JPH0765686B2 - 機械的シ−ル - Google Patents
機械的シ−ルInfo
- Publication number
- JPH0765686B2 JPH0765686B2 JP61501000A JP50100086A JPH0765686B2 JP H0765686 B2 JPH0765686 B2 JP H0765686B2 JP 61501000 A JP61501000 A JP 61501000A JP 50100086 A JP50100086 A JP 50100086A JP H0765686 B2 JPH0765686 B2 JP H0765686B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary
- seal ring
- housing
- rotating
- annular base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
- F04D29/126—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
この発明は、静止部材と回転部材との間に流体密封を与
える機械的シールに関する。特に、この発明は、例え
ば、流体ポンプのような回転式装置に設けて機械の静止
部と、前記静止部を貫通する駆動軸との間に流体密封を
施すにの適した機械的シールに関する。
える機械的シールに関する。特に、この発明は、例え
ば、流体ポンプのような回転式装置に設けて機械の静止
部と、前記静止部を貫通する駆動軸との間に流体密封を
施すにの適した機械的シールに関する。
回転自在な駆動軸を設けた流体ポンプのような回転式装
置においては、装置の駆動軸と静止部との間に密封のた
めの配慮が必要である。この目的のために機械的シール
がしばしば使用される。 従来の機械的シールは、回転シールリングと、これと密
封接触する静止シールリングからなり、この２つは共に
駆動軸と同心をなしている。このような機械的シールは
ドイツ特許第2345322号（DE−Ａ−2345322）に開示され
ている。この機械的シールによれば、静止シールリング
は機械的シールの静止部にしっかりと支持されており、
機械的シールは機械の静止部分に対して固定されてい
る。一方、回転シールリングは機械的シールの回転部に
しっかりと支持されている。前記回転部は駆動軸ととも
に回転し、駆動軸の半径方向の動きは防止されている
が、一定限の幅で軸方向の動きができるようになってい
る。機械的シールの回転部は、静止シールリングに対し
て押圧しているために回転シールリングと静止シールリ
ングとで効果的に密封する。また、機械的シールと駆動
軸との間では駆動軸の軸方向に限定的な相対運動が可能
となっている。これにより、機械的シールは軸方向の軸
揺れの補整ができるようになっている。
置においては、装置の駆動軸と静止部との間に密封のた
めの配慮が必要である。この目的のために機械的シール
がしばしば使用される。 従来の機械的シールは、回転シールリングと、これと密
封接触する静止シールリングからなり、この２つは共に
駆動軸と同心をなしている。このような機械的シールは
ドイツ特許第2345322号（DE−Ａ−2345322）に開示され
ている。この機械的シールによれば、静止シールリング
は機械的シールの静止部にしっかりと支持されており、
機械的シールは機械の静止部分に対して固定されてい
る。一方、回転シールリングは機械的シールの回転部に
しっかりと支持されている。前記回転部は駆動軸ととも
に回転し、駆動軸の半径方向の動きは防止されている
が、一定限の幅で軸方向の動きができるようになってい
る。機械的シールの回転部は、静止シールリングに対し
て押圧しているために回転シールリングと静止シールリ
ングとで効果的に密封する。また、機械的シールと駆動
軸との間では駆動軸の軸方向に限定的な相対運動が可能
となっている。これにより、機械的シールは軸方向の軸
揺れの補整ができるようになっている。
しかしながら、従来の機械的シールは、回転シールリン
グが機械的シールの回転部に直接固定されているため
に、軸の半径方向のずれを有効に補整することができな
いという欠点がある。
グが機械的シールの回転部に直接固定されているため
に、軸の半径方向のずれを有効に補整することができな
いという欠点がある。
この発明はかかる現況に鑑みてなされたもので、その目
的は、機械的シール内部で弾性を持たせて支持されてお
り、そのために回転シールリングと静止シールリングと
の間の相対運動が可能となり、熱膨張や不整合のような
変化を補整することが可能である回転シールリングを有
する機械的シールを提供せんとするものである。
的は、機械的シール内部で弾性を持たせて支持されてお
り、そのために回転シールリングと静止シールリングと
の間の相対運動が可能となり、熱膨張や不整合のような
変化を補整することが可能である回転シールリングを有
する機械的シールを提供せんとするものである。
この発明の１形態によれば、静止部材と回転部材との間
に流体密封を与える機械的シールは、回転部材に装着し
てこれと共に回転するようにした回転部と、静止部材に
装着した静止部からなり、前記静止部は密封面を有する
静止シールリングを備えている。一方、前記回転部は、
回転部材の回転軸と同心をなす回転ハウジングの内側に
形成した円形凹部内に回転シールリングを有しており、
前記回転シールリングは先端面に密封面を有して前記円
形凹部に弾性的に支持されており、回転シールリング及
