JPH02286965A

JPH02286965A - 軸封装置

Info

Publication number: JPH02286965A
Application number: JP2106691A
Authority: JP
Inventors: Bertsch Erich; エーリヒ・ベルツチユ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1990-11-27
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: DE4010769A1; JPH07109252B2; US5074568A; CH679417A5; DE4010769C2

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、壁を貫通する軸の密封装置が、軸線方向及び
半径方向に支持される軸を包囲する中空密封環を持ち、
密封押圧力を及ぼすためこの密封環の空所へ圧力媒体を
供給可能である、軸ガ装置に関する。

〔従来の技術〕

このような軸封装置はスイス国特許第５７２５８７号明
細書から公知である。この公知の軸封装置の密封装置は
Ｕ字状輪郭を持っただ１つの密封環から成り、その０脚
辺を結合するウェブ部分が軸へ押付けられ、両方の０脚
辺はそれぞれ固定支持面へ押付けられている。

このような軸封装置の欠点は、その構造のため軸線方向
密封面が強く摩耗し、密封が失われて、密封すべき媒体
が流出することである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、構造的に簡単でこしんまり構成され、
確実な密封効果を生ずる軸封装置を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

この！！！題を解決するため本発明によれば、軸が円環
状カラーに固定的に結合され、密封装置が２つの中空密
封環により形成され、これらの密封環の各々がカラーの
端面とこれに対向する密封装置の支持面との間に設けら
れて、その空所への圧力媒体供給によりこれらの而へ押
付は可能である。

〔発明の効果〕

本発明により得られる利点は、軸線方向！！！！！尉面
の代わりに少なくとも１つの半径方向面が密封作用し、
ただ１つの回転カラーにより二重の密ゴが行なわれるこ
とである。これらの密」而は、断面で見て蛇行して設け
られているので、直列に統く複数の密封面の密封効果が
加わる。

構造的に周囲の空間と密封すべき空間とを結ぶ線が、半
径方向密封面の所で著しく長くなる。

この長い結合線のため、密封環へ同じ圧力を供給しても
、密封効果が著しく改善され、即ち所定の密封効果にお
いて、半径方向密封面に必要な押圧力を減少することが
できる。材料の摩耗が少ないため、密封装置の同じ寿命
で密′Ｍ環の肉厚を減少することができる。肉厚の減少
は可焼性従ってＦ！！＠効果を高め、史に圧力媒体への
熱伝導をよくする。

〔実施態様〕

特に有利な構成では、公知の軸封装置（スイス国特許第
５７２５８７号明細書）の密封環のように、密封環がＵ
字状輪郭を持ち、その０脚辺を結合するウェブ部分が軸
に近い方に設けられ、公知のものとは異なり、このウェ
ブ部分は軸から離れているが、軸に接することもできる
。別の構成では、０脚辺を結合するウェブ部分が、はぼ
まっすぐな底の代わりにＷ字状に構成され、これにより
密封環への圧力供給の際材料の余裕が生じ、それにより
密封環の一層良好な押圧が保証される。

別の構成では、密封環の間に例えば潤滑剤又は冷却剤用
の環状室が形成されて、その内周をカラーの周囲により
、また外周を第２の間隔環の内周面により区画されてい
る。密封環の空所は冷却器を持つ圧力媒体回路にあって
、温度を上昇する密封環の摩耗を減少することができる
。

環境保護及び化学事故の防止にとって重要な構成では、
環状室が表示器を含む圧力媒体回路にあり、軸貫装置の
密封が不充分な場合環状室へ達する物質にこの表示器が
応動して、警報器又は保７１手段を操作する信号を発生
する。正常運転において、軸肘装置の一方の側にあって
他方の側におけるより高い圧力を受けるか又は密Ｈすべ
き物質のひ在する密封環のみが供給を受け、信号が他方
の！！Ｐ！ａｍの供給を開始することができる。

本発明のそれ以外の構成とそれにより得られる利点は、
図面についての以下の説明から明らかになる。

〔実施例〕

周囲２６から密封するためハウジング壁２により包囲さ
れる動作空間又は反応空間３内に、図示しない撹拌機構
、ポンプ又は他の回転機溝があって、図示しない外部駆
動装置ａにより軸ｌを介して駆動される。周囲２６に対
して反応空間３を完全に密封するため、ハウジング壁２
に結合されて回転しない密封装置１９を軸ｌが貫通して
いる。この密封装置１９は支持する膜剤を持っていない
。

