JPH0540360Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、例えば、撹拌機、送風機、混合機
等の各種機器の軸封に用いられるような回転軸軸
封装置に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、上述の各種機器の軸封に用いられる軸封
装置には、例えば、回転運動と軸方向運動とを同
時に行う回転軸の軸封に、周知の技術であるメカ
ニカルシールやグランドパツキン、或いはABC
シール等の各種シール手段が用いられている。

しかし、上述のメカニカルシールやグランドパ
ツキンは、回転軸に対するシール位置が一定せず
螺旋状に面接触するので、摩耗が著しく寿命が短
いという欠点を有し、また、軸封内部に取扱い流
体の内部圧力より若干高圧力の封止ガス等を供給
し、回転軸周面との隙間に封止ガスのカーテンを
形成して流体漏洩を防止するも、軸振れ及び圧力
変化に対する追従性に乏しいため封止ガスの損失
が大きく、シール部材の締め直し又は交換のメン
テナンスを頻繁に行う必要があるという多数の欠
点を有している。

一方、前述のABCシールは、上述と同様に回
転軸周面との微小隙間に封止ガスのカーテンを形
成して、大気側に取扱い流体が漏洩するのを防止
しているが、均等分割した複数の各分割片で構成
されているので、例えば、取扱い流体が高粘度を
有する半液状の流体である場合、微小隙間より噴
出される封止ガスの圧力でも遮断することが困難
であり、徐々に各分割片の合口隙間に流入して、
各分割片と回転軸周面との隙間を設定値以上に拡
張し、シール機能が損なわれるという問題点を有
している。

(ハ) 考案が解決しようとする課題 この考案は、軸受部の軸孔内周面にリツプシー
ルと一対のセグメントシールとを組合わせて嵌着
する特異な構成とすることで、例えば、ガス、粉
体、ミスト或いは高粘度を有する流体の漏洩を確
実に防止することができ、しかも、回転軸及びス
リーブ等の摩耗を低減してシール機能を長期間維
持することができる回転軸軸封装置の提供を目的
とする。

(ニ) 課題を解決するための手段 この考案は、軸受部の軸孔内周面にパツキンケ
ースを気密状態に嵌着し、上記パツキンケース内
部の気密側に、気密側に開口するコ字形のリツプ
部を有し、エンドレス又は無合口隙間に形成した
PTFE等の合成樹脂から成るリツプシールを摺動
板を介して収納し、該リツプシールの外周面にガ
ータースプリングを嵌着して、内周面に形成した
リツプ部を回転軸周面に押圧する方向へ緊縮し、
前記パツキンケース内部の大気側に、PTFE等の
合成樹脂から成る複数の均等分割片から構成され
る一対の各セグメントシールを収納し、該各セグ
メントシールの外周面にガータースプリングを嵌
着して回転軸周面に押圧する方向へ緊縮し、側部
に配設したサイドスプリングで軸方向へ付勢して
浮遊状態に保持すると共に、前記軸受部とパツキ
ンケースとに連通して、上記セグメントシールの
軸封内部に取扱い流体より高圧力の封止流体を供
給する流体供給孔を開口した回転軸軸封装置であ
ることを特徴とする。

(ホ) 考案の作用 この考案は、軸受部の軸孔内周面に嵌着したリ
ツプシールのリツプ部端面を取扱い流体の内部圧
力により回転軸周面に密着して、例えば、大気側
への高粘度の流体漏洩を防止する一次シールを行
い、同時に、セグメントシールの内周面を回転軸
周面に密着して、この軸封内部に取扱い流体の内
部圧力より若干高圧力の封止流体を供給孔から供
給し、セグメントシールと回転軸との微小隙間に
封止流体のカーテンを形成して、例えば、ガス、
粉体、ミスト等の流体漏洩を防止する二次シール
を行う。

(ヘ) 考案の効果 この考案によれば、リツプシールは気密側に開
口するコの字形の薄肉のリツプ部を有し、ガータ
ースプリングの押圧力に加え密封流体の流体圧力
でリツプ部を回転軸周面に密着されるものであ
り、かつリツプシールはその軸方向端面が対向す
る摺動板とはパツキンケースと摺動し、回転軸と
共に回転して一次シールを行うので、例えば、高
粘度の流体がセグメントシール側へ漏洩するのを
確実に防止することができ、セグメントシールの
シール機能が損なわれない。