び静止シールリングの密封面は互いに接している。 回転シールリングは、弾性支持を与えるためにエラスト
マー材で形成した環状台部で支持することが望ましい。 回転シールリングを回転ハウジングに固定するには、回
転シールリングをエラストマー材の環状台部に接着その
他の方法で固定し、環状台部に第１の係合手段を設け
て、これを回転ハウジング内に設けた第２の係合手段と
係合させればよい。好ましくは、第１係合手段は環状台
部に少なくとも１つの半径方向の突起部を設け、前記突
起部が第２係合手段を構成する回転ハウジング内の対応
凹部に嵌合するようにする。 環状台部の外周面に円周方向のリブを少なくとも１つ設
け、環状台部を歪めることなく円形凹部に環状台部（及
びその内部の回転シールリング）の挿入を容易にするこ
とが好ましい。 回転ハウジングは、回転部と共に回転するよう回転部材
上に配設され、回転部材に固定されるスリーブに装着す
るのが好ましい。回転部材には回転ハウジングとスリー
ブを連結する手段を設けて、この２つが互いに違った回
転をしないようにする一方、一定限度で相対的軸方向の
動きが可能になるようにする。さらに、回転部材の回転
軸に対して軸方向に回転ハウジングを押圧させる手段を
設けて、回転シールリング及び静止シールリングの各密
封面を押圧接触させる。前記押圧手段には円錐形ばねを
設け、その内周部がスリーブに、外周部が回転ハウジン
グに作用するようにしてもよい。 この発明の他の態様によれば、回転シールリングとこの
シールリングを機械的シールの回転部に対して弾性を持
たせて支持するための略環状弾性台部を２つ組み合わせ
て用いる。回転シールリングは環状台部に接着し、環状
台部は回転部内の円形凹部に嵌合自在であって、第１係
合手段とこれに対応して回転部内に形成した第２係合手
段が係合するようになっている。 第１係合手段は環状台部に半径方向の突起部を少なくと
も１つ形成し、前記半径方向の突起部を第２係合手段で
ある回転部内の対応凹部に嵌合させるのが望ましい。 好ましくは、弾性環状台部の外周部に円周方向のリブを
少なくとも１つ設ける。
に流体密封を与える機械的シールは、回転部材に装着し
てこれと共に回転するようにした回転部と、静止部材に
装着した静止部からなり、前記静止部は密封面を有する
静止シールリングを備えている。一方、前記回転部は、
回転部材の回転軸と同心をなす回転ハウジングの内側に
形成した円形凹部内に回転シールリングを有しており、
前記回転シールリングは先端面に密封面を有して前記円
形凹部に弾性的に支持されており、回転シールリング及
び静止シールリングの密封面は互いに接している。 回転シールリングは、弾性支持を与えるためにエラスト
マー材で形成した環状台部で支持することが望ましい。 回転シールリングを回転ハウジングに固定するには、回
転シールリングをエラストマー材の環状台部に接着その
他の方法で固定し、環状台部に第１の係合手段を設け
て、これを回転ハウジング内に設けた第２の係合手段と
係合させればよい。好ましくは、第１係合手段は環状台
部に少なくとも１つの半径方向の突起部を設け、前記突
起部が第２係合手段を構成する回転ハウジング内の対応
凹部に嵌合するようにする。 環状台部の外周面に円周方向のリブを少なくとも１つ設
け、環状台部を歪めることなく円形凹部に環状台部（及
びその内部の回転シールリング）の挿入を容易にするこ
とが好ましい。 回転ハウジングは、回転部と共に回転するよう回転部材
上に配設され、回転部材に固定されるスリーブに装着す
るのが好ましい。回転部材には回転ハウジングとスリー
ブを連結する手段を設けて、この２つが互いに違った回
転をしないようにする一方、一定限度で相対的軸方向の
動きが可能になるようにする。さらに、回転部材の回転
軸に対して軸方向に回転ハウジングを押圧させる手段を
設けて、回転シールリング及び静止シールリングの各密
封面を押圧接触させる。前記押圧手段には円錐形ばねを
設け、その内周部がスリーブに、外周部が回転ハウジン
グに作用するようにしてもよい。 この発明の他の態様によれば、回転シールリングとこの
シールリングを機械的シールの回転部に対して弾性を持
たせて支持するための略環状弾性台部を２つ組み合わせ
て用いる。回転シールリングは環状台部に接着し、環状
台部は回転部内の円形凹部に嵌合自在であって、第１係
合手段とこれに対応して回転部内に形成した第２係合手
段が係合するようになっている。 第１係合手段は環状台部に半径方向の突起部を少なくと
も１つ形成し、前記半径方向の突起部を第２係合手段で
ある回転部内の対応凹部に嵌合させるのが望ましい。 好ましくは、弾性環状台部の外周部に円周方向のリブを
少なくとも１つ設ける。
以下に、この発明を２つの実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図中、第１図は流体ポンプに取り付
けた機械的シールの第１実施例を示す縦断面図、第２図
は第１図の機械的シールの拡大縦断面図、第３図は第１
図の機械的シールの取り付け方法を示す部分縦断面図、
第４図は第１図の機械的シールの回転部のうち、回転シ
ールリングとその弾性環状台部との一部を切り欠いた斜
視図、第５図は流体ポンプ内に取り付けた機械的シール
の第２実施例を示す縦断面図である。 第１図〜第４図に示す第１実施例は、流体ポンプ13に取
り付けた機械的シール11を示す。流体ポンプ13はポンプ
ハウジング15、ポンプハウジング15内での回転を行う回
転子17及び回転子17を回転させるための駆動軸19を含
