JPH05164250A - メカニカルシール - Google Patents

メカニカルシール

Info

Publication number
JPH05164250A
JPH05164250A JP33490491A JP33490491A JPH05164250A JP H05164250 A JPH05164250 A JP H05164250A JP 33490491 A JP33490491 A JP 33490491A JP 33490491 A JP33490491 A JP 33490491A JP H05164250 A JPH05164250 A JP H05164250A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
shaft
spiral groove
fluid
mechanical seal
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.)
Withdrawn
Application number
JP33490491A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Kawaguchi
昭博 川口
Koji Takeshita
興二 竹下
Zenichi Yoshida
善一 吉田
Tatsumichi Hanada
達道 花田
Mamoru Nishikawa
守 西川
Tsutomu Matsuyama
勤 松山
Kazunori Sakakibara
積徳 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP33490491A priority Critical patent/JPH05164250A/ja
Publication of JPH05164250A publication Critical patent/JPH05164250A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転リングの回転時に固定リングの対向面の
傷やすじ状の摩耗の発生を防止して安定したシール特性
を得てシール性の向上を図る。 【構成】 回転軸12に固定された回転リング31とそ
の回転軸12を囲繞するケーシング11に取付けられた
固定リング18とが回転軸12の軸方向に対向すること
で互いの対向面によって軸封部34が形成され、固定リ
ング18の対向面に環状溝19及び連通孔20が形成さ
れる一方、回転リング31の対向面に螺旋溝32が形成
されたメカニカルシールにおいて、その螺旋溝32の外
方部に流体の逃げ開口を形成し、高圧側に存在する異物
が侵入しようとしても、この異物35に回転リング31
の遠心力による外方に沿う流体の流れを作用させ、異物
35を容易に高圧側へ排出させる。あるいは、螺旋溝4
2の外方部に流体の逃げ溜り43を形成し、高圧側に存
在する異物46が環状溝19から侵入しても、この異物
を流体の逃げ溜り43に収容する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス圧縮機、ポンプ等の
回転機械の軸封部に適用して好適なメカニカルシールに
関する。
【0002】
【従来の技術】図7に従来のメカニカルシールを表す要
部断面、図8に回転リングの正面、図9にメカニカルシ
ールにおける回転リングに作用する圧力分布の説明、図
10に流体の流れを表す説明、図11に回転リングの作
用説明を示す。
【0003】図7及び図8に示すように、11はケーシ
ング、12は回転軸、13は回転リングで複数の螺旋溝
14が円周面上に形成されている。この回転リング13
は軸スリーブ15を介してナット16により回転軸12
に固定されている。一方、ケーシング11に図示しない
ボルトにより固定されたインサート17には固定リング
18が嵌装して取付けられている。この固定リング18
の回転リング13に対向する面には環状溝19が設けら
れており、この環状溝19と高圧側の高圧室P 1 とを連
通するために固定リング18の円周上には、複数個の連
通孔20が設けられている。21はインサート17と固
定リング18との間に介装された圧縮ばね、22は回転
軸12と回転リング13との間及びケーシング11とイ
ンサート17との間、インサート17と回転リング18
との間にそれぞれ配設されたOリングである。また、2
3はケーシング1に穿設された給液穴であり、P2 は低
圧側の低圧室を示す。
【0004】ところで、回転リング13に設けられた螺
旋溝14の内径R1及び外径R3 は固定リング18の環
状溝19の内径R0 、外径R2 、及び固定リング18の
外径R4 に対しR0 <R1 <R2 ,R2 <R3 <R4
関係となる寸法に加工されている。この回転リング13
と固定リング18の対向する面の環状溝19で区画され
た外周側は軸受部24、内周側は軸封部25となってい
