JPS5868546A - ピストンヘツドのシ−ル装置 - Google Patents

ピストンヘツドのシ−ル装置

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JPS5868546A
JPS5868546A JP16405481A JP16405481A JPS5868546A JP S5868546 A JPS5868546 A JP S5868546A JP 16405481 A JP16405481 A JP 16405481A JP 16405481 A JP16405481 A JP 16405481A JP S5868546 A JPS5868546 A JP S5868546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
piston head
pressure
sealing device
ring groove
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
JP16405481A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoji Haraguchi
原口 京二
Toshitaka Enomoto
榎本 利孝
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.)
Hoei Kogyo KK
Original Assignee
Hoei Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Hoei Kogyo KK filed Critical Hoei Kogyo KK
Priority to JP16405481A priority Critical patent/JPS5868546A/ja
Publication of JPS5868546A publication Critical patent/JPS5868546A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体圧送用レシプロポンプ等に装備されるシ
リンダのシールに有用なピストンヘッドのシール装置に
関するものである。
例えば、水蒸気の配管系から出るドレーンは、かなり高
い温度を残していることから、その余熱を有効に利用す
る目的で、各箇所のドレーンが回収された上で、ドレー
ンポンプによってボイラに戻し給水されることが行なわ
れている。
しかして、この場合に用いられるドレーン水。
ンプには、ドレーンに対する高いシール性が要求されて
いる。
このような流体圧送用ポンプに対する高シール特性上の
要求は、上述した再使用ドレーンの場合のほか、食用・
薬用の流体や、有害性化学液等の圧送ポンプについても
、同様なことが求められる。
ところで、ピストンヘッドのシールにOリングを用いた
場合の基本的な構成は、第1図に示すように、ピストン
ヘッド馬の局面にリング溝Goが成形されると共に、同
リング溝G。内に、0リングRが嵌着されていて、この
0リングRの側縁部分の作用により、シリンダC壁面と
ヘッドH8局面との間の空隙が閉塞される構造になって
いて、以下の記述文では、シール部■の細部の呼称に、
第2図に表記された用語を使用する。
なお、説明に参照する付図においては、0リングRが、
自由状態(あるいは、組付状態)で表記されているとき
は、符号に「F」(あるいは、「A」)を連綴し、すな
わち、[RFJあるいは[RAJとして区分けされてい
る。
そのほか、シリンダCの構造は、図面上方が作動室側、
図面下方が開放側になっていて、ピストンが上昇する加
圧工程では、ピストンヘットHo)頂面に動圧Paがか
かり、かつピストンヘッドHo下面の内圧は、静圧Ps
になっている。
ココで、従来提案されているドレーンポンプに用いられ
るシール装置の3つの構造例につき、図面を参照して説
明する。
(1)第1例(第3図(a)、第3図(b))0リング
RFの側縁形状と内縁形状の夫々に、シリンダC壁面と
の間に接触圧を発生させるたメツ潰れ代δ、が付加成形
されていて、図(b)の組付状態では、0リングRAの
側縁は、シリンダCの壁面に圧接する。
なお、0リングRAの上、王者縁は、静合に近い状態で
リング溝G、の上、下劣壁に接触している。
このような一般的な構造によると、特性上次のような欠
点がある。
(a)0リングRAの側縁と内縁が常に潰された状態に
あるために、経時的に永久変形を起こし、かつ側縁が、
稼動期間の延伸に伴って摩耗数が増大し、その結果、シ
ール性に低下を来たすと共に、しばしばOリングを新品
と交換する必要がある。