む。ポンプハウジング15の内側にはアダプタプレート21
が取り付けられており、前記回転子17を回転可能に包み
込んでいる。機械的シール11は、第１図に示すように、
流体ポンプ13のアダプタプレート21と駆動軸19の間に取
り付けられる。機械的シール11は、アダプタプレート21
に固着するようにした静止部23と駆動軸19に固着するよ
うにした回転部25とからなる。 機械的シール11の細部を示す第２図を特に参照すると、
静止部23は固定支持部31の側面に装着用フランジ33を形
成してなる。前記装着用フランジ33にはねじ孔が複数個
設けられて、第１図に示すように固定支持部31をポンプ
ハウジング15の内側に固着したアダプタプレート21に装
着するための装着用ボルト37が螺合するようになってい
る。固着支持部31の内周面には円形凹部39が形成され、
静止シールリング43が嵌合されている。静止シールリン
グ43は外周面に配設したＯリング44により半径方向に支
持されている。ピン45の一端を固定支持部31に埋設して
いる。ピン45の他端は静止シールリング43に形成した切
欠46内に位置し、これにより固定支持部31に相対的な回
転に対して静止シールリング43が固定される。静止シー
ルリング43は固定支持部31の側面から突出しており、固
定支持部31から突出した先端面が密封面47を形成してい
る。 一方、回転部25は、締付けねじ53によってポンプの駆動
軸19に取り付けられるスリーブ51に装着されている。締
付けねじ53はスリーブ51の一端側に設けた半径方向の穴
55に螺合することによってスリーブ51を駆動軸19に固定
している。前記スリーブ51の穴55とは反対側の端には回
転ハウジング57が配設されている。前記回転ハウジング
57はスリーブ51に連結され、スリーブ51と共に回転させ
ると同時に、スリーブ51に相対的な軸方向の動きが一定
限度内で可能となるように設けられている。回転ハウジ
ング57とスリーブ51の連結は、回転ハウジング57とスリ
ーブ51の間に取り付けた一対の直径方向に対向する打込
みキー59によって行なわれる。 回転ハウジング57の静止部23に対向する面には、円形凹
部61が形成されており、前記円形凹部61は固定支持部31
に形成した円形凹部39に面している。そして、前記円形
凹部61内には回転シールリング63が弾力的に支持されて
いる。即ち、回転シールリング63は、第２図に最もよく
示されるように、エラストマー材で形成した略環状台部
64を介して円形凹部61に装着されており、回転シールリ
ング63の一端は環状台部64に埋設され、露出した他端
は、第４図に最もよく示されるように、静止シールリン
グ43の密封面47と密封かつ摺動可能な状態で当接する密
封面65を形成してる。 環状台部64は第１係合手段を有し、これが回転ハウジン
グ57内に設けた対応する第２係合手段と係合することに
より、回転ハウジング57に相対的な回転に対して環状台
部64を固定している。即ち、第１係合手段は複数の半径
方向の突起部67であって、第４図に示すように、環状台
部64の外周面に一体に設けられている。環状台部64に形
成した突起部67は、円形凹部61の円形表面61aに形成し
た対応凹部68に嵌合する。前記対応凹部68が前記第２係
合手段を構成する。前記対応凹部68に環状台部64の突起
部67が係合することにより、環状台部64と回転ハウジン
グ57が堅固に係合され、その結果回転ハウジング57と回
転シールリング63が堅固に係合される。従って、回転ハ
ウジング57からの回転トルクが効果的に回転シールリン
グ63に伝えることができる。 突起部67により回転ハウジング57と環状台部64が機械的
に結合されることに加え、環状台部64が円形凹部61内に
あるときは、環状台部64と回転ハウジング57の間には摩
擦力が働く。環状台部64と回転ハウジング57との間の摩
擦による係合は、回転ハウジング57から回転シールリン
グ63に回転トルクを伝えるための助けとなる。第４図に
示すように、エラストマー材の環状台部64の外周部には
円周方向に一対のリブ71が間隔をあけて設けられてい
る。前記リブ71は環状台部64の形状を不必要に歪めるこ
となくエラストマー材の環状台部64を回転ハウジング57
の円形凹部61に挿入するのに役立っている。リブ71を用
いることにより、エラストマー材の環状台部64の外周面
と円形凹部61の円形表面61aとの接触面が小さくなり、
そのため環状台部64を挿入する際に湾曲する危険が少な
くなるからである。 環状台部64の内周面には完全なフランジの形をしたワイ
パー部73が形成されており、前記ワイパー部73が駆動軸
19に装着したスリーブ51と接触して環状台部64とスリー
ブ51を密封している。 回転シールリング63及び静止シールリング43は炭化タン
グステンや炭化シリコン等の耐摩耗性材料で作られる。 機械的シール11を流体ポンプ13に取り付けると、上記説
明から明らかなように、回転シールリング63と静止シー
ルリング43の当接面は押圧接触する。これは回転ハウジ
ング57をスリーブ51に対し軸方向にずらして、回転シー
ルリング63を静止シールリング43に押し付けることによ
り達成される。スリーブ51に対する回転ハウジング57の
軸方向へのずらしは、この２つを連結している打込みキ
ー59によって可能となる。即ち、回転ハウジング57をス
リーブ51に対してずらすには、回転ハウジング57とスリ
ーブ51との間で作用する偏向手段75を用いる。偏向手段
75はネオプレンあるいはビトン（Viton）等のエラスト
