JPH01100059A - 高密封性能メカニカルシール - Google Patents
高密封性能メカニカルシールInfo
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- JPH01100059A JPH01100059A JP62254653A JP25465387A JPH01100059A JP H01100059 A JPH01100059 A JP H01100059A JP 62254653 A JP62254653 A JP 62254653A JP 25465387 A JP25465387 A JP 25465387A JP H01100059 A JPH01100059 A JP H01100059A
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- Japan
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- mechanical seal
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- sealing
- sealing performance
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- Pending
Links
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Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
メカニカルシールはポンプや攪拌機などを扱う回転機器
の軸封装置として、低摩擦、低摩耗、低腐食性、長寿命
である等の特性が要求されるが、本発明はこれらの要求
を満たす硬度、靭性、熱衝撃性に優れた硬質材による高
密封性能メカニカルシールに関する。
の軸封装置として、低摩擦、低摩耗、低腐食性、長寿命
である等の特性が要求されるが、本発明はこれらの要求
を満たす硬度、靭性、熱衝撃性に優れた硬質材による高
密封性能メカニカルシールに関する。
メカニカルシールは二種の密封端面材間の回転摺動によ
り内部スペースを密封するという目的機能に起因して、
低摩擦、低摩耗、低腐食、長寿命を志向する硬質材と、
カーボングラファイトに代表される軟質材との組み合わ
せで構成されるが、その中枢部である硬質材として用い
る回転環の材質は、硬度が高く耐摩耗性であって低摩擦
であること、回転摺動によって発生する摩擦熱に影響さ
れない耐熱性を有すること、高速条件下の回転機器に起
こり得るバランスの乱れに対する是正の追随性に求めら
れる低比重であること、等の特性が要求される。
り内部スペースを密封するという目的機能に起因して、
低摩擦、低摩耗、低腐食、長寿命を志向する硬質材と、
カーボングラファイトに代表される軟質材との組み合わ
せで構成されるが、その中枢部である硬質材として用い
る回転環の材質は、硬度が高く耐摩耗性であって低摩擦
であること、回転摺動によって発生する摩擦熱に影響さ
れない耐熱性を有すること、高速条件下の回転機器に起
こり得るバランスの乱れに対する是正の追随性に求めら
れる低比重であること、等の特性が要求される。
この要求を満たすために従来、メカニカルシールの硬質
材としては、Ｗ−Ｃ（タングステンカーバイド）超硬合
金、Ａｌ２Ｏ３質セラミックス、ＳｉＣ質セラミックス
等が用いられてきたが、いずれも長短が有り、総合的に
評価し得る材質とするにはそれぞれの短所が大き過ぎる
。
材としては、Ｗ−Ｃ（タングステンカーバイド）超硬合
金、Ａｌ２Ｏ３質セラミックス、ＳｉＣ質セラミックス
等が用いられてきたが、いずれも長短が有り、総合的に
評価し得る材質とするにはそれぞれの短所が大き過ぎる
。
メカニカルシールに用いられる上述の硬質材材質のうち
Ｗ−Ｃ超硬合金は、密封液圧と密封端面の平均周速との
積で表されるｐｖ限界値が低い、摩耗特性が十分でない
、耐熱性が低い為に摺動部の冷却を必要とする、熱間で
の耐薬品性に問題がある、高比重の為高速条件下の回転
機器のバランスが悪い等の問題点を有し、また、その他
のＡｔｔ ０３およびＳｉＣ質は、機械的強度が低く、
脆いという欠点が有り、特に、取り付は時はもとより、
運転時にも亀裂を発生し易いという大きな問題点が存す
る。
Ｗ−Ｃ超硬合金は、密封液圧と密封端面の平均周速との
積で表されるｐｖ限界値が低い、摩耗特性が十分でない
、耐熱性が低い為に摺動部の冷却を必要とする、熱間で
の耐薬品性に問題がある、高比重の為高速条件下の回転
機器のバランスが悪い等の問題点を有し、また、その他
のＡｔｔ ０３およびＳｉＣ質は、機械的強度が低く、
