対移動するため、スプリングの取付長さが変化しない。そのため、スプリングの弾性力による一対の回転密封環への押圧力が変化しにくく、密封性能を長期間一定に保持しやすい。また、第1シール部および第2シール部が、双方共にメカニカルシールで構成してあるために、高圧力差にも対応が可能であり、しかも密封性と耐久性に優れており、長期間のメンテナンスフリーに対応することが容易である。したがって、本発明に係るダブルメカニカルシール装置は、舶用推進器など水中機器のためのシール装置として効果的に用いることができる。 Further, in the double mechanical sealing device of the present invention, even if the axis of the rotating shaft moves due to long-term operation, the pair of rotating sealing rings move relative to the rotating shaft in the axial direction, so that the mounting length of the spring is long. Does not change. Therefore, the pressing force on the pair of rotary sealing rings due to the elastic force of the spring is unlikely to change, and the sealing performance can be easily maintained constant for a long period of time. Further, since both the first seal portion and the second seal portion are composed of mechanical seals, it is possible to cope with a high pressure difference, and it is excellent in sealing performance and durability for a long period of time. It is easy to support maintenance-free. Therefore, the double mechanical sealing device according to the present invention can be effectively used as a sealing device for underwater equipment such as a marine propulsion device.
好ましくは、前記回転軸の外周には、スリーブが前記回転軸と共に回転すると共に前記軸方向に沿って共に移動するように固定してあり、
前記スリーブの外周に前記中間リングが固定してあり、
前記スプリングの一端が第1加圧リングの背面に接触してあり、前記第1加圧リングの前面には、前記第1回転密封環の背面が当接し、前記スプリングの弾性力が、前記第1加圧リングを介して前記第1回転密封環に伝わり、前記第1静止密封環に向けて前記第1回転密封環を前記軸方向に沿って押すように構成してあり、
前記スプリングの他端が第2加圧リングの背面に接触してあり、前記第2加圧リングの前面には、前記第2回転密封環の背面が当接し、前記スプリングの弾性力が、前記第2加圧リングを介して前記第2回転密封環に伝わり、前記第2静止密封環に向けて前記第2回転密封環を前記軸方向に沿って押すように構成してある。
Preferably, the sleeve is fixed to the outer periphery of the rotating shaft so as to rotate together with the rotating shaft and move together along the axial direction.
The intermediate ring is fixed to the outer circumference of the sleeve.
One end of the spring is in contact with the back surface of the first pressure ring, the back surface of the first rotary sealing ring is in contact with the front surface of the first pressure ring, and the elastic force of the spring is the first. It is configured to be transmitted to the first rotary sealing ring via one pressure ring and push the first rotary sealing ring toward the first static sealing ring along the axial direction.
The other end of the spring is in contact with the back surface of the second pressure ring, the back surface of the second rotary sealing ring is in contact with the front surface of the second pressure ring, and the elastic force of the spring is the same. It is configured to be transmitted to the second rotary sealing ring via the second pressure ring and push the second rotary sealing ring toward the second static sealing ring along the axial direction.
このように構成することで、各スプリングの弾性力が、第1回転密封環および第2回転密封環を軸方向に引き離すように良好に作用し、第1回転密封環は第1静止密封環に押し付けられ、第2回転密封環は第2静止密封環に押し付けられ、それらの間の密封性能が向上する。 With this configuration, the elastic force of each spring acts satisfactorily so as to separate the first rotary sealing ring and the second rotary sealing ring in the axial direction, and the first rotary sealing ring becomes the first static sealing ring. Pressed, the second rotary sealing ring is pressed against the second static sealing ring, improving the sealing performance between them.
好ましくは、前記スリーブの外周で、前記中間リングの一端から前記軸方向に沿って第1所定距離で離れて、前記第1加圧リングおよび前記第1回転密封環が前記スリーブに対して軸方向移動自在に配置してあり、
前記スリーブの外周で、前記中間リングの他端から前記軸方向に沿って第2所定距離で離れて、前記第2加圧リングおよび前記第2回転密封環が前記スリーブに対して軸方向移動自在に配置してある。
Preferably, on the outer circumference of the sleeve, the first pressure ring and the first rotary sealing ring are axially relative to the sleeve at a first predetermined distance along the axial direction from one end of the intermediate ring. It is arranged so that it can be moved.
On the outer circumference of the sleeve, the second pressure ring and the second rotary sealing ring are axially movable with respect to the sleeve at a second predetermined distance along the axial direction from the other end of the intermediate ring. It is placed in.
このように構成することで、長期間の運転により回転軸が軸方向にズレて、第1所定距離または第2所定距離の範囲内で中間リングが回転軸と共に軸方向に移動しても、第1回転密封環または第2回転密封環に中間リングが衝突することはない。また、中間リングが回転軸と共に軸方向にズレたとしても、各スプリングは、中間リングのスプリング用貫通孔に挿入してあるのみであるために、スプリングの軸方向取付長さは変化しない。そのため、スプリングの弾性力による一対の回転密封環への押圧力が変化しにくく、密封性能を長期間一定に保持しやすい。 With this configuration, even if the rotation axis shifts in the axial direction due to long-term operation and the intermediate ring moves in the axial direction together with the rotation axis within the range of the first predetermined distance or the second predetermined distance, the first The intermediate ring does not collide with the one-turn or second-turn sealing ring. Further, even if the intermediate ring is displaced in the axial direction together with the rotation shaft, the axial mounting length of the spring does not change because each spring is only inserted into the spring through hole of the intermediate ring. Therefore, the pressing force on the pair of rotary sealing rings due to the elastic force of the spring is unlikely to change, and the sealing performance can be easily maintained constant for a long period of time.
好ましくは、前記第1回転密封環の内径と、前記第2回転密封環の内径とが、略同一であり、
前記第1回転密封環が軸方向に移動自在に装着される位置に対応する前記スリーブの外径と、前記第2回転密封環が軸方向に移動自在に装着される位置に対応する前記スリーブの外径とが、略同一である。
Preferably, the inner diameter of the first rotary sealing ring and the inner diameter of the second rotary sealing ring are substantially the same.
The outer diameter of the sleeve corresponding to the position where the first rotary sealing ring is movably mounted in the axial direction, and the sleeve corresponding to the position where the second rotary sealing ring is movably mounted in the axial direction. The outer diameter is substantially the same.
このように構成することで、中間室内の流体に基づく第1回転密封環および第2回転密封環に作用する圧力作用径が略同一となり、両者に作用するスラスト力が相殺され、スラスト力のアンバランスを防止することができる。 With this configuration, the pressure action diameters acting on the first rotary sealing ring and the second rotary sealing ring based on the fluid in the intermediate chamber are substantially the same, the thrust forces acting on both are canceled out, and the thrust force is unbalanced. The balance can be prevented.
好ましくは、前記第2回転密封環と前記スリーブの外周面との間の段差状凹部には、シール部材が前記軸方向に沿って移動自在に装着してある。 Preferably, a sealing member is movably mounted along the axial direction in the stepped recess between the second rotary sealing ring and the outer peripheral surface of the sleeve.