(b)  長期間稼動を中断した後、稼動を再開する場
合には、0リングRA側縁の初期摺動抵抗が大きく、ピ
ストン駆動負荷を無用に増大させる。
(2)第2例(第4IN(a)、第4図(b))フロー
ティグシール方式と呼ばれる構造であって、具体的には
、0リングRAの側縁はシリンダCの壁面に弾圧されて
おり、またこのOリングRAの内縁はリング溝G2の底
壁からやや浮いた状態で保持され、かつ、0リングRA
の上縁と下縁は、夫々、クリアランスを介してリング溝
02の土壁と下壁とに相接している。
しかして組付状態(図(b))においては、ピストンの
上昇(加圧工程)と下降(吸引工程)とに応じて、0リ
ングRAは、摺動摩擦力の反力により、リング溝G2の
下壁または上壁に圧接するほか、ピストンの加圧工程で
は、0す/グRAの上縁に動圧Paがかかることがら、
シリンダCとヘットH2間の空隙は、0リングRA下縁
とリング溝G2下壁との密着によって閉塞される。
このようなフローティング構造によると、第1例の装置
におけるような0リングRの変形や摩耗の現象は殆んど
生じないが、しかし、ポンプの加圧作動圧(Pa)が低
い稼動時には、閉塞のための上記密着力に大きい応力が
得られないことから、低圧作動時のシール性が低下する
という欠点がある。
(3)第3例(第5図(a)、第5図(b))フローテ
ィングシール方式の変型であって、第1例と第2例の中
間的構造であり、具体的には、0リングRFの側縁と内
縁の各形状に潰れ代δ2を付加成形させると共に、0リ
ングRFの上縁と下縁を、リング溝G、の上壁と下壁と
から浮かせている。この方式は一般に用いられている方
式である。
このような半フロート方式の構造によると、0リングR
Aの下縁のシール力と、側縁のシールカとの協働により
シール作動が行われることから、加圧作動圧が低い場合
でも、シール性の低下は解消されるが、しかしその半面
、0リングRの変形や摩耗に基づく上述欠点が同様に伴
うことは言うまでもない。
本発明は、0リングにシール性を付与する方策に対する
従来の発想から離れて、動圧によってOリングを拡径付
勢せしめる方式を採ることにより、上記諸欠点を解消さ
せたものであって、すなわち、本発明の目的は、0リン
グに劣化を生じさせることなしに、良好なシール性が得
られるようにしたピストンヘッドのシール装置を提供す
ることにある。
以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例のシール装置においては、第6図(a)および第
6図(b)に示すように、0リング1(自由状態、およ
び組付状態に応じてIF、IAという)は、第6図(a
)のOリングIFにおいて、その側縁はシリンダ壁面に
弾圧される外形とされブロック2のリング溝3の土壁と
下壁ニ6+して夫々2.5%程度の潰れ代δ、が付与さ
れる程度の形状に成形されている。
更に、リング溝3の奥行寸度は、0リングIFの内縁よ
り十分に深い寸度に成形されていて、0リングIFの内
縁とリング溝3の底壁との間に圧力空間3aが形成され
ている。
一方、ヘッドブロック2頂面のリング溝3より引込んだ
周線上の複数箇所には、小径の開口2aが開けられると
共に、上記リング溝3の底壁と各開口2aとの間には、
ブロック2内をL形に貫通する連通路2bが穿開されて
いる。
このように構成された実施例のシール装置においては、
動圧paがかからないし゛ストンのS亭止状態にあって
は、0リングは、第6図(b)に鎖線で示すリング(I
A)のように、全く自由な形状をなし、従って、0リン
グ(IA)の外縁は、シリンダCの壁面に単しこ接触す
るだけで接触圧はない。
しかし、動圧paが少しでも発生すると、圧力空間3a
の内圧【こよってOリングIA(実線)のように遠心力
、向に拡径押圧され、その結果、01JングIAの外縁
がシリンダCの壁面に圧接してシール力を生じ、しかも
このシール力が動圧Paの圧力値に対応した力であるこ
とから、動圧Paが大きい程、強いシール性を発揮する
このように実施例のシール装置によると、ピストンの加
圧工程以外の時点では、0リング(IA)が自由状態に
あり、従って、何等の変形や摩耗を受けることがなく、
また、加圧工程では、動圧Paの付勢に基づく0リング
IAの漬れ圧接によってシール作動し、これにより、加
圧作動圧が低い稼動状態においても、シール性が低下す
るようなことがない。
また上記0リング1は、第7図の他の実施例に示される
ように、通常のOリングよりなる内方リングICと、断
面角形のテフロンリングよりなる外方リング1dとの、
複合2重リングにより形成させるようにしてもさしつか
えない。
このような構成とすることにより、摺動時におけるOリ
ング1のねじれが防止され、上、下縁が溝3の上下壁に