脆いという欠点が有り、特に、取り付は時はもとより、
運転時にも亀裂を発生し易いという大きな問題点が存す
る。
本発明では上記問題点を克服するために硬度、靭性、熱
衝撃性に優れた硬質材として、Ａｌｔｏ３−ＺｒＯ，混
合組成物を開発し、常圧焼結およびホットプレス法によ
り製造した当該組成物により高密封性能メカニカルシー
ルを構成する。
衝撃性に優れた硬質材として、Ａｌｔｏ３−ＺｒＯ，混
合組成物を開発し、常圧焼結およびホットプレス法によ
り製造した当該組成物により高密封性能メカニカルシー
ルを構成する。
Ａ１ｇＯ５Ｚｒ０ｔ質メカニカルシール硬質材は、上記
三点の物理的特性に優れているため、従来材質の問題点
を克服し、高温で酸、アルカリいずれの雰囲気に於いて
も摺動部の摩耗量が少なく、増大した耐衝撃性により安
定に使用し得る高密封性能を示す。
三点の物理的特性に優れているため、従来材質の問題点
を克服し、高温で酸、アルカリいずれの雰囲気に於いて
も摺動部の摩耗量が少なく、増大した耐衝撃性により安
定に使用し得る高密封性能を示す。
Ａ１．０．−ＺｒＯ□質組成物の成分の組み合わせ範囲
は、Ａ ｌ ｔ ０３９５〜６０ ｗ ｔ％、Ｚｒ０ｔ
５〜４Ｑｗｔ％である。更にＺｒＯ□成分は安定化され
た正方晶系ｔ−Ｚｒ０ｔを７０〜１００ｗｔ％含むｚｒ
ｏｔ原料を使用すると上記三点の物理特性が良くなり、
或いは当該組成物組成に対してＳｉＣウィスカー成分を
１０〜４Ｑｖｏｌ％添加した組成物とすることで更に優
れたメカニカルシール硬質材が得られる。
は、Ａ ｌ ｔ ０３９５〜６０ ｗ ｔ％、Ｚｒ０ｔ
５〜４Ｑｗｔ％である。更にＺｒＯ□成分は安定化され
た正方晶系ｔ−Ｚｒ０ｔを７０〜１００ｗｔ％含むｚｒ
ｏｔ原料を使用すると上記三点の物理特性が良くなり、
或いは当該組成物組成に対してＳｉＣウィスカー成分を
１０〜４Ｑｖｏｌ％添加した組成物とすることで更に優
れたメカニカルシール硬質材が得られる。
Ａｌｔ ｏｓ ９５〜６０ｗｔ％、ｔ−Ｚｒ０．５〜４
Ｑｗｔ％の混合物を組成物（１）とし、上記両成分の和
に対して、添加成分のＳＩＣウィスカーを１０〜４Ｑｖ
ｏｌ％加えた混合物を組成物（２）とし、更に組成物（
２）のｔ−Ｚｒ０＊の替わりにｔ−Ｚｒ０．以外のＺｒ
０ｔを用いたものを組成物（３）とし、組成物（１）〜
組成物（３）を用いて常圧焼結およびホットプレス法に
より所定のメカニカルシール硬質材を形成する。
Ｑｗｔ％の混合物を組成物（１）とし、上記両成分の和
に対して、添加成分のＳＩＣウィスカーを１０〜４Ｑｖ
ｏｌ％加えた混合物を組成物（２）とし、更に組成物（
２）のｔ−Ｚｒ０＊の替わりにｔ−Ｚｒ０．以外のＺｒ
０ｔを用いたものを組成物（３）とし、組成物（１）〜
組成物（３）を用いて常圧焼結およびホットプレス法に
より所定のメカニカルシール硬質材を形成する。
第１表は組成物（１）〜組成物（３）の特性値のデータ
例を示す。
例を示す。
第１表が示すように本発明品は従来硬質材と比較し、そ
の長所特性に対して同等の特性値を示す一方、その短所
を大幅に改善した特性値を示す。
の長所特性に対して同等の特性値を示す一方、その短所
を大幅に改善した特性値を示す。
（以下余白）
第１表
第１表続き
第１表続き
上記Ａｌｚ０３ Ｚｒｏｔ組成物硬質材を第１図に示
すメカニカルシールの回転環（２）に使用した例では、
液温１００℃の濃塩酸液に対して５００時間連続運転を
行った結果は、従来材質であるＡ１！０３質またはＷ−
Ｃ質回転環の場合と比較すると、第２表、第３表に示す
如く、対薬品耐食性、摩耗量とも従来品を凌駕する特性
が得られた。
すメカニカルシールの回転環（２）に使用した例では、
液温１００℃の濃塩酸液に対して５００時間連続運転を
行った結果は、従来材質であるＡ１！０３質またはＷ−
Ｃ質回転環の場合と比較すると、第２表、第３表に示す
如く、対薬品耐食性、摩耗量とも従来品を凌駕する特性
が得られた。
即ち、耐食性はＷ−Ｃ（タングステンカーバイド）質よ
り数段優り、Ａｌｔｏｚ質の脆性から生じるカケの発生
は未然に防止され、上記三点の優れた物理特性は摩耗量
を明らかに小さくする。
り数段優り、Ａｌｔｏｚ質の脆性から生じるカケの発生
は未然に防止され、上記三点の優れた物理特性は摩耗量
を明らかに小さくする。
第２表の評価Ａ、Ｂ、Ｃは、Ａ；高耐食度、Ｂ；中庸、
Ｃ；高反応度を示す。
Ｃ；高反応度を示す。
第２表 耐食性
第３表 摩耗量
第１図メカニカルシールの構成概略は、（１）固定環、
（２）回転環、（３）リテーナ−１（４）０リング、（
５）スプリング、（６）スプリングリテーナ−１（７）
フランジ、および（８）ケーシングである。
（２）回転環、（３）リテーナ−１（４）０リング、（
５）スプリング、（６）スプリングリテーナ−１（７）
フランジ、および（８）ケーシングである。
