JPH068868U - メカニカルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプなどのケーシング内への組込み作業を
容易にするとともに、組込み精度を高めて、所定の密封
性能に非常に優れたメカニカルシールを得ようとする。 【構成】 回転軸２に挿嵌し固定可能なスリーブ１８
に、回転シールリング８を含む回転側部品を固定保持さ
せて回転側カートリッジＡを構成する。一方、ケーシン
グ１に固定可能なフランジ部材９側に、静止シールリン
グ１４を含む静止側部品を一体的に保持させて静止側カ
ートリッジＢを構成している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、たとえば給水用ポンプなどのように、主として液体を処理する回転 機器の軸封装置として好適に使用されるメカニカルシールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、この種の従来一般のメカニカルシールを適用した給水用ポンプにおけ る軸封装置を示す縦断面図であり、同図において、１は静止側となるケーシング 、２はケーシング１を貫通する回転側となる回転軸であり、この回転軸２の外周 面と上記ケーシング１の内周面との間に、次のような構成のメカニカルシールが 配置されている。

【０００３】 上記回転軸２のポンプ室側軸周面上には、ストッパーリング３がセットスクリ ュー４およびＯリング５を介して回転軸２と一体回転するように、かつ回転軸２ の外周面との間をシールさせた状態で固定されているとともに、このストッパー リング３の外周にＯリング６により両者間をシールさせた状態でシールリングリ テーナ７が嵌装されており、このシールリングリテーナ７の軸封側の端面に鋭利 な刃先状の密封端部８ａを有する回転シールリング８が固定され、上記回転軸２ と一体回転するようになされている。

【０００４】 一方、上記ケーシング１の外端部側で、上記回転軸２の外周には、冷却液入口 ９ａおよび冷却液出口９ｂを有するフランジ部材９が嵌合・連設されており、こ のフランジ部材９の内周面に両者間がＯリング１０によりシールされた状態でア ダプタリング１１が取付けられている。このアダプタリング１１に金属成形ベロ ーズ１２を介して支持されたシールリングリテーナ１３に、上記回転シールリン グ８の刃先状の密封端部８ａが摺接する平滑な密封端面１４ａを有する静止シー ルリング１４が固定されている。

【０００５】 また、上記アダプタリング１１には、その先端が上記静止シールリング１４の 内側面付近にまで達するバッフルプレート１５がビス等のねじ部材１６を介して 固着されており、このバッフルプレート１５の外周部において、上記アダプタリ ング１１とシールリングリテーナ１３との間に、スプリング部材としてのコイル スプリング１７を介装して、上記静止シールリング１４を回転シールリング８側 に移動付勢させ、これにより、平滑密封端面１４ａを刃先状の密封端部８ａに弾 圧させて密封流体をシールするように構成している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記したような構成の従来のメカニカルシールでは、回転シールリング８やシ ールリングリテーナ７などの回転側部品および静止シールリング１４やコイルス プリング１７などの固定側部品といったメカニカルシール構成用の全ての部品を 回転軸２の外周面とケーシング１の内周面との間に形成される比較的狭い環状空 間内に、所定通りの順序で一々組込んで行く必要があるために、組込作業に多大 な手数と時間を要するという問題がある。しかも、各部品毎に取付け位置や傾き などを調整し、かつ確認しながら組込み作業を進行する必要があって、適正で精 度のよい組込みを行なうためには作業性が非常に困難となり、それ故に、所定の 密封機能を安定良く発揮させ得る組付け状態を得にくいという問題があった。

【０００７】 本考案は上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な 構成部品を付加するだけで、所定の密封機能を確実かつ安定良く発揮させ得る高 精度な組付けを容易に行なうことができるメカニカルシールを提供することを目 的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案に係るメカニカルシールは、ケーシングとこ のケーシングを貫通する回転軸との間に配置され、相互に摺接して密封流体をシ ールする回転シールリングおよび静止シールリングと、これらシールリングのう ち一方のシールリングの密封端面を他方のシールリングの密封端面に弾圧させる ように付勢するスプリング部材とを備えてなるメカニカルシールにおいて、上記 回転軸に、上記ケーシング側に固定可能なフランジよりも外方へ突出する部分を 有するスリーブを挿嵌させ、このスリーブの内端部側に上記回転シールリングを 含む回転側部品を固定保持させるとともに、上記突出部分に上記スリーブを回転 軸に対して一体回転可能に固定する固定具を取付けたものである。

【０００９】 特に、上記構成のメカニカルシールにおいて、上記ケーシングに固定可能なフ ランジ側に、上記静止シールリングおよびスプリング部材を含む静止側部品を一 体的に保持させることが好ましい。

