JPS61291795A - 粗引真空ポンプの軸封装置 - Google Patents

粗引真空ポンプの軸封装置

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JPS61291795A
JPS61291795A JP13172485A JP13172485A JPS61291795A JP S61291795 A JPS61291795 A JP S61291795A JP 13172485 A JP13172485 A JP 13172485A JP 13172485 A JP13172485 A JP 13172485A JP S61291795 A JPS61291795 A JP S61291795A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
sealing
holder
vacuum pump
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP13172485A
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English (en)
Inventor
Makoto Terajima
寺島 信
Masahiro Mase
正弘 真瀬
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61291795A publication Critical patent/JPS61291795A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/008Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C27/009Shaft sealings specially adapted for pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は粗引真空ポンプの軸封装置に係シ、特にオイル
フリークリーン化に好適な粗引真空ポンプの軸封装置に
関するものである。
〔発明の背景〕
従来の比較的低回転速度の粗引真空ポンプの軸封装置は
一般にオイルシール、メカニカルシール等の接触式軸封
装置が適用されているが、これ等の軸封装置を高速度で
回転する粗引真空ポンプにそのまま流用することは周速
の制限上不適当である。
また、高速度回転であっても何ら問題とならない非接触
式のねじシール等の軸封装置も考えられるが、非蓑触で
あるため、停止時や低速度での回転時にはそのシール性
能が不完全になる。一般回転機械用の軸封装置としてこ
の種の軸封技術に関連するものKは例えば、*開昭54
−132807号公報に記載されているガス用ルーツ屋
圧縮移送ポンプの軸封装置が挙げられる。しかし、ここ
に開示の技術は圧縮機内の圧縮ガスの機外への漏洩防水
のためのものであ〕、粗引真空ポンプの軸封装置の目的
と意図するところと異なるものである。
ま九、この技術はメカニカルクール型の接触式軸封装置
を使用して−るために、高速度の回転には不向きである
という問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は粗引真空ポンプ機内が軸受潤滑油のミス
トや、油蒸気の侵入によシ油汚染されるのを防止するよ
うにし九粗引真空ボ/グの軸封装ftを提供することK
ある。
〔発明の概要〕
本発明は回転ロータを油潤滑軸受で支持するようにし九
粗引真空ポンプにおいて、油潤滑軸受の真空室側の回転
ロータの軸に周方向の酵を設は次スリーブを配置し、こ
のスリーブの溝に対向し環状の突起をシールケースに取
付け、スリーブの溝に対向する突起及びシールケースを
介し外部に通じる半径方向の排油孔を穿って構成される
第1のシール手段と、この第1のシール手段の真空室側
の回転ロータO軸に回転3Jを取付け1回転環と軸方向
に対向する固定環を軸方向に移動可能にかつ回転ロータ
の軸を包囲して配置される移動ホルダに取付けて構成さ
れる第2のシール手段と、移動ホルダに包囲される回転
ロータの軸周面に互いに対向するねじ溝を刻設し、移動
ホルダとこのホルダを支持するホルダガイドとの間七可
撓伸縮材で覆ってシール減車を形成し、このシーy液室
内のシール液をホルダガイド及び移動ホルダに穿ったシ
ール液孔を通してねじ溝の対向面に導びくように構成さ
れた第3のシール手段とよシなることを特徴とするもの
で、接触式@對装置と非接触式軸封装置を組合せて配置
