JPH0219352B2 - - Google Patents
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- JPH0219352B2 JPH0219352B2 JP60178171A JP17817185A JPH0219352B2 JP H0219352 B2 JPH0219352 B2 JP H0219352B2 JP 60178171 A JP60178171 A JP 60178171A JP 17817185 A JP17817185 A JP 17817185A JP H0219352 B2 JPH0219352 B2 JP H0219352B2
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- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
「産業上の利用分野」
本発明は回転軸の軸封装置、特にメカニカルシ
ールのように端面シールを行ない有毒とか可燃性
の気体或は液体のように絶対に漏らしては困る流
体の軸封装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] "Industrial Application Field" The present invention is a shaft sealing device for a rotating shaft, in particular, an end face seal such as a mechanical seal, and a sealing device for sealing a rotary shaft such as a toxic or flammable gas or liquid. This invention relates to a shaft sealing device for fluid that must never leak.
「従来の技術」
従来のこの種の装置例を縦断面図の第５図に示
す。図において、ケーシング４内の空間Ｈは高圧
の密封流体が封ぜられており、Ａはケーシング４
の外部側の大気のある空間であつて、空間Ｈの密
封流体を大気側空間Ａへ流出するのを防止しよう
とするものであり、回転軸３に一体又は固定され
た回転リング１の密封面１１と静止リング１７の
密封面２７が流体潤滑あるいは境界潤滑状態で摺
動するようになつている。"Prior Art" An example of a conventional device of this type is shown in FIG. 5, which is a longitudinal sectional view. In the figure, a space H inside the casing 4 is sealed with high-pressure sealing fluid, and A is a space H inside the casing 4.
It is a space with an atmosphere on the outside side of 11 and the sealing surface 27 of the stationary ring 17 are adapted to slide under fluid lubrication or boundary lubrication.
静止リング１７はケーシング４に対してばね５
で軸方向に押されているが、ケーシング４に不図
示の廻り止め部材で係止され回転はしないように
なつている。また静止リング１７がケーシング４
に滑合し、軸方向にすべるところにはＯリング８
が設けてあり、空間Ｈと空間Ｌを分けている。空
間Ｌと大気側空間Ａはケーシング４に密封固定し
たカバー１４の端面にフローテイングリングシー
ル６がケーシング４とフローテイングリングシー
ル６の間の軸方向に配したばね１５により圧接さ
れている。 The stationary ring 17 is attached to the spring 5 against the casing 4.
Although it is pushed in the axial direction by the casing 4, it is locked to the casing 4 by a rotation preventing member (not shown) and does not rotate. Also, the stationary ring 17 is connected to the casing 4.
There is an O-ring 8 where it slides in the axial direction.
is provided to separate space H and space L. A floating ring seal 6 is pressed against the end face of a cover 14 which is sealed and fixed to the casing 4 in the space L and the atmosphere side space A by a spring 15 disposed in the axial direction between the casing 4 and the floating ring seal 6.
空間Ｈの密封流体の圧力ｐに対してｐ＋△ｐ
（△ｐは数Kg／cm2）の軸封用の加圧液体が供給孔
７をとおり空間Ｌに供給されており、回転リング
１と静止リング１７の密封面１１，２７間は端面
シール効果により、上記△ｐの圧力差によつて、
空間Ｌの液体が空間Ｈへ漏洩するのを防止すると
共にフローテイングリングシール６と回転軸３間
の摺動面により空間Ｌの液体の大気側空間Ａへの
漏洩を抑えている。 p+△p for the pressure p of the sealing fluid in space H
Pressurized liquid for shaft sealing (Δp is several kg/cm 2 ) is supplied to the space L through the supply hole 7, and the sealing surfaces 11 and 27 of the rotating ring 1 and the stationary ring 17 have an end-face sealing effect. Therefore, due to the pressure difference of △p above,
The liquid in the space L is prevented from leaking into the space H, and the sliding surface between the floating ring seal 6 and the rotating shaft 3 suppresses the leakage of the liquid in the space L into the atmosphere side space A.
「発明が解決しようとする問題点」
この装置は高圧流体を密封する場合にはそれ
を封じ込む液体の圧力を上昇するための特別の供
給装置を必要とする。密封流体とそれを封じ込
む液体の差圧を常に一様に制御する必要がある。
接触形シールであるために密封条件が厳しけれ
ばどうしても信頼性に欠け、寿命が短かい。空
間Ｌは高圧でありシール６で漏れることにより大
気圧状態になるため損失が大である。摺動面に
セラミツク等の硬質材料を用いる場合に、薄肉の
摺動面部材を端面にはりつける際、熱膨張の違い
で硬質材料に変形あるいは応力が発生する場合が
ある。等の問題を持つている。``Problems to be Solved by the Invention'' When sealing a high-pressure fluid, this device requires a special supply device to increase the pressure of the liquid enclosing the high-pressure fluid. It is necessary to constantly control the differential pressure between the sealing fluid and the liquid that confines it.