マー材の被覆79を施した円錐形ばね77として形成され
る。円錐形ばね77の内周部はスリーブ51の周囲に円周方
向に形成した外向きの凹部81に嵌合し、円錐形ばね77の
外周部は回転ハウジング57の内部に円周方向に設けた内
向きの凹部83と嵌合している。円錐形ばね77の外側面85
はポンプによって汲み出される流体と接触するため、第
２図に示すように摩耗に備えて肉厚となっている。 機械的シール11をポンプに取り付ける際、回転シールリ
ング63と静止シールリング43の当接面の間に所定の予圧
を与えておく必要がある。図３に示すように、回転シー
ルリング63と静止シールリング43との間に予圧を与える
には、着脱自在な調節板87が複数個円周方向に間隔をあ
けて設けることによって行うことができる。前記調節板
87は、その内側端部がスリーブ51の外部に円周方向に形
成した溝89に嵌合しており、外側端部はボルト91を介し
て固定支持部41の装着用フランジ33に着脱自在に取り付
けられている。各調節板87が正しい位置にあるとき、そ
の面の１つがフランジ33の面33aを圧迫し、もう一方の
面が円周方向の凹部の面89aを圧迫する。静止シールリ
ング43を回転シールリング63との間に予圧がない場合に
は、スリーブ51の凹部89はフランジ33に対して角度をな
し、そのためボルト91を締め付けるまで調節板87はフラ
ンジ33の面33aに対して角度を設けて位置決めされるこ
とになる（第３図参照）。ボルト91を締めると、調節板
87の外側端部はフランジ33の面33aと当節するまで起立
するように動く。調節板87が起立するように動くとスリ
ーブ51はフランジ33に対して軸方向の動きをする。これ
により、回転シールリング63と静止シールリング43との
間に予圧がかかる。そして、フランジ33がポンプハウジ
ング15のアダプタプレート21に固定され、スリーブ51が
ポンプの駆動軸19に固定されてから調節板87を取り外せ
ばよい。 Ｏリング状シール93が、第１図に示すように、静止部23
の固定支持部31と流体ポンプ13のアダプタプレート21と
の間に設けられている。さらに、Ｏリング状シール95が
回転部25のスリーブ51と流体ポンプ13の駆動軸19との間
に設けられている。 この発明の機械的シール11は固い粒子の懸濁液等、摩耗
性媒体を汲い出すポンプに特に好適である。第１図はこ
の種のポンプを示した。静止シールリング43及び回転シ
ールリング63はそれぞれ汲い出されるべき液体と直接接
触させ、この液体を潤滑剤として利用する。固定支持部
31の面31aを傾斜させて潤滑作用のために静止シールリ
ング43、回転シールリング63に液体が連続して流れるよ
うにする。 機械的シール11の静止部23はスリーブ51から離してその
間に間隔97を形成する。この間隔97を介して回転シール
リング63及び静止シールリング43に加圧水を送り、シー
ル面の大気と触れる側にできるスケールその他沈澱物を
洗い流す。 第５図は機械的シールの第２実施例を示す。機械的シー
ルの第２実施例は、回転シールリング63及び静止シール
リング43をスリーブ51の両端部に設け、密封面を２箇所
とした点を除けば第１実施例と全く同一である。従っ
て、同一構成には同一符号を付してその説明は省略す
る。この実施例の場合には２つの密封面にある領域101
に冷媒を導入して除熱できるようになっている。 この発明の範囲は上記２つの実施例に限定されるもので
はない。この発明は、例えばポンプ以外の回転式装置に
応用できるものである。
て詳細に説明する。図中、第１図は流体ポンプに取り付
けた機械的シールの第１実施例を示す縦断面図、第２図
は第１図の機械的シールの拡大縦断面図、第３図は第１
図の機械的シールの取り付け方法を示す部分縦断面図、
第４図は第１図の機械的シールの回転部のうち、回転シ
ールリングとその弾性環状台部との一部を切り欠いた斜
視図、第５図は流体ポンプ内に取り付けた機械的シール
の第２実施例を示す縦断面図である。 第１図〜第４図に示す第１実施例は、流体ポンプ13に取
り付けた機械的シール11を示す。流体ポンプ13はポンプ
ハウジング15、ポンプハウジング15内での回転を行う回
転子17及び回転子17を回転させるための駆動軸19を含
む。ポンプハウジング15の内側にはアダプタプレート21
が取り付けられており、前記回転子17を回転可能に包み
込んでいる。機械的シール11は、第１図に示すように、
流体ポンプ13のアダプタプレート21と駆動軸19の間に取
り付けられる。機械的シール11は、アダプタプレート21
に固着するようにした静止部23と駆動軸19に固着するよ
うにした回転部25とからなる。 機械的シール11の細部を示す第２図を特に参照すると、
静止部23は固定支持部31の側面に装着用フランジ33を形
成してなる。前記装着用フランジ33にはねじ孔が複数個
設けられて、第１図に示すように固定支持部31をポンプ
ハウジング15の内側に固着したアダプタプレート21に装
着するための装着用ボルト37が螺合するようになってい
る。固着支持部31の内周面には円形凹部39が形成され、
静止シールリング43が嵌合されている。静止シールリン
グ43は外周面に配設したＯリング44により半径方向に支
持されている。ピン45の一端を固定支持部31に埋設して
いる。ピン45の他端は静止シールリング43に形成した切
欠46内に位置し、これにより固定支持部31に相対的な回
転に対して静止シールリング43が固定される。静止シー
ルリング43は固定支持部31の側面から突出しており、固