軸１上には、第２図に示すように、２つの円筒状部分４
及び５の間に円環状カラー６を持つ回転部分２８が気密
及び液密に固定され、長い方の円筒状部分４は反応空間
３の方へ延び、その約半分の長さの円筒状部分５は反応
空間３から周囲２６の方へ延びている。両方の円筒状部
分４及び５の外径は同じ大きさで、回転部分２８の長さ
はハウジング壁２の厚さにほぼ等しい。

Ｕ字跋輸郭を持つ密Ｎ環９は円筒状部分４に対し同軸的
になっており、その一方の０脚辺が、反応空間３に近い
方にあるカラー６の半径方向面に当たり、密封環９の両
方の０脚辺を結合するウェブ部分１１は、円筒状部分４
に近い方にある。密封環９に一致する第２の密Ｎ環１０
の一方の０脚辺も同様に、周囲２６に近い方にあるカラ
ー６の半径方向面に、円筒状部分５に対して同軸的に当
たっている。密封環１０の他方の０脚辺は、密封装置１
９を外部に対して閉鎖する端面環２０の内面に当たり、
同様に密封環９の他方の０脚辺は、密封装置１９を反応
空間３に対して閉鎖する端面Ｎｉ２１の内面に当たつて
いる。

密封ｍ９及び１０の０脚辺がカラー６に対してよく滑る
ようにするため、滑剤として黒船を分散せしめられたプ
ラスチック例えばテトラフルオルオレフィン特にテトラ
フルオルエチレンから密封環が作られている。

Ｕ字状密封環９及び１０にある空所１４＆び１５は、そ
れぞれ間隔環１２及び１３により軸ｌに対して同軸的に
閉鎖されている。カラー６の周囲に対して同軸的に、間
隔環１６により軸ｌに対して同軸的に閉鎖される環状室
１７がある。間隔環１２及び１３の厚さは密封環９及び
ＩＯのＵ脚辺間隔に等しく、間隔ａ１６の厚さはカラー
６の錨に等しい。

両方の端面環２０及び２１と３つの間隔環１２．１３及
び１６は、密封環９及び１０と同じ外径を持っている。

端面環２０及び２１の内径は同じで、回転部分２８の円
筒状部分４及び５の外径より振り公差だけ大きい。３つ
の間隔環１２．１３及び１６の内径は、後述する穴（Ａ
＋　’ＡＩ＋　３３ｂ＋　３３ｃ；Ｂｌ旧＋　３５ｂ−
３５ｅ、　Ｃ１Ｃｌ、３７ｂ〜３７ｇ　）用に充分な空
間を存在させるように、選ばれている。

端面環２０は、その外縁の近くに、第１図かられかるよ
うに６０’の等角度間隔で６つの締付けねじ２２を持っ
ている。これらの締付けねじ２２の各々は、端面１１２
０、密封ｍ　ｔｏの両方の０脚辺、３つの間隔環１３．
１６及び２２、密封環９の両方の０脚辺にある穴２７を
貫通して、端面環２１の盲ねじ穴２３へはまって、前述
の部分から成る密封装置１９をまとめている。この密封
装置１９はハウジング壁２の円筒状凹所２４内にある。

組立てに必要なため、ハウジング壁２と密封装置１９と
の間にあって軸ｌに対して同軸的な環状間隙２５は、２
つの同軸的なＯリング３０及び３１により密封されてい
る。０リング３０は、端面環２０の周囲溝にあり、０リ
ング３１は端面環２１の周囲溝にある。

空所１５．１４及び環状室１７への流入及び流出用接続
口は、それぞれ軸ｌに対して同軸的な円上に締付けねじ
２２と交互に設けられている。

環状室１７への潤滑剤又は冷却剤の流入及び流出用接続
口Ｂ及び旧は直径上で対向しているが、空所１５及び１
４の圧力媒体の流入又は流出用接続口Ａ、　ＡＩ及びＣ
，ＣＩは締付けねじ２２のそれぞれ左及び右にある。

空所１５は、第３図に示すように、半径方向穴３３ａ１
これに続いて軸Ｉに対して平行に間隔環１３にある穴３
３ｂ１端而環２０に近い方にある密封環１０の０脚辺に
ある穴３３ｃを経て、端面環２０にある流入接続口Ａに
接続されている。

軸ｌに対して平行に流出接続口ＡＩに属する穴（図示せ
ず）も同じように設けられている。

環状室１７は、第４図に示すように、半径方向穴３５ａ
１これに続いて軸１に対して平行に間隔環１６にある穴
３５ｂ１間隔環＋３にある穴３５ｄ及び端面環２０に近
い方にある密封環１０の０脚辺にある穴３５ｅを経て、
端面環２０にある流入接続口Ｂに接続されている。軸ｌ
に対して平行に流出接続口Ｂに属する穴（図示せず）も
同様に設けられている。