Since it is a contact type seal, if the sealing conditions are severe, it will inevitably lack reliability and have a short lifespan. The space L is under high pressure and becomes atmospheric pressure due to leakage at the seal 6, resulting in a large loss. When a hard material such as ceramic is used for the sliding surface, when attaching a thin sliding surface member to the end surface, the hard material may be deformed or stress may be generated due to differences in thermal expansion. I have the same problem.
本発明は回転軸の軸封を端面シールで行うよう
な構成の軸封装置における上記問題点を解消し、
信頼性高く、特別な昇圧装置を必要としない軸封
装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems in a shaft sealing device configured to seal a rotating shaft with an end face seal,
The purpose of the present invention is to provide a shaft sealing device that is highly reliable and does not require a special boosting device.
「問題点を解決するための手段」
本発明は回転軸とともに回転する回転リングと
ケーシング側に取付けられた非回転部材との間に
端面の摺動面を形成し、該摺動面が押圧されて摺
動し該摺動面により密封を行う軸封装置におい
て、非回転部材と回転リングの間に中心孔を回転
軸が挿通する環状で平板の中間リングを挾持し、
中間リングと回転リング、又は中間リングと非回
転部材の何れかの対向面の何れかの側に軸封用液
体の存する中心側に開放され外周側に行止まるス
パイラル溝を外周側で動圧が発生する方向に捩つ
て設け、残りの対向面の何れかの側に前記スパイ
ラル溝と同様の軸封用液体をスパイラル溝の中心
側開放端側に排除する方向のスパイラル溝を設け
た軸封装置である。
"Means for Solving the Problems" The present invention forms an end sliding surface between a rotating ring that rotates together with a rotating shaft and a non-rotating member attached to a casing, and the sliding surface is pressed. In a shaft sealing device that slides on the shaft and seals with the sliding surface, an annular flat intermediate ring is sandwiched between the non-rotating member and the rotating ring, and the rotating shaft passes through the center hole;
A spiral groove is formed on either side of the opposing surfaces of the intermediate ring and the rotating ring, or the intermediate ring and the non-rotating member, and is open to the center side where the shaft sealing liquid exists and stops at the outer periphery. A shaft sealing device, which is twisted in the direction in which the oil is generated, and is provided with a spiral groove on either side of the remaining opposing surfaces in a direction in which the shaft sealing liquid similar to the spiral groove is expelled to the center-side open end side of the spiral groove. It is.
「作用」
回転軸が回転すると中間リングの両面では回転
軸の回転方向により何れか一方の面は相手回転リ
ング又は非回転部材との間の摺動面で低圧側の液
体がスパイラル溝の開放端から巻き込まれてスパ
イラル溝の行止まる外周側へ移動して昇圧すると
共に残りの面とその相手非回転部材又は回転リン
グとの接触面ではスパイラル溝の作用により低圧
側に液体が移動しようとして真空圧が発生して吸
着し、前記の軸封用の液体がスパイラル溝の行止
まる側で昇圧した摺動面では摺動面を押圧してい
る力に対抗した液膜が形成され、高圧側の密封流
体の軸封が行われる。"Function" When the rotating shaft rotates, depending on the rotating direction of the rotating shaft, one of the surfaces of the intermediate ring is a sliding surface between the mating rotating ring or a non-rotating member, and the liquid on the low pressure side flows into the open end of the spiral groove. The liquid is drawn in and moves to the outer circumferential side where the spiral groove stops, increasing the pressure, and at the contact surface between the remaining surface and the mating non-rotating member or rotating ring, the liquid tries to move to the low pressure side due to the action of the spiral groove, creating a vacuum pressure. is generated and adsorbed, and on the sliding surface where the pressure of the above-mentioned shaft sealing liquid increases on the end side of the spiral groove, a liquid film is formed that counters the force pressing the sliding surface, and the sealing on the high pressure side is completed. Fluid shaft sealing is performed.
