JPS6256392B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6256392B2 JPS6256392B2 JP6538783A JP6538783A JPS6256392B2 JP S6256392 B2 JPS6256392 B2 JP S6256392B2 JP 6538783 A JP6538783 A JP 6538783A JP 6538783 A JP6538783 A JP 6538783A JP S6256392 B2 JPS6256392 B2 JP S6256392B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- ring
- secondary seal
- mechanical seal
- pressure
- 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.)
- Expired
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 54
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は回転機械の内部流体の流出を防止する
メカニカルシール、更に詳しくは圧縮機やポンプ
において内部流体圧力と外部流体圧力との差圧が
正負逆に入り変わる場合でも密封性能を発揮する
メカニカルシールに関するものである。
メカニカルシール、更に詳しくは圧縮機やポンプ
において内部流体圧力と外部流体圧力との差圧が
正負逆に入り変わる場合でも密封性能を発揮する
メカニカルシールに関するものである。
従来、圧縮機やポンプにおいては、内部流体圧
力と外部流体圧力との大小関係が定まらず、その
差圧が正負逆転する場合がある。このような圧力
変動条件においても軸封部を適確に密封するため
のメカニカルシールとしては、特公昭58−3149号
公報に記載のものがある。このメカニカルシール
は二次シールを軸方向に移動させて従動リングの
背面に高くなつた圧力を作用させて従動リングの
シートリングへの押付け力を付与して密封性能を
維持するものである。
力と外部流体圧力との大小関係が定まらず、その
差圧が正負逆転する場合がある。このような圧力
変動条件においても軸封部を適確に密封するため
のメカニカルシールとしては、特公昭58−3149号
公報に記載のものがある。このメカニカルシール
は二次シールを軸方向に移動させて従動リングの
背面に高くなつた圧力を作用させて従動リングの
シートリングへの押付け力を付与して密封性能を
維持するものである。
このメカニカルシールにおいては、前述した二
次シールの移動が圧力変動に追随して十分でない
場合がある。特に内部流体圧力と外部流体圧力と
の逆転作用が速い場合には、この変動圧力に対応
して二次シールが移動せず、変動圧力流体を従動
リングに作用させることができないことがあつ
た。
次シールの移動が圧力変動に追随して十分でない
場合がある。特に内部流体圧力と外部流体圧力と
の逆転作用が速い場合には、この変動圧力に対応
して二次シールが移動せず、変動圧力流体を従動
リングに作用させることができないことがあつ
た。
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、内部および外部流体の圧力逆転作用が速い場
合にも、この圧力変動に対応して正常な密封性能
を維持することができるメカニカルシールを提供
することを目的とする。
で、内部および外部流体の圧力逆転作用が速い場
合にも、この圧力変動に対応して正常な密封性能
を維持することができるメカニカルシールを提供
することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、シート
リングと従動リングとによつて従動リングの外周
面側の第１の流体と内周面側の第２の流体とを密
封する密封面を形成し、従動リングの周面とこれ
に対向する従動リングの軸方向移動を案内する案
内部材との間に二次シールを備えるメカニカルシ
ールにおいて、従動リングの二次シール側の周面
と従動リングの案内部材とに、それぞれ二次シー
ルが軸方向に移動し得る空間を形成する段差を設
け、この段差部によつて形成される空間内に、二
次シールおよびその二次シールの両側に移動リン
グを移動可能に挿入し、この移動リングの反二次
シール面側にそれぞれ第１の流体および第２の流
体の作用部を形成したものである。
リングと従動リングとによつて従動リングの外周
面側の第１の流体と内周面側の第２の流体とを密
封する密封面を形成し、従動リングの周面とこれ
に対向する従動リングの軸方向移動を案内する案
内部材との間に二次シールを備えるメカニカルシ
ールにおいて、従動リングの二次シール側の周面
と従動リングの案内部材とに、それぞれ二次シー
ルが軸方向に移動し得る空間を形成する段差を設
け、この段差部によつて形成される空間内に、二
次シールおよびその二次シールの両側に移動リン
グを移動可能に挿入し、この移動リングの反二次
シール面側にそれぞれ第１の流体および第２の流
体の作用部を形成したものである。
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明のメカニカルシールの一実施例