このように構成することで、中間室の圧力がケーシングの外部の圧力よりも高い場合でも、その逆でも、第2回転密封環を第2静止密封環に押し付けることが可能になり、第2シール部の密封性を良好に維持することができる。特に、ケーシング外部が海水などの液体で満たされる環境下の場合に、海水の圧力が中間室の内部圧力よりも高い場合でも、第2シール部の密封性が維持され、海水が中間室の内部に流れ込むことを効果的に防止することができる。海水の圧力が中間室の内部圧力よりも高い場合とは、たとえば中間室内に油を供給する油供給ユニットが停止した場合などである。 With this configuration, the second rotary sealing ring can be pressed against the second static sealing ring even when the pressure in the intermediate chamber is higher than the pressure outside the casing and vice versa, and the second seal can be pressed. Good sealing performance of the part can be maintained. In particular, when the outside of the casing is filled with a liquid such as seawater, even if the pressure of the seawater is higher than the internal pressure of the intermediate chamber, the sealing property of the second seal portion is maintained and the seawater is inside the intermediate chamber. It can be effectively prevented from flowing into the casing. The case where the pressure of seawater is higher than the internal pressure of the intermediate chamber is, for example, the case where the oil supply unit that supplies oil to the intermediate chamber is stopped.
好ましくは、前記ハウジングには、前記第1静止密封環の内周側に位置する第1筒状凸部が配置してあると共に、前記第2静止密封環の内周側に位置する第2筒状凸部が配置してあり、
前記第1筒状凸部の外径と、前記第2筒状凸部の外径とが、略同一であり、
前記第1静止密封環の内径と、前記第2静止密封環の内径とが、略同一である。
Preferably, the housing is provided with a first tubular convex portion located on the inner peripheral side of the first static sealing ring, and a second cylinder located on the inner peripheral side of the second static sealing ring. Convex parts are arranged,
The outer diameter of the first tubular convex portion and the outer diameter of the second tubular convex portion are substantially the same.
The inner diameter of the first rest-sealing ring and the inner diameter of the second rest-sealing ring are substantially the same.
このように構成することで、第1静止密封環および第2静止密封環に作用する圧力作用径が略同一となり、両者に作用するスラスト力が相殺され、スラスト力のアンバランスを防止することができる。 With this configuration, the pressure action diameters acting on the first rest-sealing ring and the second rest-sealing ring are substantially the same, the thrust forces acting on both are canceled out, and the imbalance of the thrust forces can be prevented. it can.
好ましくは、前記第1静止密封環と前記第1筒状凸部との間には、単一のOリングが介在してあり、前記第1筒状凸部の外周で前記第1静止密封環をフロート式に保持してあり、
前記第2静止密封環と前記第2筒状凸部との間には、単一のOリングが介在してあり、前記第2筒状凸部の外周で前記第2静止密封環をフロート式に保持している。
Preferably, a single O-ring is interposed between the first static sealing ring and the first tubular convex portion, and the first static sealing ring is formed on the outer circumference of the first tubular convex portion. Is held in a float type,
A single O-ring is interposed between the second static sealing ring and the second tubular convex portion, and the second static sealing ring is floated on the outer circumference of the second tubular convex portion. Hold in.
このように構成することで、第1静止密封環および第2静止密封環は、Oリングを回動中心として傾くことが可能になり、回転軸が多少傾いたとしても、第1シール部および第2シール部の密封性能が低下することはない。このような観点からは、第1回転密封環および第2回転密封環に関しても、それらの内周側に、それぞれ単一のOリングが装着してあり、それらをフロート式に保持してあることが好ましい。
With this configuration, the first static sealing ring and the second static sealing ring can be tilted with the O-ring as the center of rotation, and even if the rotation axis is slightly tilted, the first sealed portion and the second
好ましくは、前記ハウジングは、カートリッジ式に、機器のケーシングに取り付けられ、
前記第1シール部の内周側に、前記ケーシング内部の流体が位置し、前記第2シール部の内周側に、前記ケーシング外部の流体が位置するように、前記ハウジングに前記第1静止密封環と前記第2静止密封環が取り付けてある。
Preferably, the housing is cartridge-type mounted on the casing of the equipment.
The first static sealing is performed on the housing so that the fluid inside the casing is located on the inner peripheral side of the first seal portion and the fluid outside the casing is located on the inner peripheral side of the second seal portion. A ring and the second static sealing ring are attached.
