JPH0726613Y2 - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
- Publication number
- JPH0726613Y2 JPH0726613Y2 JP3653490U JP3653490U JPH0726613Y2 JP H0726613 Y2 JPH0726613 Y2 JP H0726613Y2 JP 3653490 U JP3653490 U JP 3653490U JP 3653490 U JP3653490 U JP 3653490U JP H0726613 Y2 JPH0726613 Y2 JP H0726613Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- shaft
- sealing surface
- fixed ring
- annular groove
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- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、メカニカルシール、特にガス圧縮機、ポンプ
などの高圧回転機械の軸封部に適用されるメカニカルシ
ールに関する。
などの高圧回転機械の軸封部に適用されるメカニカルシ
ールに関する。
従来の技術 第３図は従来のメカニカルシールの一例を示し、第４図
はその回転リング軸封面（摺動面）を示す。
はその回転リング軸封面（摺動面）を示す。
これらの図において、メカニカルシールは回転リング１
と固定リング２とで軸封面を形成して高圧室３と低圧室
４との間をシールするものであり、回転リング１は回転
軸５に一対の軸スリーブ6,7を介して固定されている。
一方、固定リング２は、回転軸５を囲繞するケーシング
８にシールハウジング９を介して取付けられるととも
に、ばね10により回転リング１に向って押付けられてい
る。
と固定リング２とで軸封面を形成して高圧室３と低圧室
４との間をシールするものであり、回転リング１は回転
軸５に一対の軸スリーブ6,7を介して固定されている。
一方、固定リング２は、回転軸５を囲繞するケーシング
８にシールハウジング９を介して取付けられるととも
に、ばね10により回転リング１に向って押付けられてい
る。
そして、固定リング２の軸封面には環状溝11が設けられ
ているとともに、この環状溝11を高圧室３に連通する連
通孔12が固定リング２の円周方向に複数個設けられてい
る。
ているとともに、この環状溝11を高圧室３に連通する連
通孔12が固定リング２の円周方向に複数個設けられてい
る。
また、第４図に良く示されているように、固定リング２
の軸封面における環状溝11で区画された半径方向外側の
高圧側部分（軸受部摺動面）13には、回転軸５の回転に
より環状溝11内の流体を外周方向すなわち高圧室３側方
向へ移送するためのらせん溝14が円周方向に複数個設け
られている。これらのらせん溝14は、固定リング２の環
状溝11内より始まり、固定リング２の外縁部と環状溝11
の半径方向の中間部まで延びるように設けられている。
の軸封面における環状溝11で区画された半径方向外側の
高圧側部分（軸受部摺動面）13には、回転軸５の回転に
より環状溝11内の流体を外周方向すなわち高圧室３側方
向へ移送するためのらせん溝14が円周方向に複数個設け
られている。これらのらせん溝14は、固定リング２の環
状溝11内より始まり、固定リング２の外縁部と環状溝11
の半径方向の中間部まで延びるように設けられている。
しかして、固定リング２の軸封面における環状溝11で区
画された半径方向内側の低圧側部分（シール部摺動面）
15は、高圧室３と連通孔12を通して連通する環状溝11内
の流体が低圧力室４へ流出するのを抑制するためのシー
ル部であり、また環状溝11より半径方向外側の前述した
軸受部摺動面13はらせん溝14を有するスラスト軸受とし
て作用する。
画された半径方向内側の低圧側部分（シール部摺動面）
15は、高圧室３と連通孔12を通して連通する環状溝11内
の流体が低圧力室４へ流出するのを抑制するためのシー
ル部であり、また環状溝11より半径方向外側の前述した
軸受部摺動面13はらせん溝14を有するスラスト軸受とし
て作用する。
そして、固定リング２の背面に作用する高圧室３側の流
体圧による軸方向の力及びシールハウシング９に設けた
ばね10による押付け力と、軸封する摺動隙間内で発生す
