JPS6350477Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は回転ポンプの軸封装置に係り、重合し
易い液や凝固し易い液またはスラリ含有液等を取
扱う回転ポンプに適した軸封装置に関する。

（従来の技術） 一般に、回転ポンプにおいては、羽根車を回転
駆動する回転軸がグランドパツキンやメカニカル
シールなどの軸封部によつて軸封されて液密を保
つようになつている。

ところが、重合し易い液や凝固し易い液または
スラリ含有液を送液する回転ポンプにおいては、
その軸封部の寿命は極めて短く、そのため頻繁に
軸封部の交換を行わねばならず、ポンプの保守管
理に多くの時間と労力および費用を要するととも
に、その交換作業を行うにおいては、ポンプ運転
を停止せねばならず、設備の稼動に及ぼす影響が
大きくなるため前記軸封部の改善が切望されてい
た。

例えば、重合し易い塩化ビニルや塩化ビニリデ
ンをポンプ揚液とする回転ポンプの軸封部とし
て、前記ポンプ揚液が麻酔作用を有し、空気と混
合してまたは反応して爆発製物質を生成するおそ
れがあり、外部へ漏れると危険であるのでグラン
ドパツキンに比べて一般に漏洩量が極めて少なく
軸封効果の高いメカニカルシールが試みられたこ
とがあるが、軸封部の周囲のポンプ揚液が移動さ
れずに軸封部分に停滞されること、また軸封部か
ら極めて微少であるが漏洩したポンプ揚液が外部
の空気と反応され或いは外部の空気が侵入してポ
ンプ揚液が反応されることおよび軸封部の周囲の
ポンプ揚液が軸封部の摺動熱により反応され、前
記ポンプ揚液がメカニカルシール部分で重合さ
れ、その重合された固形物によつてメカニカルシ
ールの密封端面が損傷され、及び前記重合された
固形物がメカニカルシールの回転部に付着してこ
の回転部のシールリングの軸方向移動の機能が損
なわれるため、１週間程度のポンプ運転で前記メ
カニカルシールを交換しなければならなかつた。

そのため、前記軸封部にグリス潤滑によるグラ
ンドパツキンが採用されてるが、このグランドパ
ツキンも前記メカニカルシールの場合と同様にポ
ンプ揚液がグランドパツキン部で重合されて固形
化され、グランドパツキンの摺動面を損傷させて
焼付けなどを生じさせるため、前記メカニカルシ
ールよりもその寿命は長くなものの１ケ月間程度
のポンプ運転でグランドパツキンの交換を余儀な
くされ、しかも前記メカニカルシールに比べて軸
封効果が数段劣り、外部へ漏れると危険である前
記ポンプ揚液に対しては好ましいものではない。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、前記問題点を解消して、重合し易い
液は勿論、スラリ含有液や凝固し易いラテツクス
液等のポンプ揚液に対しても軸封部の寿命が大幅
に改善され、しかも従来のグランドパツキンの軸
封部を有するポンプに比べて軸封効果も極めて高
い回転ポンプの軸封装置を提供するものである。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案の回転ポンプの軸封装置は、回転ポンプ
のポンプ室に封液室を隣接形成し、この封液室と
前記ポンプ室間とに貫通軸支されたポンプ回転軸
をメカニカルシールにて軸封し、前記封液室に封
液を流す出口路と入口路を設け、前記メカニカル
シールのシールリングを前記ポンプ回転軸に、前
記メカニカルシールのフローテイングシートを前
記シールリングよりも前記ポンプの羽根車側に位
置するように前記ポンプの静止部に、それぞれ装
着配設し、一端が前記メカニカルシールのフロー
テイングシートとシールリングとの密封端面に臨
んで開口して他端が前記ポンプの吸込口側に開口
する通路を前記ポンプ回転軸に設け、前記メカニ
カルシールの前記封液室側圧力を前記ポンプ室側
圧力よりも高く設定してなるものである。