このようにカートリッジ式に構成することで、機器のケーシングなどへの取付やメンテナンスが容易になる。また、第1シール部の内周側に、ケーシング内部の流体が位置し、第2シール部の内周側に、ケーシング外部の流体が位置するため、第1シール部の圧力作用径と、第2シール部の圧力作用径とを略同一に構成することが容易である。 The cartridge type configuration in this way facilitates mounting and maintenance of the device on the casing or the like. Further, since the fluid inside the casing is located on the inner peripheral side of the first seal portion and the fluid outside the casing is located on the inner peripheral side of the second seal portion, the pressure action diameter of the first seal portion and the first It is easy to configure the pressure action diameter of the two seal portions to be substantially the same.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
本発明の一実施形態のダブルメカニカルシール装置について、図1を参照して説明する。図1は、そのダブルメカニカルシール装置10の構成を示す半断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
The double mechanical sealing device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a semi-cross-sectional view showing the configuration of the double
ダブルメカニカルシール装置10は、回転軸(シャフト)2が貫通しているケーシング3の軸孔部3aに機外OS側から装着されるカートリッジ形式のシール装置である。ケーシング3は、たとえば舶用推進器などの水中機器のケーシングの一部として用いられる。
The double
ダブルメカニカルシール装置10は、このような舶用推進器などの用途に対応したシール装置である。ケーシング3の機内IS側に位置する回転軸2の外周には、原動機や発電機のロータなどが固定してあってもよい。回転軸2のハウジング3と反対側には、推進用のスクリューや水流を受けて回転するインペラのハブ12が固定してある。ハブ12は、回転軸2の外周面に焼嵌めなどの手段で嵌合してある。
The double
ダブルメカニカルシール装置10は、ケーシング3の軸方向の端面3bに取り付けられたカートリッジ式のハウジング8の内部に装着してある。ハウジング8は、カバープレート6とシールケース7とを有する。なお、図1においては、ダブルメカニカルシール装置10の左側が機内IS側であり、ケーシング8の外側が機外OS側である。
The double
ケーシング3の端面3bには、カバープレート6が取り付けられ、カバープレート6の外側(ハブ12側)には、シールケース7が取り付けられる。それぞれハウジングの一部を構成するカバープレート6およびシールケース7は、ケーシング3の端面3bからハブ12に向けて、この順序でボルト5a,5bにより端面3bに固定してある。
A
ケーシング3の端面3bに取り付けられるカバープレート6の取付面には、Oリング溝が形成してあり、Oリング溝には、Oリング4が装着され、端面3bとカバープレート6との間をシールしている。本実施形態では、シールカバー6とシールケース7との間には、Oリング9が取り付けられて、これらの間の隙間を密封している。
An O-ring groove is formed on the mounting surface of the
本実施形態では、ハウジング8の内部には中間室70が形成され、この中間室70の内部に、ダブルメカニカルシール装置10が配置される。ダブルメカニカルシール装置10は、回転軸2の軸方向に沿って機内IS側(近位側)に配置される第1シール部30と、ハブ12側(遠位側)に配置される第2シール部50と、これらの間に位置する中間リング80とを有する。これらの第1シール部30と、中間リング80と、第2シール部50とが、回転軸2の軸方向に沿って、ハウジング8の内部に配置される。
In the present embodiment, an
中間室70は、ハウジング8の内部(内周側)で、第1シール部30と中間リング70と第2シール部50との外周を囲むように形成され、メカニカルシール30および50が適切に機能している状態では、機外OS側の空間に対して密封されると共に、機内IS側の空間とも密封される。
The
ケーシング3の内部(軸孔部3aと回転軸2との間の隙間)は、原動機や発電機などの環境を維持するように大気圧に設定してあり、第1シール部30により中間室70と機内ISとの間を密封している。第2シール部50は、機外OSに存在する海水などが中間室70の内部に入り込むことを抑制している。本実施形態では、シールカバー6には、中間室70に通じる油供給口72が形成してあり、そこから、中間室70の内部に、油が供給される。なお、油排出口の図示は省略している。
The inside of the casing 3 (the gap between the shaft hole portion 3a and the rotating shaft 2) is set to atmospheric pressure so as to maintain the environment such as the prime mover and the generator, and the
ハウジング8の内周側では、回転軸2の外周に、スリーブ20がスリーブカラー14などにより固定され、回転軸2と共に、その軸芯回りに回転可能になっている。スリーブ20は、比較的に厚肉のスリーブ本体21と、そのスリーブ本体21の端部から機内ISに向けて一体的に延びる比較的に薄肉の第1延長筒部26aと、スリーブ本体21の他端からハブ12に向けて一体的に延びる比較的に薄肉の第2延長筒部26aとを有する。
On the inner peripheral side of the
第2延長筒部26bのハブ12側の端部外周面には、機内IS側に向けて外径が小さくなるテーパ面22と、その軸方向両側に位置するOリング溝とが形成してある。Oリング溝には、それぞれOリング24が装着してあり、スリーブカラー14とスリーブ20の延長筒部26bとの間を密封している。
On the outer peripheral surface of the end portion of the second
スリーブカラー14は、ボルト16などでハブ12に固定してある。スリーブカラー14には、少なくとも1つ、好ましくは複数のボルト18が、その先端がテーパ面22に略垂直に圧接するように、傾斜して取り付けてある。ボルト18の先端がスリーブ20のテーパ面22に圧接することで、スリーブ20には、回転軸2の外周に嵌合する力と、回転軸2の軸方向に沿って機内IS側と反対方向に向ける力とが作用する。その結果、機外OSに位置する海水の圧力に基づきスリーブ20に発生する機内ISに向けてのスラスト力に抵抗することができる。
The sleeve collar 14 is fixed to the hub 12 with bolts 16 and the like. At least one, preferably a plurality of bolts 18, are attached to the sleeve collar 14 at an angle so that their tips are pressed against the tapered surface 22 substantially perpendicularly. When the tip of the bolt 18 is pressed against the tapered surface 22 of the
スリーブ20のスリーブ本体21は、ハウジング8の中間室70の内部に位置するように、回転軸2に位置決めして取り付けられる。スリーブ本体21の内周面には、たとえば軸方向に沿って複数位置でOリング溝が形成してあり、各Oリング溝にOリング25が装着されることで、スリーブ20と回転軸2との間の隙間を密封している。
The
スリーブ本体21の第1外周面21aと第2外周面21bとの間には、第1外周面21aおよび第2外周面21bよりも外径が大きい大径部23が径方向に突出して形成してある。第1外周面21aの外径と、第2外周面21bの外径とは、略同一である。
A
