JPH01261568A - カートリッジ式メカニカルシール - Google Patents

カートリッジ式メカニカルシール

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JPH01261568A
JPH01261568A JP8842388A JP8842388A JPH01261568A JP H01261568 A JPH01261568 A JP H01261568A JP 8842388 A JP8842388 A JP 8842388A JP 8842388 A JP8842388 A JP 8842388A JP H01261568 A JPH01261568 A JP H01261568A
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JP
Japan
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sheet metal
sealing
shaft
stationary
seal
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JP8842388A
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English (en)
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Ikuyoshi Kida
木田 育義
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水中ポンプ、エンジン付目吸式ポンプ、温水循
環ポンプおよび家庭用井戸ポンプ等の軸封部に適用され
るカートリー、ジ式メカニカルシールに関する。
(従来の技術) 従来、第3図に示すように、有蓋筒状のモータハウシン
グAに乾式モータBを収納した水中ポンプ(被軸封機器
)Cにおいて、ケーシング口に回転自在に収納されてい
る羽根車Eを下端に取付けた鉛直回転軸Fは、モータハ
ウジングAとケーシング口の間に設けられた中間ハウジ
ングG内の油室Hに介装されているメカニカルシールN
によって軸封され、羽根車Eの回転軸にょリケーシング
Dの吸込Qdlから吸込まれて吐出口d2より吐出され
る流体が油室GおよびモータハウジングAへ浸入するの
を封止している。
メカニカルシール阿は、第4図に示すように、環状パツ
キンMlを介してモータハウジングAに回転不能に保持
されている一方の静止密封環82.環状パツキンM3を
介して中間ハウジングGに回転不能に保持されている他
方の静止密封環M4.環状パツキンM5を介して鉛直回
転軸Fと同時回転可能に取付けられた回転ケース口に回
転不能に保持されている一方の回転密封環M7および環
状パツキンM8を介して鉛直回転軸Fと同時回転可能に
取付けられた回転ケースM9に回転不能に保持されてい
る他方の回転密封環MIOを有し、回転ケースM6.M
9間に介装されたコイルスプリングM11のばね力によ
って、一方の回転密封環M7を一方の静止密封IJ:1
M2側に、また他方の回転密封環旧0を他方の静止密封
環■側に付勢し、それぞれ密封端面同志を密封して軸封
している。
(発明が解決しようとする課題) 前記従来のメカニカルシールでは、各構成部材Ml〜旧
lをモータハウジングA、鉛直回転軸Fおよび中間ハウ
ジングGに対して順次1個づつ組込みことによってメカ
ニカルシールNが構成されるようになっている。
即ち■一方の静止密封環M2が保持されている環状パツ
キン旧をモータハウジングAに嵌合固定して静止密封環
M2および環状パツキンにIを鉛直回転軸Fに外嵌する
(め環状パツキンM5に鉛直回転軸Fを圧入嵌合して、
回転ケースM6および一方の回転密封環M7を鉛直回転
軸Fに外嵌させ、一方の回転密封環M7を一方の静止密
封環M2に対向接近させる。
■コイルスプリング811の一端を回転ケースM6に当
接させる。
■環状パツキンM8に鉛直回転軸Fを圧入嵌合して、回
転ケースMSおよび他方の回転密封環旧Oを鉛直回転軸
Fに外嵌させるとともにコイルスプリングMllの他端
を回転ケースM9に当接させる。
■他方の静止’MM環M4が保持されている環状パツキ