る。
【0005】以上述べたメカニカルシールにおいて、固
定リング18に設けられた環状溝19の外周側の軸受部
24は螺旋溝14を有するスラスト軸受として作用し、
環状溝19の内周側の軸封部25は高圧側P1 と連通孔
20を通して連通する環状溝19の流体が低圧側P2
流出するのを抑制するためのシール部として作用するも
のである。そして、固定リング18の背面に作用する高
圧側P1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね21に
よる押付力と、軸封する摺動隙間内で発生する軸封部2
5での流体圧、及び回転軸12の回転により発生する軸
受部24の流体圧による軸方向力とが釣り合うように固
定リング18は軸方向に微小変位し、回転リング13と
固定リング18との間の微小な摺動隙間が保持され、回
転軸12のメカニカルシールとして作用している。
【0006】また、図9に示すように、環状溝19の圧
力Pm1は高圧側P1 と同じ圧力になるように設定されて
いる。そして、軸封部25はPm1から低圧側P2 へほぼ
直線的に落ちる圧力分布を、且つ、軸受部24は螺旋溝
14の効果でPm1≒P1 より中央部付近が高い圧力とな
る圧力分布となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のメカニ
カルシールにあっては、高圧側P1 の流体の流れは図1
0に矢印で示したようになっている。即ち、固定リング
18の円周上に複数個設けられた連通孔20を介し環状
溝19に導入する高圧側P1 の流体の一部は螺旋溝14
の作用により高圧側P1 側へ循環される。ここで、一般
的には、流体中には異物が混入していることが多い。配
管中にフィルターを設置して異物を捕獲するが十分でな
く、これが前述した流体の流れに沿って連通孔20を介
し環状溝19に導入され、螺旋溝14に導かれてしま
う。
【0008】そして、螺旋溝14に入った異物26は、
図11に示すように、回転リング13の螺旋溝14の最
外周部の角に溜まりやすく、この状態で回転リング13
と共に回転すると相対する固定リング18の対向面を異
物16が傷つけ、円周方向にすじ状の摩耗27を生じて
しまう。このすじ状の摩耗27は螺旋溝14の作用で形
成する軸受面24のスラスト軸受効果を低下させてメカ
ニカルシールの性能を劣化させるという問題があった。
【0009】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、シール性の向上を図ったメカニカルシールを
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のメカニカルシールは、回転軸に固定された
回転リングと該回転軸を囲繞するケーシングに取付けら
れた固定リングとが前記回転軸の軸方向に対向すること
で互いの対向面によって軸封部が形成され、且つ、前記
固定リングの対向面に環状溝及び一端が外方に開口し他
端が該環状溝と連通する連通孔が形成される一方、前記
回転リングの対向面に螺旋溝が形成されたメカニカルシ
ールにおいて、前記螺旋溝の外方部に流体の逃げ開口を
形成したことを特徴とするものである。
【0011】また、本発明のメカニカルシールは、回転
軸に固定された回転リングと該回転軸を囲繞するケーシ
ングに取付けられた固定リングとが前記回転軸の軸方向
に対向することで互いの対向面によって軸封部が形成さ
れ、且つ、前記固定リングの対向面に環状溝及び一端が
外方に開口し他端が該環状溝と連通する連通孔が形成さ
れる一方、前記回転リングの対向面に螺旋溝が形成され
たメカニカルシールにおいて、前記螺旋溝の外方部に流
体の逃げ溜りを形成したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】回転リングの螺旋溝の外方部に流体の逃げ開口
を形成し、回転リングをその中心部から螺旋溝を描く方
向に回転することで、外側から異物が螺旋溝内に侵入し
ようとしても、この異物には回転リングの遠心力による
螺旋溝の外方に沿う流体の流れが作用しているため、容
易に螺旋溝から排出される。
【0013】また、回転リングの螺旋溝の外方部に流体
の逃げ溜りを形成したことで、外側から異物が連通孔を
通って環状溝から各螺旋溝内に侵入しても、この異物は
流体の逃げ溜りに収容される。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0015】図1に本発明の一実施例に係るメカニカル
シールを表す要部断面、図2に回転リングの正面、図3
に流体の流れを表す説明、図4に回転リングの作用説明
を示す。
【0016】図1及び図2に示すように、11はケーシ
ング、12は回転軸、31は回転リングである。この回
転リング31は回転軸12の外周段部に嵌合すると共に
この回転軸12に同じく軸スリーブ15が隣接して嵌合
