WO2014208235A1 - 密封装置 - Google Patents

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WO2014208235A1
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ring
hole
sleeve
peripheral surface
sealing device
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PCT/JP2014/063784
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English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　秀和
Original Assignee
イーグルブルグマンジャパン株式会社
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device including a mechanical seal and a pumping ring.
  • a technique for circulating a flushing liquid for the purpose of improving lubricity of a sliding portion between a stationary ring and a rotating ring constituting the mechanical seal.
  • a technique using a pumping ring that self-circulates the flushing liquid by rotating with a rotating shaft is also known.
  • the pumping ring is provided with a through-hole penetrating from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and a groove communicating with the through-hole from one side surface on the inner peripheral surface.
  • the cross-sectional area of the groove and the cross-sectional area of the through hole must be increased.
  • a lift will also become low.
  • the pumping ring Since the pumping ring is an annular member, the degree of freedom in designing the through hole is large, and it is usually easy to increase the cross-sectional area.
  • the radial thickness of the pumping ring depends on the annular gap between the rotating shaft and the shaft hole of the housing. From the viewpoint of protecting the rotating shaft, a sleeve is often attached to the rotating shaft. In this case, the radial thickness of the pumping ring depends on the annular gap between the outer peripheral surface of the sleeve and the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing. Therefore, if the annular gap is narrow, the thickness of the pumping ring in the radial direction becomes thin, so that the sectional area of the groove has to be narrowed. In such a case, it is difficult to increase the flow rate of the flushing liquid led to the through hole. As a result, the lift cannot be increased.
  • An object of the present invention is to provide a sealing device including a pumping ring that can increase the flow rate of the fluid to be circulated and increase the head.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing device of the present invention is A mechanical seal having a rotating ring provided on the rotating shaft side, and a stationary ring provided on the housing side having a shaft hole through which the rotating shaft is inserted, and sliding with respect to the rotating ring; A sleeve provided on the outer peripheral side of the rotating shaft, to which the rotating ring is attached; A pumping ring attached to the outer periphery of the sleeve and rotating with the rotation of the rotating shaft and the sleeve to self-circulate the fluid.
  • the pumping ring includes A through-hole provided so as to penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface, and serving as a passage for the fluid; Provided on the inner peripheral surface so as to communicate with the through hole from the side surface on which the mechanical seal is disposed, and is provided with an introduction groove that guides the fluid to the through hole, An auxiliary introduction groove for guiding the fluid to the through hole is provided on the outer peripheral surface of the sleeve at a position facing the introduction groove and the through hole.
  • the introduction groove provided in the pumping ring and the auxiliary introduction groove provided on the outer peripheral surface of the sleeve form a passage for introducing the fluid into the through hole.
  • the flow rate of the self-circulating fluid can be increased and the lift can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially broken perspective view of the pumping ring according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the sleeve according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a mounted state of the sealing device according to the second embodiment of the present invention.
  • Example 1 A sealing device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 is a cross-sectional view including the central axis of the sealing device.
  • the phase of the cutting position (the position in the circumferential direction) is appropriately different in order to show characteristic parts for convenience of explanation.
  • the cross-sectional view of FIG. 1 only a cut surface is shown (depth lines are omitted).
  • the sealing device 100 is provided to seal an annular gap between the rotating shaft 800 and the housing 700 having the shaft hole of the rotating shaft 800.
  • the housing 700 is a housing of various devices to which the sealing device 100 is attached.
  • the sealing device 100 rotates together with the mechanical seal M, the substantially cylindrical sleeve 110 provided on the outer peripheral side of the rotating shaft 800, the rotating shaft 800 and the sleeve 110, and self-circulates the fluid (here, the flushing liquid). And a pumping ring 160 to be provided.
  • the sleeve 110 is fixed to the rotary shaft 800 while being positioned by the stopper 310.
  • the stopper 310 is fixed to the rotating shaft 800 by a fixing tool 320.
  • a housing case 900 for housing the mechanical seal M is fixed to the housing 700 with bolts B2.
  • the housing case 900 includes an annular first case 910 and an annular second case 920.
  • the first case 910 is provided with a discharge passage 911 for discharging the fluid to the outside of the case.
  • An annular groove 912 is formed on the inner peripheral surface of the first case 910.
  • the discharge passage 911 is provided so as to penetrate the outer peripheral surface of the first case 910 from the groove bottom of the annular groove 912.
  • the second case 920 is provided with a supply passage 921 for supplying fluid into the case and a drain passage 922 for discharging leaked fluid to the outside of the case.
  • the second case 920 is provided with a guide 400 that adjusts the flow of the fluid supplied through the supply passage 921.
  • the annular gap between the housing case 900 and the sleeve 110 is sealed by the seal member 200.
  • the first case 910 and the second case 920 are provided with insertion holes (not shown) through which the bolts B2 are inserted.