（作用） 本考案の回転ポンプの軸封装置は、ポンプ揚液
の一部が、ポンプ吸込口側とポンプ吐出口側との
圧力差によつて、羽根車の背面側からメカニカル
シールのフローテイングシートとポンプ回転軸と
の間隙を通つてメカニカルシールの密封端面に至
り、ポンプ回転軸の通路を通つてポンプ吸込口側
へと循環される。そしてメカニカルシール部には
ポンプ揚液が停滞されず、メカニカルシールの回
転摺動熱によつて昇温されるポンプ揚液の単位容
積当りの受熱量が決めて微少となる。そのため、
および封液室を流れる封液にてメカニカルシール
が覆われて外気と遮断され、ポンプ揚液と外気と
の接触が阻止されるとともにメカニカルシールが
冷却されるため、メカニカルシール部には熱や空
気の影響によるポンプ揚液の重合や凝固が極めて
生じにくい。

また、メカニカルシール部においてポンプ揚液
に重合や凝固が生じて固形物が生成されるとして
も、この固形物は生成され始めた瞬間にポンプ回
転軸の通路を通つて循環されるポンプ揚液ととも
にポンプ吸込口側へと排出されるので、メカニカ
ルシール部には付着堆積されず、およびスラリ含
有液をポンプ揚液とする場合のスラリはポンプ回
転軸の通路を通つてポンプ揚液とともに循環され
るので、メカニカルシール部には付着堆積され
ず、さらにメカニカルシールの封液室側圧力がポ
ンプ室側であるフローテイングシートとポンプ回
転軸との間隙の圧力より高く設定されているの
で、ポンプ揚液の封液室側への漏入が阻止され
る。すなわちシール前記固定物やスラリがメカニ
カルシールの密封端面およびシールリングとポン
プ回転軸との軸方向摺動面に噛み込むことが防止
される。

（実施例） 次に本考案の一実施例の構成を第１図に基づき
説明する。

１はポンプケーシングで、このポンプケーシン
グ１にガスケツトを介してスタフインボツクス３
が連接されてポンプ室５０が形成されている。４
はポンプ回転軸で、前記ポンプ室５０内に配設さ
れたポンプ羽根車５がキー６を介して装着されボ
ルト７にて固定されており、前記ポンプ回転軸４
の前記スタフインボツクス３を貫通した他端は図
示しないが電動機等のポンプ駆動機に連結されて
いる。

そして、ポンプの静止部である前記スタツフイ
ンボツクス３の前記ポンプケーシング１側に第１
のメカニカルシール８がそのフローテイングシー
ト１２がそのシールリング１５よりも前記羽根車
５側に位置するように配設されている。そして前
記第１のメカニカルシール８の固定部９である前
記フローテイングシート１２はその外周がパツキ
ン１３を介して前記スタフインボツクス３の内周
壁に液密にその内周は前記ポンプ回転軸４との間
に間隙１４を設けて前記スタフインボツクス３に
装着されている。また、前記第１のメカニカルシ
ール８の回転部１０であるシールリング１５、ス
プリング１６、カラー１７はそれぞれ前記ポンプ
回転軸４に装着され、このポンプ回転軸４にパツ
キン１８を介して軸方向に摺動自在にされた前記
シールリング１５が前記スプリング１６の作用に
よつて前記フローテイングシート１２に所定の押
圧力にて密接されるように前記カラー１７はその
軸方向位置を調整されて前記ポンプ回転軸４に固
定されている。

また、前記スタフインボツクス３のポンプ駆動
機側には第２のメカニカルシール１９がそのフロ
ーテイングシート２０とシールリング２１との位
置関係は逆であるが前記第１のメカニカルシール
８と同様に装着されており、前記スタフインボツ
クス３に前記両メカニカルシール８，１９のフロ
ーテイングシート１２，２０に近接して封液室１
１の出口路２２及び入口路２３がそれぞれ設けら
れて前記スタフインボツクス３内に前記ポンプ室
５０に隣接する封液室１１が形成されており、こ
の封液室１１にはポンプ運転時に前記ポンプケー
シング１内のポンプ揚液２４に接触しても差支え
のない封液２５が図示しない注液装置により前記
入口路２３から注入され前記封液室１１を流れて
前記出口路２２から排出されるようになつてお
り、前記第１のメカニカルシール８の封液室１１
側の圧力が前記ポンプ側すなわち前記間隙１４側
の圧力よりも高くなるように前記封液室１１の圧
力が設定されている。