「実施例」
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は縦断面図である。第５図の従来例と同様
ケーシング内の空間Ｈには高圧の密封流体が封ぜ
られており、Ａはケーシング４の外部側の大気側
空間である。空間Ｌには封入液体が供給されてい
るが空間Ｈの密封流体と同圧以下の圧力でもよく
大気圧と等しくてもよい。又空間Ｌには密封用の
液体が封入されているのみでも差支えない。"Example" Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view. As in the conventional example shown in FIG. 5, a space H inside the casing is sealed with a high-pressure sealing fluid, and A is a space on the outside of the casing 4 facing the atmosphere. Although the sealed liquid is supplied to the space L, the pressure may be equal to or lower than the pressure of the sealed fluid in the space H, and may be equal to atmospheric pressure. Further, the space L may only be filled with a sealing liquid.
回転軸３に一体又は固定された回転リング１１
の密封面１１と中間リング２の密封面２１が液膜
を介して摺動する摺動面になつている。非回転部
材のリテーナ１６とケーシング４間には軸方向に
ばね５が配され、ばね５によりリテーナ１６を介
して中間リング２は回転リング１に向つて軸方向
に押されているがリテーナ１６はケーシング４に
不図示の回り止め部材で係止され回転しないよう
になつている。またリテーナ１６がケーシング４
に滑合している部分にはＯリング８が設けてあり
空間Ｈと空間Ｌと分けている。空間Ｌと大気側空
間Ａは、回転軸３に滑合しているフローテイング
リングシール６がケーシング４に密封固定したカ
バー１２の端面にケーシング４とフローテイング
リングシール６の間の軸方向に配したばね１５に
より圧接されていることにより密封遮断されてい
る。 Rotating ring 11 integrated or fixed to rotating shaft 3
The sealing surface 11 of the intermediate ring 2 and the sealing surface 21 of the intermediate ring 2 are sliding surfaces that slide through a liquid film. A spring 5 is disposed in the axial direction between the retainer 16, which is a non-rotating member, and the casing 4, and the intermediate ring 2 is pushed in the axial direction toward the rotating ring 1 via the retainer 16 by the spring 5. It is secured to the casing 4 by a rotation prevention member (not shown) to prevent rotation. Also, the retainer 16 is connected to the casing 4.
An O-ring 8 is provided at the portion that is slidably fitted to separate the space H and the space L. The space L and the atmosphere side space A are arranged in the axial direction between the casing 4 and the floating ring seal 6 on the end face of the cover 12, which is sealed and fixed to the casing 4, with the floating ring seal 6 slidingly fitted on the rotating shaft 3. It is sealed and shut off by being pressed by a spring 15.
中間リング２の密封面２１は正面図の第２図に
示すように平面の頂部９ａとスパイラル溝９ｂが
交互に並ぶスパイラル溝部９とその外側に位置し
て頂部９ａと同一平面のフラツト部１０から成
る。スパイラル溝９ｂは中心側が突抜けており、
外周側が行止まるようになつている。 As shown in FIG. 2 in the front view, the sealing surface 21 of the intermediate ring 2 is formed from a spiral groove portion 9 in which a flat top portion 9a and a spiral groove 9b are arranged alternately, and a flat portion 10 located on the outside thereof and flush with the top portion 9a. Become. The center side of the spiral groove 9b penetrates through,
The outer circumference side is designed to stop.
中間リング２の背面２２は表面から見て第２図
においてスパイラル溝９ｂのねじれ方向が逆にな
つた形をしている。 The back surface 22 of the intermediate ring 2 has a shape in which the twist direction of the spiral groove 9b is reversed in FIG. 2 when viewed from the surface.
中間リング２には回転軸３が挿通しているがそ
の挿通部分は空間Ｌの密封用の液体が回転軸３と
リテーナ１６間の〓間を通じて移動し、更に中間
リング２と回転軸３間を通ずようになつており、
中間リング２と回転軸３のはめあいは滑合を含み
滑合よりも大きな〓間があればよい。このはめあ
いが滑合でない場合は中間リング２の回転の可能
性を妨げないように中間リング２の外周に接近し
て支持体１３が円周上に設けられている。 The rotating shaft 3 is inserted into the intermediate ring 2, and the sealing liquid in the space L moves through the gap between the rotating shaft 3 and the retainer 16, and further moves between the intermediate ring 2 and the rotating shaft 3. We are starting to communicate with each other,
The fit between the intermediate ring 2 and the rotary shaft 3 includes a sliding fit, and it is sufficient that there is a gap greater than that of a sliding fit. If this fit is not a smooth fit, a support 13 is provided circumferentially close to the outer periphery of the intermediate ring 2 so as not to impede the possibility of rotation of the intermediate ring 2.
