JPS5854309B2 - 加圧潤滑ポケツトを有するメカニカルシ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプハウジングの如きハウジングと、ポンプ
インペラー軸の如き回転軸との間の封止を行うのに使用
される型式のメカニカルシールであって、シール面の界
面に於ける流体の封止を与える為に著しく平らな仕上面
にラップ仕上された互に接触する半径方向の環状シール
面を有する相対的回転シール機素即ちシールリングを使
用するメカニカルシールに関する。

１方のシール機素即ちシールリングは非回転となされ、
ハウジングに取付けられる。

相対するリングは軸又は軸スリーブに取付けられてこれ
と共に回転を行うようになっている。

１方のリングはばね等によって他方のシールリングに向
って軸線方向に動かされるように押されて相対するシー
ル面に接触するようになされ、環状の封止界面を形成す
る。

界面の１方の周囲はポンプハウジング内の加圧流体と接
触し、他方の周囲は低圧又は大気圧になされていて、従
って圧力勾配が生じ、極めて薄いフィルムの形状の少量
の流体が界面を横切って流れ、界面を冷却し潤滑を行い
、シール面の熱の蓄積及び摩耗を減少させるようになっ
ている。

併し界面を横切る薄いフィルムの流れは高温の流体を特
に極めて高速で推進させる場合には不適当である。

この問題を軽減することは過去に於ては補助的供給源か
ら導管を通して固定シールリングに開口する溝内に冷却
流体を推進させることによって行われていた。

本発明は異なる圧力の流体を離隔している回転軸を貫通
させる開口を有する壁部に対して回転軸を封止するメカ
ニカルシールを提供するものであって、このメカニカル
シールは軸を取巻く壁部に封止状態で取付けられる固定
シールリングと、軸に取付けられて軸を封止状態で包囲
している回転シールリングを含み、両方のシールリング
が大体半径方向の環状シール面を有し、これらのシール
面がシールリングの配置によって互に組合され、環状の
封止界面を形成し、これらの間の相対的回転を許し、界
面は壁部の反対両側の流体に露出される半径方向の外側
及び内側の周囲を有し、１方のリングは他方に対して軸
線方向に運動可能であり、弾性装置が運動可能のリング
の軸線方向の運動を拘束する如くなっていて、これらの
リングは封止界面に開口する如く機械加工された多数の
円周方向に間隔をおかれたポケットを有する如くなって
いる。

夫々のリングは間隔をおかれた円（ｂｏｌｔ ｃｉｒ
ｃｌｅ ）の上に機械加工された内側及び外側の列をな
すポケットを有し、夫々のリングの上述の円は異なる直
径で、従って（１）シール面内で外側のポケットの位置
をずらされた重なり合があり、（２）シール面内で内側
及び外側ポケットの位置をずらされた重なり合があり、
（３）シール面内で内側ポケットの位置をずらされた重
なり合があり、これらの重なり合は回転シールリングが
回転している時に生じて高圧流体区域の配置に関係して
外側ポケットから内側ポケットへ、又その反対の流体の
移送を界面に与え、シール面の確実な潤滑を行うのであ
る。

回転シールリングが回転しない時にはポケットを通る流
体の移送通路は存在しない。

さて図面を参照し、特に第１図に於て本発明の望ましい
具体例が示されるが、これに於てボルト等により適当に
連結されたハウジング部分１２及び１４を有するハウジ
ング１０は空所１６を有し、この空所を通って軸１８が
貫通している。

軸の１端はポンプ又は同様のもの（図示せず）に連結さ
れ、軸の他端はモーター（図示せず）に連結されている
。

空所１６は通常水又は油の如き流体を含んでいる。

内部の流体が比較的高圧である空所１６から軸に沿って
圧力が大気圧又は空所１６より低圧である部分に流体が
通過するのを阻止する為に全体を２０で示されるメカニ
カルシールが設けられる。

ハウジング部分の間の接続部を通って流体が流れるのを
阻止する為にハウジング部分を有効に封止する為Ｏリン
グシールリング２２がハウジング部分１４０円形溝２４
内に受入れられているが、この溝は所望の場合ハウジン
グ部分１２に設けてもよい。

図示される如く、軸１８は成る直径の第１の部分２６及
び小さい直径の第２の部分２８を有し、中間に環状肩部
３０を形成している。

メカニカルシール２０は回転シール副組立体３２及び固
定即ち非回転シール副組立体３４を含んでいる。

回転シール副組立体３２はばねホルダー３６と、多数の
コイルばね３８と、Ｕ形フォロワー４０と、対面部４４
を有する回転シールリング４２と、Ｕ形フォロワー４０
及びシールリング４２の間にある弾性ガスケット４６と
を含んでいる。