空所！４は、第５図に示すように、半径方向穴３７ａ１
これに続いて軸１に対して平行に間隔環１２にある穴３
７ｂ１カラー６に近い方にある密封環１０の０脚辺にあ
る穴３７０１間隔環１６にある穴３７ｄ１密封環カラー
６に近い方にある密封環１０の０脚辺にある穴３７ｅ１
間隔環Ｉ３にある穴３７ｆ及び端面環２０に近い方にあ
る密封Ｍ４１Ｏの０脚辺にある穴３７ｇを経て、端面環
２０にある流入接続口Ｃに接続されている。流出接続口
ＣＩに属する穴（図示せず）も同様に設けられている。

軸１の直径は、反応空間３内の直径２９から、回１駈部
分２８をはめられた密封装置１９の範囲における直径３
２を経て、包囲する雰囲気の空間２６にある直径３４へ
段階的に減少している。直径３２の部分の長さは、回転
部分２８の長さと中間環＋８．円板８及び締付はナツト
７の厚さとの和にほぼ等しい。締付はナツト７用のおね
じは、反応空間３から遠い方にある直径３２の軸部分に
ある。この３つの段のため、密封装置１９を持つ回転部
分２８は間頭なく　＠ｈ　１上にはめられて、円筒状部
分４の端面が、軸直径２９に至る段の前にあって変形可
能な密封材料から成る中間環１８に当るようにすること
ができる。締付はナツト７によりカラー６は円板８を介
して中間環１８へ押付けられ、回転部分２８が軸！上で
密封される。従って密封は中間環１８、両方の密封環９
．１０及び両方のＯリング３０．３１を介して行なわれ
る。運転中円板８は、更に密封装置１９が抜は出るのを
防止する。

間隔環１２．１３及び１６は、空所１４．１５及び環状
室１７を軸に対して平行な穴３３ｂ、　３５ｂ及び３７
ｂに接読するそれぞれ２つの半径方向穴３３ａ＋　３５
ａ及び３７ａを持っている。これらの半径方向穴３３ａ
。

３５ａ及び３７ａの代わりに、それぞれの間隔Ｊｌ　１
３゜１６及び１２の一方又は両方の側面に半径方向スリ
ットを設けることができる。

軸に対して平行な２つの穴３３．３５及び３７の代わり
に、圧力媒体、潤滑剤又は冷却剤の流通を行なわない場
合には、ただ１つの穴を設けることも可能である。

円筒駄凹所２４は、励作熊様の制限なしに、例えば撹拌
機構におけるように水平駆動軸ｌに、又はポンプ及び圧
縮掘におけるように垂直駆動軸ｌに使用することができ
る。撹拌機構、ポンプ等における軸受は、ハウジング壁
２に対する軸ｌの保持を引受ける。

端面環２０及び２Ｉにある両方の０リング３０及び３１
用の周囲溝はなくすことができる。既に述べたように組
立ての際は、回転部分２８が軸１上で密封されるまで密
封装置１９が密封中間ｆｉ＋８へ押付けられる。そのと
きＯリング３０及び３１は環状間隙２５のどこかにある
。

運転試態では、第６図に示すように、空所１４のみが、
中央圧力装置４１に接続される減圧弁４２を持つ圧力だ
め４０から、接続口Ｃ及びＣ１を介してガス又は液体に
より圧力をかけられる。

ガス又は液体は循環ポンプ４３により′ａ環せしめられ
る。環状室１７は冷却剤室又は潤滑剤室として役立つ。

密封環１０は予備密封環として役立ち、その空所１５は
、同様に中央圧力装置４１に接続される減圧弁４４を持
つ圧力だめ４６から、環状室１７内の冷却剤又は潤滑剤
が流出しない程度の圧力のガス又は液体を受ける。

排気弁のような自明の個別部分は、第６図の回路には示
してない。

空所１４内の圧力により、密封環９の０脚辺は回転する
カラー６の側面と端面環２！とへ押付けられる。密封Ｊ
Ｉ９の弾性０脚辺により密射作用が始まるまで、減圧弁
４２により圧力を連続的に調節することができる。これ
により軸ｌの不平衡又は撓みが補償される。