るシール部での流体圧及び回転軸５の回転により発生す
るスラスト軸受部の流体圧による軸方向力とが釣合うよ
うに、固定リング２は軸方向に微小変位し、回転リング
１と固定リング２との間の微小な摺動隙間が保持され
る。
体圧による軸方向の力及びシールハウシング９に設けた
ばね10による押付け力と、軸封する摺動隙間内で発生す
るシール部での流体圧及び回転軸５の回転により発生す
るスラスト軸受部の流体圧による軸方向力とが釣合うよ
うに、固定リング２は軸方向に微小変位し、回転リング
１と固定リング２との間の微小な摺動隙間が保持され
る。
なお、第３図において、16,17,18,19,20はそれぞれＯリ
ング、21,22,23はそれぞれ回り止めピン、24は止め金、
25,26はそれぞれ取付けボルトである。
ング、21,22,23はそれぞれ回り止めピン、24は止め金、
25,26はそれぞれ取付けボルトである。
考案が解決しようとする課題 以上述べた従来のメカニカルシールでは、固定リング２
の背面に作用する流体圧の力と軸封面に作用する流体圧
の力及び固定リング２の軸封面に設けたらせん溝14によ
り回転軸５の回転とともに発生するスラスト軸受効果に
よる流体圧の昇圧による力が釣合うように、固定リング
２が軸方向に移動する。
の背面に作用する流体圧の力と軸封面に作用する流体圧
の力及び固定リング２の軸封面に設けたらせん溝14によ
り回転軸５の回転とともに発生するスラスト軸受効果に
よる流体圧の昇圧による力が釣合うように、固定リング
２が軸方向に移動する。
このため、低速回転時には、上記スラスト軸受効果によ
る流体圧の上昇分が小さいため、回転リング１と固定リ
ング２とが接触する。このため、シール流体として潤滑
性に乏しい水やガスを使用する場合には、回転リング１
と固定リング２との接触回転により、軸封面の摩耗を生
じ、特に通常回転側を交換しない条件で固定リング２よ
り回転リング１の材料硬度を上げて使われているため、
固定リング２の軸封面に設けられているらせん溝14の深
さが軸封面の摩耗により経年的に浅くなって、スラスト
軸受効果が変化し、その結果高速回転時の固定リング２
と回転リング１との間の摺動隙間が変化するため、長期
使用時に安定したシール特性を得られないという不具合
がある。
る流体圧の上昇分が小さいため、回転リング１と固定リ
ング２とが接触する。このため、シール流体として潤滑
性に乏しい水やガスを使用する場合には、回転リング１
と固定リング２との接触回転により、軸封面の摩耗を生
じ、特に通常回転側を交換しない条件で固定リング２よ
り回転リング１の材料硬度を上げて使われているため、
固定リング２の軸封面に設けられているらせん溝14の深
さが軸封面の摩耗により経年的に浅くなって、スラスト
軸受効果が変化し、その結果高速回転時の固定リング２
と回転リング１との間の摺動隙間が変化するため、長期
使用時に安定したシール特性を得られないという不具合
がある。
本考案は、このような従来技術の課題を解決するために
なされたもので、固定リングと回転リングとの間の摺動
隙間を長期使用においても安定して保持でき、安定した
シール特性が得られるメカニカルシールを提供すること
を目的とする。
なされたもので、固定リングと回転リングとの間の摺動
隙間を長期使用においても安定して保持でき、安定した
シール特性が得られるメカニカルシールを提供すること
を目的とする。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために、本考案は、回転軸に固定
した回転リングと、該回転軸を囲繞するケーシングに取
付けらればねにより前記回転リングに向って押付けられ
る固定リングとで軸封面を形成して高圧室と低圧室との
間をシールし、前記固定リングの軸封面には環状溝を設
けているとともに、この環状溝を前記高圧室に連通する
連通孔を固定リングの円周方向に複数個設けてなるメカ
ニカルシールにおいて、前記固定リングの軸封面におけ
る環状溝で区画された半径方向外側の高圧側部分に相対
する前記回転リングの軸封面の部分に、回転軸の回転に
より前記固定リングの環状溝内の流体を前記高圧室側方
向へ移送するらせん溝を円周方向に複数個設け、かつ前
記固定リングの少なくとも軸封面を回転リングの軸封面
よりも材料硬度の低い材料で形成したものである。
した回転リングと、該回転軸を囲繞するケーシングに取
付けらればねにより前記回転リングに向って押付けられ