中間リング２は常圧焼結製炭化珪素SiC、窒化
珪素Si3N4等のセラミツクス製で耐熱、耐摩耗、
耐食性に優れている。回転リング１、リテーナ１
６はアルミナセラミツクス、超硬合金、ステンレ
ス、高鉛青銅、普通鋳鉄或は中間リング２と同材
料で作られる。 The intermediate ring 2 is made of ceramics such as pressureless sintered silicon carbide SiC or silicon nitride Si 3 N 4 , and is heat resistant, wear resistant,
Excellent corrosion resistance. Rotating ring 1, retainer 1
6 is made of alumina ceramics, cemented carbide, stainless steel, high lead bronze, ordinary cast iron, or the same material as the intermediate ring 2.
７はケーシング４に設けた空間Ｌへ密封用に用
いる液体の供給孔であり、空間Ｌには低圧液体が
充満している。 Reference numeral 7 denotes a supply hole for a liquid used for sealing into a space L provided in the casing 4, and the space L is filled with a low-pressure liquid.
回転軸３の回転方向は第２図において反時計方
向の回転であつてポンピング作用によりスパイラ
ル溝９ｂは中心側の開放端より液体を巻き込み、
外周に向つて動圧が発生して昇圧し、スパイラル
溝９ｂの終端部（最外周部）では空間Ｈの密封流
体の圧力よりもわずかに高い圧力が発生し、また
密封面１１，２１間には液膜が形成され、両密封
面１１，２１間は流体潤滑される。 The rotating direction of the rotating shaft 3 is counterclockwise in FIG. 2, and the pumping action causes the spiral groove 9b to draw in liquid from the open end on the center side.
Dynamic pressure is generated and increases toward the outer periphery, and a pressure slightly higher than the pressure of the sealing fluid in the space H is generated at the terminal end (outermost periphery) of the spiral groove 9b, and a pressure is generated between the sealing surfaces 11 and 21. A liquid film is formed, and fluid lubrication is provided between both sealing surfaces 11 and 21.
一方中間リング２の背面２２のスパイラル溝は
回転軸３の上記回転につれて共に回転しようとす
るが、その溝の向きが密封面２１側とは逆方向に
形成されているので動圧効果が生ぜず、スパイラ
ル溝部にある液が中心孔側に排除されようとして
背面２２とリテーナ１６の端部との間に吸着力が
働くので中間リング２がリテーナ１６に完全に密
着され静止する。 On the other hand, the spiral groove on the back surface 22 of the intermediate ring 2 tries to rotate together with the rotation of the rotating shaft 3, but since the groove is formed in the opposite direction to the sealing surface 21 side, no dynamic pressure effect occurs. As the liquid in the spiral groove is about to be expelled toward the center hole, a suction force acts between the back surface 22 and the end of the retainer 16, so that the intermediate ring 2 is completely brought into close contact with the retainer 16 and remains stationary.
密封面１１，２１間の流体潤滑の液膜の圧力は
空間Ｈの密封流体が浸入しないか、もしくは空間
Ｌ側の液体が微小量空間Ｈ側へ洩れるようにす
る。このようにすることにより、空間Ｈ側の密封
流体が有害、或は自体有害でなくとも洩れること
により重大な支障を及ぼすものである場合に特効
がある。 The pressure of the liquid film of fluid lubrication between the sealing surfaces 11 and 21 is such that the sealing fluid in the space H does not enter, or the liquid in the space L side leaks a small amount to the space H side. This is particularly effective when the sealing fluid on the space H side is harmful, or even if it is not harmful in itself, it will cause serious problems if it leaks.
