JPS63111371A - スライド・リングシール - Google Patents
スライド・リングシールInfo
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- JPS63111371A JPS63111371A JP62224224A JP22422487A JPS63111371A JP S63111371 A JPS63111371 A JP S63111371A JP 62224224 A JP62224224 A JP 62224224A JP 22422487 A JP22422487 A JP 22422487A JP S63111371 A JPS63111371 A JP S63111371A
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- seat
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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
- F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
- F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3428—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with a wavy surface
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/922—Bonding or joining for manufacture of seal
- Y10S277/923—Shrink-fitting for the assembly of seal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (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。
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、壁部に対して回転可能な機械部分をシールす
るスライド・リングシール、それも、スライド・リング
を有する複数シート・リングが互いにはめ合わされ、そ
の結果、スライド・リングのシール機能をもつスライド
面が互いに押圧し合って回転し合い、各スライド・リン
グが焼ばめによりシートリングICN加されているため
、平径方向に作用する圧縮力がスライド・リングに及ぼ
される形式のものに関している。
るスライド・リングシール、それも、スライド・リング
を有する複数シート・リングが互いにはめ合わされ、そ
の結果、スライド・リングのシール機能をもつスライド
面が互いに押圧し合って回転し合い、各スライド・リン
グが焼ばめによりシートリングICN加されているため
、平径方向に作用する圧縮力がスライド・リングに及ぼ
される形式のものに関している。
この形式のシールは、種々の工業分野で広く知られてい
る。スライド・リングシールは、たとえばプロセス工業
分野で、固体や不純物を含有する液体をポンプで吸上げ
る場合のポンプに用いるのに適している。
る。スライド・リングシールは、たとえばプロセス工業
分野で、固体や不純物を含有する液体をポンプで吸上げ
る場合のポンプに用いるのに適している。
スライド・リングシールのスライド・リングは、今日で
は通例、セラミック材料で造られている。
は通例、セラミック材料で造られている。
すぐれた材料とされるのはシリコンφカーバイドである
が、これはシリコン・カーバイドが良好な滑り特性と高
い熱伝導率を有する上に、極めて硬質だからである。シ
ート・リングは、一般には、たとえば耐酸性スチールで
造られる。しかし、この材料は、用途に応じて別箇に選
ぶのが酋通である。
が、これはシリコン・カーバイドが良好な滑り特性と高
い熱伝導率を有する上に、極めて硬質だからである。シ
ート・リングは、一般には、たとえば耐酸性スチールで
造られる。しかし、この材料は、用途に応じて別箇に選
ぶのが酋通である。
公知形式の場合には、スライド・リングがシート・リン
グに焼ばめにより付加される。すなわち、先ずシート・
リングを熱して、膨張させ、シート・リングに形成され
た切欠ぎにスライド・リングをはめ込むのである。シー
ト・リングが冷えると、スライド・リングは締めつけら
れ、あるべき箇所に固定される。この固定形式の欠点は
、スライド・リングにゆがみやひずみを生じさせ、その
ためにシールの機能が妨げられる点にある。この欠点は
、特に、シリコン・カーバイド製のスライド・リングと
関連している。なぎなら、シリコン・カーバイドの熱膨
張係数はスチールのそれと比較して小さいからである。
グに焼ばめにより付加される。すなわち、先ずシート・
