JPS64467Y2 - - Google Patents

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JPS64467Y2
JPS64467Y2 JP9692684U JP9692684U JPS64467Y2 JP S64467 Y2 JPS64467 Y2 JP S64467Y2 JP 9692684 U JP9692684 U JP 9692684U JP 9692684 U JP9692684 U JP 9692684U JP S64467 Y2 JPS64467 Y2 JP S64467Y2
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seal
seal ring
rotating shaft
drive collar
ring
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案はターボドリルの下部シールに使用す
るメカニカルシールに関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a mechanical seal used for the lower seal of a turbo drill.

従来流体圧により駆動されるタービンによりビ
ツトを回転して岩石などの穿孔に供するターボド
リルにおいては、本体内に回転軸を支承するラジ
アルベアリングと、流体差圧により上記回転軸に
加わるスラスト力を支承するスラストベアリング
が夫々設けられており、これらベアリングは本体
上部に設けられた上部シールと、本体下部に設け
られた下部シールとの間に封入された潤滑油によ
り潤滑されるようになつている。また上記下部シ
ールには第1図に示すようなメカニカルシールが
使用されている。上記メカニカルシールは第1図
に示すように本体a側に取付けられたフローテイ
ングシールbと回転軸c側に設けられたドライブ
カラーdの間にシールリングeを設けて、このシ
ールリングeとフローテイングシールbの摺接面
fでシールを行うようになつている。
Conventional turbo drills, in which the bit is rotated by a turbine driven by fluid pressure to drill holes in rocks, etc., have a radial bearing that supports the rotating shaft within the main body, and a thrust force that is applied to the rotating shaft by differential fluid pressure. Each thrust bearing is provided with a lubricating oil sealed between an upper seal provided at the upper part of the main body and a lower seal provided at the lower part of the main body. Further, a mechanical seal as shown in FIG. 1 is used as the lower seal. As shown in Fig. 1, the above mechanical seal is provided with a seal ring e between a floating seal b attached to the main body a side and a drive collar d provided on the rotating shaft c side. The sealing is performed by the sliding surface f of the seal b.

しかしターボドリルは曲げ掘削を行う頻度が高
く、曲げ掘削時には回転軸cが変形して第2図に
示すように本体aの中心oに対して回転軸cの中
心oが偏心し、この状態で回転するため、回転軸
c側に設けられたシールリングeが矢印gに示す
ようにコニカル偏心運動するようになる。このた
め従来のフローテイングシールbとシールリング
eが平面接触するメカニカルシールでは、シール
リングeが追従しなくなり油漏れの原因となつて
いた。
However, the turbo drill frequently performs bending excavation, and during bending excavation, the rotating shaft c deforms, and as shown in Figure 2, the center o of the rotating shaft c becomes eccentric with respect to the center o of the main body a. Due to the rotation, the seal ring e provided on the rotation axis c side moves conically eccentrically as shown by the arrow g. For this reason, in the conventional mechanical seal in which the floating seal b and the seal ring e are in plane contact, the seal ring e cannot follow the movement, causing oil leakage.

この考案はかかる不具合を改善する目的でなさ
れたもので、回転軸の変形によりコニカル偏心運
動が加わつた場合に、シールリングがこれに追従
しやすいようドライブカラーとシールリングの接
触部の形状を改良したターボドリルのメカニカル
シールを提供して、曲げ掘削時にも良好なシール
効果が得られるようにしたものである。
This idea was made to improve this problem, and the shape of the contact area between the drive collar and seal ring has been improved so that the seal ring can easily follow conical eccentric movement due to deformation of the rotating shaft. The present invention provides a mechanical seal for a turbo drill that provides a good sealing effect even during bending drilling.