  • the insertion hole through which the bolt B2 is inserted is provided at a position different from these passages in the circumferential direction so as not to pass through the discharge passage 911, the supply passage 921, the drain passage 922, and the like.
  • the mechanical seal M includes a rotating ring 120 provided on the rotating shaft side and a stationary ring 130 provided on the housing side and sliding with respect to the rotating ring 120.
  • the fixed ring 130 is attached to the housing 700 via the housing case 900 or the like.
  • the mechanical seal M includes a compression ring 140 and a spring 150 that urge the fixed ring 130 toward the rotating ring 120 side.
  • the spring 150 is mounted in each of mounting holes 923 provided in the second case 920.
  • the rotating ring 120 is configured not to rotate with respect to the sleeve 110 when the pin P fixed to the sleeve 110 is fitted into a notch 121 provided in the rotating ring 120.
  • the fixed ring 130 is configured not to rotate with respect to the housing 700 when the protrusion 924 provided on the second case 920 fits into the notch 131 provided on the fixed ring 130.
  • the rotating ring 120 rotates with the rotation of the rotating shaft 800, and the stationary ring 130 in a stationary state and the end faces of the rotating rotating ring 120 slide.
  • the stationary ring 130 is biased toward the rotating ring 120 by the compression ring 140 and the spring 150, the stationary ring 130 and the rotating ring 120 are kept slid.
  • the structure including the sealing device 100 described above is provided with a plurality of O-rings O in order to seal the gaps between the members. Since the O-ring O is a known technique, its description is omitted.
  • the flushing liquid is configured to flow inside the sealing device 100 for the purpose of cooling, keeping heat and improving lubricity of the sliding portion between the rotating ring 120 and the stationary ring 130.
  • the supply passage 921 and the discharge passage 911 described above are connected by a pipe (not shown) provided outside the housing case 900.
  • the flushing liquid is configured to circulate through a flow path formed by the pipe, the supply passage 921, the inside of the sealing device 100, and the discharge passage 911.
  • the pumping ring 160 serving as a driving source for self-circulating the flushing liquid will be described in detail.
  • the pumping ring 160 is provided with a plurality of through holes 161 provided so as to penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and serving as a flushing liquid passage.
  • the pumping ring 160 is provided on the inner peripheral surface thereof so as to communicate with the through holes 161 from the side surface on which the mechanical seal M is disposed, and the introduction grooves 162 for guiding the flushing liquid to the through holes 161, respectively. are provided.
  • the pumping ring 160 is also provided with a plurality of through holes 163 extending in the axial direction.
  • the pumping ring 160 is fixed to the sleeve 110 by a plurality of bolts B ⁇ b> 1 through these through holes 163.
  • the sleeve 110 is provided with a stopper portion 112 that protrudes radially outward.
  • the pumping ring 160 is positioned with respect to the axial direction by being fixed by the plurality of bolts B ⁇ b> 1 in a state in which the pumping ring 160 is in contact with the stopper portion 112.
  • the pumping ring 160 configured as described above is disposed so as to close the annular gap between the outer peripheral surface of the sleeve 110 and the inner peripheral surface of the first case 910. At this time, the pumping ring 160 is disposed so that the openings on the outer peripheral surface side of the plurality of through holes 161 are positioned to face the annular groove 912 formed on the inner peripheral surface of the first case 910.
  • wear rings W made of engineer plastic such as PTFE are mounted on both sides of the annular groove 912, respectively. Thereby, the flushing liquid is prevented from leaking from between the outer peripheral surface of the pumping ring 160 and the inner peripheral surface of the first case 910.
  • the wear ring W is mounted in mounting grooves 164 and 165 respectively provided on both sides of the pumping ring 160 in the axial direction.
  • a plurality of auxiliary introducing grooves 111 for guiding the flushing liquid to the through holes 161 are provided on the outer peripheral surface of the sleeve 110.
  • Each of the plurality of auxiliary introduction grooves 111 is provided at a position facing each introduction groove 162 and each through hole 161 provided in the pumping ring 160.
  • FIG. 3 is a view of the portion of the sleeve 110 where the auxiliary introduction groove 111 is provided as viewed obliquely from above.
  • the pumping ring 160 is also rotated together with the sleeve 110.
  • the flushing liquid is introduced into the through hole 161 from the passage formed by the introduction groove 162 and the auxiliary introduction groove 111, and the flushing liquid is allowed to flow from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the through hole 161 Function is demonstrated. Therefore, the flushing liquid can be self-circulated using the pumping ring 160 as a power source.
  • the flushing liquid is introduced into the through hole 161 by the introduction groove 162 provided in the pumping ring 160 and the auxiliary introduction groove 111 provided on the outer peripheral surface of the sleeve 110.
  • a passage for introducing the is formed.
  • the “cross-sectional area” is an area of a cross section perpendicular to the direction in which the flushing liquid flows. The same applies hereinafter.
