JPH0257240B2 - - Google Patents

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JPH0257240B2
JPH0257240B2 JP57155762A JP15576282A JPH0257240B2 JP H0257240 B2 JPH0257240 B2 JP H0257240B2 JP 57155762 A JP57155762 A JP 57155762A JP 15576282 A JP15576282 A JP 15576282A JP H0257240 B2 JPH0257240 B2 JP H0257240B2
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JP
Japan
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shaft
housing
ring
support
impeller
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Furederitsuku Patsujeto Aanorudo
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BW IP International Inc
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BW IP International Inc
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Publication date
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Publication of JPH0257240B2 publication Critical patent/JPH0257240B2/ja
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/002—Sealings comprising at least two sealings in succession
    • F16J15/008—Sealings comprising at least two sealings in succession with provision to put out of action at least one sealing; One sealing sealing only on standstill; Emergency or servicing sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/106—Shaft sealings especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S277/929—Seal feature where change in operation or condition induces additional leakage control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はポンプ組立体に関する。
（従来技術） 駆動軸によつてインペラに接続された原動機に
より駆動される一つ又はそれ以上のインペラを有
するポンプ組立体において、メカニカルシール組
立体は駆動軸に沿う漏れを実質的に阻止する。こ
れらのメカニカルシール組立体は複数のメカニカ
ルシールを備え、そのメカニカルシールの各々は
互いに向かい合うシール面をそれぞれが有する回
転可能シールリングと静止シールリングとを有
し、回転可能シールリングは駆動軸又は駆動スリ
ーブに接続され、一方静止シールリングはハウジ
ング又はポンプケースに接続されている。複数の
ユニツトを有するのでは、記載されているよう
に、第２のシール組立体は第１のシール組立体の
バツクアツプとして作用する。複数のユニツトの
両シール組立体が破損した場合、汲み上げられた
流体は軸に沿つて漏れることができ、かつハウジ
ングから逃げる。
例えば、米国特許第3096985号に記載された装
置のように、ポンプを第１及び第２のメカニカル
シールでつくることが技術的に知られている。こ
の例の第２のメカニカルシールは、のこ歯状にさ
れた縁を有するスリーブ部材を備え、その縁は駆
動軸のテーパ付き部分と係合しかつハウジングの
外部への軸に沿う漏れを除去し或は制限するため
に漏洩する流体の圧力を降下するラビリンスとし
て作用する。主シールが破損したとき流体の漏れ
を有効に阻止する非係合の、したがつて非摩耗の
二次的シールが必要である。
（本発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、メカニカルシール組立体が破
損したとき流体の漏れが二次的シール装置で有効
に阻止される新規なポンプ組立体を提供すること
である。
(ニ) 課題を解決するための手段 本発明は、入口及び出口を限定するハウジング
と、流体を入口から出口に汲み出すためのインペ
ラと、インペラを駆動するための軸と、軸に沿う
汲み出された流体の漏れを阻止するためにハウジ
ング内で駆動装置とインペラとの間に配置された
メカニカルシール組立体とを備えたポンプ組立体