また、前記ポンプ回転軸４には、前記第１のメ
カニカルシール８のフローテイングシート１２と
シールリング１５との密封端面３０に向つて開口
する軸方向に直角の通孔２６が、およびこの通孔
２６に連通されポンプ吸込口２７側に開口する軸
方向の通孔２８がそれぞれ設けられるとともに、
前記ポンプ羽根車５を固定するボルト７にも通孔
２９が設けられており、前記各通孔２６，２８，
２９により一端が前記第１のメカニカルシール８
のフローテイングシート１２とシールリング１５
との密封端面３０に臨んで開口し、他端が前記ポ
ンプ吸込口２７側に開口する通路３１が前記ポン
プ回転軸４に形成されている。

３２は前記スタフインボツクス３のポンプケー
シング１側に設けられた環状の突起と前記ポンプ
羽根車５の背面に設けられた環状の突起とにより
構成されたオリフイス、３３はポンプ吐出口であ
る。

以上のように構成した前記実施例の作用を説明
する。

ポンプ羽根車５に付勢されてポンプ吐出口３３
へと吐出されるポンプ揚液２４の一部が、ポンプ
吸込口２７側とポンプ吐出口３３側との圧力差に
よつて前記オリフイス３２の間隙を通り、前記ポ
ンプ羽根車５の背面側から第１のメカニカルシー
ル８のフローテイングシート１２とポンプ回転軸
４との間隙１４に流入して前記第１のメカニカル
シール８の密封端面３０部に至り、この密封端面
３０部からポンプ回転軸４の通路３１を通つてポ
ンプ吸込口２７側へと循環される。

また、前記注液装置にて封液室１１の入口路２
３から注入された封液２５は、前記封液室１１内
に充満されて前記両メカニカルシール８，１９を
覆うようにして流れ、前記第１のメカニカルシー
ル８を外気と遮断するとともに前記両メカニカル
シール８，１９を冷却して前記出口路２２から排
出される。

このように、第１のメカニカルシール８に接す
るポンプ揚液２４が循環されて前記第１のメカニ
カルシール８部に停滞されないので、前記第１の
メカニカルシール８部においてこの第１のメカニ
カルシール８の回転摺動熱により昇温されるポン
プ揚液２４の単位容積当たりの受熱量が極めて微
少となり、また、前記封液２５により第１のメカ
ニカルシール８が覆われ、外気と遮断されて前記
ポンプ揚液２４と空気との接触が阻止され、およ
び前記封液２５により前記両メカニカルシール
８，１９が冷却されるので、前記第１のメカニカ
ルシール８部には熱や空気の影響によるポンプ揚
液２４の重合や凝固は極めて生じにくい。

また、万一前記第１のメカニカルシール８部に
おいて前記ポンプ揚液２４に重合や凝固が生じて
固形物が生成されるとしても、この固形物は生成
され始めた瞬間に前記ポンプ回転軸４の通路３１
を通つて循環されるポンプ揚液２４とともにポン
プ吸込口２７側へと排出されて前記第１のメカニ
カルシール８部に付着堆積されないので、および
スラリ含有液をポンプ揚液２４とする場合のスラ
リは前記ポンプ回転軸４の通路３１を通つてポン
プ揚液２４とともに循環されることにより、前記
第１のメカニカルシール８部に付着堆積されない
ので、前記第１のメカニカルシール８の密封端面
３０が損傷されたり、前記第１のメカニカルシー
ル８の回転部１０のシールリング１５の軸方向移
動の機能が損なわれたりすることがなく、前記第
１のメカニカルシール８の寿命が著しく改善され
る。

そして、軸封部にグランドパツキンに比べて一
般に漏洩量が極めて少ない前記第１のメカニカル
シール８が採用できることにより、前記重合し易
い液、凝固し易い液、スラリ含有液などのポンプ
揚液に対して用いられていた従来のグリス潤滑式
のグランドパツキンの軸封部に比べ軸封効果が極
めて向上される。

さらに、第１のメカニカルシール８の封液室１
１側の圧力が間隙１４側の圧力より、すなわちポ
ンプ室５０側の圧力より高く設定されているの
で、ポンプ揚液２４の封液室１１への侵入が阻止
され、すなわち前記第１のメカニカルシール８の
密封端面３０から極めて微少量であるが漏洩して
回転摺動面である前記密封端面３０の潤滑液とな
るのはポンプ揚液２４ではなく封液２５であるの
で、前記固形物やスラリが前記第１のメカニカル
シール８の密封端面３０およびシールリング１５
とポンプ回転軸４との軸方向摺動面へ噛み込むこ
とが阻止される。