を示すもので、図において１はケーシング、２は
回転軸、３は回転軸２に固定したシートリング、
４はシートリング３と共に密封面５を形成する従
動リングで、この従動リング４はその内周面にお
いて案内部材６によつて軸方向に移動可能に保持
されている。７は従動リング４の背端面に設けら
れたばねで、このばね７は従動シング４をシート
リング３に押圧させる働きをする。従動リング４
は回り止めピン（図示せず）により回り止めされ
ている。８は従動リング４の内周面と案内部材６
の外周面との間に設けられた二次シールである。
従動リング２の内周面と案内部材６の外周面に
は、それぞれ環状空間を形成するための段差部４
ａ，６ａが形成されている。この段差部４ａ，６
ａによつて形成された空間内には、前述した二次
シール８およびその両側に位置する移動リング
９，１０が移動可能に挿入されている。二次シー
ル８はその外周と従動リング４の内周面との接触
部と、内周と案内部材６の外周面との接触部との
２個所にシール部を形成している。移動リング
９，１０の反二次シール側の背面には、それぞれ
第２図および第３図に示すように従動リング４の
外周側の第１の流体Ａおよび従動リング４の内周
側の第２の流体Ｂの圧力作用部となる円周溝９
Ａ，１０Ａと、これらの円周溝９ａ，１０Ａにそ
れぞれ流体Ａ，Ｂを導入する放射状溝９Ｂ，１０
Ｂとが設けられている。移動リング９の放射状溝
９Ｂは第２図に示すように第１の流体Ａを円周溝
９Ａにすみやかに導入するために、移動リング９
の外周端面に設けられている。また、移動リング
１０の放射状溝１０Ｂは第３図に示すように第２
の流体Ｂを円周溝１０Ａにすみやかに導入するた
めに、移動リング１０の内周端面に設けられてい
る。
を示すもので、図において１はケーシング、２は
回転軸、３は回転軸２に固定したシートリング、
４はシートリング３と共に密封面５を形成する従
動リングで、この従動リング４はその内周面にお
いて案内部材６によつて軸方向に移動可能に保持
されている。７は従動リング４の背端面に設けら
れたばねで、このばね７は従動シング４をシート
リング３に押圧させる働きをする。従動リング４
は回り止めピン（図示せず）により回り止めされ
ている。８は従動リング４の内周面と案内部材６
の外周面との間に設けられた二次シールである。
従動リング２の内周面と案内部材６の外周面に
は、それぞれ環状空間を形成するための段差部４
ａ，６ａが形成されている。この段差部４ａ，６
ａによつて形成された空間内には、前述した二次
シール８およびその両側に位置する移動リング
９，１０が移動可能に挿入されている。二次シー
ル８はその外周と従動リング４の内周面との接触
部と、内周と案内部材６の外周面との接触部との
２個所にシール部を形成している。移動リング
９，１０の反二次シール側の背面には、それぞれ
第２図および第３図に示すように従動リング４の
外周側の第１の流体Ａおよび従動リング４の内周
側の第２の流体Ｂの圧力作用部となる円周溝９
Ａ，１０Ａと、これらの円周溝９ａ，１０Ａにそ
れぞれ流体Ａ，Ｂを導入する放射状溝９Ｂ，１０
Ｂとが設けられている。移動リング９の放射状溝
９Ｂは第２図に示すように第１の流体Ａを円周溝
９Ａにすみやかに導入するために、移動リング９
の外周端面に設けられている。また、移動リング
１０の放射状溝１０Ｂは第３図に示すように第２
の流体Ｂを円周溝１０Ａにすみやかに導入するた
めに、移動リング１０の内周端面に設けられてい
る。
次に上述した本発明のメカニカルシールの一実
施例の動作を説明する。
施例の動作を説明する。
通常、第１の流体Ａと第２の流体Ｂとの圧力Ｐ
A，ＰBとの関係はＰA＞ＰBとなつている。この状
態においては、二次シール８は第４図に示すよう
に第１の流体Ａの圧力ＰAによつて図面上右方向
に押し付けられると共に、移動リング１０によつ
て従動リング４と案内部材６との間の間隙Ｇへの
はみ出しを防止されている。
A，ＰBとの関係はＰA＞ＰBとなつている。この状
態においては、二次シール８は第４図に示すよう
に第１の流体Ａの圧力ＰAによつて図面上右方向
に押し付けられると共に、移動リング１０によつ
て従動リング４と案内部材６との間の間隙Ｇへの
はみ出しを防止されている。
一方、この状態で急激な圧力逆転現象、すなわ
ちＰA＜ＰBの関係が生じると、第２の流体Ｂは間
隙Ｇを通つて、移動リング１０の放射状溝１０Ｂ
を介して円周溝１０Ａに流入する。この結果、移
動リング１０は第５図に示すように二次シール８
を図面上左方向に移動させる。
ちＰA＜ＰBの関係が生じると、第２の流体Ｂは間
隙Ｇを通つて、移動リング１０の放射状溝１０Ｂ
を介して円周溝１０Ａに流入する。この結果、移
動リング１０は第５図に示すように二次シール８
を図面上左方向に移動させる。
次に再び第１の流体Ａと第２の流体Ｂとの圧力
が反転してＰA＞ＰBとなつた場合には、前述と同
様に移動リング９の反二次シール面側に第１の流
体Ａの圧力ＰAが作用し、二次シール８は第４図
に示す状態に戻る。このように、流体Ａの圧力Ｐ
Aと流体Ｂの圧力ＰBとの間に、大小関係が生じて
も、二次シール８の側面には常に各流体Ａ，Ｂの
圧力ＰA，ＰBによる正当な力を作用させることが
できる。
が反転してＰA＞ＰBとなつた場合には、前述と同