大径部23と第1外周面21aとの間の段差部に中間リング80の反機内IS側(機内ISと逆側)の内端が係合するように、第1外周面21aには、中間リング80が固定してある。中間リング80は、たとえば図3に示すように、ボルト81などを用いてスリーブ20に対して固定してあり、回転軸2およびスリーブ20と共に回転し、これらと共に軸方向に移動するようになっている。
The first outer
図2に示すように、第1シール部30は、第1回転密封環31と第1静止密封環41とを有する。同様に、第2シール部50は、第2回転密封環51と第2静止密封環61とを有する。これらの密封環31,41,51,61の材質は、特に限定されないが、シリコンカーバイト、カーボン、セラミック等が例示され、好ましくはシリコンカーバイトである。これらの密封環31,41,51,61の材質は、全て同じであってもよいが異なっていてもよい。特に、海水に接する密封環51および61の材質をシリコンカーバイトで構成することにより、海水中の固形分や海洋生物を摺動面間に噛み込んでも、摺動面の損耗が少ない。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、第1回転密封環31と第2回転密封環51とが略同一形状であり、第1静止密封環41と第2静止密封環61とが略同一形状であり、しかも、回転密封環31,51と静止密封環41,61との形状も類似している。このため、これらの密封環31,41,51,61の製造時に、素材成形用型の共用が可能になると共に、焼結時の収縮量を同じにすることができ、これらの製造が容易であり低コスト化も図れる。
In the present embodiment, the first
まず、第1シール部30について説明する。前述したように、第1シール部30は、第1回転密封環31と第1静止密封環41とを少なくとも有する。第1回転密封環31と第1静止密封環41とは、回転軸2の外周位置で、回転軸2の軸方向に向き合っている対向端面をそれぞれ有する。第1回転密封環31の対向面には、その内周側位置で軸方向に突出する第1回転摺動面31aが形成してある。第1回転摺動面31aに対応して、第1静止密封環41の対向面には、軸方向に突出する第1静止摺動面41aが形成してある。
First, the
本実施形態では、比較的に径方向の幅が広い第1静止摺動面41aに対して、比較的に径方向の幅が狭い第1回転摺動面31aが摺動するように構成してあるが、逆でもよい。
In the present embodiment, the first rotating sliding
第1回転密封環31の内周面には、第1回転摺動面31aとは軸方向に逆の位置で段差状凹部36が形成してあり、そこに、シール部材としてのOリング32が装着してあり、第1回転密封環31の内周面とスリーブ20の第1外周面21aとの間の隙間を密封している。段差状凹部36が形成されていない位置での第1回転密封環31の内周面の内径R1aは、第1外周面21aの外径よりも僅かに大きく、その隙間をOリング32が密封している。
On the inner peripheral surface of the first
段差状凹部36は、中間室70に対して開口しており、Oリング32は、中間室70に導入される油などの流体の圧力により、段差状凹部36の内部で、第1静止密封環41の方向に押し付けられる。段差状凹部36の軸方向幅は、Oリング32の線径の1.5倍以上、好ましくは2倍以上程度であるが、第1回転密封環31の軸方向の幅よりは狭い。
The stepped
第1静止密封環41の内周面には、第1静止摺動面41aとは軸方向に逆の位置で段差状凹部46が形成してあり、そこに、シール部材としてのOリング42が装着してあり、第2静止密封環41の内周面とシールカバー6の第1筒状凸部6aの外周面との間の隙間を密封している。段差状凹部46が形成されていない位置での第1静止密封環41の内周面の内径R1bは、第1筒状凸部6aの外周面の外径よりも僅かに大きく、その隙間をOリング42が密封している。
A stepped
第1筒状凸部6aは、ハウジング8を構成するシールカバー6の内周面に、中間室70の中央に向けて軸方向に突出して形成してある。図7に示すように、第1筒状凸部6aの軸方向の先端部は、スリーブ本体21との間で、軸方向に沿って第1所定隙間C1が保たれるようになっている。
The first tubular
図2に示すように、段差状凹部46は、中間室70に対して開口しており、Oリング42と中間室70の第1軸方向端面6bとの間には、アダプタ48が装着してある。アダプタ48の軸方向一端は、段差状凹部46の内部に入り込み、Oリング42に当接し、その軸方向他端は、第1軸方向端面6bに当接している。アダプタ48を、Oリング42と第1軸方向端面6bとの間に配置することで、第1静止密封環41の反摺動面側端面と第1軸方向端面6bとの間に所定の軸方向隙間を形成することができる。
As shown in FIG. 2, the stepped
Oリング32,42は、たとえばニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、VMQなどの材料で構成され、アダプタ48は、たとえばステンレス鋼、ニッケル合金などの金属材料で構成される。なお、段差状凹部46の軸方向幅は、Oリング32の線径の1.1〜1.5倍程度であるが、第1静止密封環41の軸方向の幅よりは狭い。
The O-
第1軸方向端面6bが形成してあるリング状の軸方向凹部は、シールカバー6の内周側で、第1筒状凸部6aの外周側に形成してあり、シールケース7の内周部に形成してある中間室70に連通するようになっている。第1軸方向端面6bには、その端面6bから軸方向に突出するように、複数のノックピン43が周方向に沿って所定間隔で固定してある。
The ring-shaped axial recess formed by the first
これらのノックピン43は、第1静止密封環41の外周側に周方向に沿って複数の軸方向に貫通する係合孔44にそれぞれ挿入され、第1静止密封環41がシールカバー6に対して相対的に回転することを防止している。ただし、ノックピン43は係合孔44に挿入してあるのみであるため、第1静止密封環41は、シールカバー6に対して軸方向に沿って移動することは許容されている。
These knock pins 43 are inserted into engaging
第1回転密封環31における第1摺動面31aと軸方向に反対側の端面には、第1加圧リング40の前面40aが内周側で接触している。第1加圧リング40の前面で、外周側には、複数のノックピン33が周方向に沿って所定間隔で、第1回転密封環31に向けて軸方向に突出するように固定してある。これらのノックピン33は、第1回転密封環31の外周側に周方向に沿って複数の軸方向に貫通する係合孔34にそれぞれ挿入され、第1回転密封環31が第1加圧リング40に対して相対的に回転することを防止している。ただし、ノックピン33は係合孔34に挿入してあるのみであるため、第1回転密封環31は、第1加圧リング40に対して軸方向に沿って移動することは許容されている。
The
次に、第2シール部50について説明する。前述したように、第2シール部50は、第2回転密封環51と第2静止密封環61とを少なくとも有する。第2回転密封環51と第2静止密封環61とは、回転軸2の外周位置で、回転軸2の軸方向に向き合っている対向端面をそれぞれ有する。第2回転密封環51の対向面には、その内周側位置で軸方向に突出する第2回転摺動面51aが形成してある。第2回転摺動面51aに対応して、第2静止密封環61の対向面には、軸方向に突出する第2静止摺動面61aが形成してある。
Next, the
本実施形態では、比較的に径方向の幅が広い第2静止摺動面61aに対して、比較的に径方向の幅が狭い第2回転摺動面51aが摺動するように構成してあるが、逆でもよい。
In the present embodiment, the second rotating sliding
第2回転密封環51の内周面には、第2回転摺動面51aとは軸方向に逆の位置で段差状凹部56が形成してあり、そこに、シール部材としてのOリング52が装着してあり、第2回転密封環51の内周面とスリーブ20の第2外周面21bとの間の隙間を密封している。段差状凹部56が形成されていない位置での第2回転密封環51の内周面の内径R2aは、第2外周面21bの外径よりも僅かに大きく、その隙間をOリング52が密封している。
On the inner peripheral surface of the second
段差状凹部56は、中間室70に対して開口しており、Oリング52は、通常運転状態で中間室70に導入される油などの流体の圧力により、段差状凹部56の内部で、第2静止密封環51の方向に押し付けられる。段差状凹部56の軸方向幅は、Oリング52の線径の1.5倍以上、好ましくは2倍以上程度であるが、第2回転密封環51の軸方向の幅よりは狭い。