密封面１１，２１の負荷をＷ、スパイラル溝９
ｂ終端部の圧力をpgとすると、完全に密封面１
１，２１に流体膜が形成された場合には
Ｗ＝apg ……
となる。ａはスパイラル溝９ｂの溝形状、溝本
数、溝深さ等によつて決まる係数である。一方、
密封面１１，２１の押付荷重Ｗは密封圧力ｐとば
ね５のばね荷重Ｆによつて
Ｗ＝Ｓ・ｐ＋Ｆ ……
となる。Ｓは空間Ｈの密封流体の圧力による中間
リング２の回転リング１に対する押付部の面積で
π（r2 2−r1 2）：ただし、2r2＝中間リング２の外
径、2r1＝リテーナ１６とケーシング４の嵌合部
の直径である。及びからapg＝Ｓ・ｐ＋Ｆと
なる。Ｓ＝ａ＝ｋであるようにＳを決めるとＦ＝
ｋ（pg−ｐ）となり密封面のフラツト部１０にお
ける差圧△ｐ＝（pg−ｐ）・はばね荷重Ｆを決めれ
ば密封圧力に依らずに常に一定となる。また密封
面１１，２１の流体膜の厚さはできる限り薄くな
るようにスパイラル溝９ｂの溝形状、溝深さを決
めるものとする。従つて密封面１１，２１ではス
パイラル溝９ｂのポンピング作用により密封流体
の圧力ｐに対して△ｐ（数Kgｆ／cm2）だけ常に高
い圧力まで昇圧されて密封流体を封じ込みかつ密
封面１１，２１のすきまを極力小さくしてその漏
れを少なくしてある。なお△ｐの値は回転数、密
封圧力及び封入液体の種類には依存せず、ばね５
のばね荷重の大きさによつてのみ決まる。 The load on the sealing surfaces 11 and 21 is W, and the spiral groove 9
If the pressure at the end b is p g , then the sealing surface 1
When a fluid film is formed at points 1 and 21, W=ap g ... a is a coefficient determined by the shape of the spiral groove 9b, the number of grooves, the groove depth, etc. on the other hand,
The pressing load W of the sealing surfaces 11 and 21 is determined by the sealing pressure p and the spring load F of the spring 5 as follows: W=S·p+F . . . S is the area of the pressing part of the intermediate ring 2 against the rotating ring 1 due to the pressure of the sealing fluid in the space H. This is the diameter of the fitting portion between 16 and casing 4. From and, ap g =S·p+F. If S is determined so that S=a=k, F=
k(p g -p), and the differential pressure Δp=(p g -p) at the flat portion 10 of the sealing surface will always be constant regardless of the sealing pressure if the spring load F is determined. Further, the groove shape and groove depth of the spiral groove 9b are determined so that the thickness of the fluid film on the sealing surfaces 11 and 21 is as thin as possible. Therefore, the pressure of the sealing surfaces 11 and 21 is constantly increased by Δp (several Kgf/cm 2 ) to the pressure p of the sealing fluid due to the pumping action of the spiral groove 9b, thereby sealing the sealing fluid and sealing the surfaces 11 and 21. The gap 21 is made as small as possible to reduce leakage. Note that the value of △p does not depend on the rotation speed, sealing pressure, or type of sealed liquid;
It is determined only by the magnitude of the spring load.
回転軸３が上記と逆方向に回転すると中間リン
グ２の背面２２、リテーナ１６との間において、
該背面２２のスパイラル溝９ｂの作用により外周
側に向つて空間Ｌの軸封用の液体を巻込み昇圧
し、フラツト部１０では密封流体に対抗する圧力
の液膜が形成されると共に回転リング１と中間リ
ング２間では軸封用の液体がスパイラル溝９ｂの
中心側へ向つて排除されようとして回転リング１
と中間リング２は吸着する。このように回転軸３
の正逆回転に対して軸封可能であるが、摺動面の
当りを考慮すると実用上一方向回転が適当であ
る。 When the rotating shaft 3 rotates in the opposite direction to the above, between the back surface 22 of the intermediate ring 2 and the retainer 16,
Due to the action of the spiral groove 9b on the back surface 22, the shaft sealing liquid in the space L is drawn in and pressurized toward the outer circumferential side, and a liquid film with a pressure opposing the sealing fluid is formed in the flat portion 10, and the rotating ring 1 Between the rotating ring 1 and the intermediate ring 2, the shaft sealing liquid is about to be removed toward the center of the spiral groove 9b.
and the intermediate ring 2 are adsorbed. In this way, the rotation axis 3
It is possible to seal the shaft against forward and reverse rotation, but considering the contact with the sliding surface, unidirectional rotation is practically appropriate.
空間Ｌに封じ込む液体は密封流体が気体である
場合には油、水、その他の液体を、液体である場
合には他の安全な清浄液体を選ぶ。特に後者で異
物を含む液体を清浄な同種液体で密封することは
効果が大きく、また密封流体のある空間Ｈ側に漏
れた空間Ｌの封入液体は、空間Ｈの密封流体が気
体である場合には容易に分離でき効果大であり、
液体の場合には少量混入しても構わない場合につ
いて効果大である。 The liquid to be sealed in the space L is oil, water, or other liquid if the sealing fluid is a gas, and if it is a liquid, another safe clean liquid is selected. Especially in the latter case, sealing the liquid containing foreign matter with a clean liquid of the same kind is very effective, and the sealed liquid in space L that leaks to the side of space H where the sealing fluid is located can be prevented if the sealed fluid in space H is gas. can be easily separated and is very effective.
