JPH0627890Y2

JPH0627890Y2 - メカニカルシールユニット

Info

Publication number: JPH0627890Y2
Application number: JP10842489U
Authority: JP
Inventors: 大志井上
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2004-07-27
Also published as: JPH0348167U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、攪拌機等の軸封部に適用されるメカニカル
シールであって、特に密封端面を二箇所有し、密封流体
とは別系統の循環液を封入し、これを密封するダブルタ
イプのメカニカルシールユニットに関する。

（従来の技術）第３図は、この種のメカニカルシールユニット１００を
示す。ハウジング１０１の軸孔１０２内には、所定間隔
を置いてシートリング１０３，１０４が固定されてい
る。また、シートリング１０３，１０４間には従動リン
グ１０５，１０６が背反配置されるとともに、回転軸１
０７に装着したカラー１０８，コンプレッションリング
１０９，バネ１１０により、シートリング１０３，１０
４に対する従動リング１０５，１０６の密接状態が保持
されている。このようにして、軸孔１０２内はガス等の
密封流体が封入される低圧室１１１と、密封流体より高
圧の循環液（油等）が封入される高圧室１１２と、大気
側１１３とに区分される。なお、１１４，１１５は密封
端面である。更に、ハウジング１０１の外部には図示し
ない圧力計が設けられ、低圧室１１１内の圧力変動を測
定できるようになっている。

また、ハウジング１０１には、加圧タンク１１６に回路
ａ，ｂを介して接続した注入路１１７，注出路１１８が
設けられており、外部から高圧室１１２内に循環液を導
入，導出ができるようになっている。なお、１１９は加
圧タンク１１６に接続したポンプ、１２０は注入路１１
７と加圧タンク１１６との間に設置した圧力制御弁であ
る。

以上のように構成されたメカニカルシールユニット１０
０において、ポンプ１１９から加圧タンク１１６に給送
された循環液は、回路ａ及び注入路１１７を介して高圧
室１１２内に導入されるとともに、注出路１１８から導
出され、回路ｂを介して加圧タンク１１６に戻ることと
なる。作動中、高圧室１１２内の循環液と低圧室１１１
内の密封流体との圧力差は、バネ１１０の弾性力と相俟
って、一方の密封端面１１５の密封性に多大な影響を及
ぼす。このため、取扱者は圧力計によって低圧室１１１
内の圧力を測定するとともに、圧力変動が発生した際に
は圧力制御弁１２０を操作して高圧室１１２内の循環液
と、低圧室１１１内の密封流体との圧力差を一定（高圧
室１１２内のほうが１０〜１５％程度高い）に保つべく
制御作業を行なう。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来例においては低圧室１１１内の
密封流体の圧力変動に対応する高圧室１１２側の圧力制
御を全て取扱者の人為的動作により行っているため、次
のような問題点があった。

低圧室１１１の圧力変動を常時監視しなければなら
ず、多大な労力を必要とする。

めまぐるしく変動する低圧室１１１内の圧力に対
し、圧力制御弁１２０の操作が追いつかず、高圧室１１
２と低圧室１１１との圧力差を一定に保てなくなる。そ
の結果、密封端面１１５の密接面圧不足による密封流体
の漏れや、密接面圧が高くなりすぎてシートリング１０
４が異常摩耗して耐久性が低下するという不具合が起き
る。

この考案は上記課題を解決するためのもので、低圧室内
の密封流体の圧力変動に対応する高圧室内の循環液の圧
力制御を迅速、かつ、自動的に行なえるとともに、低圧
室と高圧室の圧力差を常時一定に維持することができる
メカニカルシールユニットを提供することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段）上記目的を解決するためこの考案は、ハウジングの軸孔
内にシートリングと従動リングとを密接配置することに
より、この軸孔内を、密封流体を封入する低圧室と、密
封流体より高圧の循環液を封入する高圧室とに区分し、
注入路を介して高圧室に導入され、かつ、高圧室から注
出路を介して導出される循環液と、低圧室の密封流体と
の圧力差によって、シートリングと従動リングとの密接
面圧を所定の値に維持してなるメカニカルシールユニッ
トにおいて、所定形状の容器内に、流体圧で作動する可
動隔壁を配置することにより、この容器内を流体密に二
室に区分してなる差圧維持装置を設け、この差圧維持装
置の一方の室に低圧室を接続し、他方の室に高圧室の注
入路と注出路とを接続したものである。

