JPH02221770A - セラミックス製シール構造体 - Google Patents
セラミックス製シール構造体Info
- Publication number
- JPH02221770A JPH02221770A JP1042838A JP4283889A JPH02221770A JP H02221770 A JPH02221770 A JP H02221770A JP 1042838 A JP1042838 A JP 1042838A JP 4283889 A JP4283889 A JP 4283889A JP H02221770 A JPH02221770 A JP H02221770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- sealant
- coated
- sealing
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 3
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 abstract 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 abstract 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Material Composition (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）
本発明は高温、高圧、腐食性雰囲気等の厳しい条件下で
用いるに適したセラミックス製シール構造体に関するも
のである。
用いるに適したセラミックス製シール構造体に関するも
のである。
（従来の技術）
高温、高圧、腐食、摩耗等の厳しい条件下で用いられる
ポンプ、バルブ、タンク等にはセラミックス部品が広く
用いられつつある。そして腐食環境で使用されるフラン
ジ等の継手部をシールするには、アスベストの芯材の周
囲を弗素樹脂で包みこんだガスケット材などが主に使用
されている。
ポンプ、バルブ、タンク等にはセラミックス部品が広く
用いられつつある。そして腐食環境で使用されるフラン
ジ等の継手部をシールするには、アスベストの芯材の周
囲を弗素樹脂で包みこんだガスケット材などが主に使用
されている。
このようなアスベストの芯材式すのガスケット材は、弗
素樹脂単体にアスベスト芯材を組合わせ、ガスケットの
剛性やシール性を向上させるために使用されるものであ
るが、アスベストの剛体を越える圧力が加わる場合、ガ
スケット材が撓んで抜けたり真空で座屈するおそれがあ
る。また弗素樹脂は肉薄であるために浸透性の強い液に
対してはアスベストが浸食されてシール材としての作用
が失われることがある。更にスラリー等を使用する部分
では摩耗が著しいうえに、高温での使用に不向きな欠点
もある。
素樹脂単体にアスベスト芯材を組合わせ、ガスケットの
剛性やシール性を向上させるために使用されるものであ
るが、アスベストの剛体を越える圧力が加わる場合、ガ
スケット材が撓んで抜けたり真空で座屈するおそれがあ
る。また弗素樹脂は肉薄であるために浸透性の強い液に
対してはアスベストが浸食されてシール材としての作用
が失われることがある。更にスラリー等を使用する部分
では摩耗が著しいうえに、高温での使用に不向きな欠点
もある。
一方、粉体やスラリー等の摩耗の激しい流動体との接触
部にはメタルガスケット材が用いられているが、金属製
であるために完全な耐摩耗性は期待できず、また高温条
件下では使用することが不可能となる。そこで高温条件
下ではやむなくセラミックス部品同志を直接接触させる
試みもなされているが、応力集中を防止するためには表
面粗さや面精度を極度に向上させる必要があり、加工コ
ストが高価となる欠点があった。
部にはメタルガスケット材が用いられているが、金属製
であるために完全な耐摩耗性は期待できず、また高温条
件下では使用することが不可能となる。そこで高温条件
下ではやむなくセラミックス部品同志を直接接触させる
試みもなされているが、応力集中を防止するためには表
面粗さや面精度を極度に向上させる必要があり、加工コ
ストが高価となる欠点があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記したような従来の欠点を解決して、十分な
剛性と耐摩耗性を持ち、高温条件下や腐食条件下でも安
心して使用することができるとともに、加工コストを安
価とすることができるシール性に優れたセラミックス製
シール構造体を提供するために完成されたものである。
剛性と耐摩耗性を持ち、高温条件下や腐食条件下でも安
心して使用することができるとともに、加工コストを安
価とすることができるシール性に優れたセラミックス製
シール構造体を提供するために完成されたものである。
（課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するためになされた本発明は、セラミ
ックス体のシール部の表面にシール材をコーティングし
たことを特徴とするものである。