環状室１７はその接続口Ｂ及びＢ１を介して第６図に示
す液体回路にあり、この回路において水又は他の適当な
液体が冷却剤又は潤滑剤としてポンプにより循環せしめ
られる。熱交換器４９を介して冷却剤又は潤滑剤から、
カラー６と密封環９及び１０のそれぞれ一方のＵ側辺と
の間の滑り摩擦により生ずる熱が除去される。空所１４
及び！５用の圧力媒体は通常冷却されないが、特別な場
合には冷却することができる。

空所１４に漏れが生ずると、接続口ＣＩから出る流出導
管５２にある漏れ検出器５Ｉによりこの漏れ液体が検出
され、漏れ検出器５１に接続されている計算装置５０へ
信号が伝達され、この計算装置に接続されている警報装
置５４において警報が発生される。計算装置５０により
空所１５が減圧弁４４を介して全圧力を受ける。密封環
１０は今や周囲２６少なくとも雰囲気側に対する密封を
引受ける。続いて反応空間３内にあり例えば環境にとっ
て危険なガス又は液体を除去するか、又は反応を規則正
しく中出し、それから例えば密封環９の漏れの原因を探
して解消することができる。密封環９は密封環ＩＯより
高い圧力を受けているので、常に密封環９が最初に故障
するものとみなされる。

安全上の理由から、冷却液体回路にも漏れ検出器５１と
同じように作用する漏れ検出器５３がある。

化学工業では、特に敏感又は有毒な液体を所定の漏れ割
合で処理するのが好ましい。このため特定割合の漏れを
生ずる圧力が設定される。漏れは連続的に測定されて、
環状室１７から吸出し装置５６により取出される。

漏れ液体又は漏れガスを含む液体はなるべく機械の吸入
側へ供給される。吸入側に負圧が存在すると、空所Ｉ５
の圧力に応じて漏れ割合を雰囲気又は重畳される不活性
ガスにより調節することができる。空所１５内の圧力に
より周囲２６に対する密封も行なうことができる。

第７図に示す軸河装置の変形例では、密封装置１９と同
様な密封装置５７が直接ハウジング壁２に取付けられて
いる。密封装置１９に使用されるような端面環２１はこ
こにはない。締付けねじ２２用の盲ねじ穴は直接ハウジ
ング壁２にある。密封環９と同様な密封［６９は、一方
の０脚辺でハウジング壁２を即し、他方の０脚辺でカラ
ー６の一方の側面を押している。２つの０リング３０．
３１及び円筒状凹所２４はない。

第７図に示す軸肘装置の変形例では、はぼ直径上で対向
するそれぞれ２つの穴６０ａ＋　６０ｂ＋　６２８＋６
２ｂ及び６４ａ、　６４ｂが、間ｆｉ１３１１２．１３
及び１６に類似な間ＶＡＪ１１６１．６３及び６５を貫
通している。

間１ｓ１９６１及び６３は同じ厚さを持っている。間隔
環６５の厚さは、カラー６の幅と密封環６９及び７Ｉの
後述する肥厚部７２及び７３との和に等しい。端面環２
０と同様に構成される端面環６７は間隔環６１．６３及
び６５より大きい外径を持っている。第８図の平面図か
られかるように、端面環６７の外縁に沿って同様に６つ
の締付けねじ２２がはめられている。軸！とねじ穴との
間隔は、締付けねじ２２の軸部の周囲が間隔環６１゜６
３及び６５の外縁に当るように選ばれている。

従って締付けねじ２２は、間隔環６１．６３．６５及び
密封環６９．７１が側方へ滑るのを防止している。

第７図に示す変形例では、密封装置５７はハウジング壁
２に締付けねじ２２で取付けられているので、端面環２
０上を滑る円板８により抜は出るのを防止する必要がな
い。円板８に類似な円板７０は、円筒状部分５の外径に
ほぼ等しい外径を持ち、中間環１８と共に回転部分２８
を保持するのに役立つ。

密封環６９及び７１のＵ字状輪郭の底即ちウェブ部分は
、密封環９及び１０の平らなウェブ部分と異なり、Ｗ字
状に湾曲されている。この湾曲により材料の余裕が生じ
、これによりｆ！Ｉ！Ｍ環６９及び７１の０脚辺がカラ
ー６及びハウジング１璧２及び端面環６７によく押付け
られる。

ａ！！尉環６９及び月はカラー６に近い方の０脚辺に肥
厚部７２及び７３を持っている。カラーに近い方の０脚
辺は、カラー面とのｗＩＷＡのため摩耗するので、密封
環６９及び７１の寿命が肥厚部７２及び７３により寿し
く長くなる。