において、前記メカニカルシール組立体と前記駆
動装置との間でかつ前記ハウジングの外部に隣接
して配置された二次的シール装置を備え、その二
次的シール装置が、前記軸との間に所定の間〓を
置いてその軸を囲んでいるシールリングと、シー
ルリングに近接して配置された不回転の支持体
と、前記シールリングを前記支持体に接続するた
めの接続部材と、前記支持体を前記シールリング
に押圧するばね装置とを備え、前記シールリング
が、前記シールリングと前記軸との間で前記所定
の間〓をシールして前記軸に沿うかつ前記ハウジ
ングの外方への流体の漏れを阻止するように前記
メカニカルシール組立体が破損したとき汲み出さ
れた流体の圧力で破損する材料で、つくられてい
る点に構成上の特徴を有する。
本願の他の発明は、前記特定発明においてシー
ルリングをセグメントとして形成し、シールリン
グのセグメントを互いに接触するように保持する
接続部材を更に設けて構成されている。
本願の更に他の発明は、前記特定発明に、更
に、支持体に隣接して空洞内に不回転的に配置さ
れたばねホルダと、支持体内に伸びて前記支持体
を前記シールリングに向かつて押圧している、ば
ねホルダ内に支持されたピンとを設けて構成され
ている。
（作用） 上記構成のポンプ組立体において、流体はイン
ペラが回転している間インペラにより入口から出
口に汲まれ、通常の動作の下で流体の漏れはメカ
ニカルシール組立体によつて阻止される。メカニ
カルシール組立体が破損すると、高圧の流体が二
次的シールのシールリングに作用する。シールリ
ングは作用する流体圧により破損しハウジング又
はケースと軸との間の間隙をシールし、流体がハ
ウジング又はケースの外部に漏れるのを阻止す
る。
更に、シールリングのセグメントは保持装置に
より互いに接触するように保持されている。ま
た、不回転支持体は空洞内に配置されたばねホル
ダとそのばねホルダにより支持されたピンにより
固定状態に保持される。
ここに記載された発明は、好ましくは複数の第
１のすなわち主のメカニカルシール組立体と、主
メカニカルシール組立体が破損したときにポンプ
ハウジングから流体が漏れるのを阻止するように
つくられた改良されたバツクアツプシール装置す
なわち二次的シール装置を備えたポンプ組立体で
ある。二次的シール装置は好ましくは互いに接触
する複数の部品すなわちシールリングを備え、そ
のシールリングは回転しないように保持されかつ
軸又はスリーブを囲んでいる。そのシールリング
は支持体により非摩耗になつておりかつ主メカニ
カルシール組立体が破損した場合にくみ上げられ
た流体の圧力でつぶれる材料でつくられている。
二次的シール装置のシールリングがつくられる適
当な材料は炭素である。この発明は原子力エネル
ギを使用する動力発生ステーシヨン用のポンプに
特に適用可能である。図は原子力ポンプ設備にお
けえるシール装置を示している。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。
第１図はモータ１６によつて駆動される遠心イ
ンペラが中にある複数部分のハウジングすなわち
ケース１２を含むポンプ組立体を示している。モ
ータ軸１８は継手装置２２によりインペラ軸２０
に接続されている。スリーブ２４がインペラ軸２
０を囲みかつ主のメカニカルシール組立体２６が
取り付けられている。軸スリーブ２４及び主メカ
ニカルシール組立体２６はカートリツジとして組
み立てられかつシール組立体の保守が必要なとき
はユニツトとして取り替えられ得る。主メカニカ
ルシール組立体２６に近接して二次的シール装置
２８がある。二次的シール装置は主メカニカルシ
ール組立体２６が破損したとき汲み上げられた液
体がケースの外部に軸に沿つて流れるのを実質的
に阻止する作用をする。インペラ１４は入口すな
わち吸入側３０から出口すなわち吐出し側３３ま
でうず室３２内の流体を汲み上げる。
主メカニカルシール組立体２６は第２図に最も
良く示され、かつ前述したようにインペラ軸２０
を囲んでいる軸スリーブ２４に取り付けられてい
る。主メカニカルシール組立体２６は、図の下か
ら上に向かつて、第１のメカニカルシール３６
と、第２のメカニカルシール３８と、第３のメカ
ニカルシール４０とを有している。各メカニカル
シールは、それぞれ回転シールリングすなわちロ
ータ４２，４４及び４６と、静止シールリングす
なわちステータ４８，５０及び５２とを備えてい
る。各メカニカルシールの回転シールリング及び
静止シールリングは研磨された対向するシール面
を有している。回転シールリング４２，４４及び
４６は、ロータホルダ６０，６２及び６４、ばね
ホルダ６６，６８及び７０並びにＵカツプ７８，
８０及び８２のような従来の装置を介して駆動キ
ー５４，５６及び５８によつて軸スリーブ２４に
接続されている。ばねホルダ内のばね８４，８６
及び８８は回転シールリングを静止シールリング
の方に偏倚している。対向するシール面を横切つ
て漏れるあらゆる流体を除去するため、種々の通
路が設けられている。主メカニカルシール組立体
が破損した場合のために二次的シール装置２８が
設けられている。
二次的シール装置２８は、第３図及び第４図に
最も良く示されているが、ポンプ組立体の他の要
素に関するかつ主メカニカルシール組立体に関す
る位置は、第１図及び第２図に示されている。二
次的シール装置２８は軸スリーブ２４囲んでいる
が、その軸スリーブから隔てられ分割されたシー
ルリング１００を有している。シールリング１０
