JPH0243942B2 - - Google Patents

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JPH0243942B2
JPH0243942B2 JP58149721A JP14972183A JPH0243942B2 JP H0243942 B2 JPH0243942 B2 JP H0243942B2 JP 58149721 A JP58149721 A JP 58149721A JP 14972183 A JP14972183 A JP 14972183A JP H0243942 B2 JPH0243942 B2 JP H0243942B2
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JP
Japan
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sealing
liquid
pressure side
piece
centrifugal
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JP58149721A
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JPS5954860A (ja
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Kotsuuru Yoahimu
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MAN AG
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/406Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid by at least one pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/42Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by centrifugal force

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高圧範囲と低圧範囲との間において
ハウジングの軸貫通部を密封する密封装置が、軸
を包囲してその半径方向に浮動可能にハウジング
に支持される浮動環体と、この浮動環体に設けら
れる密封液体供給孔と、この供給孔から軸線方向
に浮動環体と軸との間を高圧範囲および低圧範囲
の方へそれぞれ延びる環状の高圧側密封間隙およ
び低圧側密封間隙、と軸上に固定される遠心力密
封片と、この遠心力密封片と浮動環体の対応する
内壁との間に形成されるポンプ室とを有する、液
体密封装置に関する。
〔従来の技術〕
このような液体密封装置はドイツ連邦共和国特
許第2153560号明細書から公知で、第4図に示す
ように、高圧側HDと低圧側NDとの間に軸貫通
部密封装置が設けられ、軸7を包囲してその半径
方向に浮動可能にハウジング6に支持される浮動
環体13は、密封液体供給孔18をもち、この供
給孔から低圧側および高圧側へ軸線方向に、浮動
環体13と軸7上のスリーブ8との間をそれぞれ
環状の低圧側密封間隙16および高圧側密封間隙
26が延びている。密封液体供給孔18と高圧側
密封間隙26との間において、遠心力密封片とし
て役立つスリーブ8の環状突起と浮動環体13と
の対応する内壁とが、環状ポンプ室22を区画
し、軸7の回転に伴う遠心力の作用により密封液
体の圧力を高める。遠心力密封片の高圧側にもポ
ンプ室31が形成されており、ポンプ室22と同
様に遠心力の作用で密封液体の圧力を高める。こ
れにより軸1の回転中密封間隙26における圧力
は回転数に応じて高く保たれるが、この間隙26
の両側の差圧は実際上零に等しいので、密封間隙
26を経て高圧側または低圧側へ密封液体が流れ
ることはない。一方供給孔18へ供給される密封
液体の圧力は、高圧範囲の圧力より少し高く設定
されているので、機械したがつて軸7の停止中
も、高圧側のガスが低圧側へ漏れることはない。
この場合密封液体の圧力と高圧範囲の圧力との差
圧に応じて密封液体が高圧範囲の方へ漏れるの
で、ラビリンス32の範囲に、この漏れた密封液
体の排出通路(図示せず)を設けねばならない。
この液体密封装置の欠点は、高圧側密封間隙2
6に密封液体が停滞するので、この密封間隙26
およびその高圧側に続く遠心力密封片に生ずる全
摩擦熱を、ハウジング構造部分および軸を介して
間接に放熱せねばならないことである。密封間隙
における周速が高く、また停止中の漏れを少なく
するため密封間隙が狭いと、この放熱は不充分で
ある。さらに運転中に、ポンプ室22を区画する
浮動環体13の隔壁21はポンプ室22内に存在
する高い圧力を受け、それにより軸線方向押圧力
が生じ、その結果浮動的に設けられるこの浮動環
体13が不利な影響を受ける。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、発生する摩擦熱の一部がその
発生場所から密封液体により導出され、すべての
回転数および停止状態における漏れがきわめて少
ないという利点が維持されるように、最初にあげ
た液体密封装置を改良することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、高圧
側密封間隙の高圧側に軸線方向に続いて設けられ
る円板状の遠心力密封片が、両側に軸線方向へ延
びる環状拡張部をもち、この環状拡張部より小さ
い半径上で周囲に分布して遠心力密封片の両側に
流れ案内通路片が設けられ、浮動環体中に冷却通
路が形成されて、遠心力密封片の環状拡張部より
半径方向内側でこの遠心力密封片に面した浮動環
体端面から、高圧側密封間隙に近い半径上をこの
密封間隙に沿つて密封液体供給孔の近くまで延