し、ナット16が回転軸12に係合して軸スリーブ15
が回転リング31を回転軸12の外周段部に押しつける
ことで、回転リングは回転軸12に固定されることとな
る。一方、ケーシング11に図示しないボルトにより固
定されたインサート17には固定リング18が嵌装して
取付けられている。そして、この固定リング18の回転
リング13に対向する面には環状溝19が設けらると共
に、固定リング18の円周上にはこの環状溝19と高圧
室P1 とを連通するための複数個の連通孔20が設けら
れている。一方、回転リング13の固定リング18に対
向する面には複数の螺旋溝32が円周面上に形成されて
いる。
【0017】なお、図中、21はインサート17と固定
リング18との間に介装された圧縮ばね、22は回転軸
12と回転リング13との間及びケーシング11とイン
サート17との間、インサート17と固定リング18と
の間にそれぞれ配設されたOリングであり、23はケー
シング1に穿設された給液穴、P2 は低圧側の低圧室を
示す。
【0018】ところで、回転リング31に設けられた螺
旋溝32は径方向外方側が開口しており、流体の逃げ開
口として構成されている。そして、螺旋溝32はその中
心(回転リング31の中心)から螺旋を描く方向が回転
リング31の回転方向と同方向となっており、螺旋溝3
2の内径RA は固定リング18の環状溝19の外径R B
に対しRA >RB の関係となる寸法に加工されている。
また、この回転リング31と固定リング18の回転軸1
2の軸方向に対向する面において、環状溝19で区画さ
れた外周側は軸受部33、内周側は軸封部34となって
いる。
【0019】以上述べたメカニカルシールにおいて、固
定リング18に設けられた環状溝19の外周側の軸受部
33は螺旋溝32を有するスラスト軸受として作用し、
環状溝19の内周側の軸封部34は高圧側P1 と連通孔
20を通して連通する環状溝19の流体が低圧側P2
流出するのを抑制するためのシール部として作用するも
のである。そして、固定リング18の背面に作用する高
圧側P1 の流体圧による軸方向の力及び圧縮ばね21に
よる押付力と、軸封する固定リング18と回転リング3
1とが接触する摺動隙間内で発生する軸封部34での流
体圧、及び回転軸12の回転により発生する軸受部33
の流体圧による軸方向力とが釣り合うように固定リング
18は軸方向に微小変位し、回転リング31と固定リン
グ18との間の微小な摺動隙間が保持され、回転軸12
のメカニカルシールとして作用している。
【0020】而して、本実施例のメカニカルシールにあ
って、高圧側P1 の流体の流れは図3に矢印で示したよ
うになっている。即ち、回転軸12が回転すると、前述
したように、固定リング18に作用する高圧側P1 の流
体圧による軸方向の力及び圧縮ばね21による押付力
と、軸封部34での流体圧及び回転軸12の回転により
発生する軸受部33の流体圧による軸方向力とが釣り合
うように固定リング18は軸方向に微小変位し、回転リ
ング31と固定リング18との間の微小な摺動隙間が保
持される。このとき、固定リング18の円周上に複数個
設けられた連通孔20を介し環状溝19に導入する高圧
側P1 の流体は高圧側P1 と低圧側P2 との圧力の釣り
合わせるために軸封部34を通って低圧側P2 に漏れ
る。
【0021】また、回転リング31が回転すると、高圧
側P1 の流体の各螺旋溝32内での流れが高圧側P1
ら環状溝19側へとなり、高圧側P1 に存在する異物3
5が侵入しようとしても、この異物35には回転リング
18の遠心力による外方に沿う流体の流れが作用してい
るため、図4に示すように、容易に高圧側P1 へ排出さ
れる。
【0022】従って、螺旋溝32内に異物35が侵入す
ることはなく、回転リング31が回転しても固定リング
18の対向面が傷ついたり、円周方向にすじ状の摩耗を
生じることはなく、メカニカルシールの性能を維持する
ことができる。
【0023】図5に本発明の他の実施例に係るメカニカ
ルシールを表す要部断面、図6に回転リングの正面を示
す。なお、前述した実施例と同様の機能を有する部材に
は同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0024】図5及び図6に示すように、回転リング4
1は回転軸12の外周段部に嵌合し、同じく回転軸12
に嵌合した軸スリーブ15を介して回転軸に係合したナ
ット16により回転軸12に固定されており、円周面上
には複数の螺旋溝42が形成されている。この回転リン
グ41に設けられたこの螺旋溝42は外方側の鋭角部に
溜穴43が形成されており、流体の逃げ溜りとして構成
されている。この溜穴43は回転リング41と固定リン
グ18で形成された軸受部44の流体が流れる最大隙間
寸法より大きくなるように設定されている。そして、こ
の回転リング41と固定リング18の対向する面の環状
溝19で区画された外周側は軸受部44、内周側は軸封
部45となっている。