In the case of a liquid, it is most effective when a small amount of it can be mixed in.
空間Ｌに封じ込む液体は大気圧状態にあつても
良く、低揚程ポンプで供給するか、あるいはポン
プにこの密封装置を使用する場合にはポンプの吸
込側にある低圧状態の液体そのものを導入しても
良い。またこの液体は低圧状態にあるのでフロー
テイングリングシール６等の簡易なシールで漏れ
を極力制限する。この大気圧側のシールはメカニ
カルシールあるいは他のシールでも勿論良くて状
況によつて選定する。スパイラル溝は中間リング
２側にあつたが回転リング或はリテーナ側でもよ
く同一回転方向に対して中間リング２の片側で動
圧、他の片側で吸着力が発生する方向に該スパイ
ラル溝が設けてあればよい。この実施例ではスパ
イラル溝９ｂの深さは３〜50μｍとしており、摺
動面の液膜厚さは１〜3μｍ程度である。 The liquid sealed in the space L may be at atmospheric pressure, and may be supplied by a low head pump, or if this sealing device is used for the pump, the liquid itself at low pressure on the suction side of the pump may be introduced. It's okay. Furthermore, since this liquid is under low pressure, leakage is limited as much as possible using a simple seal such as the floating ring seal 6. The seal on the atmospheric pressure side may, of course, be a mechanical seal or other seal, and is selected depending on the situation. Although the spiral groove was placed on the intermediate ring 2 side, it may also be placed on the rotating ring or retainer side.The spiral groove is provided in a direction where dynamic pressure is generated on one side of the intermediate ring 2 and suction force is generated on the other side with respect to the same rotation direction. It is good if it is. In this embodiment, the depth of the spiral groove 9b is 3 to 50 μm, and the thickness of the liquid film on the sliding surface is about 1 to 3 μm.
第３図は本発明の他の実施例の縦断面図であ
る。前述の実施例におけるスパイラル溝部９での
流れが外向き流れであるのに対し、この実施例で
は内向き流れとなつている。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the invention. While the flow in the spiral groove portion 9 in the previous embodiment is an outward flow, in this embodiment it is an inward flow.
空間Ｈは密封流体が存し、空間Ｌには該密封流
体を密封するための液体が存し、空間Ａには大気
が存する。 A sealing fluid exists in the space H, a liquid for sealing the sealing fluid exists in the space L, and the atmosphere exists in the space A.
ケーシング４に対する中間リング２の取付関係
及び回転軸３に対する中間リング２の関係は前実
施例と同じである。空間Ｌは回転リング１側に構
成され、ケーシング４に密封固定した部材４′に
対して密封固定したカバー１４に対してフローテ
イングリングシール６が押圧され、フローテイン
グリングシール６と回転軸３間が回転シールとな
つている。 The attachment relationship of the intermediate ring 2 to the casing 4 and the relationship of the intermediate ring 2 to the rotating shaft 3 are the same as in the previous embodiment. The space L is configured on the rotating ring 1 side, and the floating ring seal 6 is pressed against the cover 14 that is sealed and fixed to the member 4' that is sealed and fixed to the casing 4, and the space L is formed on the rotating ring 1 side. is a rotating seal.
第４図は中間リング２の正面図である。中間リ
ング２に設けたスパイラル溝９ｂは外周に突抜け
ており、中心側では行止まつていてフラツト部１
０は中心側にある。中間リング２の背面２２は表
面から見て向きのみこれと反対のスパイラル溝が
設けられている。 FIG. 4 is a front view of the intermediate ring 2. The spiral groove 9b provided in the intermediate ring 2 penetrates through the outer periphery, has a dead end at the center side, and is connected to the flat portion 1.
0 is on the center side. The back surface 22 of the intermediate ring 2 is provided with a spiral groove in the opposite direction only when viewed from the surface.
この実施例においても中間リング２及びこの相
手の回転リング１、リテーナ１６の材質は前実施
例と同様である。 In this embodiment as well, the materials of the intermediate ring 2, the mating rotating ring 1, and the retainer 16 are the same as in the previous embodiment.