０は、好ましくは第４図に示されるように、三つ
の接触する部分すなわちセグメント１００Ａ，１
００Ｂ及び１００Ｃでつくられている。シールリ
ングは本発明の範囲内で一つの部分又はそれ以上
の部分でつくられ得る。各セグメントはほぼ同じ
であり、かつ本体部分１０２、軸方向に延びる部
分１０４及び半径方向に延びる部分１０６を備え
ている。シールリング１００は、ハウジングすな
わちケース１２及びカバー１１４によつて画定さ
れた空洞１１２内にそのシールリングと共に置か
れた環状の支持体１１０によつて回転しないよう
に支持されている。支持体１１０は一つ又はそれ
以上の駆動ピンにより回転しないように固定さ
れ、その駆動ピンは空洞１１２内に受けられかつ
平頭ねじ１２０によつてハウジング１２に固定さ
れた環状部材１１８によつて保持されている。環
状部材１１８はコイルばね１２４用の複数のばね
ポケト１２２を有するばねホルダであり、そのば
ねは支持体１１０をシールリング１００の半径方
向部分に向かつて軸方向に弾圧している。シール
リング１００の各セグメントは接続部材すなわち
キー１２６によつて支持体１１０にキー止めさ
れ、かつセグメント１００Ａ，１００Ｂ及び１０
０Ｃがガータばねによつて組立状態に保持されて
いる。シールリング１００は炭素のような材料で
つくられ、主メカニカルシール組立体が破損した
ときポンプ流体の圧力下でつぶれ、ハウジング又
はケースカバー１１４間の間〓をシールしてハウ
ジングの外部に汲み上げられた流体が漏れるのを
阻止する。示されたようなシールリングの特定の
形状は、好ましくは、つぶれる特性を強くしてか
つ主メカニカルシール組立体が破損する圧力から
メカニカルシール組立体が完全に破損する全シス
テム圧力までの範囲で圧力に感応するシール装置
を提供するように、コンピユータで計算される。
軸スリーブ２４はシールリング１００がつぶれ
た後でも回転可能であり、かつシールリングは炭
素でつくられているので、軸スリーブは動かなく
なることはなくシール装置の通常の停止及び補修
を許容する。
動作において、つぶれ得るシールリング１００
は通常第３図に示されるように、スリーブ２４と
接触しない。シールリング１００とスリーブ２４
との間の間〓内にはわずかに流体が蓄積される。
しかしながら、その主メカニカルシール組立体が
破損すると、分割されたシールリング１００と外
側の支持体１１０及びばねホルダ１１８との間の
区域１２３内に流体が急激に流れる。この比較的
大きな急激に蓄積する流体の体積は分割されたシ
ールリングを横切つて圧力の不釣り合いを招き、
その不釣り合いは二次的シール装置のシールリン
グ１００をつぶし、それを内側に動かしてスリー
ブ２４に抗して保持しかつスリーブに沿うあらゆ
る流体の流れを停止する。この作用は、汲み上げ
られた流体がハウジングの外部へ漏れるのを阻止
する。
（効果） 本発明によれば、メカニカルシール組立体が破
損したときでも汲み上げられた流体がハウジング
の外に漏れるのは有効に阻止される。
更に、シールリングを複数のセグメントとして
形成し保持装置により互いに接触するように保持
し、またシールリングを不回転のばねホルダ及び
ピンにより支持体及び接続部材を介して回転しな
いように保持するので二次的シールの組立が容易
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるポンプ組立体の断面図、
第２図は第１図に比較して拡大した主メカニカル
シール組立体及び二次的シール装置を示している
断面図、第３図は二次的シール装置の断面図、第
４図は第３図の線４−４に沿つて見た断面図であ
る。 １０：ポンプ組立体、１２：ハウジング、１
６：モータ、２０：インペラ軸、２４：軸スリー
ブ、２６：メカニカルシール組立体、２８：二次
的シール装置、３０：入口、３３：出口、１０
０：シールリング、１１０：支持体、１１８：ば
ねホルダ、１２６：接続部材（キー）。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入口３０及び出口３３を限定するハウジング
    １２と、流体を入口から出口に汲み出すためのイ
    ンペラ１４と、インペラを駆動するための軸１８
    と、軸に沿う汲み出された流体の漏れを阻止する
    ためにハウジング内で駆動装置とインペラとの間
    に配置されたメカニカルシール組立体とを備えた
    ポンプ組立体において、 前記メカニカルシール組立体と前記駆動装置と
    の間でかつ前記ハウジングの外部に隣接して配置
    された二次的シール装置２８を備え、その二次的
    シール装置が、 前記軸との間に所定の間〓を置いてその軸を囲
    んでいるシールリング１００と、 シールリングに近接して配置された不回転の支
    持体１１０と、 前記シールリングを前記支持体に接続するため
    の接続部材１２６と、 前記支持体を前記シールリングに押圧するばね
    装置とを備え、前記シールリングが、前記シール
    リングと前記軸との間で前記所定の間〓をシール
    して前記軸に沿うかつ前記ハウジングの外方への
    流体の漏れを阻止するように前記メカニカルシー
    ル組立体が破損したとき汲み出された流体の圧力
    で破損する材料で、つくられていることを特徴と
    するポンプ組立体。 ２ 前記シールリングが炭素でつくられている特