（作用）上記構成に基づくこの考案は、注入路を介して高圧室に
導入される循環液と、低圧室内の密封流体との圧力差に
より密封端面の密接面圧が所定の値に維持される。低圧
室内の密封流体に圧力変動が発生すると、差圧維持装置
は低圧室の圧力よりも常に高圧室内の循環液の圧力が一
定圧高くなるように制御作動する。

（実施例）次に、この考案を第１図，第２図の実施例に基づいて説
明する。

第２図は、この考案を適用したダブルタイプのメカニカ
ルシールユニット１を示す。機器本体２ａ，スタッフィ
ングボックス２ｂ，グランドカバー２ｃよりなるハウジ
ング２の軸孔３内には、所定間隔を置いてカーボン製の
シートリング４，５が固定されている。また、シートリ
ング４，５間には従動リング６，７が背反配置されると
ともに、回転軸８に装着したカラー９，コンプレッショ
ンリング１０，バネ１１により、シートリング４，５に
対する従動リング６，７の密接状態が保持されている。
このようにして、軸孔３内には二箇所の密封端面Ａ，Ｂ
が形成され、軸孔３内をガラス等の密封流体が封入され
る低圧室１２と、密封流体より高圧の循環液（油等）が
封入される高圧室１３，及び大気側１４とに区分してい
る。また、スタッフィングボックス２ｂには、注入路１
５及び注出路１６が設けられている。

第１図はハウジング２の外部に設けた差圧維持装置１７
を示している。内部中空の容器１８内には、流体圧によ
り伸縮作動する可動隔壁としてのベローズ１９が、その
一端側を流体密に容器１８の内面に固定した状態で配置
されている。こうして容器１８内をベローズ１９により
囲にょうした一方の室Ｄと、ベローズ１９外である他方
の室Ｅとに区分している。ベローズ１９の自由端側はキ
ャップ２０によって流体密に封止されている。

また、キャップ２０の内面にはスプール２１の一端側が
固定されており、容器１８の内面に突設したスリーブ２
２内及び外面のストッパ２２ａにより、ベローズ１９の
伸縮方向に沿って往復自在な状態で保持されている。一
方、スプール２１の自由端側は容器１８の外部に露出し
ているとともに、ねじ部２３が刻設されている。そし
て、このねじ部２３にはアジャストナット２４が螺着さ
れている。なお、２５はスプール２１に固定した指針、
２６は容器１８の外面に取付けたスケール、２７はスリ
ーブ２２の内周に装着したパッキンである。２８は一方
の室Ｄと前記低圧室１２とを接続した回路である。

他方の室Ｅは、回路２９，３０を介して注入路１５，注
出路１６に接続している。また、この回路２９，３０の
途中には、図示しない逆止弁が配置されている。なお、
３１は他方の室Ｅ内に接続した圧力計、３２は循環液抜
取用のドレン、３３は容器の壁に取付けた液面計であ
る。

次に、上記実施例の作用を説明する。

まず、予めベローズ１９を実線で示すような所定のセッ
ト長さＬ_１まで圧縮するとともに、アジャストナット２
４を締め付けてストッパ２２ａに当接させ、スプール２
１を固定する。次に、図示しない循環液供給装置から循
環液を供給し、他方の室Ｅ，注入路１５，高圧室１３及
び注出路１６内を循環液で満たす。他方の室Ｅ内への供
給状況は液面計３３により確認できる。そして、回路２
８中の弁（図示せず）を操作し、低圧室１２内に封入さ
れている密封流体を一方の室Ｄ内に導くとともに、アジ
ャストナット２４を緩めると、ベローズ１９は図中上方
に向けて伸び、ベローズ１９に蓄圧されている荷重分及
び密封流体の圧力が他方の室Ｅ内に加えられ、この圧力
が注入路１５を介して高圧室１３内に働くことになる。

その結果、高圧室１３内の循環液の圧力Ｐ_Ｂと、低圧室
１２の密封流体の圧力Ｐ_Ｖの関係はＰ_Ｂ＞Ｐ_Ｖとなる。
ここで、密封端面Ｂにおける密封性能を良好に維持する
には、通常、高圧室１３内の循環液の圧力Ｐ_Ｂを、低圧
室１２内の密封流体の圧力Ｐ_Ｖよりも１０〜１５％程度
高く設定する必要がある。これは最初に行なうベローズ
１９の圧縮量により決定されることとなる。このベロー
ズ１９の圧縮量はスプール２１に固定した指針２５とス
ケール２６とにより容易に判断し得る。