リングを熱して、膨張させ、シート・リングに形成され
た切欠ぎにスライド・リングをはめ込むのである。シー
ト・リングが冷えると、スライド・リングは締めつけら
れ、あるべき箇所に固定される。この固定形式の欠点は
、スライド・リングにゆがみやひずみを生じさせ、その
ためにシールの機能が妨げられる点にある。この欠点は
、特に、シリコン・カーバイド製のスライド・リングと
関連している。なぎなら、シリコン・カーバイドの熱膨
張係数はスチールのそれと比較して小さいからである。
こうした欠点は、公知形式の場合、焼ばめのさい、スラ
イド・リングが全周にわたって半径方向の圧縮力にさら
されることから生じる。この半径方向圧縮力は、スライ
ド面を外方もしくは内方へ円錐形にゆがめることになる
。このゆがみのため、円錐形のスライド面が可能な、最
良の具合には働かない。つまり、スライド面相互の接触
が単なる線接触になってしまうからである。この線接触
によって、更に、スライド・リングは強制的に熱応力に
さらされ、ひずみ状態に行かれる。
イド・リングが全周にわたって半径方向の圧縮力にさら
されることから生じる。この半径方向圧縮力は、スライ
ド面を外方もしくは内方へ円錐形にゆがめることになる
。このゆがみのため、円錐形のスライド面が可能な、最
良の具合には働かない。つまり、スライド面相互の接触
が単なる線接触になってしまうからである。この線接触
によって、更に、スライド・リングは強制的に熱応力に
さらされ、ひずみ状態に行かれる。
円錐形スライド面は、公知形式では、平面形に面を研摩
することで補償された。しかし、このひずみは、研摩に
よって完全に補償することはできない。なぜなら、シー
ルの実際の作業温度は、研摩温度より高いことが多く、
このため、シート・リングがスライド・リングより膨張
率が大きいからである。スライド面は、それにより、コ
ツプ状にゆがめられ、その外側周面でのみ対応表面と接
触する。
することで補償された。しかし、このひずみは、研摩に
よって完全に補償することはできない。なぜなら、シー
ルの実際の作業温度は、研摩温度より高いことが多く、
このため、シート・リングがスライド・リングより膨張
率が大きいからである。スライド面は、それにより、コ
ツプ状にゆがめられ、その外側周面でのみ対応表面と接
触する。
また、材料の適切な選択や種々の連結構造により、スラ
イド面をゆがまないようにする試みも、いくつかなされ
て来た。この種の連結構造の実例は、フィンランド特許
出願用850.190号や米国特許用H8第4.261
.581号に開示されている。
イド面をゆがまないようにする試みも、いくつかなされ
て来た。この種の連結構造の実例は、フィンランド特許
出願用850.190号や米国特許用H8第4.261
.581号に開示されている。
更に、完全に平面的なスライド面は、高速度の場合や、
特に高押圧力の場合には最適ではないことが判明した。
特に高押圧力の場合には最適ではないことが判明した。
これは、互いにこすれ合うスライド面が高い摩擦熱を生
じさせるからである。このF?!擦を低減するために、
スライド面に潤滑剤を与える解決策も提案されている。
じさせるからである。このF?!擦を低減するために、
スライド面に潤滑剤を与える解決策も提案されている。
たとえばドイツ特許明りIl書第1.221.865号
に開示された構成がそれである。この場合には、潤滑剤
みぞがスライド面に形成されている。この潤滑剤みぞに
より、tItIm剤は、スライド面とスライド面との間
に入り込み、同時に、これにより摩耗表面を少なくし、
摩擦熱の伝熱率が高められる。同じような効果は、スラ
イド・リングのスライド面を波形に加工し、それにより
、通常スライド面の間に潤滑剤が入るより以上のram
剤が入るようにすることも行なわれた。
に開示された構成がそれである。この場合には、潤滑剤
みぞがスライド面に形成されている。この潤滑剤みぞに
より、tItIm剤は、スライド面とスライド面との間
に入り込み、同時に、これにより摩耗表面を少なくし、
摩擦熱の伝熱率が高められる。同じような効果は、スラ
イド・リングのスライド面を波形に加工し、それにより
、通常スライド面の間に潤滑剤が入るより以上のram
剤が入るようにすることも行なわれた。
これら公知の解決策の欠点は、実現に困難をともない、
そのことがまた製作費の増大を招く点である。潤滑みぞ
がもつ問題点は、f11滑剤の不純物で容易にスライド
面が摩耗する点である。
そのことがまた製作費の増大を招く点である。潤滑みぞ
がもつ問題点は、f11滑剤の不純物で容易にスライド
面が摩耗する点である。
本発明の目的は、簡単に潤滑するのに好適な波形を形成
しうるスライド・リングシールを得ることにある。この
目的は、焼ばめによりスライド・リングの軸方向周面と
接触せしめられるシート・リングの軸方向対応面が、軸
方向に非連続の表面であることを特徴とする本発明のス
ライド・リングシールにより達成された。
しうるスライド・リングシールを得ることにある。この