回転軸３が第４図において時計方向に回転する
と空間Ｌの液体はスパイラル溝９ｂに巻込まれ、
中心側で動圧が発生し、スパイラル溝９ｂの終端
部（最内周部）では空間Ｈの密封流体の圧力より
もわずかに高い圧力となり密封が行われる。中間
リング２の背面は吸着力が生じ、中間リング２は
リテーナ１６に吸着固定される。第２実施例にお
いてはスパイラル溝９ｂの深さは十分な動圧を発
生しかつ極力薄い流体膜を形成するように例えば
封入液体の粘度により異るが３〜50μｍの大きさ
とする。摺動面間の液膜の厚さは１〜3μｍ程度
である。上記と逆回転するときは背面２２側で摺
動し、密封面１１，２１が吸着する。 When the rotating shaft 3 rotates clockwise in FIG. 4, the liquid in the space L is drawn into the spiral groove 9b,
Dynamic pressure is generated on the center side, and at the terminal end (innermost circumference) of the spiral groove 9b, the pressure is slightly higher than the pressure of the sealing fluid in the space H, and sealing is performed. A suction force is generated on the back surface of the intermediate ring 2, and the intermediate ring 2 is suctioned and fixed to the retainer 16. In the second embodiment, the depth of the spiral groove 9b is set to, for example, 3 to 50 μm, depending on the viscosity of the sealed liquid, so as to generate sufficient dynamic pressure and form a fluid film as thin as possible. The thickness of the liquid film between the sliding surfaces is about 1 to 3 μm. When rotating in the opposite direction to the above, it slides on the back surface 22 side and the sealing surfaces 11 and 21 are attracted.
各実施例とも摺動面は鏡面仕上されており、摺
動時スパイラル溝の動圧効果により完全な流体摩
擦によつているので実験によると摩擦係数は
0.003と極めて低く冷却の必要が殆んどない。 In each example, the sliding surface has a mirror finish, and the dynamic pressure effect of the spiral grooves causes complete fluid friction during sliding, so experiments have shown that the friction coefficient is
It is extremely low at 0.003, so there is almost no need for cooling.
本発明は回転軸とともに回転する回転リングと
ケーシング側に取付けられた非回転部材との間に
端面の摺動面を形成し、該摺動面が押圧されて摺
動し該摺動面により密封を行う軸封装置におい
て、非回転部材と回転リングの間に中心孔を回転
軸が挿通する環状で平板の中間リングを挾持し、
中間リングと回転リング、又は中間リングと非回
転部材の何れかの対向面の何れかの側に軸封用液
体の存する中心側に開放され外周面に行止まるス
パイラル溝を外周側で動圧が発生する方向に捩つ
て設け、残りの対向面の何れかの側に前記スパイ
ラル溝と同様の軸封用液体をスパイラル溝の中心
側開放端側に排除する方向のスパイラル溝を設け
た軸封装置としたから、
封入液体を昇圧する特別な供給装置を必要と
しない。
The present invention forms an end sliding surface between a rotating ring that rotates with the rotating shaft and a non-rotating member attached to the casing side, and the sliding surface is pressed and slides, and the sliding surface seals. In a shaft sealing device that performs
A spiral groove is formed on either side of the opposing surfaces of the intermediate ring and the rotating ring, or the intermediate ring and the non-rotating member, and is open to the center side where the shaft sealing liquid exists and stops at the outer circumferential surface. A shaft sealing device, which is twisted in the direction in which the oil is generated, and is provided with a spiral groove on either side of the remaining opposing surfaces in a direction in which the shaft sealing liquid similar to the spiral groove is expelled to the center-side open end side of the spiral groove. Therefore, there is no need for a special supply device to boost the pressure of the sealed liquid.
封入液体と密封流体との圧力差を制御する装
置を必要としない。 No device is required to control the pressure difference between the enclosed liquid and the sealed fluid.
密封面は非接触状態にあるため信頼性に優
れ、寿命は長い。 Since the sealing surface is non-contact, it is highly reliable and has a long life.
封入液体の外部への漏れは極めて少なく、損
失も少ない。 Leakage of the sealed liquid to the outside is extremely small, and losses are also small.
中間リングをセラミツクス製とすることによ
り耐熱、耐摩耗、耐食性に優れている。 Since the intermediate ring is made of ceramics, it has excellent heat resistance, wear resistance, and corrosion resistance.
中間リングは作動により位置決めされ、作動
時精度がよい。 The intermediate ring is positioned by actuation and has good accuracy during actuation.