以上のようにして、高圧室１３内の循環液の圧力Ｐ_Ｂ及
び低圧室１２内の密封流体の圧力Ｐ_Ｖを設定した状態に
おいて、何らかの理由により低圧室１２内の密封流体の
圧力Ｐ_Ｖが上昇すると、一方の室Ｄの圧力が上昇してベ
ローズ１９が伸び（自由長Ｌ_２までの伸びが可能であ
る）、他方の室Ｅの圧力も相対的に上昇する。その結
果、低圧室１２内の圧力上昇に見合った循環液が注入路
１５を介して高圧室１３内に導入され、高圧室１３内の
圧力Ｐ_Ｂが上昇して密封端面Ｂの密接面圧が高まる。ま
た、低圧室１２内の密封流体の圧力Ｐ_Ｖが低下すると、
ベローズ１９は縮小して他方の室Ｅ内の圧力も相対的に
低下する。その結果、低圧室１２内の圧力Ｐ_Ｖの低下に
見合うように高圧室１３内の圧力Ｐ_Ｂが低下する。この
ため圧力Ｐ_Ｂ−Ｐ_Ｖは常に一定の値となる。

このようにして、低圧室１２内の圧力Ｐ_Ｂの変動に対応
する高圧室１３内の圧力Ｐ_Ｖの制御を、迅速、かつ自動
的に行うとともに、その圧力Ｐ_ＶとＰ_Ｂの差を常時一定
に維持する。

従って、低圧室１２内の圧力変動を取扱者が常時監視す
るといった余分な労力を省くことができる。また、密封
端面Ｂに対して負荷変動が発生しないから、密接面圧の
低下による密封流体の漏れや、シートリング５の異常摩
耗による耐久性の低下等の不具合も未然に防止すること
ができる。

また、上記実施例においては、容器１８内をベローズ１
９により二室に区分しているため流体密封性が完全であ
る。従って、一方の室Ｄ内の密封流体と他方の室Ｅ内の
循環液が混合されてしまい、差圧維持機能が損なわれる
ような事態は発生しない。この点、可動隔壁としてベロ
ーズでなくゴム製のダイヤフラムを用いても同様の効果
が得られる。なお、可動隔壁としてピストンを用いても
構わないが、流体密封性が多少劣る点を考慮しておく必
要がある。

更に、上記作動中において、万一密封端面Ｂに密封流体
漏れが発生した場合には、漏れ量に応じてベローズ１９
の伸縮があり、スケール２６に対応する指針２５の作動
により外部から取扱者が即座に視認することができる。

（考案の効果）この考案は以上のように構成したものであるから、低圧
室内の密封流体の圧力の変動に対応する高圧室内の循環
液の圧力の制御を、迅速、かつ自動的に行えるととも
に、その圧力差を常時一定に維持する。

従って、低圧室内の密封流体の圧力変動を取扱者が常時
監視するといった余分な労力を省くことができる。ま
た、密封端面に対して負荷変動が発生しないから、密接
面圧の低下による密封流体の漏れや、シートリングの異
常摩耗による耐久性の低下等の不具合を未然に防止する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案における差圧維持装置を示す正面断面
図、第２図はこの考案を適用したメカニカルシールユニ
ットの正面断面図、第３図は従来のメカニカルシールユ
ニットを示す正面断面図である。符号の説明１……メカニカルシールユニット２……ハウジング、３……軸孔５……シートリング、７……従動リング１２……低圧室、１３……高圧室１５……注入路、１６……注出路１７……差圧維持装置、１８……容器１９……ベローズ（可動隔壁）Ｂ……密封端面、Ｄ……一方の室Ｅ……他方の室

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ハウジングの軸孔内にシートリングと従動
リングとを密接配置することにより、この軸孔内を、密
封流体を封入する低圧室と、密封流体より高圧の循環液
を封入する高圧室とに区分し、注入路を介して高圧室に
導入され、かつ、高圧室から注出路を介して導出される
循環液と、低圧室の密封流体との圧力差によって、シー
トリングと従動リングとの密接面圧を所定の値に維持し
てなるメカニカルシールユニットにおいて、所定形状の容器内に、流体圧で作動する可動隔壁を配置
することにより、この容器内を流体密に二室に区分して
なる差圧維持装置を設け、この差圧維持装置の一方の室
に低圧室を接続し、他方の室に高圧室の注入路と注出路
とを接続したことを特徴とするメカニカルシールユニッ
ト。