目的は、焼ばめによりスライド・リングの軸方向周面と
接触せしめられるシート・リングの軸方向対応面が、軸
方向に非連続の表面であることを特徴とする本発明のス
ライド・リングシールにより達成された。
本発明の利点は、簡単なことである。簡単なのは、流体
力学的潤滑によって要求されるスライド面の周方向高さ
の差が、表面を別箇に機械加工することなく、自動的に
設定されるからである。したがって、製作費が安く、簡
単に実現されるため、操作費も安い。
力学的潤滑によって要求されるスライド面の周方向高さ
の差が、表面を別箇に機械加工することなく、自動的に
設定されるからである。したがって、製作費が安く、簡
単に実現されるため、操作費も安い。
次に添付図面につき、本発明の好ましい実施例を説明す
る。
る。
第1図と第2図には公知形式の2つのスライド・リング
シール構造物が示されている。これらの図で、対応する
部分には同じ参照番号が付しである。シール構造物のボ
ディ部分は、すべて参照番@1で示しである。機械の回
転部分、たとえばポンプ・シャフトは、参照番号2で示
しである。また、ポンプで吸上げられる製品は、参照番
号3で示されている。スライド・リングシールのシート
・リングは参照番号4で示され、シート・リングに固定
されるスライド・リングは参照番号5で示しである。
シール構造物が示されている。これらの図で、対応する
部分には同じ参照番号が付しである。シール構造物のボ
ディ部分は、すべて参照番@1で示しである。機械の回
転部分、たとえばポンプ・シャフトは、参照番号2で示
しである。また、ポンプで吸上げられる製品は、参照番
号3で示されている。スライド・リングシールのシート
・リングは参照番号4で示され、シート・リングに固定
されるスライド・リングは参照番号5で示しである。
第1図の実施例では、スライド・リング5のスライド面
の間に潤滑フィルムを形成するシール液が、参照番号6
で示しである。第1図では、シール液の入口と出口が、
それぞれ矢印(M)と(N)で示しである。
の間に潤滑フィルムを形成するシール液が、参照番号6
で示しである。第1図では、シール液の入口と出口が、
それぞれ矢印(M)と(N)で示しである。
第1図と第2図に関連して)ホべたことは、この分野の
専門家には自明のことなので、これらの構造物について
は、これ以上説明はしないでおく。
専門家には自明のことなので、これらの構造物について
は、これ以上説明はしないでおく。
第3図に拡大して示した部分は、第1図と第2図では環
によって示されている。第3図は、第1図、第2図に示
したどのスライド・リングであってもよい。第3図で用
いられている参照番号は、第1図、第2図の番号と共通
である。
によって示されている。第3図は、第1図、第2図に示
したどのスライド・リングであってもよい。第3図で用
いられている参照番号は、第1図、第2図の番号と共通
である。
第3図の公知形式では、スライド・リング5が、半径方
向に作用する焼きばめによりシート・リング4に固定さ
れている。焼きばめは、公知のようにシート・リング4
を加熱し、膨張させて行なう。
向に作用する焼きばめによりシート・リング4に固定さ
れている。焼きばめは、公知のようにシート・リング4
を加熱し、膨張させて行なう。
スライド・リング5は、膨張さゼたシート・リング4に
はめ込まれる。シート・リング4が冷えて収縮すると、
スライド・リング5はシート・リング4内に固定される
。第3図では、実線で示した部分が、スライド・リング
5をシート・リング4にはめ込んだ場合を示し、破線で
示した部分がシート・リングの冷却後の状態を示してい
る。
はめ込まれる。シート・リング4が冷えて収縮すると、
スライド・リング5はシート・リング4内に固定される
。第3図では、実線で示した部分が、スライド・リング
5をシート・リング4にはめ込んだ場合を示し、破線で
示した部分がシート・リングの冷却後の状態を示してい
る。
第3図の破線で示した部分は茗しく誇張して示してあり
、実際には、このような寸法のゆがみは生じない。しか
し、第3図では右側の自由面によって示されているスラ
イド令リング5のスライド面は原則として、第3図に示
したのと似たかたちにゆがむのは事実である。冷却後、
スライド・リング5に形成される外曲りは、スライド面
を平らに研摩することによって除去できる。しかし、問
題は、この研摩では除くことはできない。実際には、ス
ライド・リング5には、FiIl!J潟度を超える温度
が発生する作動条件でゆがみが生じるからである。この
温度のために、シート・リング4が膨張し、その結果、
スライド・リング5に及ぼされる圧縮力が減少する。こ
の現栄は、この形式のものの場合、明らかに見でとるこ
とができる。
、実際には、このような寸法のゆがみは生じない。しか
し、第3図では右側の自由面によって示されているスラ
イド令リング5のスライド面は原則として、第3図に示
したのと似たかたちにゆがむのは事実である。冷却後、
スライド・リング5に形成される外曲りは、スライド面
を平らに研摩することによって除去できる。しかし、問