The stepped
第2静止密封環61の内周面には、第2静止摺動面61aとは軸方向に逆の位置で段差状凹部66が形成してあり、そこに、シール部材としてのOリング62が装着してあり、第2静止密封環61の内周面とシールケース7の第2筒状凸部7aの外周面との間の隙間を密封している。段差状凹部66が形成されていない位置での第2静止密封環61の内周面の内径R2bは、第2筒状凸部7aの外周面の外径よりも僅かに大きく、その隙間をOリング62が密封している。
On the inner peripheral surface of the second
第2筒状凸部7aは、ハウジング8を構成するシールケース7の内周面に、中間室70の中央に向けて軸方向に突出して形成してある。図7に示すように、第2筒状凸部7aの軸方向の先端部は、スリーブ本体21との間で、軸方向に沿って第2所定隙間C2が保たれるようになっている。
The second tubular
図2に示すように、段差状凹部66は、中間室70に対して開口しており、Oリング62と中間室70の第7軸方向端面7bとの間には、アダプタ68が装着してある。アダプタ68の軸方向一端は、段差状凹部66の内部に入り込み、Oリング62に当接し、その軸方向他端は、第2軸方向端面7bに当接している。アダプタ68を、Oリング62と第2軸方向端面6bとの間に配置することで、第2静止密封環61の反摺動面側端面と第2軸方向端面7bとの間に所定の軸方向隙間を形成することができる。
As shown in FIG. 2, the stepped
Oリング52,62は、たとえばOリング32,42と同様な材質により製造されるが、必ずしも同一である必要はない。また、アダプタ68は、たとえばアダプタ48と同様な材質により製造されるが、必ずしも同一である必要はない。なお、段差状凹部66の軸方向幅は、Oリング62の線径の1.1〜1.5倍程度であるが、第2静止密封環61の軸方向の幅よりは狭い。
The O-
第2軸方向端面7bが形成してあるリング状の軸方向凹部は、シールケース7の内周側で、第2筒状凸部7aの外周側に形成してあり、シールケース7の内周部に形成してある中間室70に連通するようになっている。第2軸方向端面7bには、その端面7bから軸方向に突出するように、複数のノックピン63が周方向に沿って所定間隔で固定してある。
The ring-shaped axial recess formed by the second
これらのノックピン63は、第2静止密封環61の外周側に周方向に沿って複数の軸方向に貫通する係合孔64にそれぞれ挿入され、第1静止密封環61がシールケース7に対して相対的に回転することを防止している。ただし、ノックピン63は係合孔64に挿入してあるのみであるため、第2静止密封環61は、シールケース7に対して軸方向に沿って移動することは許容されている。
These knock pins 63 are each inserted into
第2回転密封環51における第2摺動面51aと軸方向に反対側の端面には、第2加圧リング60の前面60aが内周側で接触している。第2加圧リング60の前面で、外周側には、複数のノックピン53が周方向に沿って所定間隔で、第2回転密封環51に向けて軸方向に突出するように固定してある。
The
これらのノックピン53は、第2回転密封環51の外周側に周方向に沿って複数の軸方向に貫通する係合孔54にそれぞれ挿入され、第2回転密封環51が第2加圧リング60に対して相対的に回転することを防止している。ただし、ノックピン53は係合孔54に挿入してあるのみであるため、第2回転密封環51は、第2加圧リング60に対して軸方向に沿って移動することは許容されている。
These knock pins 53 are inserted into engaging
第2加圧リング60は、第1加圧リング40に対応する部品であり、略同一な形状を有するが、スリーブ20の大径部23の外径に合わせて、第1加圧リング40の内径よりも大きくなっている。これらの加圧リング40および60の材質は、同じであることが好ましいが、異なっていても良く、たとえばステンレス鋼、ニッケル合金などの金属で構成してある。
The
次に、中間リング80について説明する。図4に示すように、中間リング80は、円周方向に沿って所定間隔で複数のスプリング用貫通孔82を有する。スプリング用貫通孔82は、中間リング80を軸方向に貫通している。各スプリング用貫通孔82には、それぞれコイル状のスプリング86が、貫通孔82から軸方向に両端が飛び出すように挿入される。
Next, the
取付前の各スプリング86の軸方向の自由長さは、図7に示すように、中間リング80の軸方向厚みL0に第1所定距離L1と第2所定距離L2とを足した取付長さL3よりも大きい。図2に示すように、スプリング86の取付状態では、スプリング86には圧縮力が加わり、スプリング86の一端が第1加圧リング40の背面40bを第1回転密封環31に向けて押し、スプリング86の他端が第2加圧リング60の背面60bを第2回転密封環51に向けて押すようになっている。
As shown in FIG. 7, the free length in the axial direction of each
なお、スプリング86の一端は、第1加圧リング40の背面40bに圧接していれば良く、必ずしも固定されていなくても良い。同様に、スプリング86の他端は、第2加圧リング60の背面60bに圧接していれば良く、必ずしも固定されていなくても良い。
It should be noted that one end of the
図4に示すように、中間リング80には、円周方向に所定間隔で配置されるスプリング用貫通孔82の間に、別の一対の駆動孔84,85が円周方向に所定間隔で配置される。一方の駆動孔84には、それぞれ第1加圧リング40の背面40bに円周方向に沿って所定間隔で取付固定してある駆動用ボルト88の頭部が挿入されて嵌合してある。他方の駆動孔85には、それぞれ第2加圧リング60の背面60bに円周方向に沿って所定間隔で取付固定してある駆動用ボルト89の頭部が挿入されて嵌合してある。
As shown in FIG. 4, in the
第1加圧リング40には、中間リング80の駆動孔85に対応する位置で、それぞれ操作孔85aが形成してあり、第2加圧リング60には、中間リング80の駆動孔84に対応する位置で、それぞれ操作孔84aが形成してある。操作孔85aは、その操作孔85aを通して、駆動孔85に挿入してある駆動用ボルト89の脱着を操作するための孔であり、操作孔84aは、その操作孔84aを通して、駆動孔84に挿入してある駆動用ボルト88の脱着を操作するための孔である。
The
図3に示すように、中間リング80は、ボルト81などを用いてスリーブ20に対して固定してあり、回転軸2およびスリーブ20と共に回転し、これらと共に軸方向に移動するようになっている。中間リング80の駆動孔84および85には、それぞれ、駆動用ボルト88および89が挿入して係合してある。このため、中間リング80が回転軸2およびスリーブ20と共に回転すると、その回転力は、駆動ボルト88,89を介して、第1加圧リング40および第2加圧リング60に伝達する。したがって、第1加圧リング40および第2加圧リング60も回転軸2と共に回転する。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、第1加圧リング40のノックピン33は、第1回転密封環31の係合孔34に係合してある。また、第2加圧リング60のノックピン53は、第2回転密封環51の係合孔64に係合してある。また、これらの加圧リング40および60は、スプリング86の弾性力(圧縮力)で、それぞれ第1回転密封環31および第2回転密封環51を軸方向に引き離す方向に押圧している。これらの第1回転密封環31および第2回転密封環51の軸方向の外側には、それぞれ第1静止密封環41および第2静止密封環61が位置している。
As shown in FIG. 2, the
したがって、第1加圧リング40および第2加圧リング60が、それぞれ第1回転密封環31および第2回転密封環51と共に、これらを軸方向に引き離す方向に押圧しながら回転する。その結果、第1回転密封環31は第1静止密封環41に押し付けられ、第2回転密封環51は第2静止密封環61に押し付けられ、それらの間の密封性能が向上する。
Therefore, the
本実施形態のダブルメカニカルシール装置10では、回転軸2の外径が大きい場合には、中間リング80の内径および外径を大きくし、中間リング80の円周方向に断続的に形成するスプリング用貫通孔82の数を増やせば良く、スプリング86自体の外径を大きくする必要はない。そのため、スプリング86の製造が容易であると共に、標準サイズのスプリング86を準備するのみで良く、その取付も容易である。また、各スプリング86は、スプリング用貫通孔82の内部に挿入されて使用されるため、スプリング86が流体圧力などで外側に広がることもない。本実施形態のダブルメカニカルシール装置10は、回転軸2の外径が、500〜1000mm、あるいはそれ以上だとしても対応が可能である。