ックス体のシール部の表面にシール材をコーティングし
たことを特徴とするものである。
（実施例）
次に本発明を図示の実施例によって詳細に説明する。
第１図は板状ガスケットタイプとした実施例を示すもの
で、（１）は板状のセラミックス体、（：２）はそのシ
ール部となる上下両面にコーティングされたシール材で
ある。セラミックス体（１）としてはＰＳＺ（部分安定
化ジルコニア）のような強度と靭性に富んだ材質が好適
である。またシール材（２）としては例えばＰＩＰＲ１
ＰＦ＾、ＰＥＰ 、 ＦＴＦｆ！、 ＤＶＤＦなどの弗
素樹脂やカーボンが用いられる。シール材（２）として
弗素樹脂を用いた場合にはその使用温度は２００℃以下
とし、シール材（２）としてカーボンを用いた場合には
一２００℃から、１５００°Ｃ（但し非酸化性雰囲気）
までの広範な温度範囲での使用が可能である。このほか
温度条件や雰囲気によっては、無機材料のセラミックス
系のコーテイング材又は高級金属である白金、金、タン
タル、チタン、ニッケル、モネル等のコーテイング材を
用いてもよい。
で、（１）は板状のセラミックス体、（：２）はそのシ
ール部となる上下両面にコーティングされたシール材で
ある。セラミックス体（１）としてはＰＳＺ（部分安定
化ジルコニア）のような強度と靭性に富んだ材質が好適
である。またシール材（２）としては例えばＰＩＰＲ１
ＰＦ＾、ＰＥＰ 、 ＦＴＦｆ！、 ＤＶＤＦなどの弗
素樹脂やカーボンが用いられる。シール材（２）として
弗素樹脂を用いた場合にはその使用温度は２００℃以下
とし、シール材（２）としてカーボンを用いた場合には
一２００℃から、１５００°Ｃ（但し非酸化性雰囲気）
までの広範な温度範囲での使用が可能である。このほか
温度条件や雰囲気によっては、無機材料のセラミックス
系のコーテイング材又は高級金属である白金、金、タン
タル、チタン、ニッケル、モネル等のコーテイング材を
用いてもよい。
シール材（２）のコーティング厚さは０．１−１＋ｎ＋
ａ程度が好ましい。これは０．１ ｔｘｍ未満ではセラ
ミックス体（１）の表面の凹凸を埋めて平滑な表面を得
にくくなり、逆に１Ｉｌｌを超えるとシール材（２）自
体がシール面圧によりクリープし易くなるとともに、厚
肉のコーティングは困難となるためである。第１図に示
されるような板状ガスケットタイプのシール構造体は、
平面状の２つの部材間のシールに用いられる。
ａ程度が好ましい。これは０．１ ｔｘｍ未満ではセラ
ミックス体（１）の表面の凹凸を埋めて平滑な表面を得
にくくなり、逆に１Ｉｌｌを超えるとシール材（２）自
体がシール面圧によりクリープし易くなるとともに、厚
肉のコーティングは困難となるためである。第１図に示
されるような板状ガスケットタイプのシール構造体は、
平面状の２つの部材間のシールに用いられる。
第２図はＶパツキンタイプとした実施例を示すもので７
字状の断面を持つ環状のセラミックス体（１）の両表面
にシール材（２）をコーティングしたものである。その
材質や厚さについては第１図の実施例と同様である。こ
の■パツキンタイプでは特にセラミックス側のＶ開き角
度のたわみ量により同厚を生じるものであるため、セラ
ミックスはジルコニア等の靭性の大きい材料を用いてい
る。
字状の断面を持つ環状のセラミックス体（１）の両表面
にシール材（２）をコーティングしたものである。その
材質や厚さについては第１図の実施例と同様である。こ
の■パツキンタイプでは特にセラミックス側のＶ開き角
度のたわみ量により同厚を生じるものであるため、セラ
ミックスはジルコニア等の靭性の大きい材料を用いてい
る。
第３図は容器状のセラミックス体（１）の天面をシール
材（２）によってコーティングしたもので、この上にキ
ャップ等を載せて完全なシールが得られる構造となって
おり、セラミックポンプのケーシングシールやセラミッ
クエンジンのシリンダーブロックのヘッドシール等に応
用が可能である。
材（２）によってコーティングしたもので、この上にキ
ャップ等を載せて完全なシールが得られる構造となって
おり、セラミックポンプのケーシングシールやセラミッ
クエンジンのシリンダーブロックのヘッドシール等に応
用が可能である。
第４図は円筒状のセラミックス体（１）の外周面にシー
ル材（２）をコーティングしたもので、その外側にリン
グ状のセラミックス体（３）を圧入又は焼き嵌めした場
合に完全なシールが行える構造となっている。
ル材（２）をコーティングしたもので、その外側にリン
グ状のセラミックス体（３）を圧入又は焼き嵌めした場
合に完全なシールが行える構造となっている。
第５図はボールバルブのバルブシートに本発明を適用し
た例を示す、この例ではボール（４）と接触するバルブ
シートをセラミックス体（１）により構成し、そのシー
ト面及びボディ（５）との接合面にシール材（２）をコ
ーティングしである。
た例を示す、この例ではボール（４）と接触するバルブ
シートをセラミックス体（１）により構成し、そのシー
ト面及びボディ（５）との接合面にシール材（２）をコ
ーティングしである。
第６図はメカニカルシール摺動面に本発明を適用した例
を示す、８ち、シャフト（６）の外周に嵌められたカー
ボン等の回転環（７）と接する固定環（８）がセラミッ