  • the pumping ring 160 is an annular member, the degree of freedom in designing the through-hole 161 is large, and it is usually easy to widen the cross-sectional area. That is, even if it is necessary to reduce the width in the axial direction, the cross-sectional area can be increased by making the hole long in the circumferential direction.
  • the radial thickness of the pumping ring 160, the outer peripheral surface of the sleeve 110 attached to the rotating shaft 800 and the shaft hole of the housing 700 here, more specifically, the shaft hole of the housing case 900. It depends on the annular gap between the inner peripheral surface of each of the two.
  • the sealing device 100 As described above, by providing the auxiliary introduction groove 111 in the sleeve 110, the cross-sectional area of the entire passage through which the flushing liquid is introduced into the through hole 161 can be increased. .
  • the cross-sectional area of the passage formed by the introduction groove 162 and the auxiliary introduction groove 111 is desirably equal to or greater than the cross-sectional area of the through hole 161.
  • the sealing device 100 even if the annular gap is narrow, the flow rate of the flushing liquid to be circulated by the pumping ring 160 can be increased, and the lift can be increased. Become.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
  • a configuration will be described in which a pump unit for further exhibiting a pump function is provided between the mechanical seal and the pumping ring with respect to the configuration shown in the first embodiment. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a mounted state of the sealing device according to the second embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view including a central axis of the sealing device.
  • FIG. 4 for convenience of explanation, in order to show characteristic parts, the phase of the cutting position (position in the circumferential direction) is appropriately different. Further, in the cross-sectional view of FIG. 4, only the cut surface is shown (the depth line is omitted).
  • the sealing device 100 is also provided to seal the annular gap between the rotary shaft 800 and the housing 700 having the shaft hole of the rotary shaft 800.
  • the sealing device 100 includes a mechanical seal M, a substantially cylindrical sleeve 170 provided on the outer peripheral side of the rotating shaft 800, and a pumping ring 160. Since the stopper 310 and the fixture 320 have the same configuration as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the housing case 900 composed of the first case 910 and the second case 920 is fixed to the housing 700 by the bolt B2. Since the discharge passage 911, the annular groove 912, the supply passage 921, the drain passage 922, the guide 400, and the seal member 200 have the same configuration as in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the mechanical seal M includes a rotating ring 120 provided on the rotating shaft side and a stationary ring 130 provided on the housing side and sliding with respect to the rotating ring 120 as in the case of the first embodiment.
  • the mechanical seal M includes a compression ring 140 and a spring 150 that urge the fixed ring 130 toward the rotating ring 120 side.
  • the rotating ring 120 is configured not to rotate with respect to the sleeve 110 by fitting the pin P fixed to the sleeve 170 into a notch 122 provided in the rotating ring 120.
  • the pin P is provided so as to protrude in the axial direction, but in this embodiment, the pin P is provided so as to protrude in the radial direction.
  • the fixed ring 130 is configured not to rotate with respect to the housing 700 when the protrusion 924 provided on the second case 920 fits into the notch 131 provided on the fixed ring 130.
  • the rotating ring 120 rotates with the rotation of the rotating shaft 800, and the stationary ring 130 in a stationary state and the end faces of the rotating rotating ring 120 slide.
  • the stationary ring 130 is biased toward the rotating ring 120 by the compression ring 140 and the spring 150, the stationary ring 130 and the rotating ring 120 are kept slid.
  • the structure including the sealing device 100 described above is provided with a plurality of O-rings O in order to seal the gaps between the members. Since the O-ring O is a known technique, its description is omitted.
  • the sleeve 170 is provided with an annular protrusion 173 that exhibits a pump function.
  • the annular protrusion 173 is disposed at a position between the mechanical seal M and the pumping ring 160.
  • the annular protrusion 173 is provided with a through hole 174 that is inclined from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side from the mechanical seal M side to the pumping ring 160 side.
  • the annular gap between the outer peripheral surface of the annular protrusion 173 and the inner peripheral surface of the first case 910 is sealed with a wear ring W. Therefore, the flushing liquid discharged to the pumping ring 160 side through the through hole 174 is suppressed from returning from the outer peripheral surface side of the annular projecting portion 173 to the mechanical seal M side.
  • the pumping ring 160 is used as a drive source, and the flushing liquid is configured to circulate through a flow path formed by a pipe (not shown), the supply passage 921, the inside of the sealing device 100, and the discharge passage 911. This is as described in the first embodiment. Further, the pumping ring 160 has the same configuration as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the pumping ring 160 is fixed by the plurality of bolts B1 in a state where it abuts against the stopper portion 172 provided on the sleeve 170, thereby positioning in the axial direction.
  • a plurality of auxiliary introduction grooves 171 for guiding the flushing liquid to the through holes 161 are provided on the outer peripheral surface of the sleeve 170.