ンM3を中間ハウジングGに嵌合固定する。
(φ中間ハウジングGをモータハウジングAに取付けて
他方の静止密封9M4および環状パツキンM3を鉛直回
転軸Fに外嵌させるとともに、静止密封iM4で他方の
回転密封環MIOを押圧し、コイルスプリングMllを
軸方向に圧縮して付勢反力を増大させる。これにより一
方の回転密封環M7を一方の静止密植■2側に、また他
方の回転密封環旧Oを他方の静止密封環M4側に付勢し
、それぞれの密封端面回志を密封して軸封することによ
ってメカニカルシールにが構成される。
このようなメカニカルシールでは、組込み工数が多く、
きわめて煩雑であるため組付および分解作業性に劣る。
つまり、メカニカルシールの着脱作業が困難である。そ
して、組付に際して熟練した技術が要求されるにもかか
わらず組込みミスを生じ易い、その結果、密封性が損な
われてメカニカルシールの信頼性を低下させる一因にな
っていた。
特に、前記■および■の組込工程においては、環状パツ
キン85.88に対して鉛直回転軸Fを圧入嵌合させる
のに相当強い力を作用させ、しかも慎重に行う必要があ
るため、−六組付作業性を低下させる要因になっており
、メンテナンス等の分解時にも強い引抜力が必要であり
分解作業性低下の要因になっている。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、組込工
数を低減させることで組付および分解作業性が向上し、
組込ミスを回避することで信頼性が高められるとともに
、自動化による機器への組付を可能にして生産性の向上
を達成でき、かつ低価格化を実現することができるカー
トリッジ式メカニカルシールを提供することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明は被軸封機器の回転
軸と同時回転する回転密封環を設けた回転側シール要素
を、板金製内筒に同時回転可能かつ液密に外嵌し、この
板金製内筒を固定手段により軸方向に挾着して回転軸に
同時回転可能に固定しかつシール部材を介して液密にM
嵌するとともに、被軸封機器のハウジングに着脱可能に
固着した板金製外筒に静止密封環を設けた固定側シール
要素が軸移動を規制して液密に嵌合され、前記板金製内
筒の外端部開口を板金製キャップにより閉成して、前記
回転側シール要素と固定側シール要素を前記内筒、外筒
およびキャップで囲まれた空間に装入して、互いに押圧
させて回転密封環と静止密封環の軸封部に密封力を付与
させるようにしたものである。
(作用) 本発明によれば、固定側シール要素の軸移動を規制して
、これを液密に外嵌した板金製外筒を被軸封機器のハウ
ジングに着脱可能に固着し、回転側シール要素を同時回
転可能にかつ液密に外嵌した板金製内筒を回転軸に対し
てシール部材を介して液密に遊嵌させたのち、該板金製
内筒を固定手段によって軸方向に挾着することで回転軸
に同時回転および着脱可能に固定し、前記板金製外筒の
外端部開口を板金製キャップで閉成して前記回転側シー
ル要素と固定側シール要素とを互いに抑圧させることで
、回転’JP、 M項と静止密封環の軸封部に密封力が
付与される。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す半裁断面図であり
、図においてカートリッジ式メカニカルシールlは水中
ポンプ等の被軸封機器(図示せず)の回転軸2と同時回
転する回転側シール要素lOと、被軸封機器のハウジン
グ3側に固定される固定側シール要5g20を有し、回
転側シール要素10は。
例えばステンレス鋼板等の非発錆性金属板をプレス加工
して形成した板金製内筒4に同時回転可能かつ液密に外
嵌され、固定側シール要素2oは、その一方が例えばス
テンレス鋼板等の非発錆性金属板をプレス加工して形成
した板金製外筒5に外方向(図示上方向)の軸移動を規
制して液密に嵌合固定されるとともに、他方が前記板金
製内外筒4゜5と同質の金属板をプレス加工して形成し
た板金製キャップ6に液密に嵌合固定されている。即ち
、回転側シール要素IOと固定側シール要素2oが板金
製内筒4 、外筒5およびキャップ6で囲まれた空1i
iJ Xに装入されている。
板金製内筒4は、本実施例では軸方向の中央部からL下
に2分割されて対称に形成された上部内筒4Aと下部内