クス体（１）からなるものとされ、その摺動面にシール
材（２）がコーティングされている。
を示す、８ち、シャフト（６）の外周に嵌められたカー
ボン等の回転環（７）と接する固定環（８）がセラミッ
クス体（１）からなるものとされ、その摺動面にシール
材（２）がコーティングされている。
（作用）
このように構成された本発明のセラミックス製シール構
造体はセラミックス体（１）の表面に０．１〜１−程度
の肉厚のシール材（２）をコーティングしたものである
から剛性に優れ、高圧下や真空下でシ−ル構造体が撓ん
だり座屈するおそれがない。またセラミックス体（１）
は極めて耐熱性及び耐食性、耐摩耗性に優れた材料であ
るから、カーボンのような耐食性と耐熱性に富むシール
材（２）をコーティングした場合には、高温高圧条件下
や腐食性の条件下でも安定したシール効果を発揮させる
ことができる。また白金のような高級金属で耐食、耐熱
性に富むシール材（２）をコーティングした場合には、
高級金属単体で製作したガスケットに比べ安価となると
ともに、高温高圧条件下でも安定したシール効果を発揮
することができる。更に本発明のセラミックス製シール
構造体は耐摩耗性にも優れ、粉体やスラリーのような摩
耗の激しい流動体との接触部にも使用することができる
。しかも本発明においてはセラミックス体（１）の表面
の凹凸はシール材（２）によって覆われるので、セラミ
ックス体（１）の表面は焼成されたままでよく、ダイヤ
モンド砥石による研削等の加工コストも安価なものとな
る。
造体はセラミックス体（１）の表面に０．１〜１−程度
の肉厚のシール材（２）をコーティングしたものである
から剛性に優れ、高圧下や真空下でシ−ル構造体が撓ん
だり座屈するおそれがない。またセラミックス体（１）
は極めて耐熱性及び耐食性、耐摩耗性に優れた材料であ
るから、カーボンのような耐食性と耐熱性に富むシール
材（２）をコーティングした場合には、高温高圧条件下
や腐食性の条件下でも安定したシール効果を発揮させる
ことができる。また白金のような高級金属で耐食、耐熱
性に富むシール材（２）をコーティングした場合には、
高級金属単体で製作したガスケットに比べ安価となると
ともに、高温高圧条件下でも安定したシール効果を発揮
することができる。更に本発明のセラミックス製シール
構造体は耐摩耗性にも優れ、粉体やスラリーのような摩
耗の激しい流動体との接触部にも使用することができる
。しかも本発明においてはセラミックス体（１）の表面
の凹凸はシール材（２）によって覆われるので、セラミ
ックス体（１）の表面は焼成されたままでよく、ダイヤ
モンド砥石による研削等の加工コストも安価なものとな
る。
（発明の効果）
本発明は以上に説明したとおり、セラミックス体の表面
にシール材をコーティングすることにより、剛性、耐熱
性、耐摩耗性、耐食性、経済性等を同時に向上させるこ
とができたものであり、静的シール部にも動的シール部
にも使用することが可能である。よって本発明は、従来
の問題点を一掃したセラミックス製シール構造体として
、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
にシール材をコーティングすることにより、剛性、耐熱
性、耐摩耗性、耐食性、経済性等を同時に向上させるこ
とができたものであり、静的シール部にも動的シール部
にも使用することが可能である。よって本発明は、従来
の問題点を一掃したセラミックス製シール構造体として
、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
第２の実施例を示す断面図、第３図は第３の実施例を示
す断面図、第４図は第４の実施例を示す断面図、第５図
は第５の実施例を示す断面図、第６図は第６の実施例を
示す部分断面図である。 （１）：セラミックス体、（２）：シール材。 第１図 ＠Ｓ図 第２図 第４図 １；ｔラミ・１７ス俸。 ２ニ ミー−１１７才。 第 図 第 図 穴
第２の実施例を示す断面図、第３図は第３の実施例を示
す断面図、第４図は第４の実施例を示す断面図、第５図
は第５の実施例を示す断面図、第６図は第６の実施例を
示す部分断面図である。 （１）：セラミックス体、（２）：シール材。 第１図 ＠Ｓ図 第２図 第４図 １；ｔラミ・１７ス俸。 ２ニ ミー−１１７才。 第 図 第 図 穴
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミックス体（１）のシール部の表面にシール材
（２）をコーティングしたことを特徴とするセラミック
ス製シール構造体。 ２、シール材（２）のコーティング厚さが０．１〜１ｍ
ｍである請求項１記載のセラミックス製シール構造体。 ３、セラミックス体（１）がＰＳＺ（部分安定化ジルコ
ニア）である請求項１記載のセラミックス製シール構造
体。 ４、シール材（２）が弗素樹脂又は黒鉛等の無機物又は
タンタル等の高級金属である請求項１記載のセラミック