    許請求の範囲１に記載のポンプ組立体。 ３ 前記シールリングがセグメント１００Ａ，１
    ００Ｂ，１００Ｃとしてつくられ、そのセグメン
    トの隣接するものが互いに接する特許請求の範囲
    １に記載のポンプ組立体。 ４ 前記ばね装置がコイルばねである特許請求の
    範囲１に記載のポンプ組立体。 ５ 入口３０及び出口３３を限定するハウジング
    １２と、流体を入口から出口に汲み出すためのイ
    ンペラ１４と、インペラを駆動するための軸１８
    と、軸に沿う汲み出された流体の漏れを阻止する
    ためにハウジング内で駆動装置とインペラとの間
    に配置されたメカニカルシール組立体とを備えた
    ポンプ組立体において、 前記メカニカルシール組立体と前記駆動装置と
    の間でかつ前記ハウジングの外部に隣接して配置
    された二次的シール装置２８を備え、その二次的
    シール装置が、 前記軸との間に所定の間〓を置いてその軸を囲
    んでいるシールリング１００であつて、セグメン
    ト１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃとしてつくら
    れ、そのセグメントの隣接するものが互いに接す
    るシールリングと、 シールリングに近接して配置された不回転の支
    持体１１０と、 前記シールリングを前記支持体に接続するため
    の接続部材１２６と、 シールリングのセグメントを互いに接触する関
    係に保持する保持装置と、 前記支持体を前記シールリングに押圧するばね
    装置とを備え、前記シールリングが、前記シール
    リングと前記軸との間で前記所定の間〓をシール
    して前記軸に沿うかつ前記ハウジングの外方への
    液体の漏れを阻止するように前記メカニカルシー
    ル組立体が破損したとき汲み出された流体の圧力
    で破損する材料で、つくられていることを特徴と
    するポンプ組立体。 ６ 前記保持装置がガータばねから成る特許請求
    の範囲５に記載のポンプ組立体。 ７ 前記シールリングの各セグメント１００Ａ，
    １００Ｂ，１００Ｃが本体部分１０２と、軸方向
    に伸びる部分１０４と、半径方向に伸びる部分１
    ０６とを備えている特許請求の範囲５に記載のポ
    ンプ組立体。 ８ 前記シールリングの各セグメント１００Ａ，
    １００Ｂ，１００Ｃが120゜の円弧に亙つて伸びて
    いる特許請求の範囲５に記載のポンプ組立体。 ９ 入口３０及び出口３３を限定するハウジング
    １２と、流体を入口から出口に汲み出すためのイ
    ンペラ１４と、インペラを駆動するための軸１８
    と、軸に沿う汲み出された流体の漏れを防止する
    ためにハウジング内で駆動装置とインペラとの間
    に配置されたメカニカルシール組立体とを備えた
    ポンプ組立体において、 前記メカニカルシール組立体と前記駆動装置と
    の間でかつ前記ハウジングの外部に隣接して配置
    された二次的シール装置２８を備え、その二次的
    シール装置が、 前記軸との間に所定の間〓を置いてその軸を囲
    んでいるシールリング１００と、 シールリングに近接して配置された不回転支持
    体１１０と、 前記シールリングを前記支持体に接続するため
    の接続部材１２６と、 前記支持体を前記シールリングに押圧するばね
    装置と、 前記支持体に隣接して空洞内に不回転的に配置
    されたばねホルダと、 前記支持体内に伸びて前記支持体を前記シール
    リングに向かつて押圧している、前記ばねホルダ
    内に支持されたピン１１６とを備え、前記シール
    リングが、前記シールリングと前記軸との間で前
    記所定の間〓をシールして前記軸に沿うかつ前記
    ハウジングの外方への流体の漏れを阻止するよう
    に前記メカニカルシール組立体が破損したとき汲
    み出された流体の圧力で破損する材料で、つくら
    れていることを特徴とするポンプ組立体。
JP57155762A 1981-09-08 1982-09-07 ポンプ組立体 Granted JPS5853698A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/300,152 US4375291A (en) 1981-09-08 1981-09-08 Back-up mechanical seal
US300152 1981-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5853698A JPS5853698A (ja) 1983-03-30
JPH0257240B2 true JPH0257240B2 (ja) 1990-12-04

Family

ID=23157928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57155762A Granted JPS5853698A (ja) 1981-09-08 1982-09-07 ポンプ組立体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4375291A (ja)
JP (1) JPS5853698A (ja)
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