In the double
また、本実施形態のダブルメカニカルシール装置10では、長期間の運転により回転軸2の軸移動が生じても、一対の回転密封環31および51は回転軸2に対して軸方向に移動するため、図7に示すスプリング86の取付長さL3が変化しない。そのため、スプリング86の弾性力による一対の回転密封環31および51への押圧力が変化しにくく、密封性能を長期間一定に保持しやすい。
Further, in the double
また、第1シール部30および第2シール部50が、双方共にメカニカルシールで構成してあるために、高圧力差にも対応が可能であり、しかも密封性と耐久性に優れており、長期間(たとえば10年程度)のメンテナンスフリーに対応することが容易である。したがって、本実施形態に係るダブルメカニカルシール装置10は、舶用推進器などの水中機器のためのシール装置として効果的に用いることができる。
Further, since both the
さらに、本実施形態では、図2に示すように、スプリング86の一端が第1加圧リング40の背面40bに接触してあり、第1加圧リング40の前面40aには、第1回転密封環30の背面が当接する。そのため、スプリング86の弾性力が、第1加圧リング40を介して第1回転密封環31に伝わり、第1静止密封環41に向けて第1回転密封環31を軸方向に沿って押す。スプリング86の他端は、第2加圧リング60の背面60bに接触してあり、第2加圧リング60の前面60aには、第2回転密封環51の背面が当接する。そのため、スプリング86の弾性力が、第2加圧リング60を介して第2回転密封環51に伝わり、第2静止密封環61に向けて第2回転密封環51を軸方向に沿って押す。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, one end of the
このように構成することで、各スプリング86の弾性力が、第1回転密封環31および第2回転密封環51を軸方向に引き離すように良好に作用し、第1回転密封環31は第1静止密封環41に押し付けられ、第2回転密封環51は第2静止密封環61に押し付けられ、それらの間の密封性能が向上する。
With this configuration, the elastic force of each
また本実施形態では、図7に示すように、スリーブ20の外周で、中間リング80の一端から軸方向に沿って第1所定距離L1で離れて、第1加圧リング40および第1回転密封環31がスリーブ20に対して軸方向移動自在に配置してある。同様に、スリーブ20の外周で、中間リング80の他端から軸方向に沿って第2所定距離L2で離れて、第2加圧リング60および第2回転密封環51がスリーブ20に対して軸方向移動自在に配置してある。これらの所定距離L1およびL2は、それぞれ、たとえば0〜15mm、好ましくは数mm〜10mmの範囲で変化することができる。ただし、取付長さL3は変化しないことから、これらの所定距離L1およびL2のいずれか一方が大きくなれば、いずれか他方が小さくなる関係にある。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
さらに、第1筒状凸部6aの軸方向の先端部は、スリーブ本体21との間で、軸方向に沿って第1所定隙間C1が保たれるようになっている。また、第2筒状凸部7aの軸方向の先端部は、スリーブ本体21との間で、軸方向に沿って第2所定隙間C2が保たれるようになっている。これらの所定隙間C1,C2は、それぞれ、たとえば0〜12mm、好ましくは数mm〜10mmの範囲で変化することができる。ただし、第1筒状凸部6aの先端と第2筒状凸部7aの先端との間の軸方向距離C3は変化しないと共に、スリーブ本体21の軸方向長さも変化しないことから、これらの所定隙間C1およびC2のいずれか一方が大きくなれば、いずれか他方が小さくなる関係にある。
Further, the axial tip portion of the first tubular
このように構成することで、長期間の運転により回転軸2およびスリーブ20が軸方向にズレて、第1所定距離L1または第2所定距離L2の範囲内で中間リング80が回転軸2と共に軸方向に移動しても、第1回転密封環31または第2回転密封環51に中間リング80が衝突することはない。また、中間リング80が回転軸2と共に軸方向にズレたとしても、各スプリング86は、中間リング80のスプリング用貫通孔82に挿入してあるのみであるために、スプリング86の軸方向取付長さL3は変化しない。そのため、スプリング86の弾性力による一対の回転密封環31,51への押圧力が変化しにくく、密封性能を長期間一定に保持しやすい。
With this configuration, the
また、スリーブ20のスリーブ本体21に関しても、第1所定隙間C1および第2所定隙間C2があることから、中間リング80と共にスリーブ20が軸方向に移動しても、スリーブ本体21が第1筒状凸部6aまたは第2筒状凸部7aに衝突することはない。
Further, since the
さらにまた、本実施形態では、図2に示すように、第1回転密封環31の内径R1aと、第2回転密封環41の内径R2aとが、略同一である。また、第1回転密封環31が軸方向に移動自在に装着される位置に対応するスリーブ20の第1外周面21a外径と、第2回転密封環51が軸方向に移動自在に装着される位置に対応するスリーブ20の第2外周面21bの外径とが、略同一である。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the inner diameter R1a of the first
このように構成することで、中間室70内の流体に基づく第1回転密封環31および第2回転密封環51に作用する圧力作用径が略同一となり、両者に作用するスラスト力が相殺され、スラスト力のアンバランスを防止することができる。
With this configuration, the pressure acting diameters acting on the first
また本実施形態では、第2回転密封環51とスリーブ20の外周面との間の段差状凹部56には、Oリング52が軸方向に沿って移動自在に装着してある。このように構成することで、中間室70の圧力がケーシング8の外部の機外側OSの海水圧力よりも高い場合でも、その逆でも、第2回転密封環51を第2静止密封環61に押し付けることが可能になり、第2シール部50の密封性を維持することができる。
Further, in the present embodiment, the O-
図5に示すように、たとえば中間室70内に油を供給する油供給ユニットが正常である場合には、機外OSに位置する海水の圧力よりも、中間室70の内部圧力を0.1〜0.2MPa程度に高くすることができる。その場合には、中間室70の内部圧力が、段差状凹部56に作用して、Oリング52を、段差状凹部56の内部で第2回転摺動面51aの方向に移動させる。その結果、中間室70の内部圧力により、第2回転密封環51を第2静止密封環61に対して押し付ける。
As shown in FIG. 5, for example, when the oil supply unit that supplies oil into the
また、図6に示すように、たとえば中間室内に油を供給する油供給ユニットが停止した場合などのように、機外OSに位置する海水の圧力が中間室70の内部圧力よりも高い場合がある。このような場合には、第2所定隙間C2を通過する海水は、第2回転密封環51の内周面とスリーブ20の第2外周面21bとの間の隙間を通り、段差状凹部56に導かれる。その結果、Oリング52を、段差状凹部56の内部で第2回転摺動面51aから離れる方向に移動させる。その結果、段差状凹部56に導入された海水の圧力により、第2回転密封環51を第2静止密封環61に対して押し付ける。
Further, as shown in FIG. 6, the pressure of seawater located in the external OS may be higher than the internal pressure of the
このように、いずれの場合でも、第2回転密封環51を第2静止密封環61に押し付けることが可能になり、第2シール部50の密封性を維持することができる。
In this way, in any case, the second