さらに、一対のセグメントシールはガータース
プリングで軸周面に押圧し、軸方向へは浮遊状態
に保持するため回転軸と共に回転し、セグメント
シールの軸方向端面とパツキンケース、押圧板の
間で摺動し、回転軸との摺動面に封止流体のカー
テンを形成して二次シールを行うので、例えば、
ガス、粉体、ミスト等の流体の漏洩を確実に防止
することができ、同時に、回転軸の回転運動及び
軸方向運動には、封止流体のカーテンによりセグ
メントシールと回転軸との摩擦抵抗を少なくし、
リツプシールのリツプ部端面のみを軸周面に密着
させるので、回転軸の円滑な回転が得られると共
に、回転軸やスリーブ等の摩耗を低減することが
できる。

さらに、リツプシール、セグメントシールは軸
と共回りをしているため、軸振れや圧力変化に対
する追従性が良く、また、それらのシール部材は
軸方向端面で摺動するため軸振れに対してもシー
ル性が低下することはない。

この結果、リツプシールとセグメントシールと
の相互のシール作用により、例えば、ガス、粉
体、ミスと及び高粘度を有する流体の漏洩に対し
て優れたシール効果を発揮し、長期間安定したシ
ール機能を維持することができる。

(ト) 考案の実施例 この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述
する。

図面は軸方向及び回転方向の軸封に用いられる
回転軸軸封装置を示し、第１図に於いてこの回転
軸軸封装置１は、例えばPTFE等の合成樹脂で形
成されたリツプシール２と、一対の各セグメント
シール３，３とを複数組合わせて軸封している。

上述のリツプシール２は、第２図にも示すよう
に、気密側を開口するコ字形のリツプ部２ａを内
周面に形成し、このリツプ部２ａの開口側に、合
成ゴム等で形成した弾性部材４を嵌着してリツプ
部２ａ端面を軸周面側へ付勢すると共に、リツプ
シール２の外周面にガータースプリング５を嵌着
して径方向に緊縮させ、軸周面をシールする方向
へ常時付勢している。

このリツプシール２は、軸受部６の軸孔内周面
に、気密側を開口したパツキンケース７を気密状
態に嵌着し、このパツキンケース７の開口側内部
にリツプシール２が収納されると共に、パツキン
ケース７の開口側前面に、摺動板８を介してパツ
キン押え９をボルト等（図示省略）で固定するこ
とで保持している。

前述の一対の各セグメントシール３、３は、第
３図にも示すように、円周方向へ３等分に分割形
成した各分割片３ａ……を、一端の外周面側に形
成したテーパ付きの各摺動面３ｂ……と、他端の
内周面側に形成したテーパ付きの各摺動面３ｃ…
…とを気密状態に面接触させ、且つ、各セグメン
トシール３，３の相対向する各分割片３ａ……の
各合口部が互い違いとなる状態に、相互の接合面
軸方向に複数本の位置決めピン１０を挿嵌して位
置固定すると共に、各セグメントシール３，３の
外周面に各ガータースプリング５，５を嵌着して
径方向に緊縮させ、軸周面をシールする方向へ常
時付勢している。

上述の各セグメントシール３，３は、軸受部６
の軸孔内周面に、気密側を開口したパツキンケー
ス１１を気密状態に嵌着し、このパツキンケース
１１の開口側内部に一対の各セグメントシール
３，３を収納すると共に、パツキンケース１１の
開口側前部を前述のパツキンケース７背面に固定
することで保持し、さらに、開口側内部に収納し
たサイドスプリング１２の軸方向への付勢力によ
り、押圧板１３を介して、上述のパツキンケース
７背面に各セグメントシール３，３を押圧するこ
とで浮遊状態に保持している。

なお、上述の押圧板１３は、パツキンケース１
１との軸方向対向面に挿嵌した回止めピン１４に
より回動阻止している。

上述のパツキンケース１１には、軸封内部と連
通する流体供給孔１１ａを開口し、この流体供給
孔１１ａと連通して軸受部６に流体供給孔６ａを
開口すると共に、軸受部６の流体供給孔６ａに接
続されたガス供給装置（図示省略）より、取扱い
流体の内部圧力より若干高圧力の封止ガス（例え
ばN₂，エア等）を流体供給孔１１ａから一定量
供給される。

さらに、上述のパツキンケース１１背部の大気
側には、前述と同一構成の大気側を開口したパツ
キンケース１１と、一対の各セグメントシール
３，３と、位置決めピン１０と、ガータースプリ
ング５と、サイドスプリング１２と、押圧板１３
と、回止めピン１４とを配設すると共に、軸受部
６の大気側にパツキン押え１５をボルト等（図示
省略）で固定することで各シール部材の軸孔内部
に保持している。