なお、ポンプ揚液２４と封液２５との温度差な
どの条件によつては、封液室１１の入口路２３と
出口路２２とを入れ換えて封液２５の流れを逆に
し、また封液５に多少外部に漏れても支障のない
水が使用できる場合は第２のメカニカルシール１
９をグランドパツキン等に置き換えても良い。

次に本考案をキヤンドモータポンプに採用する
場合は、第２図に示すように、封液２５がポンプ
回転軸４のポンプ羽根車５とは反対側の端部に取
着された補助羽根車３４に付勢されて、後方の軸
受３５を潤滑し、ステータキヤン３６とロータキ
ヤン３７との間隙３８を通つてステータ３９とロ
ータ４０を冷却し、前方の軸受４１を潤滑して封
液室１１に流入し、第１のメカニカルシール８を
冷却して封液室１１の出口路２２から熱交換器４
２に至り、この熱交換器４２で冷却されて前記補
助羽根車３４へと循環される構成とすれば、ポン
プ揚液２４は勿論、封液２５に対しても完全無漏
洩構造となるので、ポンプ揚液２４との関係で外
部へ微少量でも漏洩しては危険である封液２５や
極めて高価な封液２５しか採用できない場合など
に最適である。なお、この第２図に示す実施例に
おいては、前方の軸受４１のハウジング４３の最
少内径部とポンプ回転軸４との間隙４４が前記封
液室１１の入口路２３となつている。

〔考案の効果〕

本考案の回転ポンプの軸封装置によれば、軸封
部のポンプ揚液が前記軸封部に停滞されずに循環
され、封液により前記軸封部が覆われて外気と遮
断されおよび軸封部が冷却されるので、熱や空気
の影響によるポンプ揚液の重合や凝固が極めて生
じにくく、また万一軸封部において重合や凝固が
生じて固形物が生成されるとしても、この固形物
は生成され始めた間に前記循環されるポンプ揚液
によつて前記軸封部からポンプ吸込口側へと排出
されるので、およびスラリ含有液をポンプ揚液と
する場合のスラリはポンプ揚液とともに循環され
るので、前記軸封部に付着堆積されることはな
く、そのため封液室側圧力がポンプ室側圧力より
も高く設定されてポンプ揚液の封液室側への漏入
が阻止されることと相まつて前記固形物やスラリ
が軸封部に噛み込むこともなく、従来の軸封装置
に比べて前記重合し易い液や凝固し易い液および
スラリ含有液に対する軸封部の寿命が著しく改善
され、加えてグランドパツキンに代えて漏洩量が
極めて少ないメカニカルシールが採用できて軸封
効果も大幅に向上され、前記軸封部の交換やポン
プ揚液の外部への漏れ等に対処するポンプ保守管
理が極めて容易となり、その経済的効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回転ポンプの
縦断面図、第２図は他の実施例を示すキヤンドモ
ータポンプの断面図である。 １……ケーシング、４……ポンプ回転軸、５…
…ポンプ羽根車、８……メカニカルシール、９…
…固定部、１０……回転部、１１……封液室、１
２……フローテイングシート、１５……シールリ
ング、２２……出口路、２３……入口路、３１…
…通路、５０……ポンプ室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転ポンプのポンプ室に封液室を隣接形成し、
   この封液室と前記ポンプ室間とに貫通軸支された
   ポンプ回転軸をメカニカルシールにて軸封し、前
   記封液室に封液を流す出口路と入口路を設け、前
   記メカニカルシールのシールリングを前記ポンプ
   回転軸に、前記メカニカルシールのフローテイン
   グシートを前記シールリングよりも前記ポンプの
   羽根車側に位置するように前記ポンプの静止部
   に、それぞれ装着配設し、一端が前記メカニカル
   シールのフローテイングシートとシールリングと
   の密封端面に臨んで開口して他端が前記ポンプの
   吸込口側に開口する通路を前記ポンプ回転軸に設
   け、前記メカニカルシールの前記封液室側圧力を
   前記ポンプ室側圧力よりも高く設定したことを特
   徴とする回転ポンプの軸封装置。