また、第１図メカニカルシールの固定環（１）と回転環
（２）の材質は可換である。
（２）の材質は可換である。
本発明によるＡ ｌ ｚ Ｏ２−Ｚ ｒ Ｏｚ質メカニ
カルシール硬質材は、従来のＷ−Ｃ質セラミックスと比
較して耐熱性、熱間化学安定性に大きく優れる一方、Ａ
ｌ２Ｏ３質セラミックス、ＳｉＣ質セラミックスと比較
してその宿命的脆性が高レベルの靭性、熱衝撃性で向上
する。
カルシール硬質材は、従来のＷ−Ｃ質セラミックスと比
較して耐熱性、熱間化学安定性に大きく優れる一方、Ａ
ｌ２Ｏ３質セラミックス、ＳｉＣ質セラミックスと比較
してその宿命的脆性が高レベルの靭性、熱衝撃性で向上
する。
従ってメカニカルシールの長寿命化を図り、稼動特性を
向上させることが明らかとなり、メカニカルシールの機
能アップに大きく貢献する高密封性能メカニカルシール
となる。
向上させることが明らかとなり、メカニカルシールの機
能アップに大きく貢献する高密封性能メカニカルシール
となる。
第１図は本発明のＡｌ１０３−ｚｒｏ□質硬質材を用い
たメカニカルシールの一例を側面断面図で示したもので
ある。 （１）固定環 （２）回転環 （３）リテーナ− （４）０リング （５）スプリング （６）スプリングリテーナ− （７）フランジ （８）ケーシング 出願人 東芝セラミックス株式会社
たメカニカルシールの一例を側面断面図で示したもので
ある。 （１）固定環 （２）回転環 （３）リテーナ− （４）０リング （５）スプリング （６）スプリングリテーナ− （７）フランジ （８）ケーシング 出願人 東芝セラミックス株式会社
Claims (3)
- １．密封端面材としてＡｌ＿２Ｏ＿３質セラミックス９
５〜６０ｗｔ％、ＺｒＯ＿２質セラミックス５〜４０ｗ
ｔ％を有する組成物を使用することを特徴とする高密封
性能メカニカルシール。 - ２．密封端面材としてＡｌ＿２Ｏ＿３質セラミックス９
５〜６０ｗｔ％、ＺｒＯ＿２質セラミックス５〜４０ｗ
ｔ％を有し、特に前記ＺｒＯ＿２質セラミックス成分と
してｔ−ＺｒＯ＿２を７０〜１００ｗｔ％含む成分を有
する組成物であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の実施態様。 - ３．密封端面材としてＡｌ＿２Ｏ＿３質セラミックス９
５〜６０ｗｔ％、ＺｒＯ＿２質セラミックス５〜４０ｗ
ｔ％、および前記両セラミックス成分に対してＳｉＣウ
ィスカー１０〜４０ｖｏｌ％の添加物を有する組成物を
使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項記載の実施態様。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254653A JPH01100059A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 高密封性能メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254653A JPH01100059A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 高密封性能メカニカルシール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100059A true JPH01100059A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17268000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62254653A Pending JPH01100059A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 高密封性能メカニカルシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100059A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452666U (ja) * | 1990-09-10 | 1992-05-06 |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP62254653A patent/JPH01100059A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452666U (ja) * | 1990-09-10 | 1992-05-06 |
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