定支持部31から突出した先端面が密封面47を形成してい
る。 一方、回転部25は、締付けねじ53によってポンプの駆動
軸19に取り付けられるスリーブ51に装着されている。締
付けねじ53はスリーブ51の一端側に設けた半径方向の穴
55に螺合することによってスリーブ51を駆動軸19に固定
している。前記スリーブ51の穴55とは反対側の端には回
転ハウジング57が配設されている。前記回転ハウジング
57はスリーブ51に連結され、スリーブ51と共に回転させ
ると同時に、スリーブ51に相対的な軸方向の動きが一定
限度内で可能となるように設けられている。回転ハウジ
ング57とスリーブ51の連結は、回転ハウジング57とスリ
ーブ51の間に取り付けた一対の直径方向に対向する打込
みキー59によって行なわれる。 回転ハウジング57の静止部23に対向する面には、円形凹
部61が形成されており、前記円形凹部61は固定支持部31
に形成した円形凹部39に面している。そして、前記円形
凹部61内には回転シールリング63が弾力的に支持されて
いる。即ち、回転シールリング63は、第２図に最もよく
示されるように、エラストマー材で形成した略環状台部
64を介して円形凹部61に装着されており、回転シールリ
ング63の一端は環状台部64に埋設され、露出した他端
は、第４図に最もよく示されるように、静止シールリン
グ43の密封面47と密封かつ摺動可能な状態で当接する密
封面65を形成してる。 環状台部64は第１係合手段を有し、これが回転ハウジン
グ57内に設けた対応する第２係合手段と係合することに
より、回転ハウジング57に相対的な回転に対して環状台
部64を固定している。即ち、第１係合手段は複数の半径
方向の突起部67であって、第４図に示すように、環状台
部64の外周面に一体に設けられている。環状台部64に形
成した突起部67は、円形凹部61の円形表面61aに形成し
た対応凹部68に嵌合する。前記対応凹部68が前記第２係
合手段を構成する。前記対応凹部68に環状台部64の突起
部67が係合することにより、環状台部64と回転ハウジン
グ57が堅固に係合され、その結果回転ハウジング57と回
転シールリング63が堅固に係合される。従って、回転ハ
ウジング57からの回転トルクが効果的に回転シールリン
グ63に伝えることができる。 突起部67により回転ハウジング57と環状台部64が機械的
に結合されることに加え、環状台部64が円形凹部61内に
あるときは、環状台部64と回転ハウジング57の間には摩
擦力が働く。環状台部64と回転ハウジング57との間の摩
擦による係合は、回転ハウジング57から回転シールリン
グ63に回転トルクを伝えるための助けとなる。第４図に
示すように、エラストマー材の環状台部64の外周部には
円周方向に一対のリブ71が間隔をあけて設けられてい
る。前記リブ71は環状台部64の形状を不必要に歪めるこ
となくエラストマー材の環状台部64を回転ハウジング57
の円形凹部61に挿入するのに役立っている。リブ71を用
いることにより、エラストマー材の環状台部64の外周面
と円形凹部61の円形表面61aとの接触面が小さくなり、
そのため環状台部64を挿入する際に湾曲する危険が少な
くなるからである。 環状台部64の内周面には完全なフランジの形をしたワイ
パー部73が形成されており、前記ワイパー部73が駆動軸
19に装着したスリーブ51と接触して環状台部64とスリー
ブ51を密封している。 回転シールリング63及び静止シールリング43は炭化タン
グステンや炭化シリコン等の耐摩耗性材料で作られる。 機械的シール11を流体ポンプ13に取り付けると、上記説
明から明らかなように、回転シールリング63と静止シー
ルリング43の当接面は押圧接触する。これは回転ハウジ
ング57をスリーブ51に対し軸方向にずらして、回転シー
ルリング63を静止シールリング43に押し付けることによ
り達成される。スリーブ51に対する回転ハウジング57の
軸方向へのずらしは、この２つを連結している打込みキ
ー59によって可能となる。即ち、回転ハウジング57をス
リーブ51に対してずらすには、回転ハウジング57とスリ
ーブ51との間で作用する偏向手段75を用いる。偏向手段
75はネオプレンあるいはビトン（Viton）等のエラスト
マー材の被覆79を施した円錐形ばね77として形成され
る。円錐形ばね77の内周部はスリーブ51の周囲に円周方
向に形成した外向きの凹部81に嵌合し、円錐形ばね77の
外周部は回転ハウジング57の内部に円周方向に設けた内
向きの凹部83と嵌合している。円錐形ばね77の外側面85
はポンプによって汲み出される流体と接触するため、第
２図に示すように摩耗に備えて肉厚となっている。 機械的シール11をポンプに取り付ける際、回転シールリ
ング63と静止シールリング43の当接面の間に所定の予圧
を与えておく必要がある。図３に示すように、回転シー
ルリング63と静止シールリング43との間に予圧を与える
には、着脱自在な調節板87が複数個円周方向に間隔をあ
けて設けることによって行うことができる。前記調節板
87は、その内側端部がスリーブ51の外部に円周方向に形
成した溝89に嵌合しており、外側端部はボルト91を介し
て固定支持部41の装着用フランジ33に着脱自在に取り付
けられている。各調節板87が正しい位置にあるとき、そ
の面の１つがフランジ33の面33aを圧迫し、もう一方の
面が円周方向の凹部の面89aを圧迫する。静止シールリ
ング43を回転シールリング63との間に予圧がない場合に
は、スリーブ51の凹部89はフランジ33に対して角度をな