題は、この研摩では除くことはできない。実際には、ス
ライド・リング5には、FiIl!J潟度を超える温度
が発生する作動条件でゆがみが生じるからである。この
温度のために、シート・リング4が膨張し、その結果、
スライド・リング5に及ぼされる圧縮力が減少する。こ
の現栄は、この形式のものの場合、明らかに見でとるこ
とができる。
更に、玖述の通り、ある場合には好ましいことではある
が、スライド面には研摩により周方向に波形を設けられ
ない点に注[1しなければならない。
が、スライド面には研摩により周方向に波形を設けられ
ない点に注[1しなければならない。
本発明の基本的な思想によれば、欠陥と見なされてぎた
スライド面のゆがみは、好ましい波形をスライド面に設
けるのに利用される。なぎなら、本発明によれば、ゆが
みは、スライド・リングの円周に分配され、この結果、
形が円錐形になる代りに、スライド面は、スライド面の
方向から見て、波形となるからである。
スライド面のゆがみは、好ましい波形をスライド面に設
けるのに利用される。なぎなら、本発明によれば、ゆが
みは、スライド・リングの円周に分配され、この結果、
形が円錐形になる代りに、スライド面は、スライド面の
方向から見て、波形となるからである。
このことは、たとえば、第4図から第8図に示した好適
実施例により達成される。第4図から第8図にも、第1
図から第3図の参照番号と共通の番号を用いである。本
発明によれば、焼ぎばめによりスライド・リング5の軸
方向周面と接触するシート・リング4の軸方向対応表面
は、周方向に非連続的に構成されている。第4図の実施
例では、この非連続性は、シート・リング4の壁部を貫
通する4つの一様の間隔をおいた間ロアをもつ対応表面
によって得られる。第8図では、弾性シール9がシート
・リング4の対応面とスライド・リングの外周との間に
はめ込まれている。第6図の実施例は、第5図の実施例
とは、開ロアが5つある点だけが異なっている。
実施例により達成される。第4図から第8図にも、第1
図から第3図の参照番号と共通の番号を用いである。本
発明によれば、焼ぎばめによりスライド・リング5の軸
方向周面と接触するシート・リング4の軸方向対応表面
は、周方向に非連続的に構成されている。第4図の実施
例では、この非連続性は、シート・リング4の壁部を貫
通する4つの一様の間隔をおいた間ロアをもつ対応表面
によって得られる。第8図では、弾性シール9がシート
・リング4の対応面とスライド・リングの外周との間に
はめ込まれている。第6図の実施例は、第5図の実施例
とは、開ロアが5つある点だけが異なっている。
前記の解決策は、焼ばめの半径方向圧縮効果を、シート
・リングの非M続的対応面を介してスライド・リングへ
向けることができる。この結果、スライド面には周方向
に高さの相違が形成されている。第4図、第5図では、
これらのnさの相違が線分8で示されている。線分8に
よる摩耗みぞは、スライド・リング5が他のスライド・
リングの平らな対応面に対して回転するときに、スライ
ド・リングに形成される。本発明によれば、これまで欠
点と見なされてきた特徴、すなわち、スライド面のゆが
みは、流体力学的11滑を行なうため、スライド面に周
方向の波形を形成するざいに利用することができる。流
体力学的潤滑によって、スライド面間の摩耗111擦は
10%から30%低減できる。このことは、スライド・
リング対の作動を表わすPV(1(P−圧力、V−速度
)が10%から30%増することを意味する。これらの
利点は、特に、高回転速度をもち、高圧力で作仙し、滑
り速度がシャフト寸法とともに増大する大直径シャフト
をもつ機械の場合に明らかである。
・リングの非M続的対応面を介してスライド・リングへ
向けることができる。この結果、スライド面には周方向
に高さの相違が形成されている。第4図、第5図では、
これらのnさの相違が線分8で示されている。線分8に
よる摩耗みぞは、スライド・リング5が他のスライド・
リングの平らな対応面に対して回転するときに、スライ
ド・リングに形成される。本発明によれば、これまで欠
点と見なされてきた特徴、すなわち、スライド面のゆが
みは、流体力学的11滑を行なうため、スライド面に周
方向の波形を形成するざいに利用することができる。流
体力学的潤滑によって、スライド面間の摩耗111擦は
10%から30%低減できる。このことは、スライド・
リング対の作動を表わすPV(1(P−圧力、V−速度
)が10%から30%増することを意味する。これらの
利点は、特に、高回転速度をもち、高圧力で作仙し、滑
り速度がシャフト寸法とともに増大する大直径シャフト
をもつ機械の場合に明らかである。
第7図、第8図に示した実施例では、シート−リング4
の軸方向対応面の非連続が、周方向に一様の間隔で対応
面に切欠き7′を形成することによって達成されている
。
の軸方向対応面の非連続が、周方向に一様の間隔で対応
面に切欠き7′を形成することによって達成されている
。