【0025】而して、本実施例のメカニカルシールにあ
って、高圧側P1 の流体の流れは、固定リング18の円
周上に複数個設けられた連通孔20から環状溝19に導
入されてその一部が螺旋溝42の作用により高圧側P1
側へ循環される。このとき、流体中に異物46が混入し
ている場合、環状溝19から各螺旋溝42内に異物46
が侵入する。ところが、回転リング41の各螺旋溝42
には溜穴43が形成されているので、この異物46は流
体の逃げ溜りとしての溜穴43内に収容される。そし
て、この溜穴43は回転リング41と固定リング18で
形成された軸受部44の流体が流れる最大隙間寸法より
大きく設定されているため、異物46を充分に収容で
き、溜穴43内に異物46が収容された状態で回転リン
グ41が回転しても固定リング18の対向面が傷ついた
り、円周方向にすじ状の摩耗を生じることはなく、メカ
ニカルシールの性能を維持することができる。
【0026】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のメカニカルシールによれば、回転軸に固定
された回転リングとその回転軸を囲繞するケーシングに
取付けられた固定リングとが回転軸の軸方向に対向する
ことで互いの対向面によって軸封部が形成され、固定リ
ングの対向面に環状溝及び連通孔が形成される一方、回
転リングの対向面に螺旋溝が形成されたメカニカルシー
ルにおいて、螺旋溝の外方部に流体の逃げ開口を形成し
たので、外側に存在する異物が螺旋溝内に侵入しようと
しても、この異物には回転リングの遠心力による外方に
沿う流体の流れが作用しているため、異物は容易に外側
へ排出されることとなる。また、螺旋溝の外方部に流体
の逃げ開口を形成したので、高圧側に存在する異物が環
状溝から各螺旋溝内に侵入しても、この異物は流体の逃
げ溜りに十分に収容可能となる。その結果、回転リング
が回転しても固定リングの対向面が傷ついたり、円周方
向にすじ状の摩耗を生じることはなく、安定したシール
特性を得てシール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るメカニカルシールを表
す要部断面図である。
【図2】回転リングの正面図である。
【図3】流体の流れを表す説明図である。
【図4】回転リングの作用説明図である。
【図5】本発明の他の実施例に係るメカニカルシールを
表す要部断面図である。
【図6】回転リングの正面図である。
【図7】従来のメカニカルシールを表す要部断面図であ
る。
【図8】回転リングの正面図である。
【図9】メカニカルシールにおける回転リングに作用す
る圧力分布の説明図である。
【図10】流体の流れを表す説明図である。
【図11】回転リングの作用説明図である。
【符号の説明】
11 ケーシング 12 回転軸 18 固定リング 19 環状溝 20 連通孔 21 圧縮ばね 31,41 回転リング 32,42 螺旋溝 33,44 軸受部 34,45 封止部 35,46 異物 43 溜穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花田 達道 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 西川 守 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 松山 勤 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 榊原 積徳 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に固定された回転リングと該回転
    軸を囲繞するケーシングに取付けられた固定リングとが
    前記回転軸の軸方向に対向することで互いの対向面によ
    って軸封部が形成され、且つ、前記固定リングの対向面
    に環状溝及び一端が外方に開口し他端が該環状溝と連通
    する連通孔が形成される一方、前記回転リングの対向面
    に螺旋溝が形成されたメカニカルシールにおいて、前記
    螺旋溝の外方部に流体の逃げ開口を形成したことを特徴
    とするメカニカルシール。
  2. 【請求項2】 回転軸に固定された回転リングと該回転
    軸を囲繞するケーシングに取付けられた固定リングとが
    前記回転軸の軸方向に対向することで互いの対向面によ
    って軸封部が形成され、且つ、前記固定リングの対向面
    に環状溝及び一端が外方に開口し他端が該環状溝と連通
    する連通孔が形成される一方、前記回転リングの対向面
    に螺旋溝が形成されたメカニカルシールにおいて、前記
    螺旋溝の外方部に流体の逃げ溜りを形成したことを特徴
    とするメカニカルシール。