し、そのためボルト91を締め付けるまで調節板87はフラ
ンジ33の面33aに対して角度を設けて位置決めされるこ
とになる（第３図参照）。ボルト91を締めると、調節板
87の外側端部はフランジ33の面33aと当節するまで起立
するように動く。調節板87が起立するように動くとスリ
ーブ51はフランジ33に対して軸方向の動きをする。これ
により、回転シールリング63と静止シールリング43との
間に予圧がかかる。そして、フランジ33がポンプハウジ
ング15のアダプタプレート21に固定され、スリーブ51が
ポンプの駆動軸19に固定されてから調節板87を取り外せ
ばよい。 Ｏリング状シール93が、第１図に示すように、静止部23
の固定支持部31と流体ポンプ13のアダプタプレート21と
の間に設けられている。さらに、Ｏリング状シール95が
回転部25のスリーブ51と流体ポンプ13の駆動軸19との間
に設けられている。 この発明の機械的シール11は固い粒子の懸濁液等、摩耗
性媒体を汲い出すポンプに特に好適である。第１図はこ
の種のポンプを示した。静止シールリング43及び回転シ
ールリング63はそれぞれ汲い出されるべき液体と直接接
触させ、この液体を潤滑剤として利用する。固定支持部
31の面31aを傾斜させて潤滑作用のために静止シールリ
ング43、回転シールリング63に液体が連続して流れるよ
うにする。 機械的シール11の静止部23はスリーブ51から離してその
間に間隔97を形成する。この間隔97を介して回転シール
リング63及び静止シールリング43に加圧水を送り、シー
ル面の大気と触れる側にできるスケールその他沈澱物を
洗い流す。 第５図は機械的シールの第２実施例を示す。機械的シー
ルの第２実施例は、回転シールリング63及び静止シール
リング43をスリーブ51の両端部に設け、密封面を２箇所
とした点を除けば第１実施例と全く同一である。従っ
て、同一構成には同一符号を付してその説明は省略す
る。この実施例の場合には２つの密封面にある領域101
に冷媒を導入して除熱できるようになっている。 この発明の範囲は上記２つの実施例に限定されるもので
はない。この発明は、例えばポンプ以外の回転式装置に
応用できるものである。
上記説明から明らかなように、この発明によれば回転部
における回転シールリングを弾性を持たせて支持したか
ら、軸方向のみならず軸の半径方向に対してのずれも容
易に補整することができる。 図面の簡単な説明 第１図は流体ポンプに取り付けた機械的シールの第１実
施例を示す縦断面図、第２図は第１図の機械的シールの
拡大縦断面図、第３図は第１図の機械的シールの取り付
け方法を示す部分縦断面図、第４図は第１図の機械的シ
ールの回転部の回転シールリングとその弾性環状台部と
の一部を切り欠いた斜視図、第５図は流体ポンプ内に取
り付けた機械的シールの第２実施例を示す縦断面図であ
る。 11は機械的シール、13は流体ポンプ、15はポンプハウジ
ング、17は回転子、19は駆動軸、21はアダプタプレー
ト、23は静止部、25は回転部、31は固定支持部、33は装
着用フランジ、37は装着用ボルト、39は円形凹部、43は
静止シールリング、44はＯリング、45はピン、46は切欠
き、47は密封面、51はスリーブ、53は締付けねじ、55は
穴、57は回転ハウジング、59は打込みキー、61は円形凹
部、63は回転シールリング、64は環状台部、65は密封
面、67は突起部、68は対応凹部、71はリブ、73はワイパ
ー部、75は偏向手段、77は円錐形ばね、79は被覆、81は
凹部、83は凹部、85は外側面、87は調節板、89は溝、91
はボルト、93はＯリング状シール、95はＯリング状シー
ル、97は間隔、101は領域
における回転シールリングを弾性を持たせて支持したか
ら、軸方向のみならず軸の半径方向に対してのずれも容
易に補整することができる。 図面の簡単な説明 第１図は流体ポンプに取り付けた機械的シールの第１実
施例を示す縦断面図、第２図は第１図の機械的シールの
拡大縦断面図、第３図は第１図の機械的シールの取り付
け方法を示す部分縦断面図、第４図は第１図の機械的シ
ールの回転部の回転シールリングとその弾性環状台部と
の一部を切り欠いた斜視図、第５図は流体ポンプ内に取
り付けた機械的シールの第２実施例を示す縦断面図であ
る。 11は機械的シール、13は流体ポンプ、15はポンプハウジ
ング、17は回転子、19は駆動軸、21はアダプタプレー
ト、23は静止部、25は回転部、31は固定支持部、33は装
着用フランジ、37は装着用ボルト、39は円形凹部、43は
静止シールリング、44はＯリング、45はピン、46は切欠
き、47は密封面、51はスリーブ、53は締付けねじ、55は
穴、57は回転ハウジング、59は打込みキー、61は円形凹
部、63は回転シールリング、64は環状台部、65は密封
面、67は突起部、68は対応凹部、71はリブ、73はワイパ
ー部、75は偏向手段、77は円錐形ばね、79は被覆、81は
凹部、83は凹部、85は外側面、87は調節板、89は溝、91
はボルト、93はＯリング状シール、95はＯリング状シー
ル、97は間隔、101は領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−185464（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−109168（ＪＰ，Ｕ)
Claims (8)
- 【請求項１】静止部材と回転部材の間で流体密封を行う
機械的シールにおいて、回転部材に装着してこれと共に