び、それから逆止め弁を介して密封液体供給部に
通じている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、流れ案内通路片により、高圧
側密封間隙を経て供給される密封液体が圧力を上
昇せしめられて、浮動環体にある冷却通路を通
り、特定圧力したがつて特定回転数以上で開く逆
止め弁を経て、外部から流入する密封液体流と混
合する。それにより高圧側密封間隙に生ずる熱
は、高圧側密封間隙の近くをこれに沿つて流れる
密封液体により放熱される。また遠心力密封片の
軸線方向に延びる環状拡張部は、冷却用密封液体
の流れる遠心力密封片の半径方向内側範囲を半径
方向外側範囲から遮蔽し、この外側範囲のポンプ
室にある密封液体は、密封液体供給圧力より著し
く高くかつ通常運転中の高圧側ガス圧力より高い
圧力を発生する。
〔実施態様〕
流れ案内通路片は、遠心力密封片の円板と一体
にこの円板の両側の流れ状態に適合される翼列と
して構成されているのがよい。
浮動環体にある冷却通路が、半径方向に延びる
孔の半径方向内端に通じて軸線方向に延びる旋削
部として構成され、この旋削部が遠心力密封片の
環状拡張部の内径にほぼ等しい外径をもつている
のがよい。本発明の別の構成によれば、旋削部の
内径の高圧側端部がL字状断面をなしている。そ
れによりこのL字状断面部分が、それを同心的に
包囲する構造部分により温度上昇する際、軸から
離れるように膨張できるので、軸ブシユをこする
のを付加的に防止できる。
浮動環体中を密封液体が循環することによつて
得られる良好な冷却作用のため、高圧側密封間隙
を低圧側密封間隙より小さい間隙幅に構成でき、
それにより特に停止状態において、高圧側ガス圧
力に対する密封液体供給圧力の同じ圧力差で内部
漏れをいつそう少なくすることができる。
軸または軸ブツシユに対する浮動環体の最適す
なわち同心的な位置を得るため、浮動環体は軸線
方向押圧力に関係なく半径方向へ変位できねばな
らない。本発明の構成によりこれは、浮動環体が
回転する遠心力密封片の両側を包囲していること
によつて達成される。その際ポンプ作用により浮
動環体内で回転する遠心力密封片の両側に生ずる
圧力上昇が互いに打消し合う。浮動環体に作用す
る外側押圧力は、ガスおよび密封液体の静圧にの
み関係して選定される静的密封環(Oリング)に
よつて、浮動環体の軸線方向両側で包囲ハウジン
グに対して補償される。
別の有利な構成は、逆止め弁を介して戻され密
封液体が、密封液体供給流へ再び導入される前に
脱気器および(あるいは)冷却器を経て導かれる
という特徴をもつている。
〔実施例〕 図面に示された実施例ついて本発明を以下に説
明する。
第1図によれば、機械ハウジング1内には、圧
力を受けて空間3内に存在するガスに対して軸2
の貫通部を密封する液体密封装置が設けられてい
る。回転する軸2には、遠心力密封片5をもつ軸
ブシユ4が固定的に結合されている。ハウジング
1内に設けられる分割浮動環体6,6aは遠心力
密封片5の両側を包囲している。止めピン7は、
浮動環体6,6aの半径方向変位を妨げることな
く、その回転を防止している。浮動環体6,6a
に作用する密封液体およびガスの静圧のみによる
軸線方向押圧力を受け止めるように、Oリング8
が設けられている。軸ブツシユ4と浮動環体6,
6aは環状密封間隙9および10を区画してい
る。ハウジング1は密封液体を供給する孔11を
もち、この孔11は分配室12へ通じている。浮
動環体6に設けられた供給孔13は、低圧側ND
に近い方にある部分密封間隙9と高圧側HDにあ
る狭い部分密封間隙10とに通じている。遠心力
密封片5の円板は、両側に翼列として一体に形成
される流れ案内通路片14と軸線方向に延びる環
状拡張部15とをもつている。高圧範囲から遠い
方にある遠心力密封片5の側において、浮動環体
6には外径16aをもつ冷却通路としての旋削部
16があり、この旋削部16の内端には逆止め弁
18をもつ半径方向孔17がある。遠心力密封片
5の外径はポンプ室としての室19内で回転す
る。ハウジング1と軸ブシユ4は高圧側HDに尖
頭ラビリンス20をもつている。ハウジング1の
尖頭ラビリンス20の間には流出孔21がある。
第2図に示す圧力分布により、液体密封装置内
における密封液体の流れ経過を説明する。高圧側
ガス圧力PHDよりわずか高い圧力PEioで孔11を
通してハウジング1内へ供給される密封液体流
は、分配室12を経て孔13へ入り、2つの密封
流に分れる。この流れの一方の部分は密封間隙9
を経て流れ、低圧PND(たいていは大気圧)に圧力
低下する。他方の部分は密封間隙10を経て高圧
側へ流れる。軸2の回転数の増大につれて、遠心
力密封片5の両側の圧力が遠心力圧力PFに上昇
し、この圧力が変動するガス圧力PHDに対する確
実な障壁を形成する。供給圧力PEioより著しく高
め設定された中間圧力PZに達すると、逆止め弁
18が開くので、密封液体は高圧側部分密封間隙
10と旋削部16と半径方向孔17とを経て分配
室12へ戻り、ここで新たに供給される密封液体
との混合が行なわれる。拡張部15の両側から密
封液体は室19内へ送り込まれ、この室19の外
径の所に最高の遠心力圧力PFが生ずる。供給圧
力PEioを適当に選ぶと、遠心力の作用で遠心力密
封片5の両側から室19へ送り込まれる密封液体
が、遠心力密封片5と共に回転する液体環をこの
室19内に形成する。冷却のため密封液体の一部
が、遠心力密封片5の低圧側で通路16を介して
取出されても、遠心力による圧力PFをもつ室1
9内の液体環によつて、高圧側HDから低圧側
NDへのガスの漏れが防止される。比較的低い回
転数および機械の停止状態(第2a図)では、逆
止め弁18が閉じて、分配室12から高圧側への
バイパス流を阻止する。処理ガス側への密封液体
の流出は、ハウジング1および軸ブツシユ4にあ
る尖頭ラビリンス20により妨げられるが、完全
には阻止されない。その漏れ液体はハウジング1
の孔21を経て、圧縮ガスとつながる気液分離器
22へ導出され、ガスの分離後再び密封液体回路
へ導入される。