以下この考案を第3図以下に示す一実施例を参
照して詳述する。第3図はターボドリルの全体図
で、本体1の一端側にマツドの流入口2が開口し
ており、この流入口2よりタービン3が回転され
る。タービン3の回転は本体1内にラジアルベア
リング4及びスラストベアリング5を介して支承
された回転軸6へ伝えられる。回転軸6は本体1
の中心部を先端部まで貫通していて、回転軸6の
先端に取付けられたビツト7により岩盤の穿孔に
供すると共に、ビツト7により掘削された土砂は
回転軸6内の通路6aを経てビツト7の噴出孔7
aより噴出するマツドにより、本体1外周と坑井
8の間に形成されたアニユラス9を経て地上へ搬
出されるようになつている。また本体1内には上
部シール10と下部シール11が設けられてい
て、これらシール10,11間に封入された潤滑
油によりベアリング4,5が潤滑されるようにな
つていると共に、下部シール11には次のような
メカニカルシールが使用されている。上記下部シ
ール11は本体1の内周部に固定されたスリーブ
12にフローテイングシール13が液密に取付け
られており、このフローテイングシール13の一
端にシールリング14のシール面14aが摺接す
るシール突部13aが環状に突設されている。ま
たシールリング14は回転軸6側に取付けられた
ドライブカラー15に支持されている。ドライブ
カラー15は回転軸6と一体に回転するスリーブ
17の外周面に嵌挿されていて、スリーブ17の
軸線方向に摺動できるようになつていると共に、
ドライブカラー15の後方にはスリーブ17に固
着されてリテイナ18が設けられている。このリ
テイナ18には複数個のピン孔18aが穿設され
ている。これらピン孔18aは開口側が小径とな
つていて、この小径部18bによりピン孔18a
内に嵌挿されたドライブピン24の中間部を支持
することにより、上記ドライブピン24の先端側
が上記小径部18bを支点として自由に動き得る
ようになつていると共に、各ドライブピン24の
先端は、ドライブカラー15の端面に形成された
凹孔15aに嵌挿されていて、圧縮ばね19によ
りドライブカラー15がシールリング14側へ付
勢されている。上記ドライブカラー15は断面ほ
ぼL字形をなしていて、大径部15bの端面は回
転軸6の中心上に設けられた点o″を中心とする半
径Rの凸球面15cが形成されており、上記点
o″を中心とする半径R′の凹球面14cに形成さ
れたシールリング14の端面に摺接されている。
またドライブカラー15の小径部15dはシール
リング14の環状凹部14b内に挿入されている
と共に、環状凹部14bの奥にはシールリング1
4とスリーブ17間をシールするoリング22が
収容されている。
This invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in FIG. 3 and subsequent figures. FIG. 3 is an overall view of the turbo drill, in which a mud inlet 2 is opened at one end of the main body 1, and a turbine 3 is rotated through this inlet 2. The rotation of the turbine 3 is transmitted to a rotating shaft 6 supported within the main body 1 via a radial bearing 4 and a thrust bearing 5. The rotating shaft 6 is the main body 1
The bit 7 attached to the tip of the rotating shaft 6 is used for drilling into the rock, and the soil excavated by the bit 7 passes through the passage 6a in the rotating shaft 6 to the bit 7. spout hole 7
The mud ejected from a is transported to the ground through an annulus 9 formed between the outer periphery of the main body 1 and the well 8. Further, an upper seal 10 and a lower seal 11 are provided in the main body 1, and the bearings 4 and 5 are lubricated by the lubricating oil sealed between these seals 10 and 11. The following mechanical seals are used. In the lower seal 11, a floating seal 13 is fluid-tightly attached to a sleeve 12 fixed to the inner circumference of the main body 1, and a seal surface 14a of a seal ring 14 is in sliding contact with one end of the floating seal 13. The protrusion 13a is provided in an annular manner. Further, the seal ring 14 is supported by a drive collar 15 attached to the rotating shaft 6 side. The drive collar 15 is fitted onto the outer peripheral surface of a sleeve 17 that rotates together with the rotating shaft 6, and is configured to be able to slide in the axial direction of the sleeve 17.
A retainer 18 is provided behind the drive collar 15 and is fixed to the sleeve 17. This retainer 18 is provided with a plurality of pin holes 18a. These pin holes 18a have a small diameter on the opening side, and this small diameter portion 18b makes the pin holes 18a
By supporting the intermediate portion of the drive pin 24 inserted therein, the distal end side of the drive pin 24 can freely move around the small diameter portion 18b as a fulcrum, and the distal end of each drive pin 24 is , is fitted into a recessed hole 15a formed in the end face of the drive collar 15, and the drive collar 15 is urged toward the seal ring 14 by a compression spring 19. The drive collar 15 has a substantially L-shaped cross section, and the end surface of the large diameter portion 15b is formed with a convex spherical surface 15c having a radius R centered on a point o'' provided on the center of the rotating shaft 6, Above points
The seal ring 14 is in sliding contact with the end surface of the seal ring 14, which is formed into a concave spherical surface 14c having a radius R' centered at o''.
Further, the small diameter portion 15d of the drive collar 15 is inserted into the annular recess 14b of the seal ring 14, and the seal ring 1 is located deep inside the annular recess 14b.
4 and the sleeve 17 is housed therein.

なおシールリング14及びドライブカラー15
に設けた凹球面14c及び凸球面15cは、シー
ルリング14側を凸球面に、そしてドライブカラ
ー15側を凹球面状にしてもよい。
In addition, the seal ring 14 and drive collar 15
The concave spherical surface 14c and the convex spherical surface 15c provided on the seal ring 14 side may be a convex spherical surface, and the drive collar 15 side may be a concave spherical surface.