図示実施例は上記の如く構成するものとして以
下作用動作を説明する。

第１図に示すように、軸受部６内に嵌着したリ
ツプシール２及び一対の各セグメントシール３，
３の軸孔に回転軸１６を挿通することで、回転軸
１６の回転運動及び軸方向運動時に於いて、リツ
プシール２のリツプ部２ａ端面が取扱い流体の内
部圧力により回転軸１６周面に密着され、例え
ば、高粘度を有する流体の漏洩を防止する一次シ
ールを行う。

同時に、一対の各セグメントシール３，３の内
周面を回転軸１６周面に密着すると共に、ガス供
給装置（図示省略）より供給される取扱い流体の
内部圧力より若干高圧力の封止ガスを、各流体供
給孔６ａ，１１ａを介して軸封内部に一定量供給
し、一対の各セグメント３，３と回転軸１６との
微小隙間より封止ガスを噴出させることで、漏洩
する取扱い流体を気密側にリターンさせて大気側
へ漏洩するのを防止する二次シールを行う。

このようにリツプシール２を回転軸１６周面に
密着させて一次シールを行うので、例えば、高粘
度の流体がセグメントシール３側へ漏洩するのを
確実に防止することができ、セグメントシール３
のシール機能が損なわれない。

さらに、一対の各セグメントシール３，３と回
転軸１６との摺動面に封止流体のカーテンを形成
して二次シールを行うので、例えば、ガス、粉
体、ミスト等の流体の漏洩を確実に防止すること
ができ、同時に、回転軸１６の回転運動及び軸方
向運動には、封止ガスによりセグメントシール３
と回転軸１６との摩擦抵抗を少なくし、リツプシ
ール２のリツプ部２ａのみを軸周面に密着するの
で、回転軸１６の円滑な回転が得られると共に、
回転軸１６やスリーブ等の摩耗を低減できる。

この結果、リツプシール２と一対のセグメント
シール３，３との相互のシール作用により、例え
ば、ガス、粉体、ミスト及び高粘度を有する流体
の漏洩に対して優れたシール効果を発揮し、長期
間安定したシール機能を維持することができる。

なお、この考案は、上述の実施例の構成のみに
限定されるものではない。

例えば、第４図に示すように、上述の実施例の
リツプシール２を回転軸１６周面に押圧する他の
手段を示し、上述のリツプシール２の外周面に分
割リング１７を嵌着し、このリツプシール２の外
周面と、分割リング１７の内周面とを大気側へ小
径となるテーパ面２ｂ，１７ａに夫々形成して、
分割リング１７の外周面に嵌着したガータースプ
リング５の緊縮力により、各テーパ面２ｂ，１７
ａを介してリツプシール２を軸周面に押圧するも
よく、この構成の場合、上述の実施例と同様のシ
ール効果が得られると共に、軸方向への押圧力が
積極的に作用して、軸方向運動に対し高いシール
効果を得ることができる。

また、第５図に示すように、前述の実施例のリ
ツプシール２を、パツキンケース７の開口側内部
に収納したサイドスプリング１２の軸方向への付
勢力により、押圧板１３を介して摺動板８に押圧
することで浮遊状態に保持するもよい。

なお、前述の実施例と同一構成の部分は、同一
の符号を記してその詳細な説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は回
転軸軸封装置の縦断面図、第２図はリツプシール
の縮小正面図、第３図はセグメントシールの縮小
正面図、第４図及び第５図は他のリツプシール押
圧手段を示す回転軸軸封装置の縦断面図である。 １……回転軸軸封装置、２……リツプシール、
２ａ……リツプ部、３……セグメントシール、３
ａ……分割片、５……ガータースプリング、６…
…軸受部、６ａ，１１ａ……流体供給孔、７，１
１……パツキンケース、１２……サイドスプリン
グ、１６……回転軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 軸受部の軸孔内周面にパツキンケースを気密状
   態に嵌着し、 上記パツキンケース内部の気密側に、気密側に
   開口するコ字形のリツプ部を有し、エンドレス又
   は無合口隙間に形成したPTFE等の合成樹脂から
   成るリツプシールを摺動板を介して収納し、 該リツプシールの外周面にガータースプリング
   を嵌着して、内周面に形成したリツプ部を回転軸
   周面に押圧する方向へ緊縮し、前記パツキンケー
   ス内部の大気側に、PTFE等の合成樹脂から成る
   複数の均等分割片から構成される一対の各セグメ
   ントシールを収納し、 該各セグメントシールの外周面にガータースプ
   リングを嵌着して回転軸周面に押圧する方向へ緊
   縮し、側部に配設したサイドスプリングで軸方向
   へ付勢して浮遊状態に保持すると共に、 前記軸受部とパツキンケースとに連通して、上
   記セグメントシールの軸封内部に取扱い流体より
   高圧力の封止流体を供給する流体供給孔を開口し
   た 回転軸軸封装置。