る固定リングとで軸封面を形成して高圧室と低圧室との
間をシールし、前記固定リングの軸封面には環状溝を設
けているとともに、この環状溝を前記高圧室に連通する
連通孔を固定リングの円周方向に複数個設けてなるメカ
ニカルシールにおいて、前記固定リングの軸封面におけ
る環状溝で区画された半径方向外側の高圧側部分に相対
する前記回転リングの軸封面の部分に、回転軸の回転に
より前記固定リングの環状溝内の流体を前記高圧室側方
向へ移送するらせん溝を円周方向に複数個設け、かつ前
記固定リングの少なくとも軸封面を回転リングの軸封面
よりも材料硬度の低い材料で形成したものである。
作用 上記の手段によれば、回転リングの軸封面に設けられた
複数個のらせん溝は、従来例によれば固定リングの軸封
面に設けられているらせん溝と同様に、回転軸の回転に
より固定リングの軸封面に設けられている環状溝内の流
体を高圧室側方向へ移送することにより、スラスト軸受
としての機能を果す。
複数個のらせん溝は、従来例によれば固定リングの軸封
面に設けられているらせん溝と同様に、回転軸の回転に
より固定リングの軸封面に設けられている環状溝内の流
体を高圧室側方向へ移送することにより、スラスト軸受
としての機能を果す。
そして、低速回転時には、回転リングと固定リングは上
記スラスト軸受効果が小さいため接触して作動するが、
この接触による軸封面の摩耗は材料硬度の低い固定リン
グの軸封面側にのみ生じて、回転リングの軸封面にはほ
とんど生ぜず、したがってこの回転リングの軸封面に設
けられているらせん溝の深さの変化は生じない。
記スラスト軸受効果が小さいため接触して作動するが、
この接触による軸封面の摩耗は材料硬度の低い固定リン
グの軸封面側にのみ生じて、回転リングの軸封面にはほ
とんど生ぜず、したがってこの回転リングの軸封面に設
けられているらせん溝の深さの変化は生じない。
実施例 以下第１図及び第２図を参照して本考案の一実施例につ
いて詳述する。なお、これらの図において、第３図及び
第４図に示した従来例のものと同一の部分には同一の符
号を付して、重複する説明は省略する。
いて詳述する。なお、これらの図において、第３図及び
第４図に示した従来例のものと同一の部分には同一の符
号を付して、重複する説明は省略する。
第１図及び第２図に示すように、本考案によれば、固定
リング２の軸封面における環状溝11で区画された半径方
向外側の高圧側部分（第４図に示した従来例における軸
受部摺動面13に相当する）に相対する回転リング１の軸
封面の部分に、回転軸５の回転により固定リング２の環
状溝11内の流体を高圧室３側方向へ移送するらせん溝31
が円周方向に複数個設けられ、固定リング２の軸封面に
は従来例の如きらせん溝14は設けられていない。
リング２の軸封面における環状溝11で区画された半径方
向外側の高圧側部分（第４図に示した従来例における軸
受部摺動面13に相当する）に相対する回転リング１の軸
封面の部分に、回転軸５の回転により固定リング２の環
状溝11内の流体を高圧室３側方向へ移送するらせん溝31
が円周方向に複数個設けられ、固定リング２の軸封面に
は従来例の如きらせん溝14は設けられていない。
また、本考案によれば、固定リング２の少なくとも軸封
面は回転リング１の軸封面よりも材料硬度の低い材料で
形成されている。この点に関し、本実施例によれば、固
定リング２は、第３図に示した従来例における固定リン
グ２のほぼ半分の大きさとされて、回転リング１の材料
よりも硬度の低い材料で形成され、シールハウジング９
には支持リング32を介して取付けられ、この支持リング
32とシールハウジング９との間にばね10、Ｏリング20及
び回り止めピン23が介装されているとともに、固定リン
グ２と支持リング32との間にもＯリング33及び回り止め
ピン34が介装されている。
面は回転リング１の軸封面よりも材料硬度の低い材料で
形成されている。この点に関し、本実施例によれば、固
定リング２は、第３図に示した従来例における固定リン
グ２のほぼ半分の大きさとされて、回転リング１の材料
よりも硬度の低い材料で形成され、シールハウジング９
には支持リング32を介して取付けられ、この支持リング
32とシールハウジング９との間にばね10、Ｏリング20及
び回り止めピン23が介装されているとともに、固定リン
グ２と支持リング32との間にもＯリング33及び回り止め
ピン34が介装されている。
以上述べた構成のメカニカルシールにおいて、固定リン
グ２の軸方向には高圧室３の流体圧及び支持リング32の