この考案は以上詳述したように、本体1側に設
けられたフローテイングシール13と摺接してシ
ールを行うシールリング14の端面と、この端面
に摺接するドライブカラー15の大径部15b端
面を互に密接する凹凸球面14c,15cとした
ことから、曲げ掘削時回転軸6が変形してコニカ
ル偏心運動をしても、上記凹凸球面14c,15
cがこれを吸収してシールリング14側へ伝えな
いため、シールリング14は常にフロテイングシ
ール13に追従してシールを行うようになる。こ
れによつて曲げ掘削時回転軸6が変形してコニカ
ル偏心運動をしても、シール効果が損なわれる虞
れがないと共に、回転軸6の回転をドライブカラ
ー15へと伝えるドライブピン24をリテイナ1
8に設けたピン孔18aの小径部18bにより支
持するようにしたことから、ドライブピン24の
自由度によりドライブカラー15の動きを規制す
ることがないため、より一層シールリング14の
追従性を向上させることもできる。
As described in detail above, this device has an end face of the seal ring 14 that makes sliding contact with the floating seal 13 provided on the main body 1 side for sealing, and an end face of the large diameter portion 15b of the drive collar 15 that makes sliding contact with this end face. Since the uneven spherical surfaces 14c and 15c are in close contact with each other, even if the rotary shaft 6 is deformed and performs conical eccentric movement during bending excavation, the uneven spherical surfaces 14c and 15
c absorbs this and does not transmit it to the seal ring 14 side, so the seal ring 14 always follows the floating seal 13 to perform sealing. As a result, even if the rotary shaft 6 is deformed and performs conical eccentric movement during bending excavation, there is no risk of the sealing effect being impaired, and the drive pin 24 that transmits the rotation of the rotary shaft 6 to the drive collar 15 is retained. 1
8, the movement of the drive collar 15 is not restricted by the degree of freedom of the drive pin 24, which further improves the followability of the seal ring 14. You can also do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は従来のメカニカルシールの
説明図、第3図はこの考案の一実施例を示すター
ボドリルの断面図、第4図は下部シールの拡大図
である。 1はターボドリル本体、4はラジアルベアリン
グ、5はスラストベアリング、6は回転軸、10
は上部シール、11は下部シール、13はフロー
テイングシール、14はシールリング、14bは
環状凹部、14cは凹球面、15はドライブカラ
ー、15bは大径部、15cは凸球面、15dは
小径部、18はリテイナ、22はoリング、24
はドライブピン。
1 and 2 are explanatory diagrams of a conventional mechanical seal, FIG. 3 is a sectional view of a turbo drill showing an embodiment of this invention, and FIG. 4 is an enlarged view of the lower seal. 1 is the turbo drill body, 4 is the radial bearing, 5 is the thrust bearing, 6 is the rotating shaft, 10
11 is an upper seal, 11 is a lower seal, 13 is a floating seal, 14 is a seal ring, 14b is an annular recess, 14c is a concave spherical surface, 15 is a drive collar, 15b is a large diameter portion, 15c is a convex spherical surface, 15d is a small diameter portion , 18 is the retainer, 22 is the o-ring, 24
is the drive pin.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ターボドリル本体1内に設けられた回転軸6
を、ラジアルベアリング4及びスラストベアリン
グ5により回転自在に支承すると共に、上記ベア
リング4,5の上下部に、上部シール10及び下
部シール11を設けて、これらシール10,11
間に潤滑油を封入したものにおいて、上記下部シ
ール11を、本体1側に設けられたフローテイン
グシール13と、回転軸6側に設けられ、かつ上
記フローテイングシール13に摺接してシールを
行うシールリング14と、該シールリング14の
シール面と反対側の端部に形成された環状凹部1
4bに小径部15dが嵌入するドライブカラー1
5及び回転軸6の回転をドライブピン24を介し
てドライブカラー15に伝えるリテイナ18とよ
り構成し、上記シールリング14の環状凹部14
b内には、シールリング14とスリーブ17の間
をシールするoリング22を介在させると共に、
上記シールリング14のドライブカラー15側端
面とこの端面が当接するドライブカラー15の大
径部15b端面に凹凸球面14c,15cを形成
し、またドライブピン24をリテイナ18に揺動
自在に支承してなるターボドリルのメカニカルシ
ール。
A rotating shaft 6 provided within the turbo drill body 1
is rotatably supported by a radial bearing 4 and a thrust bearing 5, and an upper seal 10 and a lower seal 11 are provided at the upper and lower parts of the bearings 4 and 5.
In the case where lubricating oil is sealed between the lower seal 11 and the floating seal 13 provided on the main body 1 side and the floating seal 13 provided on the rotating shaft 6 side, sealing is achieved by slidingly contacting the floating seal 13. A seal ring 14 and an annular recess 1 formed at the end of the seal ring 14 opposite to the sealing surface.
Drive collar 1 in which small diameter portion 15d fits into 4b
5 and a retainer 18 that transmits the rotation of the rotating shaft 6 to the drive collar 15 via the drive pin 24, and the annular recess 14 of the seal ring 14.
An o-ring 22 for sealing between the seal ring 14 and the sleeve 17 is interposed in b,
Concave and convex spherical surfaces 14c and 15c are formed on the end surface of the large diameter portion 15b of the drive collar 15, which is in contact with the drive collar 15 side end surface of the seal ring 14, and the drive pin 24 is swingably supported on the retainer 18. Mechanical seal for turbo drill.
JP9692684U 1984-06-29 1984-06-29 Mechanical seal for turbo drill Granted JPS6115391U (en)

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JP9692684U JPS6115391U (en) 1984-06-29 1984-06-29 Mechanical seal for turbo drill

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Publication Number Publication Date
JPS6115391U JPS6115391U (en) 1986-01-29
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