  • the plurality of auxiliary introduction grooves 171 are provided one at a position facing each introduction groove 162 and each through hole 161 provided in the pumping ring 160.
  • the through-hole 161 is flushed by the introduction groove 162 provided in the pumping ring 160 and the auxiliary introduction groove 171 provided in the sleeve 170.
  • a passage for introducing the liquid is formed.
  • the sleeve 170 is provided with an annular protrusion 173 that exhibits a pump function. Therefore, when the sleeve 170 rotates together with the rotating shaft 800, the flushing liquid is discharged to the pumping ring 160 side. As a result, the fluid pressure in the space between the annular protrusion 173 and the pumping ring 160 increases, and the flow rate of the flushing liquid guided to the through hole 161 of the pumping ring 160 also increases. Therefore, the flow rate of the flushing liquid to be self-circulated by the pumping ring 160 can be increased as compared with the case of the first embodiment, and the lift can be further increased.
  • the structure which provides only one annular protrusion part 173 which exhibits a pump function was shown, two or more places can also be provided. Thereby, it is possible to further increase the flow rate of the flushing liquid that is self-circulated by the pumping ring 160.
  • the sleeve 170 is integrally provided with the annular projecting portion 173 that exhibits the pump function. However, a portion corresponding to the annular projecting portion 173 may be provided separately.

Abstract

自己循環させる流体の流量を多くし、揚程を高めることを可能とするポンピングリングを備える密封装置を提供する。　ポンピングリング（１６０）には、内周面から外周面に貫通するように設けられて、流体の通路となる貫通孔（１６１）と、内周面においてメカニカルシール（Ｍ）が配置された側の側面から貫通孔（１６１）に通じるように設けられて、流体を貫通孔（１６１）に導く導入溝（１６２）と、が備えられ、スリーブ（１１０）の外周面には、導入溝（１６２）及び貫通孔（１６１）に対向する位置に、流体を貫通孔（１６１）に導く補助導入溝（１１１）が設けられていることを特徴とする。

Description

密封装置
　本発明は、メカニカルシールとポンピングリングとを備える密封装置に関する。
　メカニカルシールが用いられる装置においては、メカニカルシールを構成する固定環と回転環との摺動部の潤滑性を高めることなどを目的として、フラッシング液を循環させる技術が知られている。また、回転軸と共に回転することによって、フラッシング液を自己循環させるポンピングリングを用いた技術も知られている。
　ポンピングリングは、内周面から外周面に貫通する貫通孔と、内周面において、一方の側面から貫通孔に通じる溝とが設けられている。これにより、回転軸と共にポンピングリングが回転することにより遠心力が働くため、溝を介して、貫通孔の内周面側から外周面側にフラッシング液を流す機能を発揮させることが可能となる。従って、このポンピングリングを動力源として、フラッシング液を自己循環させることが可能となる（特許文献１参照）。
　ここで、ポンピングリングにより自己循環させるフラッシング液の流量を多くするためには、溝の断面積及び貫通孔の断面積を広くしなければならない。なお、流量が少ないと、揚程も低くなってしまう。
　ポンピングリングは環状の部材であることから、貫通孔についての設計自由度は大きく、通常、断面積を広くすることは容易である。しかしながら、ポンピングリングの径方向の厚みについては、回転軸とハウジングの軸孔との間の環状隙間により左右される。回転軸保護等の観点から、回転軸にはスリーブが取り付けられることが多い。この場合には、ポンピングリングの径方向の厚みは、スリーブの外周面とハウジングの軸孔の内周面との間の環状隙間により左右される。従って、この環状隙間が狭いと、ポンピングリングの径方向の厚みは薄くなるため、上記の溝の断面積は狭くせざるを得ない。このような場合には、貫通孔に導くフラッシング液の流量を多くすることが難しい。これにより、揚程を高めることもできない。