ばねホルダー３６は軸部分２６を取囲む環状部材であっ
て、多数の円周方向に間隔をおかれたばね受は空所４８
を有し、これらのばね受空所はＵ形フォロワー４０の環
状スカート５０と共に多数のばね受ポケット５２を形成
し、夫々のポケットかばね３８を受入れている。

ばねホルダー３６は軸１８及びばねホルダー３６に夫々
機械加工されたキー路５６及び５８に受入れられるキー
５４によって軸１８と共に回転を行うように固定されて
いる。

１方向のばねホルダーの軸線方向の運動を毒味する為に
割りリテーナ−リング６０が軸１８の溝６２及びばねホ
ルダーの溝６４内に受入れられている。

Ｕ形フォロワー４０は軸線方向の溝６６を設けられ、こ
の溝はばねホルダーの適当な開口に受入れられている頭
付駆動ピン６８を受入れ、これによりホルダー３６とフ
ォロワ−４０とを共に連結させて軸１８と共に回転を行
う如くなされている。

Ｕ形フォロワー４０は回転シールリング４２の背面側の
環状溝７４内に受入れられた環状突起部分７２を有し、
ガスケット４６がこの突起部分とシールリング４２の背
面側との間に配置されている。

シールリング４２に形成された係合突起７６がＵ形フオ
ロフ−４０の溝６６内に伸長して受入れられ、回転シー
ルリング４２を軸１８に連結させて共に回転を行うよう
になっている。

回転シールリングの前面側の対面部４４は後述する如く
硬質の耐摩耗性の面である。

固定シールリング副組立体３４は軸部分２８を取囲む環
状部材であって、ノ・ウジング部分１４の環状凹部８０
内に受入れられたシールリング７８を含んでいる。

駆動ピン８２がリング７８から伸長して・・ウジング部
分１４の端部開放溝８４内に受入れられ、リング７８を
ハウジング部分１４に対して固定し、軸１８と共に回転
しないように錠止し、且つ必要な場合修理及び清掃の為
に副組立体の分解を容易になし得る如くなされている。

Ｏリング８６がリング７８の背面部の環状空所内に配置
されて、空所１６からリング７８の後方の位置に流体の
漏洩するのを実質的に阻止している。

シールリング４２及び７８は夫々係合するシール面８８
及び９０を有し、これらのシール面は互に相対的回転を
行うようになっていて、面８８はリング４２０対面部４
４に形成されている。

対面部４４のシール面８８（特に第４，５及び６図参照
）は外側の環状の面積部分（ｂｏｌｔ ａｒｅａ ）９
４上に多数の大体均等に円周方向に間隔をおかれた外側
ポケット９２を設けられ、内側環状面積部分９８上に多
数の大体均等に円周方向に間隔をおかれた内側ポケット
９６を設けられている。

ポケット９２及び９６は相互に互い違いに配置されてい
る。

シール面９０は外側環状面積部分１０２上に多数の大体
均等に円周方向に間隔をおかれた外側ポケット１００及
び内側環状面積部分１０６上に多数の大体均等に円周方
向に間隔をおかれた内側ポケット１０４を設げられてい
る。

ポケット１００及び１０４は互相に互い違いに配置され
ている。

外側環状面積部分９４及び１０２は互に位置をずらされ
て重なり合っている。

又外側環状面積部分１０２は内側環状面積部分９８と位
置をずらされて重なり合い、内側環状面積部分９８及び
１０６は互に位置をずらされて重なり合っている。

従って面８８及び９０の成る相対的位置にてポケット９
２はポケット１００と連通し、父性の位置ではポケット
１００がポケット９６に連通し、更に他の位置でポケッ
ト９６がポケット１０４に連通ずる。

従ってリング４２及び７８の相対的回転の間に成る時間
間隔をおいてポケット９２に捕捉された流体がポケット
１００に移送され、又更にポケット９６に移送され、こ
の流体が更にポケット１０４に移送されてシール面を通
ってノ・ウジング部分１４の低圧区域に通過される。

シールリングの面はポケットに捕捉されだ流体に露出さ
れ、シール面の確実な潤滑を与える。

シール面を横切る流体の流れによってシール面が冷却さ
れる。

上述の望ましい具体例は低圧区域が・・ウジング部分１
４内にある如く説明されたが、本発明はシールリングの
半径方向に内側即ち・・ウジング部分１４内に高圧区域
を有し、シール面を横切る流体の流れが空所１６に向う
如きシール装置にも等しく応用可能である。

