JPH0654961U - 軸封装置の密封圧力及び異常計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 加圧流体を圧力調整器から流量計を通して環
状空間に入れ、シールリングの背面側から正面側へ少量
流した時の圧力を計測することにより、シールリングの
正面に加わる密封対象液、液体などの圧力を検出すると
同時に、軸、シールリングの異常及び劣化度などを確認
する計測方法を提供する。 【構成】 シールリング１，２，３のシールリップを密
封対象液側に向けたシールリングと該シールリングと隣
り合うシールリングにより環状空間を形成し、以下シー
ルリングを適当に配列して環状空間を形成することを特
徴とする軸封装置において、圧力調整器１３，１６、圧
力計１４，１７及び流量計１５などからなる計測装置に
より、加圧流体を環状空間に入れ、各シールリングの背
面側から正面側へ少量流した時の圧力を計測することに
より、各シールリング正面に加わる密封対象液、液体な
どの圧力を検出すると同時に、軸、各シールリングの異
常及び劣化度などを確認することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸封装置において加圧流体を少量、シールリングの背面側から正面 側へ流す時の圧力を計測することにより、シールリング正面に加わる密封対象液 や液体などの圧力を検出すると同時に、軸における該シールリングとの接触面の 不具合やシールリングの硬度上昇を含む異常の程度及び密封性能の劣化度を確認 する計測方法に関すものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図４に示すような密封対象液２９側シールリング１とシールリング１と 隣り合うシールリング２、３及び駆動装置側２８におけるシールリング（図示せ ず）により構成される環状空間１１、１２、２７がある軸封装置において、各シ ールリングに加わる負荷を減らすためには軸封装置の取り付け位置における密封 対象液２９の圧力を正確に計測して各環状空間１１、１２、２７の圧力を調整す る必要がある。このため、電気式、空気式圧力検出装置による検出値又は密封対 象液２９の表面から軸封装置付近までの高さを軸心位置における圧力に換算する ことなどが必要である。又、シールリング１、２、３の異常及び軸４における各 シールリング１、２、３との接触面の不具合などは、環状空間１１、１２、２７ 内の液体９などの密封対象液２９側への漏れ、又は密封対象液２９の環状空間１ ２、２７への浸入による液体タンク８の液面の上昇などにより判明されるのが公 知である。 本願出願人が船尾管シール装置として実用新案出願（実願平２―第４７２８９ 号、実開平４―第７３００号）した加圧流体を用いて圧力調整する時のシールリ ングの使用方法は、シールリングの背面環状空間より正面環状空間に油を漏らす ことにより、背面環状空間への配管数を減らすと共に、シールリングの負荷を小 さくし、かつ圧力調整を簡単にすることを目的としたもので、各シールリング正 面に加わる密封対象液、液体などの圧力を検出すると同時に、軸、各シールリン グの異常及び劣化度などを確認する計測方法とは異なる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

解決しようとする問題点として、従来、軸封装置において各シールリングに加 わる負荷を減らすため必要な軸封装置の取り付け位置における密封対象液２９の 圧力を正確、簡便に計測出来ない。又、密封対象液２９又は反密封対象液側であ る駆動装置側液体９の漏れの有無、液体タンク８の液面の上昇などにより軸４、 ハウジング７の不具合及び各シールリング１、２、３の異常などの発生を知るこ とが出来るが、軸封装置を分解、開放せずに不具合及び異常などの箇所を特定す ることや軸とシールリングとの接触面の不具合及び異常の程度を簡便に又、経時 変化によるシールリングの密封性能の劣化度などを確認することは困難である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記問題点を解決するためになされたもので、本考案によれば、軸 に摺接する複数個のシールリングと、これらを保持し、軸を取り囲むハウジング 部材とにより構成され、シールリップを密封対象液側に向けたシールリングと該 シールリングと隣り合うシールリップを密封対象液側又は密封対象液液体と反対 側に向けたシールリングにより環状空間を形成し、以下シールリングを適当に配 列して環状空間を形成することを特徴とする軸封装置において、圧力調整器、圧 力計及び流量計などからなる計測装置により、加圧流体を圧力調整器により調整 して環状空間に入れ、各シールリングの背面側から正面側へ少量、加圧流体を流 した時の圧力を計測することにより、各シールリング正面に加わる密封対象液、 液体などの圧力を検出すると同時に、軸の不具合及び各シールリングの異常及び 劣化度などを確認することが出来る。 この方法における各シールリングに加わる密封対象液、液体などの圧力の検出 や該シールリングの異常及び劣化度などを確認は、次のような特性を利用する。 図２に示すように密封対象液がない場合、シールリング１、２、３におけるガ ータースプリング１０による緊迫力Ｐｇ及びゴムの締め代による緊迫力Ｐｓは、 単位長さ当たりのシールリングを均一断面の真直ばりと考えると、シールリング １、２、３に加わる垂直方向の力のバランスから求めることが出来る。従って、 シールリングの緊迫力は、加圧流体を圧力調整器から圧力計及び流量計を通して シールリングの背面側に入れた時、加圧流体が少量、シールリングの背面側から リップ部を通り正面側へ流れる時にシールリングの背面に加わる差圧（シールリ ングのクラッキング圧力Ｐｃという）を計測することにより得られる。 密封対象液がある場合、シールリングの背面側に入れる加圧流体の圧力は上述 のシールリングのクラッキング圧力Ｐｃにシールリング正面に加わる密封対象液 の圧力を加えた値となる。 図３は、軸の直径に対する締め代の比である締め代残留率とクラッキング圧力 Ｐｃの関係を示した例である。この図より、締め代残留率はクラッキング圧力Ｐ ｃと比例関係にあることから、締め代が初期の状態から使用などによる経時変化 により低下するにしたがって、クラッキングＰｃが低下すると言える。 又、シールリングの硬度が上昇した場合は、ある一定間隔で数回計測したクラ ッキング圧力Ｐｃが硬度の上昇がない場合に比べて、著しく減少する傾向を示す ことより判断することが出来る。 従って、ハウジング７が正常であれば、シールリングに加わる密封対象液、液 体などの圧力が検出できると同時に、クラッキング圧力Ｐｃを知ることにより、 軸４のシールリング１、２、３との接触面の不具合や異常の程度及びガータース プリング１０の切断、シールリング１、２、３のリップ部、腕部及びキー部にお ける硬度上昇を含めた異常や経時変化による締め代の低下の程度などを知ること が出来る。