特開２００２－１３９１５７号公報
　本発明の目的は、自己循環させる流体の流量を多くし、揚程を高めることを可能とするポンピングリングを備える密封装置を提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封装置は、
　回転軸側に設けられる回転環と、該回転軸が挿通される軸孔を有するハウジング側に設けられ、前記回転環に対して摺動する固定環と、を有するメカニカルシールと、
　前記回転軸の外周側に設けられ、前記回転環が取り付けられるスリーブと、
　該スリーブの外周に取付けられ、前記回転軸及びスリーブの回転と共に回転し、流体を自己循環させるポンピングリングと、を備える密封装置において、
　前記ポンピングリングには、
　内周面から外周面に貫通するように設けられて、前記流体の通路となる貫通孔と、
　内周面において前記メカニカルシールが配置された側の側面から前記貫通孔に通じるように設けられて、前記流体を該貫通孔に導く導入溝と、が備えられ、
　前記スリーブの外周面には、前記導入溝及び貫通孔に対向する位置に、前記流体を前記貫通孔に導く補助導入溝が設けられていることを特徴とする。
　本発明によれば、ポンピングリングに備えられる導入溝と、スリーブの外周面に設けられる補助導入溝とによって、貫通孔に流体を導入させる通路が形成される。これにより、導入溝の断面積を狭くせざるを得ない場合であっても、補助導入溝を設けた分だけ、貫通孔に流体を導入させる通路全体の断面積を広くすることができる。
　以上説明したように、本発明によれば、自己循環させる流体の流量を多くし、揚程を高めることが可能となる。
図１は本発明の実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係るポンピングリングの一部破断斜視図である。 図３は本発明の実施例１に係るスリーブの一部を示す斜視図である。 図４は本発明の実施例２に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　（実施例１）
　図１～図３を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。
　＜密封装置全体＞
　特に、図１を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置の全体構成について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図１における断面図は、密封装置の中心軸線を含む断面図である。ただし、図１においては、説明の便宜上、特徴的な部分を示すため、切断位置の位相（周方向の位置）は適宜異なっている。また、図１の断面図においては、切断面のみを示している（奥行き線は省略している）。
　本実施例に係る密封装置１００は、回転軸８００と、回転軸８００の軸孔を有するハウジング７００との間の環状隙間を密封するために設けられる。なお、ハウジング７００は、密封装置１００が取り付けられる各種装置の筐体である。
　そして、密封装置１００は、メカニカルシールＭと、回転軸８００の外周側に設けられる略円筒状のスリーブ１１０と、回転軸８００及びスリーブ１１０と共に回転し、流体（ここでは、フラッシング液）を自己循環させるポンピングリング１６０とを備えている。スリーブ１１０は、ストッパ３１０によって位置決めされた状態で、回転軸８００に固定されている。なお、ストッパ３１０は、固定具３２０によって、回転軸８００に固定されている。
　ハウジング７００には、メカニカルシールＭを収納するためのハウジングケース９００が、ボルトＢ２によって、固定されている。このハウジングケース９００は、環状の第１ケース９１０と、環状の第２ケース９２０とから構成されている。第１ケース９１０には、流体をケース外部に排出するための排出通路９１１が設けられている。また、第１ケース９１０の内周面には環状溝９１２が形成されている。上記の排出通路９１１は、この環状溝９１２の溝底から第１ケース９１０の外周面を貫通するように設けられている。第２ケース９２０には、流体をケース内部に供給するための供給通路９２１と、漏れた流体をケース外部に排出するためのドレイン通路９２２が設けられている。また、第２ケース９２０には、供給通路９２１により供給された流体の流れを調整するガイド４００が設けられている。
　なお、ハウジングケース９００とスリーブ１１０との間の環状隙間は、シール部材２００によって密封されている。また、第１ケース９１０及び第２ケース９２０には、上記のボルトＢ２が挿通される挿通孔（不図示）が設けられている。このボルトＢ２が挿通される挿通孔は、排出通路９１１，供給通路９２１及びドレイン通路９２２などを通らないように、周方向において、これらの通路とは異なる位置に設けられている。
　メカニカルシールＭは、回転軸側に設けられる回転環１２０と、ハウジング側に設けられ、回転環１２０に対して摺動する固定環１３０とを備えている。ここで、固定環１３０は、ハウジングケース９００等を介してハウジング７００に対して取り付けられている。また、メカニカルシールＭは、固定環１３０を回転環１２０側に向かって付勢するコンプレッションリング１４０及びスプリング１５０を備えている。なお、スプリング１５０は、第２ケース９２０に複数設けられた装着穴９２３にそれぞれ装着されている。回転環１２０は、スリーブ１１０に固定されたピンＰが、回転環１２０に設けられた切り欠き１２１に嵌ることによって、スリーブ１１０に対して回転しないように構成されている。また、固定環１３０は、第２ケース９２０に設けられた突起９２４が、固定環１３０に設けられた切り欠き１３１に嵌ることによって、ハウジング７００に対して回転しないように構成されている。
