JPS63190976A - メカニカルシャフトシール - Google Patents

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】 （発明の背景） 本発明はメカニカルシールに関するものである。

ポンプシャフトのような回転シャフト用のメカニカルシ
ールは不動のシールリングと、この不動のシールリング
に対して回転する回転シールリングをもつのが普通であ
る。通常はこれらのリングを押合わせて有効にシールさ
せるばねを備える。

シールリング間に摩耗が生じるにつれて、ばねは伸長し
て、遂にはばね力が相対的に回転するリングを互にシー
ル状態に保のに十分でないようになる。このときにはシ
ールを取除いて、必要に応じて部品の交換をする必要が
ある。場合によってはこのことはかなりしばしば行なう
必要がある。ポンプ等を、シール修繕中、しばしば作業
ラインから取除くのは不便である上、通常のメカニカル
シールは周知の如く取外しと交換が困難である。

（発明の要約） 本発明は、作動に際して加圧流体を含むスペースの外部
にその内部から回転シャフトが貫通するケーシングに対
して回転シャフトをシールするメカニカルシャフトシー
ルであって、前記シャフトと共に回転するようシャフト
の回りに配置できる第一環状シール部材と、前記シャフ
トの回りに回転しないように配置できる第二環状シール
部材とを含み、第一と第二シール部材が対向するシール
面を提供して成るメカニカルシャフトシールにおいて、
前記シャフトの回りに配置できる環状の反動部材と、反
動部材をケーシングに連結する手段とを含み、１個以上
のばねを配置してその一端を反動部材に衝合させると共
に反対端を第二シール部材に衝合させて第二シール部材
を第一シール部材に向って附勢させそして前記シール面
を互にシール接触せしめ、反動部材をケーシングに連結
する手段は反動部材の軸線方向位置を変えるために調節
でき、シール面が摩耗するにつれてばねがシール面間の
シール接触を維持するのに通した附勢力を第二シール部
材に与えるように成したことを特徴とするメカニカルシ
ャフトシールを提供する。

好適には、第二シール部材は流体スペースから遠い方の
第一シール部材の側に配置し、反動部材は第一シール部
材から遠い方の第二シール部材の側に配置する。

また、好適にはシャフトの回りに着脱自在に連結できる
スリーブと、第一と第二のシール部材と、反動部材とを
含むカートリッジを備え、全カートリッジが必要に応じ
て摩耗した部品の交換のため一ユニットとして取外し可
能とする。

典型的にはビンの形をなす回転阻止手段は第二シール部
材と反動部材間に作用してこれらの部材間の相対的回転
を阻止する。

また、第一と第二のシール部材の組合せが使用中供給液
体区画室の下流側の端を形成し、供給液体区画室の他端
がシャフトを取囲むブシュによって形成され、供給液体
通路が流体スペース内の力ｌ圧流体からシール面を絶縁
させるのに役立つ加圧供給液体を導入するために区画室
と連通している。

図につき本発明を説明する。

（好適実施例の説明） メカニカルシールはポンプケーシング１２に対して回転
ポンプシャフト１０をシールするのに使う。

このケーシングを通して前記シャフトは通常の羽根車（
図示せず）を配置した流体スペース１４の外部にその内
部から延在する。

シールは円筒形スリーブ１６を含み、このスリーブはグ
ラブ（ｇｒｕｂ）ねしく図示せず）によってシャフト上
にしっかり保持され、０リング２０によってシャフトに
シールされる。ステンレス鋼の環状インサート２２はグ
ラブねじ２４によってスリーブ上にしっかり保持し、０
リング２６によってスリーブにシールされる。

インサート２２は環状の第一シール素子３２を保持する
軸方向突出のリブ３０を含む。インサート２２とシール
素子３２は第一シール部材を構成する。

第一シール部材の下流側でスリーブの回りに配置した第
二の環状シール素子３４から成るもう１つのシール部材
は環状インサート３５によって保持される。第一と第二
のシール素子３２と３４は直径割り構造としてもよい。

インサート３５は２個の０リング３６によってポンプケ
ーシングにシールされ、そしてインサートとスリーブ１
６の間には間隙３８がある。

環状反動部材４０は第二シール部材３４の下流側に配置
する。反動部材は凹んだランド部４２を形成され、この
ランド部に対して一連の螺旋圧縮ばね４４の各々の一端
が作用する。ばねの反対端はインサート３５内の離間し
たポケット４６内に置く。図には２個のばねのみを示す
が、実際にはシャフトの軸線の回りに多数のばねを離間
配置させる。

一連の角度的に離間したねし山付スタッド４８はポンプ
ケーシング１２から軸線方向で下流方向に突出する。こ
れらのスタンド（２個のみ図示する）は反動部材４０中
の開口を通り、ナツト４９に取付ける。このナンドは反
動部材に下流側から衝合する。

シール素子３４とインサート３５はこうして回転できな
いが軸線方向に移動できるよう保持される。

ばね４４は素子３２の反対側のシール面５２とシール掛
合するよう素子３４のシール面５０を押圧する。

典型的実施例においては、シール素子３２はタングステ
ンカーバイドのような硬質金属からなり、一方シール素
子３４はグラファイトのような軟質材からなる。作動に
際しては、グラファイト素子は比較的急速に摩耗する。