【０００５】

【実施例】

本考案において、流体が少量、シールリングの背面側からリップ部を通り、正 面側へ流れる時のシールリングのクラッキング圧力Ｐｃは、シールリングの正・ 背面が気体、液体に拘らず計測出来るが、以下、シールリングの正面が大気中に ある場合の実施例を図１に従って具体的に説明する。 図１において、シールリング１、２、３はハウジング部材７に保持され、軸４ に摺接する弾性材料からなる環状のゴム状弾性体製シールリングで、シールリン グ１、２のリップを密封対象液２９の方向に向けて配列して環状空間１１を、シ ールリング２とシールリング３のリップを反密封対象液側である駆動装置側２８ に向けて配列して環状空間１２を、シールリング３と駆動装置側シールリング（ 図示せず）により環状空間２７を形成する。 密封対象液２９がある場合には、計測装置６を駆動装置側２８に置き、空気配 管２４、２５を駆動装置側２８からハウジング部材７内の環状空間１１、１２に 接続する。密封対象液２９がない場合には、計測装置６を密封対象液２９があっ た空間に置き、ハウジング部材７に取り付けてあるプラグ（図示せず）を外し、 空気配管２４、２５を環状空間１１、１２に接続する。 シールリング１におけるガータースプリング１０の切断及びシールリングのリ ップ部、腕部及びキー部における硬度上昇を含めた異常や経時変化による締め代 の低下の程度、つまり、シールリング１の劣化度及び軸４におけるシールリング １との接触面の不具合や異常は、環状空間１１に液体９などがある場合には、空 気配管２４に取り付けてある弁を開、又は環状空間１１に通じるハウジング部材 ７に取り付けてあるプラグを外すなどにより、液体９などを除去し、再度、弁又 はプラグなどを元に戻した後、計測装置６の弁２２を閉、弁２１を開として加圧 空気を環状空間１１に入れ、圧力調整器１３を調整して、加圧空気を少量、シー ルリング１の背面側から密封対象液２９側である正面側へ流した時の圧力計１４ の圧力を数回計測することにより確認することが出来る。 シールリング２における異常、劣化度及び軸４におけるシールリング２との接 触面の不具合や異常は、上記シールリング１に関する試験方法を同様な方法によ り確認することが出来る。つまり、計測装置６の弁２１を閉、弁２２を開とし液 体タンク８の出入口弁１８を閉後、液体配管２６下部に取り付けてある弁を開、 又は環状空間１２に通じるハウジング部材７に取り付けてあるプラグを外すなど により、環状空間１２内の液体９などを除去し、再度、弁又はプラグなどを元に 戻した後、計測装置６から環状空間１１に通じる空気配管２４に取り付けてある 弁を開、又はハウジング部材７に取り付けてあるプラグを外すことにより、環状 空間１１を大気開放とする。又、環状空間２７の液体９の圧力を液体タンク８の 高さなどにより、又は環状空間２７に空気配管２３を接続し、圧力調整器１６な どを調整してシールリング３のクラッキング圧力Ｐｃより高い圧力を加える。次 に加圧空気を圧力調整器１３を調整しながら流量計１５を通して環状空間１２に 入れ、加圧空気を少量、シールリング２の背面側から正面側である環状空間１１ へ流した時の圧力を数回計測する。 シールリング３についての異常、劣化度及び軸４における該シールリング３と の接触面の不具合や異常は、シールリング１より密封対象液２９側に、シールリ ングのリップを駆動装置側２８の方向に向けたダミーシールリング（図示せず） を取り付けることにより上記と同様な方法で確認することが出来る。 図１では、シールリング３個からなる軸封装置の実施例について示したが、他 の複数個のシールリングからなる軸封装置の場合でも、上記例と同様な方法によ り、又、例えばシールリングが初期の締め代である使用前の状態において、加圧 流体がシールリングの背面からリップ部を通り正面側へ流れる時の圧力と流量の 関係を計測しておけば、少量でない一定流量におけるクラッキング圧力Ｐｃを計 測することにより軸におけるシールリングとの接触面の不具合や異常の程度及び シールリングの密封性能の劣化度などを確認することが出来る。又、流量計の取 り付け位置は、空気供給源５が一定値であれば圧力調整器の前でも良い。 更に、上記に加えて、ダミーシールリング（図示せず）、圧力調整器１３、１ ６、圧力計１４、１７及び流量計１５などからなる計測装置６などによって、各 シールリング１、２、３の正面側を加圧、密封後、圧力低下を計測することによ り従来行われている軸封装置の漏れ・耐圧試験も実施出来るので、軸４、ハウジ ング７の不具合及び各シールリング１、２、３の異常を更に詳しく知ることが出 来る。 以上はシールリングの正面が大気中にある場合の軸、各シールリングの異常及 び劣化度などを確認する計測方法について述べたが、正面に水、油などが加わっ た場合には各シールリングの背面側から正面側へこれらを流した時の圧力を計測 することにより、クラッキング圧力Ｐｃとシールリング正面に加わる圧力を知る ことが出来るので、各シールリングに加わる水、油などの圧力を検出すると同時 に、軸、各シールリングの異常及び劣化度などを確認することが出来る。