背面のばね10の力が作用し、固定リング２は回転リング
１に押付けられている。
グ２の軸方向には高圧室３の流体圧及び支持リング32の
背面のばね10の力が作用し、固定リング２は回転リング
１に押付けられている。
そして、回転軸５の回転数が十分大きい条件では、回転
リング１の軸封面に設けられている複数個のらせん溝31
によって固定リング２の環状溝11内の流体を高圧室３側
に移送することにより発生する流体圧と固定リング２の
環状溝11から低圧室４へ流入する流体圧が作用する。
リング１の軸封面に設けられている複数個のらせん溝31
によって固定リング２の環状溝11内の流体を高圧室３側
に移送することにより発生する流体圧と固定リング２の
環状溝11から低圧室４へ流入する流体圧が作用する。
この場合、回転リング１のらせん溝31部で発生する流体
力は、回転リング１と固定リング２との間の摺動隙間に
よって変化するため、固定リング２に作用する背面の流
体力とばね10の力の和と摺動隙間内で発生する流体力の
和が等しくなるように、固定リング２は軸方向に移動す
る。
力は、回転リング１と固定リング２との間の摺動隙間に
よって変化するため、固定リング２に作用する背面の流
体力とばね10の力の和と摺動隙間内で発生する流体力の
和が等しくなるように、固定リング２は軸方向に移動す
る。
しかし、低回転数条件では、回転軸５の回転により、ら
せん溝31の効果によって発生する流体力が小さく、固定
リング２と回転リング１とは接触している。このため、
両者の接触摺動により軸封面の摩耗が生じるが、両者の
材料硬度の違いにより、すなわち材料硬度の低い固定リ
ング２の軸封面にのみ摩耗が生じて、回転リング１の軸
封面にはほとんど生ぜず、したがってこの回転リング１
の軸封面に設けられているよりらせん溝31の深さは変化
しない。
せん溝31の効果によって発生する流体力が小さく、固定
リング２と回転リング１とは接触している。このため、
両者の接触摺動により軸封面の摩耗が生じるが、両者の
材料硬度の違いにより、すなわち材料硬度の低い固定リ
ング２の軸封面にのみ摩耗が生じて、回転リング１の軸
封面にはほとんど生ぜず、したがってこの回転リング１
の軸封面に設けられているよりらせん溝31の深さは変化
しない。
そして、回転軸５の回転により、らせん溝31の効果によ
って発生する流体圧は、前記の作動摺動隙間の関数であ
るとともに、らせん溝31の深さの関数でもあるため、起
動、停止時等の低速運転条件によって回転リング１の摩
耗が発生しないため、高速回転条件においても、らせん
溝31の深さは変化しない。
って発生する流体圧は、前記の作動摺動隙間の関数であ
るとともに、らせん溝31の深さの関数でもあるため、起
動、停止時等の低速運転条件によって回転リング１の摩
耗が発生しないため、高速回転条件においても、らせん
溝31の深さは変化しない。
考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、メカニカルシール
における回転リングの軸封面に設けた複数個のらせん溝
が回転軸の回転により固定リングの軸封面に設けた環状
溝内の流体を高圧室側方向へ移送することにより、スラ
スト軸受として機能し、低速回転時には回転リングと固
定リングは上記スラスト軸受効果が小さいため接触して
作動するが、この接触による軸封面の摩耗は材料硬度の
低い固定リングの軸封面側にのみ生じて、回転リングの
軸封面にはほとんど生せず、この回転リングの軸封面側
に設けたらせん溝の深さは変化しないので、安定した流
体圧力を発生することができ、したがって固定リングと
回転リングとの間の摺動隙間を長期使用においても安定
して保持でき、安定したシール特性を得ることができ
る。
における回転リングの軸封面に設けた複数個のらせん溝
が回転軸の回転により固定リングの軸封面に設けた環状
溝内の流体を高圧室側方向へ移送することにより、スラ
スト軸受として機能し、低速回転時には回転リングと固
定リングは上記スラスト軸受効果が小さいため接触して
作動するが、この接触による軸封面の摩耗は材料硬度の
低い固定リングの軸封面側にのみ生じて、回転リングの
軸封面にはほとんど生せず、この回転リングの軸封面側
に設けたらせん溝の深さは変化しないので、安定した流
体圧力を発生することができ、したがって固定リングと
回転リングとの間の摺動隙間を長期使用においても安定
して保持でき、安定したシール特性を得ることができ
る。