筒4Bとからなり、回転軸2の内筒遊嵌部2Aの外周に
遊嵌されており、互いの突合せ端部に径外方向へ膨出し
た鍔部4a、4bを形成し、これらr:3部4a 、 
4bの軸方向端面を当接させることで形成された環状の
空間7にシールリング8を介装して回転軸2の内tel
 Tt嵌陥部2Aの間のシール性を確保している。そし
て、固定手段30によって軸方向に挾着されて回転軸2
に同時回転可能に固定されている。固定手段30は回転
軸2における内筒遊嵌部2Aの上部に連続形成された径
大部2Bの下端2bと、前記内筒表部2Aの下部に連続
形成された径小部2Cに着脱可能に外嵌固定されたスリ
ーブまたは羽根f−(図示せず)のボス部32によって
なる。
板金製外筒5は土壁部5^の中央に中心孔5aを形成し
、下端部開口5Bの内外径を胴部5Dの内外径よりも若
干大径に形成するとともに、前記開口5日の下端外周に
は径外方向へ大きく張出すフランジ部5Eが形成され、
胴部50t−貫通して複数の潤滑油導入口5dを形成し
た構成になっており、胴部5Dの上端部および下端部開
口5Bそれぞれの外周が環状のシール部材9A、9Bを
介してハウジング3を構成する上側ハウジング3A(第
3図のモータハウジングAに相当する)と下側ハウジン
グ3B(第3図の中間ハウジングGに相当する)に液密
に嵌合され、フランジ部5Eを貫通してねじ込まれたポ
ルト31によって下側ハウジング3Bに着脱可能に固着
されている。
板金製キャップ6は上向き開口状のもので、底壁部6A
の中央に中心孔6aを形成し、板金製外筒5の下端部開
口5Bに着脱可能に圧入嵌合しである。
回転側シール要素lOは、例えばSiC系の硬質材で形
成された上下1対の回転密封環11A、IIB 、硬質
ゴムによってなる上下1対の環状パツキン12A。
12B、上下1対の金属製ケース13A、13Bおよび
1つのコイルスプリング14とから構成され、バンド1
5によって上部内筒4Aに外嵌固定された環状パッキン
12Aを介して金属製ケース+3Aが上部内筒4Aに同
時回転可能に取付けられ、この金属製ケース13Aに回
転密封環11Aが回転不能に保持されるとともに、バン
ド16によって下部内筒4Bに外嵌固定された環状パツ
キン12Bを介して金属製ケース13Bが下部内筒4B
に同時回転可能に取付けられ、この金属製ケース13B
に回転密封環11Bが回転不能に保持されている。そし
て、コイルスプリング14は金属製ケース13A、13
8間に介装しである。
固定側シール要素20は、例えばSiC系の硬質材で形
成された上下1対の静止密封環21A、21Bおよび硬
質ゴムによってなる上下1対の環状パツキン22A、2
2Bとから構成され、板金製外筒5の上端部に液密に嵌
合されて、土壁部5Aによって外方向の軸移動、つまり
上方向の軸移動を規制された環状パツキン22Aに静止
密封環21Aが回転不能かつ液密に嵌合保持され、また
板金製キャップ6の下端部に液密に嵌合されて、底壁部
6Aによって外方向の軸移動、つまり下方向の軸移動を
規制されるとともに金属製の補強部材22bをインサー
ト成形によって埋設した環状パツキン22Bに静止畜1
■環21Bが回転不能かつ液密に嵌合保持されている。
したがって、コイルスプリング14のばね力によって」
−側の回転密封環11Aを上側の静止密封環21A側に
、また下側の回転密封環118を下側の静lに密封環2
1B側に付勢し、それぞれの密封端面同志を/E:、封
して軸封部33.34を形成している。尚、図中35は
油室で上側ハウジング3Aと下側ハウジング3Bとで形
成され、潤滑油を貯留している。
前記構成において、回転軸2が回転し、その下端に取付
けられている羽根車(図示せず)により流動する流体は
、従来のメカニカルシールNと同様、軸封部33.34
の密封力によって油室35および上側ハウジング3Aへ
浸入するのが封止されるとともに、回転軸2における内
筒M底部2Aと板金製内筒4間のシール性はシールリン
グ8によって確保され、また板金製外筒5と上側ハウジ
ング3Aおよび下側ハウジング3B間のシール性は環状
のシール部材9A、8Bによって確保され、さらに板金
製外筒5と板金製キャップ6それぞれの内周のシール性
は環状パー2キン22A、22Bによって確保される。
したがって、水中ポンプ、エンジン付自吸式ポンプおよ
