JPH086818B2 - Seal for rotating shaft - Google Patents

Seal for rotating shaft

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JPH086818B2
JPH086818B2 JP1114010A JP11401089A JPH086818B2 JP H086818 B2 JPH086818 B2 JP H086818B2 JP 1114010 A JP1114010 A JP 1114010A JP 11401089 A JP11401089 A JP 11401089A JP H086818 B2 JPH086818 B2 JP H086818B2
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packing
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ピーチュ ギュンター
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ブローム ウント フォス アクチェンゲゼルシャフト
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • B63H2023/327—Sealings specially adapted for propeller shafts or stern tubes

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液体状媒体を気体状媒体に対してシールす
るための回転するシャフトに対するシール構造、特に船
舶の船尾管に対するシール構造であって、シャフトまた
はシャフトブッシュのまわりに配置され、シャフトまた
はシャフトブッシュにシール状態に接触する少なくとも
１つの半径方向にのびる主リップパッキンと、シャフト
またはシャフトブッシュのまわりに配置され、通常運転
時はその接触端縁がシャフトまたはシャフトブッシュか
ら離れた位置をとるが、主リップパッキンの故障時には
接触端縁がシャフトまたはシャフトブッシュに圧接する
位置をとる少なくとも１つの半径方向にのびる予備リッ
プパッキンを備えたシール構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal structure for a rotating shaft for sealing a liquid medium against a gaseous medium, and more particularly to a stern tube of a ship, the shaft comprising: Or at least one radially extending main lip packing arranged around the shaft bush and sealingly contacting the shaft or the shaft bush, and arranged around the shaft or shaft bush, the contact edge of which in normal operation is The invention relates to a sealing arrangement with at least one radially extending spare lip packing which is located away from the shaft or shaft bushing but whose contact edge is in pressure contact with the shaft or shaft bushing in the event of failure of the main lip packing.

従来の技術 従来のこの種のシール構造としては、例えば、ドイツ
国特許第202842号明細書に記載のものがある。このシー
ル構造においては、半径方向にのびる予備のパッキンを
含むすべての半径方向にのびるリップパッキンを保持す
る支持部材が、軸方向に変位しないように配置されたシ
ャフトまたはシャフトブッシュに対して軸方向に運動し
得るようになっているか、あるいは支持部材は軸方向に
変位しないように配置され、シャフトまたはブッシュが
軸方向に運動し得るようになっている。このためパッキ
ンの接触端縁はシャフト表面またはブッシュ表面から持
ち上げられ、または間隔をおいて配置されている。そし
て、これらのいずれの場合においても、予備リップパッ
キンは、軸方向の運動の一方の終端位置においてシャフ
ト上面またはブッシュ上面から離れ、他方の終端位置に
おいてシャフト上面またはブッシュ上面に接触するよう
になっている。2. Description of the Related Art As a conventional sealing structure of this type, for example, there is one described in German Patent No. 202842. In this sealing structure, the support member holding all the radially extending lip packings including the radially extending spare packing is axially moved with respect to the shaft or the shaft bush arranged so as not to be displaced in the axial direction. It is either movable or the support member is arranged so as not to be displaced axially so that the shaft or bush can move axially. For this reason, the contact edges of the packing are lifted or spaced from the shaft or bush surface. In any of these cases, the auxiliary lip packing is separated from the shaft upper surface or the bush upper surface at one end position of the axial movement and comes into contact with the shaft upper surface or the bush upper surface at the other end position. There is.

発明が解決しようとする課題 この構成は多大の製造コストを必要とし、しかも、多
くの場合、かかるコストに見合うだけの予備リップパッ
キンによる運転安全性は達成され得ないという欠点を有
している。SUMMARY OF THE INVENTION This arrangement has the disadvantage that it requires a great deal of manufacturing costs and that in many cases the operational safety of the spare lip packing cannot be achieved to justify the cost.

したがって、本発明の課題は、かかる欠点を解消すべ
く、より低コストで製造可能な半径方向にのびる予備リ
ップパッキンを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a spare lip packing that extends in the radial direction and that can be manufactured at a lower cost in order to eliminate such drawbacks.

課題を解決するための手段およびその作用 上記の課題を解決すべく、本発明によれば、液体状媒
体を気体状媒体に対してシールするための回転するシャ
フトに対するシール構造であって、シャフトまたはシャ
フトブッシュのまわりに配置され、シャフトまたはシャ
フトブッシュにシール状態に接触する少なくとも１つの
半径方向にのびる主リップパッキンと、シャフトまたは
シャフトブッシュのまわりに配置され、通常運転時にそ
の接触端縁がシャフトまたはシャフトブッシュから離れ
る第１の位置と、主リップパッキンの故障時に接触端縁
がシャフトまたはシャフトブッシュをシールすべくシャ
フトまたはシャフトブッシュに対して押しつけられる第
２の位置の２つの位置をとる少なくとも１つの半径方向
にのびる弾性変形可能な中空の予備リップパッキンと、
予備リップパッキンの空洞に接続され、空洞内に加圧媒
体を導入することによって予備リップパッキンを第１の
位置から第２の位置まで動かす圧力管路を備えたシール
構造において、加圧媒体は加圧水からなり、予備リップ
パッキンには空洞から気体状媒体側の空間に通じる複数
の孔が形成され、孔の開口は、予備リップパッキンの接
触端縁の近傍において円周方向に分布していることを特
徴とする回転するシャフトに対するシール構造が構成さ
れる。Means for Solving the Problem and Its Action In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a seal structure for a rotating shaft for sealing a liquid medium against a gaseous medium, the shaft or At least one radially extending main lip packing disposed around the shaft bush and sealingly contacting the shaft or the shaft bush, and disposed around the shaft or shaft bush, the contact edge of which in normal operation is the shaft or At least one of two positions, a first position away from the shaft bushing and a second position in which the contact edge is pressed against the shaft or shaft bushing to seal the shaft or shaft bushing in the event of failure of the main lip packing. An elastically deformable hollow core that extends radially. With lip packing
In a seal structure having a pressure line connected to the cavity of the auxiliary lip packing and moving the auxiliary lip packing from the first position to the second position by introducing the pressurized medium into the cavity, the pressurized medium is pressurized water. The preliminary lip packing is formed with a plurality of holes communicating from the cavity to the space on the gaseous medium side, and the openings of the holes are circumferentially distributed in the vicinity of the contact edge of the preliminary lip packing. A seal structure for the characteristic rotating shaft is constructed.

シャフトまたはシャフトブッシュに対する中空リング
状の半径方向にのびるリップパッキンは、既に知られて
いる（ドイツ国公開特許第2606813号、フランス国公開
特許第2315045号）が、このリップパッキンは主リップ
パッキンに対する半径方向にのびる予備リップパッキン
ではなく、むしろ一時的なシャフトのシールを必要とす
るにすぎない装置に対する主リップパッキンである。A hollow ring-shaped radially extending lip packing for a shaft or a shaft bush is already known (German Published Patent No. 2606813 and French Published Patent No. 2315045), but this lip packing has a radius relative to the main lip packing. It is not a directional spare lip packing, but rather a primary lip packing for devices that only require temporary shaft sealing.

中空リング状の半径方向にのびるリップパッキンとす
ることによって製造コストの低減が図れることは明らか
である。なぜならば、このリップパッキンは、圧力管路
および制御部を介して圧縮源に接続された弾性変形可能
な中空リングのみからなっているからである。It is obvious that the manufacturing cost can be reduced by using the hollow ring-shaped lip packing extending in the radial direction. This is because this lip packing consists only of an elastically deformable hollow ring connected to the compression source via the pressure line and the control.

本発明の好ましい実施例によれば、予備リップパッキ
ンの孔の開口の領域にはそれぞれ、溝が円周方向に形成
されていることにより、孔から流出する水が流体力学的
に接触端縁に向かう方向に送られる。このように加圧水
を意図的に僅かに漏れ出させることによって、予備リッ
プパッキンの加圧水による潤滑がなされる。According to a preferred embodiment of the invention, grooves are formed circumferentially in the respective areas of the openings of the holes of the auxiliary lip packing, so that the water flowing out of the holes is hydrodynamically brought into contact with the contact edges. It is sent in the direction to go. By intentionally leaking the pressurized water slightly in this way, the preliminary lip packing is lubricated with the pressurized water.

本発明の別の好ましい実施例によれば、回転するシャ
フトは船舶の船尾管からなり、外部の水が空気に対して
シールされるようになっており、２つの主リップパッキ
ンがシャフトの軸方向に並んで、外部の水に面して配置
され、予備リップパッキンは主リップパッキンの前方に
おいて外部の水に面して配置されている。According to another preferred embodiment of the invention, the rotating shaft comprises the stern tube of the ship, such that the external water is sealed against the air, and the two main lip packings are axial in the shaft. The secondary lip packing is arranged to face the external water, and the auxiliary lip packing is arranged to face the external water in front of the main lip packing.

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、予備リ
ップパッキンは、主リップパッキンのそれぞれに対して
備えられている。According to yet another preferred embodiment of the present invention, a spare lip packing is provided for each of the main lip packings.

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、予備リ
ップパッキンの接触端縁に及ぼされる圧力が調整可能に
なっている。According to a further preferred embodiment of the invention, the pressure exerted on the contact edge of the spare lip packing is adjustable.

また、半径方向にのびるリップパッキンの代わりにス
ライドリングパッキンを使用することもできる。Also, a slide ring packing can be used instead of the radial lip packing.

実施例 第１図は船舶の船尾管に適用された本発明によるシー
ル構造を示す軸方向断面図である。第１図において、ブ
ッシュ（２）がスクリューシャフト（１）のまわりに配
置されている。シャフト（１）は、図示しない軸受に支
持され、軸受は取付け部材（３）に支持されている。ブ
ッシュ（２）には、これの外側を包囲するシールハウジ
ング（４）が固定されている。Embodiment FIG. 1 is an axial sectional view showing a seal structure according to the present invention applied to a stern tube of a ship. In FIG. 1, a bush (2) is arranged around the screw shaft (1). The shaft (1) is supported by a bearing (not shown), and the bearing is supported by a mounting member (3). A seal housing (4) surrounding the outside of the bush (2) is fixed.

ハウジング（４）は、互いに密着した状態で軸方向に
並んで配置されたハウジング（4.1）、（4.2）、（4.
3）および（4.4）からなっている。船首よりの３つのハ
ウジングリング（4.2）、（4.3）および（4.4）のうち
の隣接するハウジングリングの間には、それぞれ半径方
向にのびる主リップパッキン（5.1）および（5.2）が挟
持され、ブッシュ（２）のまわりに配置されている。ま
た、最も船尾よりのハウジングリング（4.1）は、シャ
フト（１）の外側を直接包囲しており、ハウジングリン
グ（4.1）におけるシャフトに向かって開口した内側凹
部内には、予備リップパッキン（６）が取り付けられ、
シャフト（１）のまわりに配置されている。The housings (4) are arranged side by side in the axial direction in close contact with each other, and the housings (4.1), (4.2), (4.
It consists of 3) and (4.4). Between the adjacent housing rings of the three housing rings (4.2), (4.3) and (4.4) from the bow, the main lip packings (5.1) and (5.2) extending in the radial direction are respectively sandwiched, and the bushes are held. It is placed around (2). Further, the housing ring (4.1) closest to the stern directly surrounds the outer side of the shaft (1), and the spare lip packing (6) is provided in the inner recess of the housing ring (4.1) which is open toward the shaft. Is attached,
It is arranged around the shaft (1).

主リップパッキン（5.1）、（5.2）は、外部の水
（Ｗ）に面して配置されている。これらのパッキンの前
方には、予備リップパッキン（６）が外部の水（Ｗ）に
面して配置されている。The main lip packings (5.1) and (5.2) are arranged facing the external water (W). In front of these packings, a spare lip packing (6) is arranged facing the external water (W).

主リップパッキン（5.1）、（5.2）は、通常の方法で
中身の詰まったパッキンとして形成される一方、予備リ
ップパッキン（６）は、弾性変形可能な中空のリップパ
ッキンとして形成されている。The main lip packings (5.1) and (5.2) are formed as solid packings by a conventional method, while the auxiliary lip packings (6) are formed as elastically deformable hollow lip packings.

予備リップパッキン（６）は、通常運転時にその接触
端縁（６′）がシャフト（１）から離れる第１の位置
と、主リップパッキン（5.1）、（5.2）の故障時に接触
端縁（６′）がシャフト（１）をシールすべくシャフト
（１）に対して押しつけられる第２の位置の２つの位置
をとるようになっている。The spare lip packing (6) has a first position where the contact edge (6 ') moves away from the shaft (1) during normal operation, and a contact edge (6) when the main lip packing (5.1), (5.2) fails. ′) Takes two positions, a second position which is pressed against the shaft (1) to seal the shaft (1).

予備リップパッキン（６）の空洞（７）には、空洞内
に加圧水を導入するとによって予備リップパッキン
（６）を第１の位置から第２の位置まで動かす圧力管路
（８）の一端が接続されている。加圧管路（８）の他端
は、加圧水を供給するための図示はしない圧縮源に接続
されている。Connected to the cavity (7) of the spare lip packing (6) is one end of a pressure line (8) that moves the spare lip packing (6) from the first position to the second position by introducing pressurized water into the cavity. Has been done. The other end of the pressure conduit (8) is connected to a compression source (not shown) for supplying pressurized water.

こうして、予備リップパッキン（６）の空洞（７）に
加圧水の供給が行われないとき、弾性的な反発力によっ
て、予備リップパッキン（６）の接触端縁（６′）は、
シャフト（１）の上面からわずかに間隔をおいた位置に
ある。Thus, when the pressurized water is not supplied to the cavity (7) of the preliminary lip packing (6), the contact edge (6 ') of the preliminary lip packing (6) is changed by the elastic repulsive force.
Located slightly above the upper surface of the shaft (1).

空洞（７）に加圧水の供給が行われると、予備リップ
パッキン（６）は変形し、その接触端縁（６′）がシャ
フト（１）の上面に対して押しつけられる。その際に、
加圧水の圧力を適当に調節することにより、接触端縁
（６′）を簡単に所望の接触圧でシャフト（１）に圧接
させることができる。When the pressurized water is supplied to the cavity (7), the preliminary lip packing (6) is deformed and its contact edge (6 ') is pressed against the upper surface of the shaft (1). At that time,
By appropriately adjusting the pressure of the pressurized water, the contact edge (6 ') can be easily pressed against the shaft (1) with a desired contact pressure.

予備リップパッキン（６）は、通常運転時、すなわち
主リップパッキンが通常の機能を発揮している時は、シ
ャフト（１）から間隔をおいた位置にある。The spare lip packing (6) is in a position spaced from the shaft (1) during normal operation, that is, when the main lip packing is performing its normal function.

主リップパッキン（5.1）、（5.2）が故障し、または
洩れを発生するようになると、図示しない検知・通報シ
ステムによって、予備リップパッキン（６）が第１の位
置から第２の位置に動かされ、極めて効果的な緊急用パ
ッキンとして機能する。When the main lip packing (5.1) or (5.2) fails or leaks, the backup lip packing (6) is moved from the first position to the second position by a detection / notification system (not shown). , Acts as an extremely effective emergency packing.

第２図に示したように、予備リップパッキン（６）に
は空洞（７）から気体状媒体側の空間に通じる複数の孔
（９）が形成されている。孔（９）の開口は、予備リッ
プパッキン（６）の接触端縁（６′）の近傍において円
周方向に分布している。この孔（９）は、予備リップパ
ッキン（６）の接触端縁（６′）の潤滑にとって十分な
水膜を常時形成することを可能とする。As shown in FIG. 2, the preliminary lip packing (6) is formed with a plurality of holes (9) communicating from the cavity (7) to the space on the gaseous medium side. The openings of the holes (9) are circumferentially distributed in the vicinity of the contact edges (6 ') of the spare lip packing (6). This hole (9) makes it possible to always form a water film sufficient for the lubrication of the contact edge (6 ') of the spare lip packing (6).

さらに、予備リップパッキン（６）の孔（９）の開口
の領域にはそれぞれ、溝（10）が円周方向に形成されて
いる。この溝（10）によって、孔（９）から流出する水
が流体力学的に接触端縁（６′）に向かう方向に送ら
れ、この方向に沿って水膜の発生が促進され、潤滑が効
果的に行われるようになっている。Further, grooves (10) are circumferentially formed in the areas of the openings of the holes (9) of the auxiliary lip packing (6). By this groove (10), the water flowing out from the hole (9) is sent in the direction of the hydrodynamic direction toward the contact edge (6 '), the generation of the water film is promoted along this direction, and the lubrication is effective. It is supposed to be done.

発明の効果 以上のように本発明によれば、予備リップパッキンを
弾性変形可能な中空のリップパッキンとし、緊急時にリ
ップパッキンの空洞内に加圧水を導入して作動せしめる
ようにしたので、予備リップパッキンの構造が極めて簡
単となり、製造コストの低減が図れる。さらには、予備
リップパッキンの空洞内に導入された加圧水を意図的に
接触端縁の近傍領域から外部にわずかに漏れ出させるよ
うにしたので、予備リップパッキンの接触端縁の効果的
な潤滑を達成することができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, since the spare lip packing is a hollow lip packing that can be elastically deformed, and pressurized water is introduced into the cavity of the lip packing in an emergency to operate the spare lip packing. The structure is extremely simple and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the pressurized water introduced into the cavity of the spare lip packing is intentionally leaked slightly to the outside from the area near the contact edge, effective lubrication of the contact edge of the spare lip packing is achieved. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、船舶の船尾管に適用された本発明によるシー
ル構造の、軸方向に沿った断面図、 第２図は、第１図のシール構造における予備リップパッ
キンの要部を示す部分拡大図である。 （１）……シャフト （２）……ブッシュ （4.1），（4.2），（4.3），（4.4）……ハウジングリ
ング （5.1），（5.2）……主リップパッキン （６）……予備リップパッキン （６′）……接触端縁 （７）……空洞 （９）……孔 （10）……溝 （Ｗ）……液体状媒体 （Ｌ）……気体状媒体FIG. 1 is an axial sectional view of a seal structure according to the present invention applied to a stern tube of a ship, and FIG. 2 is a partially enlarged view showing a main part of a spare lip packing in the seal structure of FIG. It is a figure. (1) …… Shaft (2) …… Bushing (4.1), (4.2), (4.3), (4.4) …… Housing ring (5.1), (5.2) …… Main lip packing (6) …… Spare lip Packing (6 ′) …… Contact edge (7) …… Cavity (9) …… Hole (10) …… Groove (W) …… Liquid medium (L) …… Gaseous medium

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】液体状媒体（Ｗ）を気体状媒体（Ｌ）に対
してシールするための回転するシャフトに対するシール
構造であって、 シャフト（１）またはシャフトブッシュ（２）のまわり
に配置され、前記シャフト（１）または前記シャフトブ
ッシュ（２）にシール状態に接触する少なくとも１つの
半径方向にのびる主リップパッキン（5.1,5.2）と、 前記シャフト（１）または前記シャフトブッシュ（２）
のまわりに配置され、通常運転時にその接触端縁
（６′）が前記シャフト（１）または前記シャフトブッ
シュ（２）から離れる第１の位置と、前記主リップパッ
キン（5.1,5.2）の故障時に前記接触端縁（６′）が前
記シャフト（１）または前記シャフトブッシュ（２）を
シールすべく前記シャフト（１）または前記シャフトブ
ッシュ（２）に対して押しつけられる第２の位置の２つ
の位置をとる少なくとも１つの半径方向にのびる弾性変
形可能な中空の予備リップパッキン（６）と、 前記予備リップパッキン（６）の空洞（７）に接続さ
れ、前記空洞内に加圧媒体を導入することによって前記
予備リップパッキン（６）を前記第１の位置から前記第
２の位置まで動かす圧力管路（８）を備えたシール構造
において、 前記加圧媒体は加圧水からなり、前記予備リップパッキ
ン（６）には前記空洞（７）から気体状媒体側の空間に
通じる複数の孔（９）が形成され、前記孔（９）の開口
は、前記予備リップパッキン（６）の接触端縁（６′）
の近傍において円周方向に分布していることを特徴とす
る回転するシャフトに対するシール構造。1. A seal structure for a rotating shaft for sealing a liquid medium (W) against a gaseous medium (L), the seal structure being arranged around a shaft (1) or a shaft bush (2). At least one radially extending main lip packing (5.1,5.2) in sealing contact with the shaft (1) or the shaft bush (2), and the shaft (1) or the shaft bush (2)
And a first position where the contact edge (6 ') is separated from the shaft (1) or the shaft bush (2) during normal operation, and when the main lip packing (5.1,5.2) fails. Two positions, a second position in which the contact edge (6 ') is pressed against the shaft (1) or the shaft bush (2) to seal the shaft (1) or the shaft bush (2). At least one radially extending elastically deformable hollow spare lip packing (6), which is connected to the cavity (7) of the spare lip packing (6) and introduces a pressurized medium into the cavity. A sealing structure comprising a pressure line (8) for moving the preliminary lip packing (6) from the first position to the second position by means of A plurality of holes (9) communicating from the cavity (7) to the space on the side of the gaseous medium are formed in the preliminary lip packing (6), and the opening of the holes (9) is the preliminary lip packing (6). ) Contact edge (6 ')
A seal structure for a rotating shaft, which is distributed in the circumferential direction in the vicinity of the. 【請求項２】前記予備リップパッキン（６）の前記孔
（９）の開口の領域にはそれぞれ、溝（10）が円周方向
に形成されていることにより、前記孔（９）から流出す
る水が流体力学的に前記接触端縁（６′）に向かう方向
に送られることを特徴とする請求項１に記載の回転する
シャフトに対するシール構造。2. A groove (10) is circumferentially formed in the area of the opening of the hole (9) of the spare lip packing (6) so as to flow out from the hole (9). Sealing structure for a rotating shaft according to claim 1, characterized in that water is delivered hydrodynamically in a direction towards the contact edge (6 '). 【請求項３】前記回転するシャフトは船舶の船尾管から
なり、外部の水（Ｗ）が空気（Ｌ）に対してシールされ
るようになっており、２つの主リップパッキン（5.1,5.
2）が前記シャフトの軸方向に並んで、前記外部の水
（Ｗ）に面して配置され、前記予備リップパッキン
（６）は前記主リップパッキン（5.2）の前方において
前記外部の水（Ｗ）に面して配置されていることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の回転するシャフ
トに対するシール構造。3. The rotating shaft is formed of a stern tube of a ship so that external water (W) is sealed against air (L), and two main lip packings (5.1, 5.).
2) are arranged in the axial direction of the shaft so as to face the external water (W), and the auxiliary lip packing (6) is provided in front of the main lip packing (5.2). ), The seal structure for the rotating shaft according to claim 1 or 2. 【請求項４】前記予備リップパッキン（６）は、前記主
リップパッキンのそれぞれに対して備えられているもの
であることを特徴とする第１請求項または請求項２に記
載の回転するシャフトに対するシール構造。4. A rotating shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the spare lip packing (6) is provided for each of the main lip packings. Seal structure. 【請求項５】前記予備リップパッキン（６）の前記接触
端縁（６′）に及ぼされる圧力が調整可能になっている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転
するシャフトに対するシール構造。5. Rotating shaft according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure exerted on the contact edge (6 ') of the spare lip packing (6) is adjustable. Seal structure against.
JP1114010A 1988-05-07 1989-05-06 Seal for rotating shaft Expired - Fee Related JPH086818B2 (en)

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