JP33490491A 1991-12-18 1991-12-18 メカニカルシール Withdrawn JPH05164250A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33490491A JPH05164250A (ja) 1991-12-18 1991-12-18 メカニカルシール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33490491A JPH05164250A (ja) 1991-12-18 1991-12-18 メカニカルシール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05164250A true JPH05164250A (ja) 1993-06-29

Family

ID=18282542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33490491A Withdrawn JPH05164250A (ja) 1991-12-18 1991-12-18 メカニカルシール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05164250A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103133696A (zh) * 2013-02-22 2013-06-05 江苏大学 一种自动排泄颗粒型流体动压机械密封环
CN103821943A (zh) * 2013-07-03 2014-05-28 东营海森密封技术有限责任公司 一种高温高粘介质泵用非接触式机械密封方法及装置
JP2014173700A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Nippon Pillar Packing Co Ltd 静圧形ノンコンタクトガスシール

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103133696A (zh) * 2013-02-22 2013-06-05 江苏大学 一种自动排泄颗粒型流体动压机械密封环
JP2014173700A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Nippon Pillar Packing Co Ltd 静圧形ノンコンタクトガスシール
CN103821943A (zh) * 2013-07-03 2014-05-28 东营海森密封技术有限责任公司 一种高温高粘介质泵用非接触式机械密封方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6325380B1 (en) Face seal assembly
US5921748A (en) Centrifugal pump
TW464742B (en) Rotary joint for alternating media
AU694688B2 (en) Bearing housing seal
JPH0211655Y2 (ja)
US3062554A (en) Rotary shaft seal
US20070063450A1 (en) Seal assembly for a rotary member
JPH08303606A (ja) 軸封装置
CN100458103C (zh) 旋转容积机械
JPH04145267A (ja) 非接触端面シール
US5333883A (en) Stuffing box seal
US4279571A (en) Pitot pump with fluid lubricated bearings
JPH05164250A (ja) メカニカルシール
CN106949327B (zh) 非接触式气动旋转接头
US4083647A (en) Seal means for a centrifugal pump
CN211715184U (zh) 一种组合式流体动压型干气密封后置隔离密封装置
CA2546153A1 (en) Centrifugal pump and a static seal thereof
US5046868A (en) Bearing wiper seal
JPH064473U (ja) メカニカルシール
US4588310A (en) Bearing arrangement to be submerged in water or a slurry
JPH0537093Y2 (ja)
JPH08193662A (ja) メカニカルシール
KR960031806A (ko) 폐쇄형 원심 펌프의 동적 시일 구조
CN113202490B (zh) 一种盾构机用水射流回转接头
JPH1030729A (ja) メカニカルシール

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311