中間リングが薄い板の場合、歪み易くても、
非回転部材或は回転リングの端面の精度が良好
であれば作動時、歪みは補正される。従つて、
中間リングを硬質セラミツクスとし非回転部材
或は回転リングに固定するための課題が解決さ
れる。 If the intermediate ring is a thin plate, even if it is easily distorted,
If the precision of the end face of the non-rotating member or the rotating ring is good, the distortion will be corrected during operation. Therefore,
The problem of fixing the intermediate ring to a non-rotating member or a rotating ring by making it a hard ceramic is solved.
第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は
第１図の静止リングの正面図、第３図は他の実施
例の縦断面図、第４図は第３図の実施例の静止リ
ングの正面図、第５図は従来例の縦断面図であ
る。
１……回転リング、２……中間リング、３……
回転軸、４……ケーシング、４′……部材、５…
…ばね、６……フローテイングリングシール、７
……供給孔、８……Ｏリング、９……スパイラル
溝部、９ａ……頂部、９ｂ……スパイラル溝、１
０……フラツト部、１１……密封面、１２，１４
……カバー、１５……ばね、１６……リテーナ、
２１……密封面、２２……背面、Ａ，Ｈ，Ｌ……
空間。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the stationary ring of FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment, and FIG. 4 is an implementation of the embodiment of FIG. 3. FIG. 5 is a front view of the stationary ring of the example, and a vertical cross-sectional view of the conventional example. 1...Rotating ring, 2...Intermediate ring, 3...
Rotating shaft, 4...Casing, 4'... Member, 5...
...Spring, 6...Floating ring seal, 7
... Supply hole, 8 ... O-ring, 9 ... Spiral groove, 9a ... Top, 9b ... Spiral groove, 1
0... Flat part, 11... Sealing surface, 12, 14
...Cover, 15...Spring, 16...Retainer,
21... Sealing surface, 22... Back, A, H, L...
space.
Claims (1)
ング側に取付けられた非回転部材との間に端面の
摺動面を形成し、該摺動面が押圧されて摺動し該
摺動面により密封を行う軸封装置において、非回
転部材と回転リングの間に中心孔を回転軸が挿通
する環状で平板の中間リングを挾持し、中間リン
グと回転リング、又は中間リングと非回転部材の
何れかの対向面の何れかの側に軸封用液体の存す
る中心側に開放され外周面に行止まるスパイラル
溝を外周側で動圧が発生する方向に捩つて設け、
残りの対向面の何れかの側に前記スパイラル溝と
同様の軸封用液体をスパイラル溝の中心側開放端
側に排除する方向のスパイラル溝を設けた軸封装
置。1. An end sliding surface is formed between the rotating ring that rotates with the rotating shaft and the non-rotating member attached to the casing side, and the sliding surface is pressed and slides, and the sliding surface creates a seal. In a shaft sealing device, an annular flat intermediate ring through which a rotating shaft passes through a central hole is sandwiched between a non-rotating member and a rotating ring, and either the intermediate ring and the rotating ring or the intermediate ring and the non-rotating member are opposed to each other. A spiral groove is provided on either side of the surface, and is twisted in the direction in which dynamic pressure is generated on the outer circumferential side, and is open to the center side where the shaft sealing liquid exists and ends on the outer circumferential surface.
A shaft sealing device provided with a spiral groove on either side of the remaining opposing surfaces in a direction for discharging a shaft sealing liquid similar to the spiral groove to the center-side open end of the spiral groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17817185A JPS6237574A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Shaft seal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17817185A JPS6237574A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Shaft seal device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237574A JPS6237574A (en) | 1987-02-18 |
| JPH0219352B2 true JPH0219352B2 (en) | 1990-05-01 |
Family
ID=16043849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17817185A Granted JPS6237574A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Shaft seal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237574A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH076579B2 (en) * | 1987-08-17 | 1995-01-30 | 株式会社荏原製作所 | Shaft seal device |
| EP1229269B1 (en) | 1999-11-10 | 2012-03-28 | Ebara Corporation | Power transmission device |
| JP6853817B2 (en) * | 2016-04-27 | 2021-03-31 | イーグル工業株式会社 | mechanical seal |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59212574A (en) * | 1983-05-19 | 1984-12-01 | Ebara Corp | Floated intermediate ring type non-contact seal |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195253U (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-25 | 株式会社 荒井製作所 | mechanical seal |
| JPS60107461U (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-22 | イーグル工業株式会社 | Stern tube shaft sealing device |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17817185A patent/JPS6237574A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59212574A (en) * | 1983-05-19 | 1984-12-01 | Ebara Corp | Floated intermediate ring type non-contact seal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6237574A (en) | 1987-02-18 |
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