さらにまた、図2に示すように、本実施形態では、第1筒状凸部6aの外径と、第2筒状凸部7aの外径とが、略同一であり、第1静止密封環41の内径R1bと、第2静止密封環61の内径R2bとが、略同一である。このように構成することで、第1静止密封環41および第2静止密封環61に作用する圧力作用径が略同一となり、両者に作用するスラスト力が相殺され、スラスト力のアンバランスを防止することができる。さらに本実施形態では、内径R1aおよびR2aは、内径R1bおよびR2bとも略同一であり、この点からも、スラスト力のアンバランスを防止することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the outer diameter of the first tubular
また本実施形態では、第1静止密封環41と第1筒状凸部6aとの間には、単一のOリング42が介在してあり、第1筒状凸部6aの外周で第1静止密封環41をフロート式に保持してある。また第2静止密封環61と第2筒状凸部7aとの間にも、単一のOリング62が介在してあり、第2筒状凸部7aの外周で第2静止密封環61をフロート式に保持している。
Further, in the present embodiment, a single O-
このように構成することで、第1静止密封環41および第2静止密封環61は、Oリング42,62を回動中心としてそれぞれ傾くことが可能になり、回転軸2が多少傾いたり偏心したりしても、第1シール部30および第2シール部50の密封性能が低下することはない。このような観点から、第1回転密封環31および第2回転密封環51に関しても、それらの内周側に、それぞれ単一のOリング32,52が装着してあり、それらをフロート式に保持してある。
With this configuration, the first
また本実施形態では、図1に示すように、ハウジング8は、シールカバー6とシールケース7とから成り、カートリッジ式に、機器のケーシング3に取り付けられる。また、第1シール部30の内周側に、ケーシング3内部の空気が位置し、第2シール部50の内周側に、ケーシング8外部の海水が位置するように、ハウジング8の内部に第1静止密封環41と第2静止密封環61が取り付けてある。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
このようにカートリッジ式に構成することで、機器のケーシング3などへのダブルメカニカルシール装置10の取付やメンテナンスが容易になる。また、第1シール部30の内周側に、ケーシング8内部の空気が位置し、第2シール部50の内周側に、ケーシング8外部の海水が位置するため、第1シール部30の圧力作用径と、第2シール部50の圧力作用径とを略同一に構成することが容易である。
With the cartridge type configuration in this way, the installation and maintenance of the double
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば、機外OSに存在する流体としては、海水に限らず、その他の液体や気体であっても良い。機内ISに存在する流体としては、空気に限らず、その他のガスであっても良い。また、上述した実施形態では、機内ISの圧力が機外OSに比較して低い場合に用いられるダブルメカニカルシール装置について説明したが、その逆であっても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the fluid existing in the external OS is not limited to seawater, but may be other liquid or gas. The fluid existing in the in-flight IS is not limited to air, but may be other gas. Further, in the above-described embodiment, the double mechanical seal device used when the pressure of the in-flight IS is lower than that of the out-of-machine OS has been described, but the reverse may be true.
2…回転軸(シャフト)
3…ケーシング
3a…軸孔部
3b…端面
4…Oリング
5a,5b…ボルト
6…カバープレート(ハウジングの一部)
6a…第1筒状凸部
6b…第1軸方向端面
7…シールケース(ハウジングの一部)
7a…第2筒状凸部
7b…第2軸方向端面
8…ハウジング
9…Oリング
10…ダブルメカニカルシール装置
12…ハブ
14…スリーブカラー
16,18…ボルト
20…スリーブ
21…スリーブ本体
21a…第1外周面
21b…第2外周面
22…テーパ面
23…大径部
24,25…Oリング
26a,26b…延長筒部
30…第1シール部
31…第1回転密封環
31a…第1回転摺動面
32…Oリング
33…ノックピン
34…係合孔
36…段差状凹部
40…第1加圧リング
40a…前面
40b…背面
41…第1静止密封環
41a…第1静止摺動面
42…Oリング
43…ノックピン
44…係合孔
46…段差状凹部
48…アダプタ
50…第2シール部
51…第2回転密封環
51a…第2回転摺動面
52…Oリング
53…ノックピン
54…係合孔
56…段差状凹部
60…第2加圧リング
60a…前面
60b…背面
61…第2静止密封環
61a…第2静止摺動面
62…Oリング
63…ノックピン
64…係合孔
66…段差状凹部
68…アダプタ
70… 中間室
72…油供給口
80…中間リング
81…ボルト
82…スプリング用貫通孔
84,85…駆動孔
84a,85a…操作孔
86…スプリング
88…駆動用ボルト
89…駆動用ボルト
IS… 機内側
OS… 機外側
2 ... Rotating shaft (shaft)
3 ... Casing 3a ... Shaft hole 3b ... End face 4 ... O-ring 5a, 5b ...
6a ... 1st tubular
7a ... 2nd tubular
Claims (7)
、
前記第1シール部と前記第2シール部との間に形成される中間室と、を有するダブルメカ
ニカルシール装置であって、
前記第1シール部は、
回転軸と共に回転するが軸方向には移動自在に配置してある第1回転密封環と、
前記第1回転密封環の第1回転摺動面に対して摺動可能な第1静止摺動面を持ち、ハウジ
ングに支持されて回転しない第1静止密封環と、を有し、
前記第2シール部は、
前記回転軸と共に回転するが前記軸方向には移動自在に配置してある第2回転密封環と、
前記第2回転密封環の第2回転摺動面に対して摺動可能な第2静止摺動面を持ち、前記ハ
ウジングに支持されて回転しない第2静止密封環と、を有し、
前記中間室に位置する前記回転軸の外周には、前記回転軸と共に回転すると共に軸方向に
も共に移動する中間リングが配置してあり、
前記中間リングには、周方向に沿って複数の軸方向に貫通するスプリング用貫通孔が形成
してあり、
それぞれの前記スプリング用貫通孔には、スプリングが軸方向に沿って装着してあり、
それぞれの前記スプリングの一端が、前記第1回転密封環を前記第1静止密封環に向けて
押圧するように構成してあり、それぞれの前記スプリングの他端が、前記第2回転密封環
を前記第2静止密封環に向けて押圧するように構成してあり、
前記回転軸の外周には、スリーブが前記回転軸と共に回転すると共に前記軸方向に沿って
共に移動するように固定してあり、
前記スリーブの外周に前記中間リングが固定してあり、
前記スプリングの一端が第1加圧リングの背面に接触してあり、前記第1加圧リングの前
面には、前記第1回転密封環の背面が当接し、前記スプリングの弾性力が、前記第1加圧
リングを介して前記第1回転密封環に伝わり、前記第1静止密封環に向けて前記第1回転
密封環を前記軸方向に沿って押すように構成してあり、
前記スプリングの他端が第2加圧リングの背面に接触してあり、前記第2加圧リングの前
面には、前記第2回転密封環の背面が当接し、前記スプリングの弾性力が、前記第2加圧
リングを介して前記第2回転密封環に伝わり、前記第2静止密封環に向けて前記第2回転
密封環を前記軸方向に沿って押すように構成してあり、
前記中間リングには、前記スプリング用貫通孔の間に、一対の駆動孔が周方向に所定間隔
で配置されており、一方の前記駆動孔には、それぞれ、前記第1加圧リングの前記背面に
周方向に沿って所定間隔で取付固定してある駆動部材が嵌合してあり、他方の前記駆動孔
には、それぞれ、前記第2加圧リングの背面に周方向に沿って所定間隔で取付固定してあ
る駆動部材が嵌合してあるダブルメカニカルシール装置。 A first seal located proximal to the cabin and a second seal located distal to the cabin.