このような具体例のポケットの配置は逆になされる。

即ち第５図に示される既述の具体例ではポケット９２０
１部がハウジング部分１２内の空所１６の高圧流体に露
出されているが、流体の流れが逆に・・ウジング部分１
４から空所１６に指向される如き具体例ではポケット９
２．９６がポケット１００及び１０４に対して夫々半径
方向に内側に配置され、ポケット９６の１部が・・ウジ
ング部分１４内の流体に露出されるようになされる。

シールリング４２及び７８は例えば夫々不銹鋼及びグラ
ファイトの如き通常の材料から作られることが出来る。

耐面部４４はステライト又は同様のものの如き耐摩耗性
材料となされ、摩損又は損傷を生じた時に交換し得るよ
うになされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるメカニカルシール及びシールリン
グを示す如くポンプハウジングの１部を通る長手方向断
面図。 第２図は本発明による回転シールリングの１部を示す第
１図の線２−２による部分的平面図。 第３図は第１図の線３−３によって矢印の方向に見た部
分的平面図。 第４図はシールリングのポケットの詳細を示す部分的拡
大断面図。 第５図は第４図の線５−５による部分的平面図。 第６図は第５図と同様のシール面のポケットの１部分重
なり合う所を示す部分的平面図。 １０・・・・・・ハウジング、１２，１４・・・・・・
ハウジング部分、１８・・・・・・軸、２０・・・・・
・メカニカルシール、３２・・・・・・回転シール副組
立体、３４・・・・・・固定シール副組立体、４０・・
・・・・Ｕ形フォロワー、４２・・・・・・回転シール
リング、４４・・・・・・対面部、７８・・・・・・固
定シールリング、８８，９０・・・・・・シール面、９
２゜９６．１００，１０４・・・・・・ポケット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング部分１２及びハウジング部分１４より成
   るハウジング１０に対して回転軸１８を封止するメカニ
   カルシールであって、回転シール副組立体３２及び固定
   シール副組立体３４を有し、これらの副組立体３２，３
   ４は夫々シールリング４２．４４及び７８を有し、これ
   らのシールリングの夫々のシール面８Ｂ、９Ｑは互に接
   触し、これらのシール面８８．９０を横切って前記ハウ
   ジング１０内の高圧区域から低圧区域に漏洩して前記シ
   ール面８８．９０に制限された潤滑及び冷却作用を与え
   る流体に露出されるようになっている前記メカニカルシ
   ールに於て、夫々の前記シール面８８．９０に設けられ
   て半径方向に間隔をおかれた外側及び内側のポンプ）９
   ２．９６及び１００．１０４の列を有し、夫々のシール
   面８８゜９００外側の列のポンプ）９２，１００は互に
   半径方向に位置をずらされて重なり合っていて、一方の
   シール面９０又は８８の外側の列のポケット１００又は
   ９２及び他方のシール面８８又は９０の内側の列のポケ
   ット９６又は１０４は互に半径方向に位置をずらされて
   重なり合っていると共に夫々のシール面８８，９０の内
   側の列のポケット９６．１０４は互に半径方向に位置を
   ずらされて重なり合っており、一方のシール面８８の外
   側又は内側の列のポケット９２又は９６は前記ノ・ウジ
   ング部分１２，１４０内の一方の流体に露出され、前記
   一方のシール面８８の外側及び内側の列のポンプ）９２
   ，９６は、前記シールリング４２゜４４及び７８の相対
   回転の間に夫々他方のシール面９０の外側及び内側の列
   のポンプ）１００ 。 １０４と間欠的に連通し、また何れか一方のシール面８
   ８又は９０の外側の列のポケット９２又は１００及び他
   方のシール面９０又は８８の内側の列のポケット１０４
   又は９６はシールリング４２゜４４及び７８の相対回転
   の間に互に間欠的に連通ずるようになされており、これ
   によって何れか一方のシール面のポケット内の流体は、
   他方のシール面のポケットと連通ずる時に前記ハウジン
   グ部分１２又は１４内の高圧区域の配置に関係して半径
   方向に内方又は外方に他方のシール面のポケットに移送
   され、これらのポケットはそれ以外の時には対面するシ
   ール面に露出されてシール面を横切る流体の半径方向の
   通路を与えて両者の相対回転の間にその潤滑及び冷却作
   用を向上させることを特徴とするメカニカルシール。