【０００６】

【考案の効果】 本考案によれば圧力調整器、圧力計及び流量計などからなる計測装置により、 加圧流体を圧力調整器から流量計を通して環状空間に入れ、各シールリングの背 面側から正面側へ加圧流体を少量流した時の圧力を計測することにより、各シー ルリング正面に加わる密封対象液、液体などの圧力を検出すると同時に、軸にお けるシールリングとの接触面の不具合や異常の程度を簡便に、又、シールリング におけるガータースプリングの切断及びシールリングのリップ部、腕部及びキー 部における硬度上昇を含めた異常や経時変化による締め代の低下の程度、つまり シールリングの劣化度などを確認することが出来る。 又、この計測装置によって、従来行われている軸封装置の漏れ・耐圧試験も行 うことが出来る。 従って、軸封装置におけるシール性能の管理が著しく向上するばかりでなく、 シールリングの取替え時期が的確に予測できるため、公害防止、保守管理及び経 済上大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の計測方法の一実施例を示す軸封装置の
概略図である。

【図２】シールリングに加わる垂直方向の力のバランス
を示す概略図である。

【図３】シールリングの締め代残留率とクラッキング圧
力の関係を示す図である。

【図４】従来の計測方法の一実施例を示す軸封装置の概
略図である。

【符号の説明】

１、２、３ シールリング ４ 軸 ５ 空気供給源 ６ 計測装置 ７ ハウジング部材 ８ 液体タンク ９ 液体 １０ ガータースプリング １１、１２、２７ 環状空間 １３、１６ 圧力調整器 １４、１７ 圧力計 １５ 流量計 ２８ 駆動装置側 ２９ 密封対象液

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸に摺接する複数個のシールリングとこ
   れらを保持し、軸を取り囲むハウジング部材とにより構
   成され、シールリップを密封対象液側に向けたシールリ
   ングと、該シールリングと隣り合うシールリップを密封
   対象液側又は密封対象液と反対側に向けたシールリング
   により環状空間を形成し、以下シールリングを適当に配
   列して環状空間を形成することを特徴とする軸封装置に
   おいて圧力調整器、圧力計及び流量計などからなる計測
   装置により、加圧流体を圧力調整器により調整して、各
   シールリングの背面側から正面側へ少量流した時の圧力
   を計測することにより、各シールリング正面に加わる密
   封対象液、液体などの圧力を検出すると同時に、軸、各
   シールリングの異常及び劣化度などを確認する計測方
   法。