A double mechanical sealing device having an intermediate chamber formed between the first sealing portion and the second sealing portion.
The first seal portion is
The first rotating sealing ring, which rotates with the rotating shaft but is movable in the axial direction,
It has a first static sliding surface that is slidable with respect to the first rotating sliding surface of the first rotary sealing ring, and has a first static sealing ring that is supported by a housing and does not rotate.
The second seal portion is
A second rotary sealing ring that rotates with the rotary shaft but is movably arranged in the axial direction.
It has a second static sliding surface that is slidable with respect to the second rotating sliding surface of the second rotary sealing ring, and has a second static sealing ring that is supported by the housing and does not rotate.
On the outer circumference of the rotating shaft located in the intermediate chamber, an intermediate ring that rotates together with the rotating shaft and moves together in the axial direction is arranged.
The intermediate ring is formed with through holes for springs that penetrate in a plurality of axial directions along the circumferential direction.
A spring is mounted along the axial direction in each of the through holes for the spring.
One end of each of the springs is configured to press the first rotary sealing ring toward the first static sealing ring, and the other end of each of the springs presses the second rotary sealing ring. configured tear to press toward the second stationary seal ring is,
On the outer circumference of the rotating shaft, a sleeve rotates together with the rotating shaft and along the axial direction.
It is fixed so that it can move together
The intermediate ring is fixed to the outer circumference of the sleeve.
One end of the spring is in contact with the back surface of the first pressure ring and is in front of the first pressure ring.
The back surface of the first rotary sealing ring is in contact with the surface, and the elastic force of the spring is applied to the first pressurization.
The first rotation is transmitted to the first rotation sealing ring through the ring and toward the first rest sealing ring.
The sealing ring is configured to be pushed along the axial direction.
The other end of the spring is in contact with the back surface of the second pressure ring and is in front of the second pressure ring.
The back surface of the second rotary sealing ring is in contact with the surface, and the elastic force of the spring is applied to the second pressurization.
The second rotation is transmitted to the second rotation sealing ring through the ring and toward the second rest sealing ring.
The sealing ring is configured to be pushed along the axial direction.
In the intermediate ring, a pair of drive holes are spaced apart from each other through the spring through holes in the circumferential direction.
In one of the drive holes, respectively, on the back surface of the first pressure ring.
Drive members that are mounted and fixed at predetermined intervals along the circumferential direction are fitted, and the other drive hole is
Are attached and fixed to the back surface of the second pressure ring at predetermined intervals along the circumferential direction.
That the drive member is fitted Oh Ru double mechanical seal device.
離れて、前記第1加圧リングおよび前記第1回転密封環が前記スリーブに対して軸方向移
動自在に配置してあり、
前記スリーブの外周で、前記中間リングの他端から前記軸方向に沿って第2所定距離で離
れて、前記第2加圧リングおよび前記第2回転密封環が前記スリーブに対して軸方向移動
自在に配置してある請求項1に記載のダブルメカニカルシール装置。 On the outer circumference of the sleeve, the first pressure ring and the first rotary sealing ring are axially movable with respect to the sleeve at a distance of a first predetermined distance along the axial direction from one end of the intermediate ring. Have been placed
On the outer circumference of the sleeve, the second pressure ring and the second rotary sealing ring are axially movable with respect to the sleeve at a second predetermined distance along the axial direction from the other end of the intermediate ring. The double mechanical seal device according to claim 1 , which is arranged in.
前記第1回転密封環が軸方向に移動自在に装着される位置に対応する前記スリーブの外径
と、前記第2回転密封環が軸方向に移動自在に装着される位置に対応する前記スリーブの
外径とが、略同一である請求項1または2に記載のダブルメカニカルシール装置。 The inner diameter of the first rotary sealing ring and the inner diameter of the second rotary sealing ring are substantially the same.
The outer diameter of the sleeve corresponding to the position where the first rotary sealing ring is movably mounted in the axial direction, and the sleeve corresponding to the position where the second rotary sealing ring is movably mounted in the axial direction. The double mechanical sealing device according to claim 1 or 2 , wherein the outer diameter is substantially the same.
記軸方向に沿って移動自在に装着してある請求項1〜3のいずれかに記載のダブルメカニ
カルシール装置。 The double according to any one of claims 1 to 3 , wherein a sealing member is movably mounted along the axial direction in the stepped recess between the second rotary sealing ring and the outer peripheral surface of the sleeve. Mechanical seal device.
あると共に、前記第2静止密封環の内周側に位置する第2筒状凸部が配置してあり、
前記第1筒状凸部の外径と、前記第2筒状凸部の外径とが、略同一であり、
前記第1静止密封環の内径と、前記第2静止密封環の内径とが、略同一である請求項1〜
4のいずれかに記載のダブルメカニカルシール装置。 The housing is provided with a first tubular convex portion located on the inner peripheral side of the first static sealing ring, and a second tubular convex portion located on the inner peripheral side of the second static sealing ring. Is placed,
The outer diameter of the first tubular convex portion and the outer diameter of the second tubular convex portion are substantially the same.
Claims 1 to 1 in which the inner diameter of the first static sealing ring and the inner diameter of the second static sealing ring are substantially the same .
The double mechanical sealing device according to any one of 4 .
前記第1筒状凸部の外周で前記第1静止密封環をフロート式に保持してあり、
前記第2静止密封環と前記第2筒状凸部との間には、単一のOリングが介在してあり、前
記第2筒状凸部の外周で前記第2静止密封環をフロート式に保持している請求項5に記載
のダブルメカニカルシール装置。 A single O-ring is interposed between the first static sealing ring and the first tubular convex portion.
The first static sealing ring is held in a float manner on the outer circumference of the first tubular convex portion.
A single O-ring is interposed between the second static sealing ring and the second tubular convex portion, and the second static sealing ring is floated on the outer circumference of the second tubular convex portion. The double mechanical sealing device according to claim 5 , which is held in.
前記第1シール部の内周側に、前記ケーシング内部の流体が位置し、前記第2シール部の
内周側に、前記ケーシング外部の流体が位置するように、前記ハウジングに前記第1静止
密封環と前記第2静止密封環が取り付けてある請求項1〜6のいずれかに記載のダブルメ
カニカルシール装置。 The housing is cartridge-type mounted on the casing of the equipment.
The first static sealing is performed on the housing so that the fluid inside the casing is located on the inner peripheral side of the first seal portion and the fluid outside the casing is located on the inner peripheral side of the second seal portion. The double mechanical sealing device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the ring and the second static sealing ring are attached.
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