様に移動リング９の反二次シール面側に第１の流
体Ａの圧力ＰAが作用し、二次シール８は第４図
に示す状態に戻る。このように、流体Ａの圧力Ｐ
Aと流体Ｂの圧力ＰBとの間に、大小関係が生じて
も、二次シール８の側面には常に各流体Ａ，Ｂの
圧力ＰA，ＰBによる正当な力を作用させることが
できる。
この各流体Ａ，Ｂの圧力ＰA，ＰBによる密封性
能を第６図および第７図を用いて説明する。
能を第６図および第７図を用いて説明する。
第６図は第４図に示すＰA＞ＰB状態（通常の使
用状態）のときの圧力作用関係を示すものであ
る。メカニカルシールが正常に機能するために
は、密封面５が常に接触状態にする必要がある。
そして、本発明においては流体Ａの圧力ＰAと流
体Ｂの圧力ＰBとの差圧ＰOによる流体圧力が、従
動リング４の周囲に作用すると共に二次シール８
の反密封面側に作用する。この結果、従動リング
４に作用する軸方向の力関係は、第６図に示すよ
うに密封面５を閉じようとする力ＦAと密封面５
を開こうとする力ＦOとの関係においてＦA＞ＦO
の関係となるので、従動リング４はシートリング
３に押し付けられ、密封面５の良好な密封性を維
持する。
用状態）のときの圧力作用関係を示すものであ
る。メカニカルシールが正常に機能するために
は、密封面５が常に接触状態にする必要がある。
そして、本発明においては流体Ａの圧力ＰAと流
体Ｂの圧力ＰBとの差圧ＰOによる流体圧力が、従
動リング４の周囲に作用すると共に二次シール８
の反密封面側に作用する。この結果、従動リング
４に作用する軸方向の力関係は、第６図に示すよ
うに密封面５を閉じようとする力ＦAと密封面５
を開こうとする力ＦOとの関係においてＦA＞ＦO
の関係となるので、従動リング４はシートリング
３に押し付けられ、密封面５の良好な密封性を維
持する。
また、上述とは逆に流体Ａ，Ｂの圧力ＰA，ＰB
がＰA＜ＰBの関係となつた場合には、流体Ｂの圧
力ＰBと流体Ａの圧力ＰAとの差圧力ＰXが、第７
図に示すように従動リング４の段差部４ａに作用
する。これにより、従動リング４に作用する力関
係は、密封面５を閉じようとする力ＦBと密封面
５を開こうとする力ＦOとの間でＦB＞ＦOの関係
が生じるので、作動リング４はシートリング３に
押し付けられる。この結果、前述した圧力逆転が
生じても、密封面５は良好な密封性を維持する。
がＰA＜ＰBの関係となつた場合には、流体Ｂの圧
力ＰBと流体Ａの圧力ＰAとの差圧力ＰXが、第７
図に示すように従動リング４の段差部４ａに作用
する。これにより、従動リング４に作用する力関
係は、密封面５を閉じようとする力ＦBと密封面
５を開こうとする力ＦOとの間でＦB＞ＦOの関係
が生じるので、作動リング４はシートリング３に
押し付けられる。この結果、前述した圧力逆転が
生じても、密封面５は良好な密封性を維持する。
このような圧力逆転現象が生じても、移動リン
グ９，１０の挿入により、二次シール８は段差部
４ａ，６ａによつて形成された空間内をすみやか
に軸方向に移動することができる。
グ９，１０の挿入により、二次シール８は段差部
４ａ，６ａによつて形成された空間内をすみやか
に軸方向に移動することができる。
なお、上述の実施例は従動リング５を案内部材
６に支持した静止形のメカニカルシールに適用し
たが、従動リング４を回転軸側に設けた回転形の
メカニカルシールにも適用することができる。さ
らに二次シールが作動リング４の外周側に配置さ
れる場合にも適用することができる。また、移動
リング９，１０に形成する圧力作用部および流体
導入溝の形状は、上述の実施例に限られるもので
はなく、例えば放射状溝だけで形成することも可
能である。
６に支持した静止形のメカニカルシールに適用し
たが、従動リング４を回転軸側に設けた回転形の
メカニカルシールにも適用することができる。さ
らに二次シールが作動リング４の外周側に配置さ
れる場合にも適用することができる。また、移動
リング９，１０に形成する圧力作用部および流体
導入溝の形状は、上述の実施例に限られるもので
はなく、例えば放射状溝だけで形成することも可
能である。
以上述べたように、本発明によれば、密封すべ
き第１の流体と第２の流体との圧力関係が急激に
逆転する場合に、移動リングの挿入により二次シ
ールをすみやかに軸方向に移動させて、その差圧
力を密封性維持のために従動リングに付与させる
ことができる。その結果、前述した急激な圧力逆
転現象にすみやかに対応して密封性を維持するメ
カニカルシールを提供することができる。
き第１の流体と第２の流体との圧力関係が急激に
逆転する場合に、移動リングの挿入により二次シ
ールをすみやかに軸方向に移動させて、その差圧
力を密封性維持のために従動リングに付与させる
ことができる。その結果、前述した急激な圧力逆
転現象にすみやかに対応して密封性を維持するメ
カニカルシールを提供することができる。
第１図は本発明のメカニカルシールの一実施例
の上半部を示す縦断正面図、第２図および第３図
は本発明のメカニカルシールに用いられる移動リ
ングの一例の側面図、第４図および第５図は本発
明のメカニカルシールにおける二次シールの圧力
逆転時の動作状態を示す説明図、第６図および第
７図は本発明のメカニカルシールにおける圧力逆
転時における各圧力作用状態を示す説明図であ