し、粗引真空ポンプの運転状況に応じて切換えを行って
最適なシール効果を得ることにあシ、この切換動作は真
空ポンプ内の発生真空を推力として利用するものである
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面t−参照して説明する。
第1図は本発明の粗引真空ポンプを説明する概略断面図
であシ、雄回転ロータlと雌回転ロータ2は駆動軸3に
より駆動されるタイミングギヤ4を介して非接触で同期
回転する。これ等回転ロータ1,2が回転すると、この
ロータ1,2の噛み合い部は図中右方向へ移動する。従
って、吸気口5から吸込まれた気体は両回路ロータ1,
2によル圧縮移送され大気まで昇圧された後、排気口6
よシ排気される。回転ロータ1. 2は油潤滑の玉軸受
7a、7bで支持されておシ、玉軸受7aの潤滑油の供
給は油タンク室8の油をロータ軸端に取付けられた油呻
掛板9によシ掻揚げて行う。一方、軸受7bにはタイミ
ングギヤ4へのジェット給油の一部が飛沫として給油さ
れる。これ等の潤滑油が回転ロータ機内、すなわち真空
室内に侵入するのを防ぐ九め吸気側、排気側の回転ロー
タの軸に@封装置110a、10bが配置されている。
軸刺装[10a側は油タンク8を油トラツプ12を介在
させた均圧配・allで吸気側に接続すれば軸封装置1
0a前後の差圧を小さくすることかでiるが、均圧配管
11.油トラツプ12のコンダクタンスによって差圧零
とならず、若干真空室側が低圧になる。
一方、軸封装置10bの場合は、玉軸受7b側の圧力は
大気圧であるが、真空室側は回転ロータ端面が負圧とな
るため、軸封装置10b前後に差圧が生起する。
第2図は本発明の軸封装置10a、IQbの要部拡大断
面図を示すものである。図において、油潤滑する玉軸受
7aの真空室側の回転ロータの軸13には周方向の##
14aを設けたスリーブ14が配置される。
このスリーブ14の纒14aに対向する部分には環状の
突起15がシールケース16に取付けられる。スリーブ
14の溝14aK対向する突起15及びシールケース1
6には外部に通じる半径方向の排油孔17を穿っている
。これ等によって第1のシール手段を構成している。
この第1のシール手段の真空室側の回転ロータ1I4i
113にはOリング18等のシールを回転環19が取付
けられ、この回転環19と軸方向に対向する部分には固
定環20が軸方向に移動可能に、ま九回転ロータの軸1
3t−包囲して配置される移動ホルダ21に取付けられ
る。これ等によって第2のシー2手段を構成している。
移動ホルダ21に包囲される回転ロータの軸13の周面
には互いに対向するねじ1122ae22bが刻設され
ている。
移動ホルダ21とこの移動ホルダ21t−支持するホル
ダガイド23との間はベローズ等の可撓伸縮材24で覆
ってシール液室25を形成している。
シー/I/液呈25のシール液26はホルダガイド23
及び移動ホルダ21に穿ったシール液孔27を通ってね
じ溝22a、22bの対向面に導びくように構成され、
これ等によって第3のシール手段を構成している。同、
移動ホルダ21とホルダガイド23の摺動面にはOリン
グ等のシーlv28 a。
28bが配置され、シールケース29とのホルダガイド
23との間にはやはboOリングのシール30が介在さ
れている。
また、31は移動ホルダ21のストッパーである。
上記のように構成された軸封装置の作用について説明す
る。
まず、粗引真空ポンプの起動前における停止時では、真
空ポンプ内部は各部とも大気圧の状態であシ、軸封装置
10a、10bによってシールすべき差圧はなく、また
、玉軸受7a、7bKは潤滑油は供給されないので、潤
滑油の飛沫やミストが軸封装置10a、10bから真空
室内に侵入する恐れはない。
しかし、拡散による潤滑油蒸気の侵入は考えられる。
この侵入は前述のメカニカルシール型の第2のシール手
段の摺動面Aでシールされる。すなわち。
回転環19と固定環20とは可撓伸縮材24の圧縮力に
よって接触している。
次に、起動直後の低度回転の状態では、真空ポンプの内
部が徐々に真空状態になるに従って軸封装置jItl 
Oa、 10 bの真空室側と玉軸受7a、7bとの間
には差圧が発生し始め、また、玉軸受7a。
7bのボール間を通って潤滑油のミストや飛沫が直接軸
封部へ噴射される。これらの油の大部分は環状の突起1
5とスリーブ14の細隙から成る抵抗部で侵入を妨げら
れるが少量の油はこの細隙部を通過する。この油は周方
向に設けられた溝14a部で形成される空間に侵入する
がこの溝部の真空室側端面を軸芯に対し垂直面としてお
けばスIJ−プ14の外周表面を伝ってくる油はここで