第１図は本考案によるメカニカルシールの一例を示す断
面図、第２図はその回転リングの軸封面を示す図、第３
図は従来のメカニカルシールを示す断面図、第４図はそ
の固定リングの軸封面を示す図である。 １……回転リング、２……固定リング、３……高圧室、
４……低圧室、５……回転軸、６、７……軸スリーブ、
８……ケーシング、９……シールハウジング、10……ば
ね、11……環状溝、12……連通孔、13……軸受部摺動
面、14……らせん溝、15……シール部摺動面、31……ら
せん溝、32……支持リング。
面図、第２図はその回転リングの軸封面を示す図、第３
図は従来のメカニカルシールを示す断面図、第４図はそ
の固定リングの軸封面を示す図である。 １……回転リング、２……固定リング、３……高圧室、
４……低圧室、５……回転軸、６、７……軸スリーブ、
８……ケーシング、９……シールハウジング、10……ば
ね、11……環状溝、12……連通孔、13……軸受部摺動
面、14……らせん溝、15……シール部摺動面、31……ら
せん溝、32……支持リング。
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸に固定した回転リングと、該回転軸
を囲繞するケーシングに取付けらればねにより前記回転
リングに向って押付けられる固定リングとで軸封面を形
成して高圧室と低圧室との間をシールし、前記固定リン
グの軸封面には環状溝を設けているとともに、この環状
溝を前記高圧室に連通する連通孔を固定リングの円周方
向に複数個設けてなるメカニカルシールにおいて、前記
固定リングの軸封面における環状溝で区画された半径方
向外側の高圧側部分に相対する前記回転リングの軸封面
の部分に、回転軸の回転により前記固定リングの環状溝
内の流体を前記高圧室側方向へ移送するらせん溝を円周
方向に複数個設け、かつ前記固定リングの少なくとも軸
封面を回転リングの軸封面よりも材料硬度の低い材料で
形成したことを特徴とするメカニカルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3653490U JPH0726613Y2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3653490U JPH0726613Y2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | メカニカルシール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03127869U JPH03127869U (ja) | 1991-12-24 |
| JPH0726613Y2 true JPH0726613Y2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=31542848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3653490U Expired - Fee Related JPH0726613Y2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | メカニカルシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726613Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7370864B2 (en) * | 2003-02-28 | 2008-05-13 | A.W. Chesterton Company | Balanced mechanical seal assembly |
| JP4699946B2 (ja) * | 2006-06-09 | 2011-06-15 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール装置 |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP3653490U patent/JPH0726613Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03127869U (ja) | 1991-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |