JPH11351404A - High pressure seal - Google Patents

High pressure seal

Info

Publication number
JPH11351404A
JPH11351404A JP10159490A JP15949098A JPH11351404A JP H11351404 A JPH11351404 A JP H11351404A JP 10159490 A JP10159490 A JP 10159490A JP 15949098 A JP15949098 A JP 15949098A JP H11351404 A JPH11351404 A JP H11351404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
pressure
ring
insertion direction
seal body
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.)
Pending
Application number
JP10159490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Yamada
猛 山田
Kiwa Ikemoto
喜和 池本
Masamichi Yamaguchi
正道 山口
Yoshimitsu Yamamoto
好光 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP10159490A priority Critical patent/JPH11351404A/en
Publication of JPH11351404A publication Critical patent/JPH11351404A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the manufacturing cost of a high pressure seal and ensure a long lifetime. SOLUTION: A high pressure seal 20 comprises a seal body 21 and a seal ring 22, and a first back-up ring 23 and a second back-up ring 24, so as to seal a high pressure fluid. The lip portion 21a is tapered, and the rubber seal ring 22 having a square cross section can be contacted therewith. The seal body 21 and the seal ring 22 have polygonal cross sections by combining the straight-line portions, which results in the easy processing of a lathe and the reduction in the manufacturing cost. The seal ring 22 can easily judge the twisting condition where it is not fitted with the lip portion 21a, which prevents the lifetime from being shortened. The first back-up ring and the second back-up ring 23, 24 deviate at the inner peripheral side or the outer peripheral side, so as to improve the adhesiveness for sealing the high pressure fluid.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧力の流体を取
扱う機器内で高圧流体を封止するための高圧シールに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-pressure seal for sealing a high-pressure fluid in a device for handling a high-pressure fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、図5に示すような高圧ウォー
タジェットシステムが、切削など各種加工に用いられて
いる。このようなシステムは、たとえば本件出願人であ
る川崎重工業株式会社の明石技術研究所から平成3年1
月20日付で発行の「川崎重工技報」第108号第52
頁の図1などに掲載されている。高圧水発生装置1は、
たとえば数1,000kgf/cm2の圧力の超高圧水
を発生する。発生された超高圧水は、オンオフバルブ2
を経てノズル3に供給され、高圧ウォータジェットとし
て噴出する。高圧水発生装置1内には、アキュムレータ
4、チェック弁5a,5b,5c,5d、方向制御弁
6、油圧ユニット7、給水ユニット8および増圧器9が
含まれている。超高圧水は、給水ユニット8から供給さ
れる水の圧力を、増圧器9で増圧することによって得ら
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a high-pressure water jet system as shown in FIG. 5 has been used for various processes such as cutting. Such a system is disclosed, for example, by Akashi Technical Research Institute of Kawasaki Heavy Industries, Ltd.
"Kawasaki Heavy Industries Technical Report" No. 108 No. 52 issued on March 20
It is published in Figure 1 on the page. The high-pressure water generator 1
For example, ultrahigh-pressure water having a pressure of several 1,000 kgf / cm 2 is generated. The generated ultra-high pressure water is supplied to the on-off valve 2
Is supplied to the nozzle 3 through the nozzle and jetted as a high-pressure water jet. The high-pressure water generator 1 includes an accumulator 4, check valves 5a, 5b, 5c, 5d, a directional control valve 6, a hydraulic unit 7, a water supply unit 8, and an intensifier 9. The ultra-high pressure water is obtained by increasing the pressure of the water supplied from the water supply unit 8 by the pressure intensifier 9.

【0003】増圧器9は、復動式であり、油圧シリンダ
10内で往復移動する油圧ピストン11によって、両側
の高圧水シリンダ12a,12b内の高圧水プランジャ
13a,13bが交互に水の圧力を増圧する。油圧ピス
トン11の受圧面積は、高圧水プランジャ13a,13
bの端面の受圧面積よりかなり大きくなるように形成さ
れており、油圧ユニット7から供給される作動油を方向
制御弁6で切換えて、たとえば1ストローク当たり2秒
程度で、数100mmの移動を行う。油圧ピストン11
の往復移動によって、高圧水シリンダ12a,12bは
交互に吸入側と吐出側とに切換わり、チェック弁5a,
5b;5c,5dが水の吸入と吐出とを切換えて、発生
される超高圧水をアキュムレータ4に貯留する。
The pressure intensifier 9 is of a backward movement type. A high pressure water plungers 13a and 13b in high pressure water cylinders 12a and 12b on both sides alternately increase water pressure by a hydraulic piston 11 reciprocating in a hydraulic cylinder 10. Increase pressure. The pressure receiving area of the hydraulic piston 11 is equal to the high pressure water plungers 13a, 13a.
The hydraulic oil supplied from the hydraulic unit 7 is switched by the directional control valve 6 to move by several hundred mm in, for example, about 2 seconds per stroke, because the pressure receiving area is considerably larger than the pressure receiving area of the end face b. . Hydraulic piston 11
, The high-pressure water cylinders 12a, 12b are alternately switched between the suction side and the discharge side, and the check valves 5a,
5b; 5c and 5d switch between suction and discharge of water, and store the generated ultra-high pressure water in the accumulator 4.

【0004】増圧器9では、高圧水シリンダ12a,1
2b内で水の超高圧への加圧を行っているので、超高圧
の水が油圧シリンダ10内に漏れたり、増圧器9の外部
に漏れないように封止する必要がある。高圧水プランジ
ャ13a,13bの外周面と、高圧水シリンダ12a,
12bの内周面との間は、高圧水プランジャ13a,1
3bの摺動変位を許容しながら超高圧水が油圧シリンダ
10内に侵入することを防ぐ必要があり、摺動側高圧シ
ール14a,14bが設けられる。また、高圧水シリン
ダ12a,12bの両端付近には、水の吸入や吐出のた
めのポートが設けられる部材などを外部から挿入する必
要があるので、固定側高圧シール15a,15bが設け
られる。摺動側高圧シール14a,14bと、固定側高
圧シール15a,15bは、同一の高圧水シリンダ12
a,12b内に設けられて、同じく超高圧水に対するシ
ールを行うので、共通化されている。
In the pressure intensifier 9, a high-pressure water cylinder 12a, 1
Since the water is pressurized to an ultra-high pressure in 2b, it is necessary to seal the ultra-high pressure water so as not to leak into the hydraulic cylinder 10 or to leak outside the pressure intensifier 9. The outer peripheral surfaces of the high-pressure water plungers 13a, 13b and the high-pressure water cylinders 12a,
High pressure water plungers 13a, 13a
It is necessary to prevent ultra-high pressure water from entering the hydraulic cylinder 10 while allowing the sliding displacement of 3b, and the sliding side high pressure seals 14a and 14b are provided. In addition, fixed-side high-pressure seals 15a and 15b are provided near the both ends of the high-pressure water cylinders 12a and 12b because members provided with ports for water intake and discharge need to be inserted from the outside. The sliding-side high-pressure seals 14a and 14b and the fixed-side high-pressure seals 15a and 15b are
a and 12b, which are also common because they seal against ultra-high pressure water.

【0005】図6は、図5の摺動側高圧シール14aの
概略的な構成を示す。他の摺動側高圧シール14bおよ
び固定側高圧シール15a,15bも同等の構成を有す
る。超高圧水からの圧力を受ける側には、ポリエチレン
などの合成樹脂製のシール本体16が配置される。シー
ル本体のリップ部16aには、ウレタンゴムなどのOリ
ング17がシーリングとして嵌込まれる。シール本体1
6に関し、油圧シリンダ11側に隣接して、ポリアセタ
ール製の樹脂バックアップリング18と、さらに銅合金
などの金属バックアップリング19が配置される。
FIG. 6 shows a schematic configuration of the sliding-side high-pressure seal 14a of FIG. Other sliding-side high-pressure seals 14b and fixed-side high-pressure seals 15a and 15b have the same configuration. A seal body 16 made of a synthetic resin such as polyethylene is disposed on the side receiving the pressure from the ultra-high pressure water. An O-ring 17 made of urethane rubber or the like is fitted as a seal in the lip portion 16a of the seal body. Seal body 1
With respect to 6, a resin backup ring 18 made of polyacetal and a metal backup ring 19 made of a copper alloy or the like are arranged adjacent to the hydraulic cylinder 11 side.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図6に示すような高圧
シールでは、シール本体16のリップ部16aにOリン
グ17を嵌込み、超高圧水からの圧力でリップ部16a
を押開き、シール本体16の内周面と外周面とが高圧水
プランジャ13aの外周面と高圧水シリンダ12aの内
周面とに密着するようにしている。しかしながら、Oリ
ング17とシール本体16のリップ部16aとの接触は
点接触であり、超高圧水の圧力が作用すると、局部的に
大きな力が加わる。Oリング17は、シール本体16の
リップ部に嵌込む際にねじれやすく、均一な円形断面で
あるので、ねじれが生じていても判りにくい。ねじれが
生じていると、大きな力が作用するので、Oリング17
の寿命が短くなってしまう。またシール本体16のリッ
プ部16aは、曲面を含む複雑な形状であるので、旋盤
加工などによって形成するときの加工が困難で、加工の
コストが高い。さらに、樹脂バックアップリング18
は、適度な弾性で、高圧水シリンダ12aの内周面と高
圧水プランジャ13aの外周面との間を封止するように
変形することが期待されるけれども、偏摩耗しやすくシ
ール本体16の端面との接触が均等に行われず、シール
性を損ないやすい。
In a high-pressure seal as shown in FIG. 6, an O-ring 17 is fitted into a lip 16a of a seal body 16, and the lip 16a is pressed by ultra-high pressure water.
So that the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the seal body 16 are in close contact with the outer peripheral surface of the high-pressure water plunger 13a and the inner peripheral surface of the high-pressure water cylinder 12a. However, the contact between the O-ring 17 and the lip portion 16a of the seal body 16 is a point contact, and when the pressure of the ultra-high pressure water acts, a large force is locally applied. The O-ring 17 is easily twisted when fitted into the lip portion of the seal body 16 and has a uniform circular cross section, so that even if twisting occurs, it is difficult to recognize. If twisting occurs, a large force acts, so that the O-ring 17
The life of the device will be shortened. Further, since the lip portion 16a of the seal body 16 has a complicated shape including a curved surface, it is difficult to form the lip portion 16a by lathing or the like, and the processing cost is high. Furthermore, a resin backup ring 18
Is expected to deform with a moderate elasticity so as to seal between the inner peripheral surface of the high-pressure water cylinder 12a and the outer peripheral surface of the high-pressure water plunger 13a. Contact is not made evenly, and the sealability is easily impaired.

【0007】本発明の目的は、シール本体の製作が容易
で、シールリングやバックアップリングの長寿命化を図
ることができる高圧シールを提供することである。
An object of the present invention is to provide a high-pressure seal in which the manufacture of the seal body is easy and the life of the seal ring and the backup ring can be extended.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧流体機器
内に形成される空洞の内周面と、空洞内に挿入される挿
入部材の外周面との間に設けられ、挿入方向の一方から
挿入部材に作用する高圧流体を封止するための高圧シー
ルであって、挿入方向の一方側にテーパ状のリップ部を
有し、挿入方向の他方側に挿入方向に垂直な端面を有す
るシール本体と、挿入方向の一方側からシール本体のリ
ップ部に嵌合され、リップ部との接触部がリップ部に適
合して面接触可能な多角形形状を有するシールリング
と、シール本体に対して、挿入方向の他方側に隣接して
配置され、挿入方向の一方側には挿入方向に垂直な端面
を有し、挿入方向の他方側には挿入方向に垂直な方向か
ら予め定める角度だけ傾いている傾斜面を有する第1の
バックアップリングと、第1のバックアップリングに対
して、挿入方向の他方側に隣接して配置され、挿入方向
の一方側には前記傾斜面に平行な傾斜面を有し、挿入方
向の他方側には挿入方向に垂直な端面を有する第2のバ
ックアップリングとを含むことを特徴とする高圧シール
である。
The present invention is provided between an inner peripheral surface of a cavity formed in a high-pressure fluid device and an outer peripheral surface of an insertion member inserted into the cavity. A high-pressure seal for sealing a high-pressure fluid acting on an insertion member from the side, having a tapered lip on one side in the insertion direction, and having an end face perpendicular to the insertion direction on the other side in the insertion direction. A seal ring having a polygonal shape that is fitted to the lip portion of the seal body from one side in the insertion direction, and a contact portion with the lip portion is adapted to the lip portion and is capable of surface contact; Is disposed adjacent to the other side in the insertion direction, has an end surface perpendicular to the insertion direction on one side in the insertion direction, and is inclined at a predetermined angle from a direction perpendicular to the insertion direction on the other side in the insertion direction. Backup ring with inclined surface The first backup ring is disposed adjacent to the other side in the insertion direction, has an inclined surface parallel to the inclined surface on one side in the insertion direction, and has an insertion direction on the other side in the insertion direction. And a second backup ring having an end surface perpendicular to the high pressure seal.

【0009】本発明に従えば、シール本体にはテーパ形
状のリップ部を形成すればよいので、リップ部の断面形
状の外形を直線で構成することができ、旋盤などでの加
工が容易で、製造コストを低減することができる。シー
ルリングは、テーパ形状のリップ部と面接触するような
断面形状を有するので、シール本体に嵌込んだ状態で、
ねじれが生じているか否かを容易に判別することがで
き、ねじれが生じない状態でシール本体のリップ部に装
着することができる。第1および第2のバックアップリ
ングの接触面は、挿入方向に垂直な面から傾斜している
ので、高圧の流体からの力を受けるシール本体をバック
アップする際に、いずれか一方が内方に、他方が外方に
それぞれ変位し、シール本体の封止をさらに補うことが
できる。
According to the present invention, since the tapered lip portion may be formed on the seal body, the outer shape of the cross-sectional shape of the lip portion can be constituted by a straight line, and processing by a lathe or the like is easy. Manufacturing costs can be reduced. Since the seal ring has a cross-sectional shape that makes surface contact with the tapered lip, it is fitted in the seal body,
Whether or not the twist has occurred can be easily determined, and the twist can be mounted on the lip portion of the seal body without twist. Since the contact surfaces of the first and second backup rings are inclined from a plane perpendicular to the insertion direction, when backing up the seal body that receives the force from the high-pressure fluid, one of them comes inward, The other is displaced outward, respectively, to further supplement the sealing of the seal body.

【0010】また本発明で前記第1のバックアップリン
グは銅合金から成り、前記第2のバックアップリングお
よび前記シール本体はポリアセタールまたはポリエチレ
ンから成り、前記シールリングはウレタンゴムまたはニ
トリルゴムから成ることを特徴とする。
In the present invention, the first backup ring is made of a copper alloy, the second backup ring and the seal body are made of polyacetal or polyethylene, and the seal ring is made of urethane rubber or nitrile rubber. And

【0011】本発明に従えば、シール本体とシールリン
グとはテーパ状のリップ部で面接触しているので、高圧
流体からの圧力で、一方が内方、他方が外方にそれぞれ
変位し、空洞の内周面と挿入部材の外周面にそれぞれ密
着して封止することができる。第1のバックアップリン
グは銅合金製であるので、傾斜面に生じる力で、空洞の
内周面または挿入部材の外周面に密着しても、空洞や挿
入部材がステンレス鋼などのより硬質の材料で形成され
ていれば、内周面や外周面を傷付けることなく確実に密
着して封止することができる。
According to the present invention, since the seal body and the seal ring are in surface contact with each other at the tapered lip portion, one is displaced inward and the other is displaced outward by the pressure from the high-pressure fluid. The inner peripheral surface of the cavity and the outer peripheral surface of the insertion member can be tightly sealed respectively. Since the first backup ring is made of a copper alloy, even if the first backup ring is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cavity or the outer peripheral surface of the insertion member by a force generated on the inclined surface, the cavity or the insertion member is made of a harder material such as stainless steel. In this case, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface can be securely adhered and sealed without damaging the inner peripheral surface or the outer peripheral surface.

【0012】また本発明で前記高圧流体機器は高圧ポン
プであり、前記挿入部材はプランジャであることを特徴
とする。
In the present invention, the high-pressure fluid device is a high-pressure pump, and the insertion member is a plunger.

【0013】本発明に従えば、高圧ポンプで流体を圧縮
するプランジャの周囲から高圧流体が漏れないように確
実に封止することができる。
According to the present invention, the high-pressure pump can be reliably sealed so that the high-pressure fluid does not leak from around the plunger for compressing the fluid.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態と
しての高圧シール20の概略的な構成を示す。シール本
体21は、ポリエチレンなどの合成樹脂でリング状に形
成される。リップ部21aは、テーパ状に形成され、断
面形状では軸線20a方向に対してたとえば45°程度
に傾斜した斜面となる。高圧シール20は、円筒状の空
洞と、円筒状の挿入部材との間に設けられ、シール本体
21の外周部21bは空洞の内周面と平行であり、シー
ル本体21の内周部21cは挿入部材の外周面と平行で
ある。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a high-pressure seal 20 according to an embodiment of the present invention. The seal body 21 is formed in a ring shape from a synthetic resin such as polyethylene. The lip portion 21a is formed in a tapered shape, and has a cross-sectional shape that is inclined at, for example, about 45 ° with respect to the direction of the axis 20a. The high-pressure seal 20 is provided between the cylindrical cavity and the cylindrical insertion member, the outer peripheral portion 21b of the seal main body 21 is parallel to the inner peripheral surface of the cavity, and the inner peripheral portion 21c of the seal main body 21 is It is parallel to the outer peripheral surface of the insertion member.

【0015】シール本体21のリップ部21aには、角
型のシールリング22が嵌合される。シールリング22
はウレタンゴムやニトリルゴムなど、高圧の流体に耐久
性があるゴム材料で形成され、シール本体21のリップ
部21aのテーパ部と平行な傾斜面22aと、外周面2
2bおよび内周面22cを有する。シールリング22の
断面形状は、傾斜面22a、外周面22bおよび内周面
22cのそれぞれに対応する直線の辺を含む五角形の形
状を有する。
A rectangular seal ring 22 is fitted to the lip 21a of the seal body 21. Seal ring 22
Is formed of a rubber material, such as urethane rubber or nitrile rubber, which is durable to high-pressure fluid, and has an inclined surface 22 a parallel to the tapered portion of the lip portion 21 a of the seal body 21, and an outer peripheral surface 2.
2b and an inner peripheral surface 22c. The cross-sectional shape of the seal ring 22 has a pentagonal shape including straight sides corresponding to each of the inclined surface 22a, the outer peripheral surface 22b, and the inner peripheral surface 22c.

【0016】シールリング22の内周面22cは、シー
ル本体21の内周部21c側で、リップ部21aに連な
る内側外周面21dとも面接触する。シール本体21
は、リップ部21a、外周部21b、内周部21cおよ
び内側外周面21dを含む多角形の断面形状を有する。
シール本体21およびシールリング22がそれぞれ多角
形の断面形状を有するので、これらを旋盤加工などで製
造するときの作業が容易で、製造コストを低減すること
ができる。シール本体21で、リップ部21aと反対側
の端面21eは、軸線20aの方向に垂直である。また
シールリング22の外周面22bと内周面22cとの間
をつなぐ端面22dも、軸線20aの方向に対して垂直
である。
The inner peripheral surface 22c of the seal ring 22 is in surface contact with the inner outer peripheral surface 21d connected to the lip 21a on the inner peripheral portion 21c side of the seal body 21. Seal body 21
Has a polygonal sectional shape including a lip portion 21a, an outer peripheral portion 21b, an inner peripheral portion 21c, and an inner outer peripheral surface 21d.
Since each of the seal body 21 and the seal ring 22 has a polygonal cross-sectional shape, operations for manufacturing these by lathing or the like are easy, and manufacturing costs can be reduced. The end surface 21e of the seal body 21 opposite to the lip 21a is perpendicular to the direction of the axis 20a. An end surface 22d connecting the outer peripheral surface 22b and the inner peripheral surface 22c of the seal ring 22 is also perpendicular to the direction of the axis 20a.

【0017】シール本体21の端面21eには、軸線2
0aに垂直な第1バックアップリング23の端面23a
が面接触する。第1バックアップリング23は、端面2
3aに対向する傾斜面23bを有する。第1バックアッ
プリング23の傾斜面23bには、第2バックアップリ
ング24の傾斜面24aが接触する。傾斜面24aは、
傾斜面23bと平行であるので、接触は面で行われる。
傾斜角度は、軸線20aに垂直な方向に対して15°程
度である。第2バックアップリング24の端面24b
は、外部から機械的に保持される。第1バックアップリ
ング23は、たとえばリン青銅やベリリウム銅などの銅
合金製であり、挿入部材や空洞がステンレス鋼などで形
成されているので、接触しても傷付けにくい。第2バッ
クアップリング24は、シール本体21と同様な材料で
形成される。
The end face 21e of the seal body 21 has an axis 2
End surface 23a of first backup ring 23 perpendicular to 0a
Face-to-face contact. The first backup ring 23 has an end face 2
It has an inclined surface 23b facing 3a. The inclined surface 24b of the second backup ring 24 contacts the inclined surface 23b of the first backup ring 23. The inclined surface 24a is
Since it is parallel to the inclined surface 23b, the contact is made on the surface.
The inclination angle is about 15 ° with respect to a direction perpendicular to the axis 20a. End surface 24b of second backup ring 24
Is mechanically held from the outside. The first backup ring 23 is made of, for example, a copper alloy such as phosphor bronze or beryllium copper, and since the insertion member and the cavity are formed of stainless steel or the like, the first backup ring 23 is hardly damaged even when it comes into contact. The second backup ring 24 is formed of the same material as the seal body 21.

【0018】図2は、図1に示す高圧シール20を用い
る高圧流体機器として、増圧器29の構成を示す。この
ような増圧器29は、図5に示す高圧水発生装置1中で
の増圧器9として用いることができる。増圧器29の中
央部には油圧シリンダ30が設けられ、その空洞内では
油圧ピストン31が往復移動可能である。油圧シリンダ
30の両側には高圧水シリンダ32a,32bが設けら
れ、その空洞内で高圧水プランジャ33a,33bがそ
れぞれ水の加圧を行う。油圧ピストン31の受圧面積に
比較して、高圧水プランジャ33a,33bの端面の受
圧面積が遥かに小さいので、水は超高圧まで加圧され
る。
FIG. 2 shows a configuration of a pressure intensifier 29 as a high-pressure fluid device using the high-pressure seal 20 shown in FIG. Such an intensifier 29 can be used as the intensifier 9 in the high-pressure water generator 1 shown in FIG. A hydraulic cylinder 30 is provided in the center of the pressure intensifier 29, and a hydraulic piston 31 can reciprocate in the cavity. High-pressure water cylinders 32a and 32b are provided on both sides of the hydraulic cylinder 30, and high-pressure water plungers 33a and 33b pressurize water in the cavities. Since the pressure receiving area of the end faces of the high-pressure water plungers 33a and 33b is much smaller than the pressure receiving area of the hydraulic piston 31, the water is pressurized to an extremely high pressure.

【0019】図1に示す高圧シール20は、高圧水シリ
ンダ32a,32bと高圧水プランジャ33a,33b
との間の封止を行う摺動側高圧シール34a,34b
と、高圧水シリンダ32a,32bの両端付近でシール
を行う固定側高圧シール35a,35bとして共通に使
用される。高圧水シリンダ32a,32bおよび高圧水
プランジャ33a,33bは、たとえばSUS630系
などのステンレス鋼で形成する。高圧水シリンダ32
a,32bの軸線方向の内側および外側の端面には、シ
ールリング36a,36bおよびシールリング37a,
37bがそれぞれ装着され、図1に示す第2バックアッ
プリング24の端面24bをそれぞれ保持する。したが
って、図1のシール本体21が超高圧の水から受ける圧
力は、シール本体21の端面21eから第1バックアッ
プリング23の端面23aに伝達され、傾斜面23bか
ら第2バックアップリング24の傾斜面24aに伝達さ
れ、端面24bから図2のシールリング36a,36
b;37a,37bに伝達されることになる。また、傾
斜面23b,24aで、第1バックアップリング24を
内方に、第2バックアップリング25を外方に変位させ
る力が発生し、密着性が改善される。
The high-pressure seal 20 shown in FIG. 1 includes high-pressure water cylinders 32a and 32b and high-pressure water plungers 33a and 33b.
Sliding high pressure seals 34a, 34b for sealing between
And the high pressure water cylinders 32a and 32b are commonly used as fixed high pressure seals 35a and 35b for sealing near both ends of the high pressure water cylinders 32a and 32b. The high-pressure water cylinders 32a and 32b and the high-pressure water plungers 33a and 33b are formed of, for example, stainless steel such as SUS630. High pressure water cylinder 32
The seal rings 36a, 36b and the seal rings 37a, 37a,
37b are respectively attached to hold the end faces 24b of the second backup ring 24 shown in FIG. Therefore, the pressure which the seal body 21 of FIG. 1 receives from the ultra-high pressure water is transmitted from the end face 21e of the seal body 21 to the end face 23a of the first backup ring 23, and from the inclined face 23b to the inclined face 24a of the second backup ring 24. And from the end face 24b to the seal rings 36a, 36 in FIG.
b; 37a, 37b. Further, a force for displacing the first backup ring 24 inward and the second backup ring 25 outward is generated on the inclined surfaces 23b and 24a, and the adhesion is improved.

【0020】高圧水シリンダ32a,32bに水を吸入
するために、吸入ポート38a,38bが設けられる。
増圧された水を吐出するためには、吐出ポート39a,
39bが設けられる。油圧シリンダ30内に作動油を導
入するために、油圧ポート40a,40bが設けられ
る。油圧シリンダ30内で油圧ピストン31の位置検出
のために位置検出器41a,41bが油圧シリンダ30
に設けられる。高圧水シリンダ32a,32bの両端に
は、チェック弁ブロック42a,42bがそれぞれ挿入
される。前述の固定側高圧シール35a,35bは、チ
ェック弁ブロック42a,42bの外周面と高圧水シリ
ンダ32a,32bの内周面との間の封止を行う。各チ
ェック弁ブロック42a,42bの両端には、さらにチ
ェック弁プラブ43a,43bが挿入され、外側にはエ
ンドキャップ44a,44bが取付けられる。
Suction ports 38a and 38b are provided for sucking water into the high-pressure water cylinders 32a and 32b.
In order to discharge the pressurized water, the discharge port 39a,
39b are provided. Hydraulic ports 40a and 40b are provided for introducing hydraulic oil into the hydraulic cylinder 30. In order to detect the position of the hydraulic piston 31 in the hydraulic cylinder 30, the position detectors 41 a and 41 b
Is provided. Check valve blocks 42a and 42b are inserted into both ends of the high-pressure water cylinders 32a and 32b, respectively. The fixed-side high-pressure seals 35a and 35b seal the outer peripheral surfaces of the check valve blocks 42a and 42b and the inner peripheral surfaces of the high-pressure water cylinders 32a and 32b. Check valve plugs 43a and 43b are further inserted into both ends of each check valve block 42a and 42b, and end caps 44a and 44b are attached outside.

【0021】図3は、図2の摺動側高圧シール34a付
近の部分的な構成を示し、図4は固定側高圧シール35
a周辺の部分的な構成を示す。他の摺動側高圧シール3
4bおよび固定側高圧シール35bについても、基本的
にはそれぞれ同様の構成を有する。固定側高圧シール3
5a,35bの周辺には、図5のチェック弁5b,5d
に相当する吸入側のポペット51が設けられる。通常は
ポペット用スプリングによって、吸入弁座52側に押圧
される。また吐出側のチェック弁5a,5cに相当する
ポペット55および吐出弁座56も設けられる。
FIG. 3 shows a partial configuration near the sliding-side high-pressure seal 34a in FIG.
The partial configuration around a is shown. Other sliding side high pressure seal 3
4b and the fixed-side high-pressure seal 35b have basically the same configuration. Fixed side high pressure seal 3
The check valves 5b and 5d shown in FIG.
Is provided on the suction side. Normally, the spring is pressed toward the suction valve seat 52 by a poppet spring. Further, a poppet 55 and a discharge valve seat 56 corresponding to the check valves 5a and 5c on the discharge side are provided.

【0022】以上説明した実施形態では、高圧シール2
0を高圧ウォータジェット発生用の復動型増圧器29の
内部に用いているけれども、増圧器は単動型であっても
本発明の高圧シール20を好適に使用することができ
る。また、油圧や空圧などの他の高圧流体機器にも、本
発明の高圧シール20を好適に適用することができる。
In the embodiment described above, the high-pressure seal 2
Although 0 is used in the backward-type intensifier 29 for generating a high-pressure water jet, the high-pressure seal 20 of the present invention can be suitably used even if the intensifier is a single-acting type. Further, the high-pressure seal 20 of the present invention can be suitably applied to other high-pressure fluid devices such as hydraulic pressure and pneumatic pressure.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高圧流体
機器に用いる高圧シールのシール本体の製造が容易とな
って製造コストが低減されるとともに、シールリングの
ねじれが生じにくくなって寿命が短くなるのを防止する
ことができる。また、バックアップリングの長寿命化も
図ることができる。
As described above, according to the present invention, the manufacture of the seal body of the high-pressure seal used in the high-pressure fluid device is facilitated, the manufacturing cost is reduced, and the seal ring is less likely to be twisted, and the life is shortened. Can be prevented from becoming shorter. In addition, the life of the backup ring can be extended.

【0024】また本発明によれば、シール本体、シール
リングおよびバックアップリングにそれぞれ適切な材料
を用い、高圧シールの長寿命化を図ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to extend the life of the high-pressure seal by using appropriate materials for the seal body, the seal ring, and the backup ring.

【0025】また本発明によれば、高圧ポンプで特に高
圧の流体に接触しながら変位するプランジャの周りの高
圧シールを、有効に行うことができる。
According to the present invention, a high-pressure seal around the plunger, which is displaced while contacting a high-pressure fluid with a high-pressure pump, can be effectively performed.

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

【図1】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す部
分的な断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の高圧シール20を使用する増圧器29の
構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a pressure intensifier 29 using the high-pressure seal 20 of FIG.

【図3】図2の摺動側高圧シール34a付近の部分的な
断面図である。
3 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a sliding-side high-pressure seal 34a in FIG.

【図4】図2の固定側高圧シール35a付近の部分的な
断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the vicinity of a fixed-side high-pressure seal 35a in FIG.

【図5】増圧器9を含むウォータジェットシステムの配
管系統図である。
FIG. 5 is a piping diagram of a water jet system including the pressure intensifier 9;

【図6】従来から図5の増圧器9で用いられている高圧
シールの構成を示す部分的な断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a high-pressure seal conventionally used in the pressure intensifier 9 of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 高圧シール 21 シール本体 21a リップ部 22 シールリング 22a,23b,24a 傾斜面 23 第1バックアップリング 24 第2バックアップリング 29 増圧器 30 油圧シリンダ 31 油圧ピストン 32a,32b 高圧水シリンダ 33a,33b 高圧水プランジャ 34a,34b 摺動側高圧シール 35a,35b 固定側高圧シール 42a,42b チェック弁ブロック Reference Signs List 20 high-pressure seal 21 seal body 21a lip portion 22 seal ring 22a, 23b, 24a inclined surface 23 first backup ring 24 second backup ring 29 intensifier 30 hydraulic cylinder 31 hydraulic piston 32a, 32b high-pressure water cylinder 33a, 33b high-pressure water plunger 34a, 34b Sliding-side high-pressure seal 35a, 35b Fixed-side high-pressure seal 42a, 42b Check valve block

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 正道 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 山本 好光 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masamichi Yamaguchi 3-1-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant (72) Inventor Yoshimitsu Yamamoto Higashi-Kawasaki, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1 Cho-cho Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高圧流体機器内に形成される空洞の内周
面と、空洞内に挿入される挿入部材の外周面との間に設
けられ、挿入方向の一方から挿入部材に作用する高圧流
体を封止するための高圧シールであって、 挿入方向の一方側にテーパ状のリップ部を有し、挿入方
向の他方側に挿入方向に垂直な端面を有するシール本体
と、 挿入方向の一方側からシール本体のリップ部に嵌合さ
れ、リップ部との接触部がリップ部に適合して面接触可
能な多角形形状を有するシールリングと、 シール本体に対して、挿入方向の他方側に隣接して配置
され、挿入方向の一方側には挿入方向に垂直な端面を有
し、挿入方向の他方側には挿入方向に垂直な方向から予
め定める角度だけ傾いている傾斜面を有する第1のバッ
クアップリングと、 第1のバックアップリングに対して、挿入方向の他方側
に隣接して配置され、挿入方向の一方側には前記傾斜面
に平行な傾斜面を有し、挿入方向の他方側には挿入方向
に垂直な端面を有する第2のバックアップリングとを含
むことを特徴とする高圧シール。
1. A high-pressure fluid provided between an inner peripheral surface of a cavity formed in a high-pressure fluid device and an outer peripheral surface of an insertion member inserted into the cavity, and acting on the insertion member from one side in an insertion direction. A seal body having a tapered lip on one side in the insertion direction and an end surface perpendicular to the insertion direction on the other side in the insertion direction; and a one side in the insertion direction. And a seal ring having a polygonal shape that is fitted to the lip portion of the seal body and the contact portion with the lip portion is adapted to the lip portion and can make surface contact, and is adjacent to the seal body on the other side in the insertion direction. A first surface having an end surface perpendicular to the insertion direction on one side in the insertion direction, and a slope inclined at a predetermined angle from a direction perpendicular to the insertion direction on the other side in the insertion direction. Backup ring and first backup In the insertion direction, one side in the insertion direction has an inclined surface parallel to the inclined surface, and the other side in the insertion direction has an end surface perpendicular to the insertion direction. And a second backup ring having the high pressure seal.
【請求項2】 前記第1のバックアップリングは銅合金
から成り、 前記第2のバックアップリングおよび前記シール本体は
ポリアセタールまたはポリエチレンから成り、 前記シールリングはウレタンゴムまたはニトリルゴムか
ら成ることを特徴とする請求項1記載の高圧シール。
2. The method according to claim 1, wherein the first backup ring is made of a copper alloy, the second backup ring and the seal body are made of polyacetal or polyethylene, and the seal ring is made of urethane rubber or nitrile rubber. The high pressure seal according to claim 1.
【請求項3】 前記高圧流体機器は高圧ポンプであり、 前記挿入部材はプランジャであることを特徴とする請求
項1または2記載の高圧シール。
3. The high-pressure seal according to claim 1, wherein the high-pressure fluid device is a high-pressure pump, and the insertion member is a plunger.
JP10159490A 1998-06-08 1998-06-08 High pressure seal Pending JPH11351404A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10159490A JPH11351404A (en) 1998-06-08 1998-06-08 High pressure seal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10159490A JPH11351404A (en) 1998-06-08 1998-06-08 High pressure seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11351404A true JPH11351404A (en) 1999-12-24

Family

ID=15694913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10159490A Pending JPH11351404A (en) 1998-06-08 1998-06-08 High pressure seal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11351404A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060723A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Kayaba Ind Co Ltd Seal structure for hydraulic cylinder
JP2016080544A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 新日鐵住金株式会社 Seal structure and external pressure load-testing machine having the same
CN113182101A (en) * 2021-03-18 2021-07-30 黄河勘测规划设计研究院有限公司 High-pressure water jet injection device carried on TBM and having sealing and anti-loosening functions

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060723A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Kayaba Ind Co Ltd Seal structure for hydraulic cylinder
JP2016080544A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 新日鐵住金株式会社 Seal structure and external pressure load-testing machine having the same
CN113182101A (en) * 2021-03-18 2021-07-30 黄河勘测规划设计研究院有限公司 High-pressure water jet injection device carried on TBM and having sealing and anti-loosening functions
CN113182101B (en) * 2021-03-18 2023-01-31 黄河勘测规划设计研究院有限公司 High-pressure water jet injection device carried on TBM and having sealing and anti-loosening functions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4637295A (en) Pump seal with curved backup plate
EP0713035A1 (en) Self-venting seal assembly
US4960039A (en) Cylinder with sleeve compacter seals for high pressure pumps
US20210299903A1 (en) High-pressure seal for a liquid jet cutting system
WO1996010142A1 (en) Sealing assembly
CN104145143A (en) Gasketless high pressure connection
EP3121447B1 (en) Ultrahigh-pressure sealing device and reciprocatiing pump
US10520086B2 (en) Apparatus and systems for preventing extrusion
EP2284424A2 (en) Components, systems and methods for forming a gasketless seal between components in an ultrahigh pressure system
JPH11351404A (en) High pressure seal
US6769695B2 (en) Back-up rings for high pressure seals, packing assembly, and pumps incorporating same
ES2420880T3 (en) Method and apparatus for sealing an ultrahigh pressure fluid system
CA2837847C (en) Piston rod and cylinder seal device for aluminum bath crust breaker
JPH0972310A (en) Sealing device for piston
US20180252210A1 (en) Compact Ultrahigh Pressure Dynamic Seal Assembly With Pressure Activating Backup Ring
CA2508050A1 (en) High pressure check valve
JPH11351403A (en) High pressure seal
IL140828A (en) High pressure sealing
US8333387B2 (en) High pressure fluid sealing mechanism
JP2016020711A (en) Seal structure
JPH05215243A (en) Sealing device for extra high voltage
CN219221368U (en) Valve body sealing structure
CN218510184U (en) Sealing retainer ring and sealing structure
US20240262067A1 (en) Sealing ring and method of production
CN109488825B (en) Shutoff pipe joint with hydraulic oil blocks function

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071113

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081113

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091113

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091113

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101113

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101113

Year of fee payment: 12