侵入を妨げられる。また、この端面は回転しているので
油は遠心力を受けてスリーブ14の周表面から飛散し、
排油口16を通って軸封装置10aの場合は油タンク室
8へ、軸封装置10bの場合はタイミングギヤ室32へ
戻される。それでも更に奥へ侵入する油蒸気は、回転環
19と固定環20の摺動面Aでシールされる。さらに、
中速回転から高速度の定常回転状態では、真空ポンプ内
部はさらに圧力が降下し、それに伴って軸封装置10a
10b近傍の圧力は低圧状態になる。そして、玉軸受の
ポール間を通って潤滑油の飛沫やミストがさらに噴射さ
れる。この状態になると摺動画人の周速限界を超え使用
できなくなるが、自動的に摺動面Aを切離す。その後、
シールは第3のシール手段で行なわれる。すなわち、真
空室側の圧力を−Pts軸受側の圧力をPa  (76
0Torr>Pa >pt)とし、移動ホルダ21の軸
方向受圧面積をPa側をAI、Pg側をAoとすれば移
動ホルダ21には左方向をプラスとして F=PoXAo+P+XAt  (Fb+F−)   
””(1)の推力が働く。ここで恰Fbは可撓伸縮材2
4のばね力、F、はシール28a、28bの摩擦力であ
る。ところで、シール液室25の圧力は軸封部近傍の圧
力が降下しても後述するようシール液26がねじ溝22
 a、  22 bに注入されれば大気圧(760To
rr)よシもわずかに低い状態に保たれ、この圧力をP
gとすればシール液室25の移動ホルダ21の軸方向受
圧面には受圧面積ftA sとしてプラス方向にPsX
Agの推力が働く。即ちα)式と合わせ移動ホルダ21
には F=Pe XAo +Pt XAl−(F’s +Pt
 ) +Pm X人−の推力が働くととくなる。ここで
P+がある設定圧力罠なったらF)Oとなるような設計
を行なえば第2のシール手段の回転環19と固定環20
の摺動画人は自動的に切離される。次に、第3図を用い
て摺動面Aが切離された後のシール作用について説明す
る。図は軸封部の圧力が降下し、真空室側の圧力がPl
、4411受側の圧力がPoになって。
摺動画人が切離された直後のねじ溝のシール状況を示し
たものである。軸封部の圧力が大気圧であるシール液室
25の圧力よシ低圧となるためシール液26社シール液
面垂直方向に働く大気圧を受けて、シール液孔28t−
通シ互に逆方向に切られたねじp122a、22bの中
央部に押し出される。
このときシール液1i125の空気が占めていた容積は
押し出したシール液26の体積分増加するので。
シール液室25の圧力は大気圧よシわずかに低くなシP
1となる。
一方、ねじ溝に押し出されたシール液26はねじのボッ
プ作用によシねじ部中央に向う昇圧作用を受け、中央部
の圧力が丁度シール液室25の圧力Pgとつシありたと
き自動的に適当な位置で止まる。これによpPs側とP
a側は完全に遮断されるので第1のシール手段と第2の
シ・−ル手段の切離された摺動画人の関Mを通過してt
5た潤滑油蒸気が更に奥の真空室側へ侵入することはな
くなる。
第3図でPaとPsとの差ΔP雪が必要シール圧でPs
とPlとの差ΔP1がねじ溝22a。
22b中央部で発生するねじポンプによるクール圧であ
υ、ΔP1>ΔP3であるからシール作用が破られるこ
とはなく良好なシール状態が保たれる。
真空ポンプが減速し停止に至る過程では軸封部の圧力が
徐々に増加するため1.第3のシール手段に充填されて
いたシール液26はシール液室25に自動的に押し戻さ
れる。同、シール液26には蒸気圧の非常に低−真空油
等f:使用することが考えられる。
以上の説明によシ明らかなように本発明によれば粗引真
空ポンプの運転状態に応じて軸封方式が自動的に切換わ
るので、粗引真空ポンプ全運転範囲において良好な軸封
効果が保証される。
〔発明の効果〕
゛ 以上のように本発明によれば軸受潤滑油が粗引真空
ポンプロータ内部へ漏洩するのを防止できるので軸受潤
滑油を用いる真空ポンプでも完全オイルフリークリーン
化できるという効果がある。
また油回転式真空ポンプ使用の場合必要であった油蒸気
逆流防止のための複雑な排気運転操作が不要となるので
真空排気装置全体を簡略化できるといった2次的効果も
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の粗引真空ポンプを説明する概略断面図
、第2図は第1図の軸封部の要部拡大断面図、第3図(
−)、 (b)はねじ型粘性ポンプ軸封め軸封原理説明
図である。 7a、7b・・・玉軸受、13・・・回転ロータの軸、
14・・・スリーブ、15・・・環状の突起% 19・
・・回転環、20・・・固定環、21・・・移動ホルダ