回転するようにした回転部と、静止部材に装着される静
止部とからなり、前記静止部は密封面を有する静止シー
ルリングを有し、一方、前記回転部は回転ハウジングの
内側の円形凹部に装着したエラストマー材の環状台部に
よって弾性的に支持した回転シールリングを有してお
り、前記回転ハウジングは回転部材の回転軸と同心をな
し軸方向への移動が可能であり、前記環状台部の内周面
には駆動軸に装着したスリーブと接触して環状台部とス
リーブとの間を密封する内向きのワイパー部が形成され
ており、前記回転シールリングは先端面に密封面を有し
ており、回転シールリング先端面の密封面と静止シール
リングの密封面とは互いに密封接触していることを特徴
とする機械的シール。 - 【請求項２】前記回転シールリングを環状台部に接着ま
たは嵌合により固定し、前記環状台部には第１係合手段
を設け、この第１の係合手段に対応する第２係合手段を
回転ハウジングに設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の機械的シール。 - 【請求項３】前記第１係合手段が環状台部外周面に半径
方向に突設した少なくとも１つの突起部からなり、前記
第２係合手段が回転ハウジングに対応して設けた凹部か
らなり、前記突起部が前記凹部に嵌合することを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載の機械的シール。 - 【請求項４】前記環状台部がその外周面に円周方向のリ
ブを少なくとも１つ有することを特徴とする特許請求の
範囲第２項または第３項に記載の機械的シール。 - 【請求項５】前記回転ハウジングは回転部材に固定され
たスリーブに相対的な回転を防止する連結手段により連
結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
第４項のいずれか１項に記載の機械的シール。 - 【請求項６】前記回転ハウジングは回転部材に固定され
たスリーブとの間に設けた偏向手段により相対的な軸方
向の運動を可能とされ、回転ハウジングを回転部材の駆
動軸に対して軸方向に押圧して、回転シールリングと静
止シールリングの各密封面を密封接触させることを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に
記載の機械的シール。 - 【請求項７】前記偏向手段が円錐形ばねであり、その内
周部がスリーブに作用し、外周部が回転ハウジングに作
用することを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
機械的シール。 - 【請求項８】前記偏向手段はその内周部がスリーブの外
周部に形成した外向きの凹部に嵌合し、外周部が回転ハ
ウジングの内部に設けた内向きの凹部と嵌合しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の機械的シ
ール。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPG911085 | 1985-02-01 | ||
| AU9110 | 1985-02-01 | ||
| PCT/AU1986/000023 WO1986004655A1 (en) | 1985-02-01 | 1986-01-31 | Mechanical seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62501985A JPS62501985A (ja) | 1987-08-06 |
| JPH0765686B2 true JPH0765686B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61501000A Expired - Lifetime JPH0765686B2 (ja) | 1985-02-01 | 1986-01-31 | 機械的シ−ル |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0211051B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0765686B2 (ja) |
| CA (1) | CA1334762C (ja) |
| DE (1) | DE3675705D1 (ja) |
| FI (1) | FI863948A0 (ja) |
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| US5028205A (en) * | 1989-12-14 | 1991-07-02 | Ingersoll-Rand Company | Oil scavenger system for a seal for a rotary shaft |
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| AU694279B2 (en) * | 1994-11-24 | 1998-07-16 | Flowserve Management Company | Belleville spring |
| DE9420534U1 (de) * | 1994-12-23 | 1995-02-16 | Friatec-Rheinhütte GmbH & Co, 65203 Wiesbaden | Pumpenaggregat |