ばね４４は成る程度この摩耗を吸収できるが、結局はば
ね力がシール素子間に良好なシール接触を維持するのに
は十分でなくなる程度にばねが伸張してしまう段階がく
る。

この段階では、普通のシールの場合にはシールの取外し
と新たなシールの装着を必要とする。しかし本発明では
、ナツト４９の調節、即ちす・ントをスタッド４８上に
更にねじ込んで、反動部材４０とケーシング１２間の間
隔を減らすことによってシールの使用寿命を延長するこ
とが而単に行なえる。こうしてばね４４は再び負荷され
た状態に置かれて、面５０．５２間に有効なシール接触
を維持する。

ナツト４８の調節はシールの作動中に即ちポンプを停止
する必要なしに行なうことができる。

最後にはグラファイト素子３４はその使用寿命の終りに
達し、交換が必要になる。図示の構造では、それは比較
的簡単なことである。先ずナツト４９を弛めて外す。次
にスリーブ１６をシャフト１０から外す。

スリーブ１６がシャフト１０から外されると、スリーブ
、インサート２２とシール素子３２、インサート３５と
シール素子３４及び反動部材４０からなる全カートリッ
ジをシャフトに沿ってケーシング１２から取出すことが
できる。シャフトのモータ端を外すものとすれば、全カ
ートリッジはシャフトから取除いて摩耗部品の交換のた
めに工場に送ることができる。勿論、前述の割り構造で
あれば、摩耗部品の交換は現場で行なうことができる。

図示のように、本発明のメカニカルシールは軸線方向を
向いたピン５０′をもち、このピンは一部分はインサー
ト３５中のポケット内にそして他の一部分は反動部材４
０中の整列したポケット内に位置する。このピンはポン
プの始動時又はそのスイッチを切るとともにインサート
３５と反動部材４０の間のあらゆる相対的回転を阻止す
るために備える。

シールはこの場合黄銅とする環状ブシュ５３を含む。

また、区画室５４が下流側の端にかつ上流側の端のブシ
ュ５２によってシール部品間に画成されている。

供給液体通路５６が清浄な水の如き加圧された供給液体
を導入するための区画室に通じる。区画室内の供給液体
はスペース１４内の汲込み液体がシール面５０．５２と
接触するのを防止するように作用する。

絞りシールをブシュ５３の上流側でシャフトＩＯの回り
に配置することができる。

図示のメカニカルシールは固体含有スラリーや腐食性又
は研磨性液体のような困難な液体を汲出すポンプのシャ
フトをシールするのに極めて°適している。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のメカニカルシールの断面図である。 １０・・・ポンプシャフト　　１２・・・ポンプケーシ
ング１４・・・流体スペース　　　１６・・・スリーブ
２０．２６．３６・・・０リング　　２２・・・インサ
ート２４・・・グラブねじ　　　　３０・・・リブ３２
・・・シール素子３４・・・第二シール部材３５・・・
インサート４０・・・反動部材４３・・・ランド部　　
　　　４４・・・圧縮ばね４６・・・ポケット　　　　
　４８・・・ねじ山付スタッド４９・・・ナツト　　　
　　　５０′　・・・ピン５０．５２・・・シール面　
　　５３・・・環状ブシュ図面の浄割内容に変更なし） 手　　続　　補　　正　　書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第２８６４８９号 ２、発明の名称 メカニカルシャフトシール ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏　名　　デニス・ミカエル・ウィリアム・ヴインスロ
ウ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作動に際して加圧流体を含むスペースの外部にその
   内部から回転シャフトが貫通するケーシングに対して回
   転シャフトをシールするメカニカルシャフトシールであ
   って、前記シャフトと共に回転するようシャフトの回り
   に配置できる第一環状シール部材と、前記シャフトの回
   りに回転しないように配置できる第二環状シール部材と
   を含み、第一と第二シール部材が対向するシール面を提
   供して成るメカニカルシャフトシールにおいて、前記シ
   ャフトの回りに配置できる環状の反動部材と、反動部材
   をケーシングに連結する手段とを含み、１個以上のばね
   を配置してその一端を反動部材に衝合させると共に反対
   端を第二シール部材に衝合させて第二シール部材を第一
   シール部材に向って附勢させそして前記シール面を互に
   シール接触せしめ、反動部材をケーシングに連結する手
   段は反動部材の軸線方向位置を変えるために調節でき、
   シール面が摩耗するにつれてばねがシール面間のシール
   接触を維持するのに適した附勢力を第二シール部材に与
   えるように成したことを特徴とするメカニカルシャフト
   シール。 ２、第二シール部材は流体スペースから遠い方の第一シ
   ール部材の側に配置し、反動部材は第一シール部材から
   遠い方の第二シール部材の側に配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のメカニカルシャフトシー
   ル。 ３、シャフトの回りに着脱自在に連結できるスリーブと
   、第一と第二のシール部材と、反動部材とを含むカート
   リッジを備え、全カートリッジが必要に応じて摩耗した
   部品の交換のため一ユニットとして取外し可能であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   メカニカルシャフトシール。 ４、回転阻止手段が第二シール部材と反動部材間に作用
   してこれらの部材間の相対的回転を阻止することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１項に
   記載のメカニカルシャフトシール。 ５、第一と第二のシール部材の組合せが使用中供給液体
   区画室の下流側の端を形成し、供給液体区画室の他端が
   シャフトを取囲むブシュによって形成され、供給液体通
   路が流体スペース内の加圧流体からシール面を絶縁させ
   るのに役立つ加圧供給液体を導入するために区画室と連
   通していることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第４項の何れか１項に記載のメカニカルシャフトシール
   。