【００１０】 また、上記回転シールリングおよび静止シールリングのうち少なくとも一方が 刃先状の密封端部を有していることが好ましい。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、メカニカルシールを構成する回転シールリングを含む回転側 部品が回転軸に挿嵌されるスリーブに一体に固定保持されて、それらがカートリ ッジ化されている。したがって、その回転側部品のカートリッジを回転軸に挿嵌 させるだけの単純な作業により、所定の密封機能を発揮するメカニカルシールを 容易に、かつ精度良く組込むことが可能である。

【００１２】 特に、静止側部品もケーシングに固定可能なフランジ側に一体的に保持させて カートリッジ化しておけば、メカニカルシール全体の組込みの容易性とともに、 組込み精度の一層の向上が図れる。

【００１３】 また、相互に摺接して密封流体をシールする回転および静止シールリングの少 なくとも一方を刃先状の密封端部とすれば、ラテックスのような凝固性の難密封 流体をシールするのに好適である。

【００１４】

【実施例】 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例によるメカニカルシールを適用した給水用ポンプにお ける軸封装置を示す縦断面図であり、同図において、１，２，７〜９，１２〜１ ５および１７は図３に示す従来例と同一部品であるため、該当部分に同一の符号 を付して、それらの説明を省略している。

【００１５】 図１において、１８は上記回転軸２に挿嵌されたスリーブであり、このスリー ブ１８の内端部側には径大部１８ａが一体形成されており、その径大部１８ａに シールリングリテーナ７がＯリング１９によりシールされた状態でセットスクリ ュー２０を介して固定され、かつ、このシールリングリテーナ７の軸封側の端面 に鋭利な刃先状の密封端部８ａを有する回転シールリング８が固定されている。

【００１６】 また、上記スリーブ１８の外端部側には、ケーシング１に嵌合・固定可能なフ ランジ部材９よりも外方へ突出する部分１８ｂが一体形成されており、その突出 部分１８ｂに該スリーブ１８を上記回転軸２に対して一体回転可能に固定する固 定具としてセットスクリュー２１が螺合されている。以上のようにして、回転シ ールリング８およびシールリングリテーナ７などの回転側部品とスリーブ１８と の組合わせからなる回転側カートリッジＡが構成されている。

【００１７】 一方、冷却液入口９ａおよび冷却液出口９ｂを有し上記回転軸２の外周におい て上記ケーシング１の外端部側に、両者間がＯリング２２によりシールされた状 態で嵌合・固定可能な上記のフランジ部材９の内周面にはカーボン製のブッシュ ２３が固定されているとともに、上記フランジ部材９の内面側に金属成形ベロー ズ１２を介して支持されたシールリングリテーナ１３に、上記回転シールリング ８の刃先状の密封端部８ａが摺接する平滑な密封端面１４ａを有する静止シール リング１４が固定されている。

【００１８】 また、上記フランジ部材９には、その先端が上記静止シールリング１４の内側 面付近にまで達するバッフルプレート１５が固着されており、このバッフルプレ ート１５の外周部において、上記フランジ部材９とシールリングリテーナ１３と の間に、スプリング部材としてのコイルスプリング１７を介装して、上記静止シ ールリング１４を回転シールリング８側に移動付勢させ、これにより、平滑密封 端面１４ａを刃先状の密封端部８ａに弾圧させて密封流体をシールするように構 成している。以上のようにして、静止シールリング１４、シールリングリテーナ １３、コイルスプリング１７およびバッフルプレート１５などの静止側部品とフ ランジ部材９とからなる静止側カートリッジＢが構成されている。

【００１９】 そして、上記フランジ部材９の外面で、かつ上記スリーブ１８の径方向で互い に相対向する箇所にはそれぞれ、図２に示すように、円形のセットプレート２４ がそれらの外周縁近くにおいてキャップ付ボルト２５を介してボルト軸心周りに 回転可能に取付けられている。これら円形セットプレート２４は、図２の仮想線 に示す姿勢から図２の実線に示す姿勢に１８０°回転させて、その内面を上記静 止側カートリッジＢの一構成部品であるブッシュ２３の外面に当接させるととも に、その外周縁の一部２４ａを上記スリーブ１８の外周面の一部に形成した切欠 溝１８ｃに係入させることにより、両カートリッジＡ，Ｂを正規の組込み状態に 抜止めるものである。

【００２０】 上記のような構成の軸封装置においては、メカニカルシールを構成する部品の うち回転シールリング８などの回転側部品を、回転軸２へ挿嵌される前の段階で スリーブ１８に対して所定の位置および傾き姿勢に取付けることにより、組付精 度のよい回転側カートリッジＡを構成することができる一方、静止シールリング １４などの静止側部品を、ケーシング１に嵌合・固定される前の段階でフランジ 部材９に対して所定の位置および傾き姿勢に取付けることにより、組付精度のよ い静止側カートリッジＢを構成することができる。