る。 １……ケーシング、２……回転軸、３……シー
トリング、４……従動リング、４ａ……段差部、
５……密封面、６……案内部材、６ａ……段差
部、７……ばね、８……二次シール、９，１０…
…移動リング、９Ａ，１０Ａ……円周溝、９Ｂ，
１０Ｂ……放射状溝。
の上半部を示す縦断正面図、第２図および第３図
は本発明のメカニカルシールに用いられる移動リ
ングの一例の側面図、第４図および第５図は本発
明のメカニカルシールにおける二次シールの圧力
逆転時の動作状態を示す説明図、第６図および第
７図は本発明のメカニカルシールにおける圧力逆
転時における各圧力作用状態を示す説明図であ
る。 １……ケーシング、２……回転軸、３……シー
トリング、４……従動リング、４ａ……段差部、
５……密封面、６……案内部材、６ａ……段差
部、７……ばね、８……二次シール、９，１０…
…移動リング、９Ａ，１０Ａ……円周溝、９Ｂ，
１０Ｂ……放射状溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シートリングと従動リングとによつて従動リ
ングの外周面側の第１の流体と内周面側の第２の
流体とを密封する密封面を形成し、従動リングの
周面とこれに対向する従動リングの軸方向移動を
案内する案内部材との間に二次シールを備えるメ
カニカルシールにおいて、従動リングの二次シー
ル側の周面と従動リングの案内部材とに、それぞ
れ二次シールが軸方向に移動し得る空間を形成す
る段差を設け、この段差部によつて形成される空
間内に、二次シールおよびその二次シールの両側
に移動リングを移動可能に挿入し、この移動リン
グの反二次シール面側にそれぞれ第１の流体およ
び第２の流体の作用部を形成したことを特徴とす
るメカニカルシール。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のメカニカルシー
ルにおいて、移動リングの反二次シール面側に形
成される第１の流体および第２の流体の作用部
は、移動リングの背面に設けた流体圧作用部とこ
の流体圧作用部に流体を導入する溝とで構成した
ことを特徴とするメカニカルシール。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のメカニカルシー
ルにおいて、流体圧作用部は円周溝であり、流体
導入溝は円周溝に通ずる放射状溝であることを特
徴とするメカニカルシール。 ４ 特許請求の範囲第２項記載のメカニカルシー
ルにおいて、流体圧作用部および流体導入溝は放
射状溝であることを特徴とするメカニカルシー
ル。 ５ 特許請求の範囲第２項記載のメカニカルシー
ルにおいて、流体圧作用部および流体導入溝は円
周溝であることを特徴とするメカニカルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6538783A JPS59194170A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | メカニカルシ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6538783A JPS59194170A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | メカニカルシ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194170A JPS59194170A (ja) | 1984-11-02 |
| JPS6256392B2 true JPS6256392B2 (ja) | 1987-11-25 |
Family
ID=13285520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6538783A Granted JPS59194170A (ja) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | メカニカルシ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194170A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971337A (en) * | 1988-05-26 | 1990-11-20 | Bw/Ip International, Inc. | Mechanical seal assembly |
| JP5153731B2 (ja) * | 2009-07-08 | 2013-02-27 | 日本ピラー工業株式会社 | メカニカルシール |
| JP6529399B2 (ja) * | 2015-09-14 | 2019-06-12 | イーグル工業株式会社 | メカニカルシール |
-
1983
- 1983-04-15 JP JP6538783A patent/JPS59194170A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194170A (ja) | 1984-11-02 |
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