第3図による液体密封装置の有利な構成では、
処理ガスが逆止め弁18を経て分配室12へ侵入
するのを防止するため、孔17を経て流出する密
封液体は直接分配室12へ導入されず、弾性導管
23およびハウジング1に設けられた孔24を経
て外部へ導出され、そこからここに設けられた逆
止め弁18を経て脱気器25および冷却器26を
通り、再び密封液体流へ混合される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による液体密封装置の軸線を通
る断面図、第2図は運転回転数におけるその圧力
分布を示す線図、第2a図は停止状態における圧
力分布を示す線図、第3図は戻り通路に脱気器お
よび冷却器をもつ液体密封装置の軸線を通る断面
図、第4図は従来の液体密封装置の軸線を通る断
面図である。 2…軸、3…ガス空間、5…遠心力密封片、
6,6a…浮動環体、9,10…密封間隙、12
…分配室、13…供給孔、14,16,17…通
路、15…拡張部、18…逆止め弁、19…室。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高圧範囲と低圧範囲との間においてハウジン
    グの軸貫通部を密封する密封装置が、軸を包囲し
    てその半径方向に浮動可能にハウジングに支持さ
    れる浮動環体と、この浮動環体に設けられる密封
    液体供給孔と、この供給孔から軸線方向に浮動環
    体と軸との間を高圧範囲および低圧範囲の方へそ
    れぞれ延びる環状の高圧側密封間隙および低圧側
    密封間隙と、軸上に固定される遠心力密封片と、
    この遠心力密封片と浮動環体の対応する内壁との
    間に形成されるポンプ室とを有するものにおい
    て、高圧側密封間隙10の高圧側に軸線方向に続
    いて設けられる円板状の遠心力密封片5が、両側
    に軸線方向へ延びる環状拡張部15をもち、この
    環状拡張部15より小さい半径上で周囲に分布し
    て遠心力密封片5の両側に流れ案内通路片14が
    設けられ、浮動環体6,6a中に冷却通路16,
    17が形成されて、遠心力密封片5の環状拡張部
    15より半径方向内側でこの遠心力密封片に面し
    た浮動環体端面から、高圧側密封間隙10に近い
    半径上をこの密封間隙10に沿つて密封液体供給
    孔13の近くまで延び、それから逆止め弁18を
    介して密封液体供給部12または11に通じてい
    ることを特徴とする、液体密封装置。 2 流れ案内通路片14が遠心力密封片5の円板
    と一体にこの円板の両側の流れ状態に適合される
    翼列として構成されていることを特徴とする、特
    許請求の範囲第1項に記載の液体密封装置。 3 浮動環体6,6aにある冷却通路が、半径方
    向に延びる孔17の内端に通じて軸線方向に延び
    る旋削部16として構成され、この旋削部16が
    遠心力密封片5の環状拡張部15の内径15aに
    ほぼ等しい外径16aをもつていることを特徴と
    する、特許請求の範囲第1項に記載の液体密封装
    置。 4 旋削部16の内径の高圧側端部がL字状断面
    をなしていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第3項に記載の液体密封装置。 5 高圧側密封間隙10が低圧側密封間隙9より
    小さい間隙幅をもつように構成されていることを
    特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の液体
    密封装置。 6 浮動環体6,6aが回転する遠心力密封片5
    の両側を包囲していることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項に記載の液体密封装置。 7 逆止め弁18を介して戻される密封液体が、
    密封液体供給流へ再び導入される前に脱気器25
    または冷却器26を経て導かれることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第1項に記載の液体密封装
    置。
JP58149721A 1982-08-21 1983-08-18 液体密封装置 Granted JPS5954860A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3231171A DE3231171C1 (de) 1982-08-21 1982-08-21 Sperrfluessigkeitsdichtung
DE3231171.0 1982-08-21

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Publication Number Publication Date
JPS5954860A JPS5954860A (ja) 1984-03-29
JPH0243942B2 true JPH0243942B2 (ja) 1990-10-02

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ID=6171423

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58149721A Granted JPS5954860A (ja) 1982-08-21 1983-08-18 液体密封装置

Country Status (4)

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US (1) US4471964A (ja)
EP (1) EP0102461B1 (ja)
JP (1) JPS5954860A (ja)
DE (2) DE3231171C1 (ja)

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