周方向での非連続箇所7.7′の長さは、種々に変える
ことができるが、次のように選ぶのが好ましい。すなわ
ち、周方向での1つの61107もしくは切欠き7′の
長さが、長くとも、2つの隣接の開口もしくは切欠きの
間にあるシート・リングの対応面部分と等しい長さとな
るように選ぶのである。
ことができるが、次のように選ぶのが好ましい。すなわ
ち、周方向での1つの61107もしくは切欠き7′の
長さが、長くとも、2つの隣接の開口もしくは切欠きの
間にあるシート・リングの対応面部分と等しい長さとな
るように選ぶのである。
言うまでもなく本発明は前述の諸実施例に限定されるも
のではなく、クレームの範囲内で秤々の変化形が可能で
ある。したがって、開口もしくは切欠きの数、サイズ、
形状も、図示の実施例に限られるものではなく、他の形
式の解決策も、同じように可能である。
のではなく、クレームの範囲内で秤々の変化形が可能で
ある。したがって、開口もしくは切欠きの数、サイズ、
形状も、図示の実施例に限られるものではなく、他の形
式の解決策も、同じように可能である。
第1図は公知のスライド・リングシール構造物の1実施
例を示した全体図、第2図は別の公知スライド・リング
シール構造物の1実施例を示す全体図、第3図は、第1
図および第2図の公知構造物に用いられたスライド・リ
ング固定形式の拡大図、第4図は、本発明によるスライ
ド・リング固定形式の前面図、第5図は、第4図のv−
v線に沿った横所面図、第6図は、第4図および第5図
の解決策の別の実施例を示した図、第7図は、本発明に
よる構造物の別の実施例の前面図、第8図は、第7図の
■−■線に沿ったmrJfi面図である。 図において、 1・・・シール構造物のボディ部分、 2・・・ポンプ・シ\7フト、 3・・・ポンプで吸上げられる製品、 4・・・シート・リング、5・・・スライド・リング、
6・・・シール液、7・・・開口、 7′・・・切欠き、9・・・弾性シール。
例を示した全体図、第2図は別の公知スライド・リング
シール構造物の1実施例を示す全体図、第3図は、第1
図および第2図の公知構造物に用いられたスライド・リ
ング固定形式の拡大図、第4図は、本発明によるスライ
ド・リング固定形式の前面図、第5図は、第4図のv−
v線に沿った横所面図、第6図は、第4図および第5図
の解決策の別の実施例を示した図、第7図は、本発明に
よる構造物の別の実施例の前面図、第8図は、第7図の
■−■線に沿ったmrJfi面図である。 図において、 1・・・シール構造物のボディ部分、 2・・・ポンプ・シ\7フト、 3・・・ポンプで吸上げられる製品、 4・・・シート・リング、5・・・スライド・リング、
6・・・シール液、7・・・開口、 7′・・・切欠き、9・・・弾性シール。
Claims (6)
- (1)壁部に対して回転可能な機械部分(1)をシール
するためのスライド、リングシールであって、スライド
・リング(5)を備えた複数シート・リング(4)が互
いにはめ合わされて、スライド・リング(5)が互いに
押圧回転し合うようにされており、更に、各スライド・
リング(5)がシート・リング(4)に焼ばめにより付
加されている結果、半径方向に作用する圧縮力がスライ
ド・リングに及ぼされる形式のものにおいて、 焼きばめによりスライド・リング(5)の軸方向周面と
接触せしめられている、シートリング(4)の軸方向対
応面が、軸方向に非連続の面であることを特徴とするス
ライド・リングシール。 - (2)シートリング(4)の軸方向対応面に、周方向に
一様の間隔で少なくとも3つの非連続箇所(7、7′)
が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のスライド・リングシール。 - (3)非連続箇所が、シート・リング(4)の壁部を貫
通する開口(7)であることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載のスライド・リングシール。 - (4)非連続箇所が、シート・リング(4)の軸方向対
応面に形成された切欠き(7′)であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載のスライド・リングシール
。 - (5)非連続箇所(7、7′)の周方向長さが、長くて
も、2つの隣接する非連続箇所の間に位置するシート・
リング(4)の対応面部分と等しい長さであることを特
徴とする特許請求の範囲第2項に記載のスライド・リン
グシール。 - (6)弾性シール(9)が、シート・リング(4)の軸
方向対応面とスライド・リング(5)の軸方向周面との
間にはめ込まれていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項から第5項のいずれか1つの項に記載のスライド
・シールリング。
Applications Claiming Priority (2)
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