密封装置５７はハウジング壁２上にあるので、漏れは直
ちにわかる。室＋４．１７．１５間の横断流はない。

密尉装＠１９の浮動支持又はハウジング壁２への直接取
付けのため、密封装置は軸ｌへの衝撃をよく吸収するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸封装置の平面図、第２図、第３Ｊ第４図及び
第５図は第１図の線ＩＩ−ＩＩ、　ＩＩｌ、　ＩＶ及Ｕ
Ｖに沿う軸封装置の断面図、第６図は第３図ないし第５
図に示す軸封装置の密封環により０脚辺される環状室及
び空所へ至る液体回路の接続図、第７図は軸封装置の変
形例の軸線に沿う断面図、第８図は軸封装置の平面図で
ある。１・・・軸、２・・・壁、６・・・カラー　９．１０；
６９、７＋・・・中空中Ｎ環、１４．１５・・・空所、
１９゜５７・・・密封装置、２０．２８６７、２・・・
支持面。特許出願人　　エーリヒ・ベルツチュ

Claims

【特許請求の範囲】１　壁（２）を貫通する軸（１）の密封装置（１９；５
７）が、軸線方向及び半径方向に支持される軸（１）を
包囲する中空密封環（９，１０；６９，７１）を持ち、
密封押圧力を及ぼすためこの密封環の密封環（１４，１
５）へ圧力媒体を供給可能であるものにおいて、軸（１
）が円環状カラー（６）に固定的に結合され、密封装置
が２つの中空密封環（９，１０；６９，７１）により形
成され、これらの密封環の各々がカラー（６）の端面と
これに対向する密封装置（１９；５７）の支持面（２０
，２１；６７，２）との間に設けられて、その空所（１
４，１５）への圧力媒体供給によりこれらの面へ押付け
可能であることを特徴とする、軸封装置。２　密封環（９，１０；６９，７１）がＵ字状輪郭を持
ち、そのＵ脚辺を結合するウェブ部分（１１）が軸（１
）に近い方に設けられ、各密封環（９，１０；６９，７１）の軸（１）から遠い方にある
Ｕ脚辺端部が、第１の間隔環（１２，１３；６１，６３
）により互いに離され、また両方の密封環（９，１０；
６９，７１）が第２の間隔環（１６；６５）により互い
に離され、支持面が密封装置（１９；５７）の第１の端
面環（２０；６７）の内側と密封装置（１９）の第２の
端面環（２１）又は壁（２）とに形成され、端面環（２
０，２１）と間隔環（１２，１３，１６）と密封環（９
，１０）、又は端面環（６１，６３，６５）と密封環（
６９，７１）と壁（２）とが、締付けねじ（２２）によ
りまとめられていることを特徴とする、請求項１に記載
の軸封装置。３　密封環（９，１０；６９，７１）がプラスチック及
び滑剤を含む混合物から成つていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の軸封装置。４　密封環（９，１０；６９，７１）の間に環状室（１
７）が形成されて、室の内周をカラー（６）の周面によ
り、また室の外周を第２の間隔環（１６；６５）の内周
面により区画されていることを特徴とする、請求項２又
は３に記載の軸封装置。５　密封環（９，１０；６９，７１）の空所（１４，１
５）又は環状室（１７）が通路に接続されていることを
特徴とする、請求項２ないし４の１つに記載の軸封装置
。６　密封環（６９，７１）のＵ字状輪郭の底が湾曲され
て、密封環（６９，７１）のＵ脚辺の押付けの際の材料
余裕部を形成していることを特徴とする、請求項２ない
し５の１つに記載の軸封装置。７　密封環（６９，７１）のカラー（６）に近い方の側
に肥厚部（７２，７３）があることを特徴とする、請求
項１ないし６の１つに記載の軸封装置。８　密封環（９，１０）の空所（１４，１５）の少なく
とも１つが圧力媒体回路中にあり、密封環（９，１０）
の間に形成される環状室（１７）が潤滑剤回路中にある
ことを特徴とする、請求項１ないし７の１つに記載の軸
封装置。９　環状室（１７）が表示器（５３）を含む圧力媒体回
路にあり、軸封装置の密封が不充分な場合環状室（１７
）へ達する物質にこの表示器が応動して、警報器又は保
護手段を操作する信号を発生することを特徴とする、請
求項８に記載の軸封装置。１０　正常運転において、軸封装置の一方の側にあつて
他方の側におけるより高い圧力を受けるか又は密封すべ
き物質の存在する密封環（９；６９）のみが供給を受け、信号が他方の密封環（
１０；７１）の供給を開始することを特徴とする、請求
項９に記載の軸封装置。