　以上の構成により、回転軸８００の回転と共に回転環１２０が回転し、静止状態にある固定環１３０と回転する回転環１２０の端面同士が摺動する。また、コンプレッションリング１４０及びスプリング１５０によって、固定環１３０が回転環１２０側に付勢されるため、固定環１３０と回転環１２０は摺動した状態が保たれる。
　なお、上述した密封装置１００を含む構造には、各部材同士の隙間を密封するために、複数のＯリングＯが設けられている。ＯリングＯについては公知技術であるので、その説明は省略する。
　＜ポンピングリングによる液体の自己循環＞
　本実施例においては、回転環１２０と固定環１３０との摺動部の冷却，保温、及び潤滑性の向上などを目的として、密封装置１００の内部にフラッシング液が流れるように構成されている。なお、上述した供給通路９２１と排出通路９１１はハウジングケース９００の外部に設けられた不図示の配管によって繋がっている。そして、この配管と、供給通路９２１と、密封装置１００の内部と、排出通路９１１とによって形成される流路を、フラッシング液が循環するように構成されている。
　特に、図２を参照して、フラッシング液を自己循環させる駆動源となるポンピングリング１６０について、詳細に説明する。ポンピングリング１６０には、内周面から外周面に貫通するように設けられて、フラッシング液の通路となる貫通孔１６１が複数備えられている。また、ポンピングリング１６０には、その内周面においてメカニカルシールＭが配置された側の側面から各貫通孔１６１に通じるように設けられて、フラッシング液をこれらの貫通孔１６１にそれぞれ導く導入溝１６２が複数備えられている。
　なお、ポンピングリング１６０には、軸線方向に伸びる複数の貫通孔１６３も設けられている。これらの貫通孔１６３を介して、複数のボルトＢ１によって、ポンピングリング１６０はスリーブ１１０に固定されている。また、スリーブ１１０には、径方向外側に突出するストッパ部１１２が設けられている。ポンピングリング１６０は、このストッパ部１１２に突き当たった状態で、複数のボルトＢ１によって固定されることにより、軸線方向の位置決めがなされる。
　以上のように構成されるポンピングリング１６０は、スリーブ１１０の外周面と第１ケース９１０の内周面との間の環状隙間を塞ぐように配置される。このとき、複数の貫通孔１６１の外周面側の各開口部が、第１ケース９１０の内周面に形成された環状溝９１２に臨む位置となるようにポンピングリング１６０は配置される。また、ポンピングリング１６０の外周面側には、環状溝９１２の両側に、それぞれＰＴＦＥ等のエンジニアプラスチック製のウエアリングＷが装着されている。これにより、ポンピングリング１６０の外周面と第１ケース９１０の内周面との間からフラッシング液が漏れてしまうことが抑制される。なお、ウエアリングＷは、ポンピングリング１６０の軸線方向の両側にそれぞれ設けられた装着溝１６４，１６５に装着される。
　そして、スリーブ１１０の外周面には、フラッシング液を貫通孔１６１に導く補助導入溝１１１が複数設けられている。なお、これら複数の補助導入溝１１１は、ポンピングリング１６０に備えられた各導入溝１６２及び各貫通孔１６１に対向する位置に、それぞれ一つずつ設けられている。なお、図３は、スリーブ１１０において、補助導入溝１１１が設けられている部位を斜め上方から見た図である。このように、スリーブ１１０に補助導入溝１１１を設けることによって、ポンピングリング１６０に備えられる導入溝１６２と、スリーブ１１０に備えられる補助導入溝１１１とによって、貫通孔１６１にフラッシング液を導入させる通路が形成される。
　以上の構成により、回転軸８００が回転している際には、スリーブ１１０と共にポンピングリング１６０も回転する。これにより、遠心力が働くため、導入溝１６２及び補助導入溝１１１により形成された通路から貫通孔１６１にフラッシング液が導入され、貫通孔１６１の内周面側から外周面側にフラッシング液を流す機能が発揮される。従って、このポンピングリング１６０を動力源として、フラッシング液を自己循環させることが可能となる。
　＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
　以上説明したように、本実施例に係る密封装置１００によれば、ポンピングリング１６０に備えられる導入溝１６２と、スリーブ１１０の外周面に設けられる補助導入溝１１１とによって、貫通孔１６１にフラッシング液を導入させる通路が形成される。これにより、導入溝１６２の断面積を狭くせざるを得ない場合であっても、補助導入溝１１１を設けた分だけ、貫通孔１６１にフラッシング液を導入させる通路全体の断面積を広くすることができる。なお、「断面積」とは、フラッシング液が流れる方向に垂直な断面の面積である。以下、同様である。
　すなわち、ポンピングリング１６０は環状の部材であることから、貫通孔１６１についての設計自由度は大きく、通常、断面積を広くすることは容易である。つまり、仮に、軸線方向の幅を短くしなければならない場合であっても、円周方向に長い孔とすることで、断面積を広くすることが可能である。これに対して、ポンピングリング１６０の径方向の厚みについては、回転軸８００に取付けられたスリーブ１１０の外周面とハウジング７００の軸孔（ここでは、より具体的にはハウジングケース９００の軸孔）の内周面との間の環状隙間により左右される。そのため、この環状隙間が狭いと、ポンピングリング１６０の径方向の厚みは薄くなるため、導入溝１６２の断面積は狭くせざるを得ない。しかしながら、本実施例に係る密封装置１００によれば、上記の通り、スリーブ１１０に補助導入溝１１１を設けることによって、貫通孔１６１にフラッシング液を導入させる通路全体の断面積を広くすることができる。なお、導入溝１６２と補助導入溝１１１とによって形成される通路の断面積は、貫通孔１６１の断面積と同等以上にするのが望ましい。
　以上のように、本実施例に係る密封装置１００によれば、上記環状隙間が狭くても、ポンピングリング１６０により自己循環させるフラッシング液の流量を多くすることができ、揚程を高めることも可能となる。