圧接されている本発明の場合には特に有効である。
なお、上述した実施例の構成では、連通路2bを、ヘッ
ドブロック2の内部に孔状に形成させタカ、これに替え
、第8図および第9図に示す実施例のように、構成させ
るようにしてもさしつかえない。この実施例によれば、
リング溝4を割り成形させることにより、加工が面倒な
L形孔の穿設が不必要となり、具体的には、ヘッドブロ
ック5の上端に小径段部5aを成形させると共に、複数
(図示では、4本)の固定ねじ6で同ブロック5に重着
されたキャップ7の下方つげ部7aの内周に、切込If
47bを設け、同切込溝7bの上方のキャップ7に開ロ
アcを穿設し、これにより、段部5aとつば部7aの底
面とによりリング溝4を割り形成させると共に、つば部
7&の内周と段部5aとの間に連通路7dを形成させて
いる。
このような実施例の構成によった場合においても、その
作動は全く変わるところがなく、ピストンの加工費が低
減する利点が生じる。
以上述べたように、本発明に係るピストンヘッドのシー
ル装置によれば、0リングを嵌装させるリング溝の奥行
部分に圧力空間を設けた上で、連通路を経て同圧力空間
をピストンヘッド頂面の勤王側に連通させ、これにより
、0リングの側縁をシリンダの壁面に弾圧させてシール
装置を構成せしめたので、0リングは、加圧工程中にシ
リンダ壁面にわずかに摺擦するだけで変形や摩耗を殆ん
ど受けず、また、動圧の拡径付勢に基づき、Oリングの
側縁によって確実にシールが行われるなど、この種シー
ル装置のシール作動性と耐久性を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、シール装置の基本的な構成を示すシール部の
断面図、第2図は、同シール部の細部の呼称を表記した
図、第3図(a)および第3図(b)は、従来の第1の
構造例を示すシール装置の要部断面図であって、図(a
)はOIJソング自由状態における図、図(b)は0リ
ングの組佼状愈における図、第4図(a)、第4図(b
)および第5図(a)、第5図(b)は、夫々第2、第
3の構造例を示すシール装置の断面図で、第3図に相当
する図、第6図fa)は、本発明の一実施例を示すピス
トンヘッドのシール装置の断面図、第6図(b)は、第
6図(a)の作用図、第7図は、他の実施例を示すシー
ル装置の断面図、第8図は、さらに別の実施例を示す同
シール装置の断面図、第9図は、同平面図である。 C・・・シリンダ、δ、・・・漬れ代、1.IF、IA
・・・0リング、2,5・・・ピストンヘッドブロック
、2a、7C・・・開口、7a−つば部、2b、7d・
・・連通路、3.4・・・リング溝、5a・・・小径段
部、7・・・キャップ、7b・・・切込溝。 特許出願人    宝栄工業株式会社 代理人   弁理士 西 村 教 元 竿11,4J 第2図 第3図 (0)        (b> 第5図 (0)        (b) 第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ピストンヘッドの局面と、シリンダ壁面との
    間の空隙を、ピストンヘッドのリング溝に嵌着されたO
    リングによってシールさせるようにしたピストンヘッド
    のシール装置において、上記リング溝の奥行部分に、上
    記0リングを拡径方向に押圧するための圧力空間を形成
    させると共に、同圧力空間と、ピストンヘッドの頂面に
    形成せしめた開口との間に、連通路を形成させたことを
    特徴とするピストンヘッドのシール装置。
  2. (2)  上記Oリングは、内方リングと外方リングに
    分割されて二重に形成されている特許請求の範囲第1項
    記載のピストンヘッドのシール装置。
  3. (3)  上記連通路を、ピストンヘッドのブロック内
    に穿通させた特許請求の範囲第1項又は第2項記載のピ
    ストンヘッドのシール装置。
  4. (4)  上記リング溝を、ピストンヘッドのブロック
    上端に成形された小径段部と、同ブロックに重着された
    キャップとにより割り成形させると共に、同ブロックの
    小径段部外周と同キャップの下方つげ部との間に開けら
    れた空間を以って上記連通路を形成させた特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載のピストンヘッドのシール装置
JP16405481A 1981-10-16 1981-10-16 ピストンヘツドのシ−ル装置 Pending JPS5868546A (ja)

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