び家庭用井戸ポンプ等の軸封部のメカニカルシールとし
て適用可能である。
本発明は回転側シール要素IOと固定側シール要:J2
0を板金製内筒4 、板金製外筒5および板金製キャッ
プ6で囲まれた空間Xに装入したカートリッジ式メカニ
カルシールlとして構成されているため、組込工数が従
来のメカニカルシールと比較して低減される。
即ち、a、環状パツキン22Aを介して静止密封環21
Aが保持されている板金製外筒5を、環状にシール部材
9A、9Bを介して上側ハウジング3Aと下側ハウジン
グ3Bに嵌合し、ポルト31で下側ハウジング3Bに固
着する。
b、環状パツキン12Aを介して金属製ケース13Aお
よび回転密封環11Aを保持した上部内筒4Aを回転軸
2の内筒遊嵌部2Aに遊嵌する。
C0上部内筒4Aの下端鍔部4aにシールリング8を当
てがい、金属製ケース13AにコイルスプリングI4の
上端を当接させたのち、環状パツキン12Bを介して金
属製ケース13Bおよび回転密封環11Bを保持してい
る下部内筒4Bを回転軸2の内0M嵌部2Bに遊嵌し、
金属製ケース13A、13B間にコイルスプリング14
を介在させる。
d、固定手段30によって板金製内筒4を軸方向に挾着
し、板金製内IJ4を回転軸2に同時回転可能に固定す
るとともに、環状の空間7を形成し、この空間7にシー
ルリング8を介装する。
e、環状パツキン22Bを介して静止密封環21Bが保
持されている板金製キャップ6によって、板金製外筒5
の下端部開口5Bを閉成する。
前記a−eの組込工数によって組付が可能であるから、
組付作業性が向上する。しかも前記a〜eの逆手順によ
って分解を行うことができるので、当然分解作業性も向
上する。即ち、組付および分解作業性が向上し、メカニ
カルシールの着脱作業がきわめて容易になる。しかも、
回転側シール要素lOと固定側シール要素20を予め板
金製の内筒4、外筒5およびキャップ6に取付けた状態
で組込を行うように構成されているから、組込に際して
熟練した技術を必要とせず、組込みミスを生じるおそれ
がない、したがって確実に密封性を確保できる。
しかも、板金製内筒4を回転軸2の内筒遊嵌部2Aに遊
嵌しているので、最も困難であるとされている回転側シ
ール要素lOの組込みを簡単に行うことができるから、
自動化による組付が可能になり、組付作業性を一段と向
上させることができる。
第2図は本発明の第2実施例を示す半裁断面図であり、
前記第1実施例と同一もしくは相当部分に同一符号を付
し、その詳しい説明は省略讐る。
この実施例では板金製内筒4を構成する上部内筒4Aの
上端部に鍔部4aを、また下部内筒4Bの下端部に鍔部
4bをそれぞれ形成し、これら鍔部4a 、 4bと回
転軸2における内筒遊嵌部2Aとの間にシールリング8
を介装して、板金製内筒4と回転軸2間のシール性を確
保した構成としている。
このように構成しても前記第1実施例と同様の効果を奏
する。また、前記第1および第2実施例において、固定
側シール要素2oにおける下側の環状パツキン22Bに
埋設されている金属製の環状補強部材22bは、板金製
キャップ6を板金製外筒5の上端部開口5Bに嵌合した
場合に、環状パツキン22Bが静止密封環21Bと板金
製キャップ8の底壁部6Aに挟圧されて、不必要なへた
りが生じる不具合を防止するものである。換言するなら
ば、環状パツキン22Bにへたりが生じないために、板
金製キャップ6を板金製外筒5の上端部開口5Bに確実
に嵌合して、軸封fA33,34の密封力を高めること
ができる。
前記各実施例では、上下2箇所に軸封部33.34を設
けたダブル軸封タイプのメカニカルシールについて説明
しているが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
のではなく、1つの軸封部を有するタイプのメカニカル
シールにも適用可能である。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、固定側シール要素
の軸移動を規制してこれを液密に嵌合した板金製外筒を
被軸封機器のハウジングに着脱可能に固着し、回転側シ
ール要素を同時回転可能かつ液密に外嵌した板金製内筒
を回転軸に対してシール部材を介して液密に遊嵌し、該
板金製内筒を固定手段によって軸方向に挾着することで