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| FR2958990B1 (fr) | 2010-04-14 | 2015-01-16 | Commissariat Energie Atomique | Element d'etancheite a rondelle conique elastique et enveloppe pour exercer un tarage |
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| CN102116309B (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-25 | 上海阿波罗机械股份有限公司 | 一种用于离心泵上的机械密封装置 |
| CN104832452A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-08-12 | 四川大禹机械密封件制造有限公司 | 机械密封装置 |
| WO2017210715A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Weir Minerals Australia Ltd | Mechanical seal |
| CN109779915A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-05-21 | 安徽银龙泵阀股份有限公司 | 一种具有密封结构的可拆式离心泵 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB992877A (en) * | 1963-05-07 | 1965-05-26 | Smith & Sons Ltd S | Improvements in or relating to thrust rings or bearings |
| US3370856A (en) * | 1965-01-05 | 1968-02-27 | Textron Inc | Fluid seals for abrasive material |
| AU2297167A (en) * | 1968-06-11 | 1969-12-18 | A. Flavell Proprietary Limited | Improvements relating to sealing devices |
| IT991358B (it) * | 1973-02-13 | 1975-07-30 | Pechiney Aluminium | Guarnizione rotante di tenuta |
| US4253713A (en) * | 1979-10-22 | 1981-03-03 | Disposable Waste Systems, Inc. | High integrity fluid pressure rotary shaft seal |
| US4418919A (en) * | 1983-03-01 | 1983-12-06 | Borg-Warner Corporation | Mechanical seals with setting block for use with slurry pumps |
-
1986
- 1986-01-31 DE DE8686901017T patent/DE3675705D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-31 EP EP19860901017 patent/EP0211051B1/en not_active Expired
- 1986-01-31 HU HU861374A patent/HUT45307A/hu unknown
- 1986-01-31 CA CA 500904 patent/CA1334762C/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-01-31 WO PCT/AU1986/000023 patent/WO1986004655A1/en active IP Right Grant
- 1986-01-31 JP JP61501000A patent/JPH0765686B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-30 FI FI863948A patent/FI863948A0/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1986004655A1 (en) | 1986-08-14 |
| JPS62501985A (ja) | 1987-08-06 |
| CA1334762C (en) | 1995-03-14 |
| DE3675705D1 (de) | 1991-01-03 |
| EP0211051A1 (en) | 1987-02-25 |
| HUT45307A (en) | 1988-06-28 |
| FI863948A (fi) | 1986-09-30 |
| FI863948A0 (fi) | 1986-09-30 |
| EP0211051B1 (en) | 1990-11-22 |
| EP0211051A4 (en) | 1987-09-30 |
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