【００２１】 次に、上記スリーブ１８を回転軸２に外方から挿嵌させ、かつセットスクリュ ー２１を介して上記スリーブ１８を回転軸２に固定することで、上記回転側カー トリッジＡを組込む。続いて、フランジ部材９をケーシング１の外端部側に嵌合 ・固定し、この状態で、上記円形セットプレート２４を図２の仮想線に示す姿勢 から図２の実線に示す姿勢に１８０°回転させて、その内面を上記静止側カート リッジＢにおけるブッシュ２３の外面に当接させるとともに、その外周縁の一部 ２４ａを上記スリーブ１８外周面の切欠溝１８ｃに係入させることで、上記静止 側カートリッジＢを組込む。これによって、両カートリッジＡ，Ｂが正規の組込 み状態に抜止めされ、回転シールリング８の刃先状の密封端部８ａが静止シール リング１４の平滑な密封端面１４ａに弾圧状に摺接されて密封流体をシールする 所定のメカニカルシールを容易にかつ高精度に組込むことができる。

【００２２】 なお、上記実施例では、回転側および静止側ともにカートリッジ化したもので 説明したが、スリーブ１８を用いて回転側のみをカートリッジ化する場合でも、 従来に比べて組込作業性の向上を図れる。

【００２３】 また、上記回転シールリング８の刃先状の密封端部８ａとしては、難密封流体 であるラテックスのような凝固性流体をシールする場合、端面幅が１ｍｍ未満、 とくに０．５ｍｍ程度に設定することが好ましい。

【００２４】 また、上記実施例において、回転および静止の各シールリング８，１４の構成 材料としては、ＷＣを主体とする超硬合金、カーボンおよびセラミックの中から 任意に選択して、組合せ使用すればよい。また、セラミックとしては、ＳｉＣ， ＴｉＣ，ＢｕＣなどの炭化物系セラミック、Ａｌ₂ Ｏ₃ ，Ｃｒ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯ₂ ，ＺｒＯ₂ などの酸化物系セラミック、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＢＮ，ＴｉＮなどの窒化物 系セラミック、ＴｉＢ₂ ，ＺｎＢ₂ などの硼化物系セラミックのいずれであって もよい。

【００２５】 さらに、上記両シールリング８，１４の摺接面の面積や形状は上記実施例のも のに限らず、いかなる面積、形状のものであってもよい。

【００２６】

【考案の効果】 以上のように、本考案の請求項１によれば、メカニカルシールを構成する回転 シールリングを含む回転側部品を回転軸に挿嵌されるスリーブに一体に固定保持 させて、それらをカートリッジ化しているので、その回転側部品のカートリッジ を回転軸に挿嵌させるだけの単純な作業により、所定の密封機能を発揮するメカ ニカルシールを容易に組込むことができる。しかも、その組込み時に各部品の位 置や傾きなどを一々調整する必要がなく、組込み前の段階で各部品の位置などを 予め精度良くセットしておくことができるので、高精度で、所期の密封性能に優 れたメカニカルシールを得ることができるという効果を奏する。

【００２７】 また、本考案の請求項２によれば、静止側部品もケーシングに固定可能なフラ ンジ側に一体的に保持させてカートリッジ化しているので、メカニカルシール全 体の組込作業の一層の容易化を図り得るとともに、組込み精度をより一層向上す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるメカニカルシールを適
用した給水用ポンプにおける軸封装置を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１のＸ方向からの矢視図である。

【図３】従来のメカニカルシールを適用した給水用ポン
プにおける軸封装置を示す縦断図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 回転軸 ８ 回転シールリング ８ａ 密封端部 ９ フランジ部材 １４ 静止シールリング １４ａ 密封端面 １７ コイルスプリング（スプリング部材） １８ スリーブ １８ｂ 突出部分 ２１ セットスクリュー（固定具） Ａ 回転側カートリッジ Ｂ 静止側カートリッジ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングとこのケーシングを貫通する
   回転軸との間に配置され、相互に摺接して密封流体をシ
   ールする回転シールリングおよび静止シールリングと、
   これらシールリングのうち一方のシールリングの密封端
   面を他方のシールリングの密封端面に弾圧させるように
   付勢するスプリング部材とを備えてなるメカニカルシー
   ルにおいて、上記回転軸に、上記ケーシング側に固定可
   能なフランジよりも外方へ突出する部分を有するスリー
   ブを挿嵌させ、このスリーブの内端部側に上記回転シー
   ルリングを含む回転側部品を固定保持させるとともに、
   上記突出部分に上記スリーブを回転軸に対して一体回転
   可能に固定する固定具を取付けたことを特徴とするメカ
   ニカルシール。
2. 【請求項２】 上記フランジ側に、上記静止シールリン
   グおよびスプリング部材を含む静止側部品が一体的に保
   持されている請求項１のメカニカルシール。
3. 【請求項３】 上記回転シールリングおよび静止シール
   リングのうち少なくとも一方が刃先状の密封端部を有し
   ている請求項１のメンニカルシール。