ス製シール構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042838A JPH02221770A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | セラミックス製シール構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042838A JPH02221770A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | セラミックス製シール構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02221770A true JPH02221770A (ja) | 1990-09-04 |
Family
ID=12647119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042838A Pending JPH02221770A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | セラミックス製シール構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02221770A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007058306A1 (ja) * | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Eagle Industry Co., Ltd. | メカニカルシール装置 |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1042838A patent/JPH02221770A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007058306A1 (ja) * | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Eagle Industry Co., Ltd. | メカニカルシール装置 |
| JP4996476B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2012-08-08 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5505466A (en) | Cylinder head gasket with retaining ring and spring seal | |
| US4438936A (en) | Secondary sealing element with U-shaped sealing ring for mechanical seals | |
| US4753443A (en) | Composite annular seals for rotary ball valves and ball joints | |
| US20220136091A1 (en) | Composite material with coated diffused layer | |
| JP2793144B2 (ja) | 内燃機関クーラントポンプのメカニカルシールのためのシールアセンブリ及びその製造方法 | |
| JPH0492168A (ja) | 回転スプール弁 | |
| JPH02221770A (ja) | セラミックス製シール構造体 | |
| US6948515B2 (en) | Carbon rupture disk assembly | |
| WO2020249931A1 (en) | Hybrid metal ceramic ball valve | |
| CN2162567Y (zh) | 陶瓷球阀 | |
| JPH0616774U (ja) | ボールバルブ | |
| JPS63115969A (ja) | セラミツクス製ゲ−トバルブ | |
| Carr et al. | Post Densified Cr 2 O 3 Coatings for Adiabatic Engine | |
| JP3398209B2 (ja) | 流体制御弁 | |
| JP4267891B2 (ja) | シール部品 | |
| CN2147397Y (zh) | 块式陶瓷球阀 | |
| CN216112118U (zh) | 一种往复式压缩机的新型填料密封环 | |
| CN222377204U (zh) | 密封圈 | |
| JPS6323070A (ja) | 外周金属嵌合型オイルシ−ル | |
| RU2061920C1 (ru) | Запорный орган трубопроводной арматуры | |
| EP0135273A1 (en) | Valve closure gate assembly for foundry ladles | |
| JP6802402B1 (ja) | 燃焼可視化エンジン | |
| JPH0632845U (ja) | バタフライバルブ | |
| JP3004143B2 (ja) | セラミック製液体制御弁 | |
| JPH0229313Y2 (ja) |