、22a。 22b・・・ねじ韓1%23・・・ホルダガイド、24
・・・可第 2 凹 第 3  国 (αつ (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転ロータを油潤滑軸受で支持するようにした粗引真空
    ポンプにおいて、前記油潤滑軸受の真空室側の前記回転
    ロータの軸に周方向の溝を設けたスリーブを配置し、該
    スリーブの溝に対向し環状の突起をシールケースに取付
    け、前記スリーブの溝に対向する突起及びシールケース
    を介し外部に通じる半径方向の排油孔を穿つて構成され
    る第1のシール手段と、前記第1のシール手段の真空室
    側の前記回転ロータの軸に回転環を取付け、前記回転環
    と軸方向に対向する固定環を軸方向に移動可能にかつ前
    記回転ロータの軸を包囲して配置される移動ホルダに取
    付けて構成される第2のシール手段と、前記移動ホルダ
    に包囲される前記回転ロータの軸周面に互いに対向する
    ねじ溝を刻設し、前記移動ホルダと該ホルダを支持する
    ホルダガイドとの間を可撓伸縮材で覆つてシール液室を
    形成し、該シール液室内のシール液を前記ホルダガイド
    及び移動ホルダに穿つたシール液孔を通して前記ねじ溝
    の対向面に導びくように構成された第3のシール手段と
    よりなることを特徴とする粗引真空ポンプの軸封装置。
JP13172485A 1985-06-19 1985-06-19 粗引真空ポンプの軸封装置 Pending JPS61291795A (ja)

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JPS61291795A true JPS61291795A (ja) 1986-12-22

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6688863B2 (en) * 2001-06-29 2004-02-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Oil leak prevention structure of vacuum pump
US6688864B2 (en) 2001-07-05 2004-02-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Oil leak prevention structure of vacuum pump
WO2009024370A1 (fr) * 2007-08-23 2009-02-26 Alcatel Lucent Pompe a vide de type seche comportant un dispositif d'etancheite aux fluides lubrifiants et element centrifugeur equipant un tel dispositif

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WO2009024370A1 (fr) * 2007-08-23 2009-02-26 Alcatel Lucent Pompe a vide de type seche comportant un dispositif d'etancheite aux fluides lubrifiants et element centrifugeur equipant un tel dispositif
FR2920207A1 (fr) * 2007-08-23 2009-02-27 Alcatel Lucent Sas Pompe a vide de type seche comportant un dispositif d'etancheite aux fluides lubrifiants et elements centrifugeur equipant un tel dispositif
US8465269B2 (en) 2007-08-23 2013-06-18 Alcatel Lucent Dry vacuum pump including a lubricating fluid sealing device and a centrifuge element equipping such a device

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