回転軸に同時回転および着脱可能に固定し、前記板金製
外筒の外端部開口を板金製キャップで閉成して、板金製
内筒と、板金製外筒および板金製キャップで囲まれた空
間に回転側シール要素と固定側シール要素を装入して、
回転側シール要素と固定側シール要素とを互いに押圧さ
せることで、回転密封環と静止密封環の軸封部に密封力
を付与するように構成しているから、従来のメカニカル
シールのように回転側シール要素と固定側シール要素を
構成する部材を回転軸およびハウジング等に対して順次
1個づつ組込む必要がないために、組込工数が低減され
、組付作業性が向上する。しかも、このような簡単な組
込みの逆手順によって分解を行うことができるのでメン
テナンス等の分解時の作業性も向上する。即ち、組付お
よび分解作業性が向上し、メカニカルシールの着脱作業
がきわめて容易になる。
また1組込みに際して熟練した技術を必要とせず組込み
ミスの生じるおそれがないので確実な密封性を確保でき
、したがって信頼性が向上する。
さらに、自動化による組付が可能であるから生産性の向
上を達成でき、かつ鋳造もしくは切削機械加工によって
内筒、外筒およびキャップ等を形成するのと比較して、
軽量化と低価格を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す半裁断面図、第2図
は同第2実施例を示す半裁断面図、第3図は被軸封機器
の一例を示す縦断正面図、第4図は従来のメカニカルシ
ールの一例を示す縦断面図である。 1・・・カートリッジ式メカニカルシール2・・・回転
軸 3・・・ハウジング 4・・・板金製内筒 5・・・板金製外筒 6・・・板金製キャップ 8・・・シールリング(シール部材) 10・・・回転側シール要素 11A、IIB・・・回転密封環 20・・・固定側シール要素 21A、21B・・・静止密封環 30・・・固定手段 33.34・・・軸封部 特許出願人 日本ピラーエ業株式会社 代理人 弁理士 鈴 江 孝 − [園 り 12図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被軸封機器の回転軸と同時回転する回転密封環を
    設けた回転側シール要素と、被軸封機器のハウジング側
    に固定される静止密封環を設けた固定側シール要素を有
    し、回転密封環と静止密封環の密封端面を摺接させて軸
    封部を形成するメカニカルシールにおいて、前記回転側
    シール要素を同時回転可能かつ液密に外嵌した板金製内
    筒と、固定側シール要素の軸移動を規制して液密に嵌合
    する板金製外筒と、この外筒の外端部開口を着脱可能に
    閉成する板金製キャップで囲まれた空間に装入されるカ
    ートリッジ式メカニカルシールであって、前記板金製外
    筒が被軸封機器のハウジングに着脱可能に固着され、前
    記板金製内筒が固定手段により軸方向に挾着されて回転
    軸に同時回転および着脱可能に固定されかつシール部材
    を介して液密に遊嵌されるとともに、前記板金製外筒の
    外端部開口を閉成した前記キャップにより前記回転側シ
    ール要素と固定側シール要素が互いに押圧されて回転密
    封環と静止密封環の前記軸封部に密封力が付与されるよ
    うに構成されていることを特徴とするカートリッジ式メ
    カニカルシール。
JP8842388A 1988-04-11 1988-04-11 カートリッジ式メカニカルシール Pending JPH01261568A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04300470A (ja) * 1991-03-27 1992-10-23 Nippon Pillar Packing Co Ltd カートリッジ式メカニカルシール
JPH068868U (ja) * 1992-07-13 1994-02-04 日本ピラー工業株式会社 メカニカルシール
JP2001221190A (ja) * 2000-02-07 2001-08-17 Tsurumi Mfg Co Ltd 電動ポンプ用軸封ユニット

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