　（実施例２）
　図４には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、上記実施例１で示す構成に対して、メカニカルシールとポンピングリングの間に、更にポンプ機能を発揮させるポンプ部を設けた構成を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
　図４は本発明の実施例２に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図４における断面図は、密封装置の中心軸線を含む断面図である。ただし、図４においては、説明の便宜上、特徴的な部分を示すため、切断位置の位相（周方向の位置）は適宜異なっている。また、図４の断面図においては、切断面のみを示している（奥行き線は省略している）。
　本実施例に係る密封装置１００も、実施例１の場合と同様に、回転軸８００と、回転軸８００の軸孔を有するハウジング７００との間の環状隙間を密封するために設けられる。そして、密封装置１００は、メカニカルシールＭと、回転軸８００の外周側に設けられる略円筒状のスリーブ１７０と、ポンピングリング１６０とを備えている。ストッパ３１０及び固定具３２０については、実施例１と同様の構成であるので、その説明は、省略する。
　また、本実施例においても、第１ケース９１０と第２ケース９２０とから構成されるハウジングケース９００が、ボルトＢ２によって、ハウジング７００に固定されている。排出通路９１１，環状溝９１２，供給通路９２１，ドレイン通路９２２，ガイド４００及びシール部材２００については、実施例１と同様の構成であるので、その説明は、省略する。
　メカニカルシールＭは、実施例１の場合と同様に、回転軸側に設けられる回転環１２０と、ハウジング側に設けられ、回転環１２０に対して摺動する固定環１３０とを備えている。また、メカニカルシールＭは、固定環１３０を回転環１２０側に向かって付勢するコンプレッションリング１４０及びスプリング１５０を備えている。回転環１２０は、スリーブ１７０に固定されたピンＰが、回転環１２０に設けられた切り欠き１２２に嵌ることによって、スリーブ１１０に対して回転しないように構成されている。なお、実施例１ではピンＰは軸線方向に突出するように設けられていたが、本実施例では径方向に突出するように設けられている。また、固定環１３０は、第２ケース９２０に設けられた突起９２４が、固定環１３０に設けられた切り欠き１３１に嵌ることによって、ハウジング７００に対して回転しないように構成されている。
　以上の構成により、回転軸８００の回転と共に回転環１２０が回転し、静止状態にある固定環１３０と回転する回転環１２０の端面同士が摺動する。また、コンプレッションリング１４０及びスプリング１５０によって、固定環１３０が回転環１２０側に付勢されるため、固定環１３０と回転環１２０は摺動した状態が保たれる。
　なお、上述した密封装置１００を含む構造には、各部材同士の隙間を密封するために、複数のＯリングＯが設けられている。ＯリングＯについては公知技術であるので、その説明は省略する。
　そして、本実施例においては、スリーブ１７０に、ポンプ機能を発揮する環状突出部１７３が設けられている。この環状突出部１７３は、メカニカルシールＭとポンピングリング１６０の間の位置に配置される。そして、この環状突出部１７３には、メカニカルシールＭ側からポンピングリング１６０側に向けて、内周面側から外周面側に向かうように傾斜する貫通孔１７４が設けられている。これにより、回転軸８００と共にスリーブ１７０が回転すると、遠心力によりフラッシング液が貫通孔１７４を通ってメカニカルシールＭ側からポンピングリング１６０側に勢いよく排出される。なお、環状突出部１７３の外周面と第１ケース９１０の内周面との間の環状隙間は、ウエアリングＷによって密封されている。従って、貫通孔１７４を通って、ポンピングリング１６０側に排出されたフラッシング液が、環状突出部１７３の外周面側からメカニカルシールＭ側に戻ってしまうことは抑制される。
　ポンピングリング１６０を駆動源として、不図示の配管と、供給通路９２１と、密封装置１００の内部と、排出通路９１１とによって形成される流路を、フラッシング液が循環するように構成されている点については、上記実施例１で説明した通りである。また、ポンピングリング１６０についても、実施例１の場合と同様の構成であるので、その説明は省略する。
　また、本実施例においても、ポンピングリング１６０は、スリーブ１７０に設けられたストッパ部１７２に突き当たった状態で、複数のボルトＢ１によって固定されることにより、軸線方向の位置決めがなされる。
　そして、本実施例に係る密封装置１００においても、スリーブ１７０の外周面には、フラッシング液を貫通孔１６１に導く補助導入溝１７１が複数設けられている。また、これら複数の補助導入溝１７１は、ポンピングリング１６０に備えられた各導入溝１６２及び各貫通孔１６１に対向する位置に、それぞれ一つずつ設けられている。このように、本実施例においても、スリーブ１７０に補助導入溝１７１を設けることによって、ポンピングリング１６０に備えられる導入溝１６２と、スリーブ１７０に備えられる補助導入溝１７１とによって、貫通孔１６１にフラッシング液を導入させる通路が形成される。
　以上のような構成により、本実施例に係る密封装置１００においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、スリーブ１７０に、ポンプ機能を発揮する環状突出部１７３が設けられている。そのため、回転軸８００と共にスリーブ１７０が回転すると、フラッシング液がポンピングリング１６０側に勢いよく排出される。これにより、環状突出部１７３とポンピングリング１６０との間の空間内の流体圧力が高まるため、ポンピングリング１６０の貫通孔１６１に導かれるフラッシング液の流量も多くなる。従って、ポンピングリング１６０により自己循環させるフラッシング液の流量を実施例１の場合よりも多くすることができ、揚程をより一層高めることも可能となる。
　なお、本実施例においては、ポンプ機能を発揮させる環状突出部１７３を１か所のみ設ける構成を示したが、２か所以上設けることもできる。これにより、ポンピングリング１６０により自己循環させるフラッシング液の流量を更に多くすることが可能となる。また、本実施例では、スリーブ１７０に、ポンプ機能を発揮させる環状突出部１７３を一体的に設ける構成を示したが、この環状突出部１７３に相当する部分を別体として設けても良い。
　１００　密封装置
　１１０，１７０　スリーブ
　１１１，１７１　補助導入溝
　１１２，１７２　ストッパ部
　１２０　回転環
　１３０　固定環
　１４０　コンプレッションリング
　１５０　スプリング
　１６０　ポンピングリング
　１６１　貫通孔
　１６２　導入溝
　１６３　貫通孔
　１６４，１６５　装着溝
　１７３　環状突出部
　１７４　貫通孔
　２００　シール部材
　３１０　ストッパ
　３２０　固定具
　４００　ガイド
　７００　ハウジング
　８００　回転軸
　９００　ハウジングケース
　９１０　第１ケース
　９１１　排出通路
　９１２　環状溝
　９２０　第２ケース
　９２１　供給通路
　９２２　ドレイン通路
　９２３　装着穴
　９２４　突起
　Ｂ１，Ｂ２　ボルト
　Ｍ　メカニカルシール
　Ｏ　Ｏリング
　Ｐ　ピン
　Ｗ　ウエアリング

Claims (1)

  1. 　回転軸側に設けられる回転環と、該回転軸が挿通される軸孔を有するハウジング側に設けられ、前記回転環に対して摺動する固定環と、を有するメカニカルシールと、
    　前記回転軸の外周側に設けられ、前記回転環が取り付けられるスリーブと、
    　該スリーブの外周に取付けられ、前記回転軸及びスリーブの回転と共に回転し、流体を自己循環させるポンピングリングと、を備える密封装置において、
    　前記ポンピングリングには、
    　内周面から外周面に貫通するように設けられて、前記流体の通路となる貫通孔と、
    　内周面において前記メカニカルシールが配置された側の側面から前記貫通孔に通じるように設けられて、前記流体を該貫通孔に導く導入溝と、が備えられ、
    　前記スリーブの外周面には、前記導入溝及び貫通孔に対向する位置に、前記流体を前記貫通孔に導く補助導入溝が設けられていることを特徴とする密封装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016204895A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Caterpillar Inc. Mechanical face seal
CN110383450A (zh) * 2017-02-15 2019-10-25 应用材料公司 用于多压力建制的使用同心泵送的设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04106565U (ja) * 1991-02-28 1992-09-14 イーグル工業株式会社 ダブルメカニカルシール型軸封装置
JP2002139157A (ja) 2000-11-07 2002-05-17 Eagle Ind Co Ltd 軸封装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3194342A (en) * 1963-04-18 1965-07-13 Ingersoll Rand Co Method for lubricating mechanical seal
US3236529A (en) * 1963-04-18 1966-02-22 Ingersoll Rand Co Mechanical seal
US4586717A (en) * 1980-12-24 1986-05-06 Conoco Inc. Throttling bushing for shaft seal
US5658127A (en) * 1996-01-26 1997-08-19 Sundstrand Corporation Seal element cooling in high speed mechanical face seals
JP2003074714A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Eagle Ind Co Ltd メカニカルシール装置
US6942219B2 (en) * 2003-10-20 2005-09-13 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Mechanical seal having a double-tier mating ring
EP2172679B1 (en) * 2007-07-06 2018-06-20 Eagle Industry Co., Ltd. Mechanical seal device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04106565U (ja) * 1991-02-28 1992-09-14 イーグル工業株式会社 ダブルメカニカルシール型軸封装置
JP2002139157A (ja) 2000-11-07 2002-05-17 Eagle Ind Co Ltd 軸封装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3015748A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016204895A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Caterpillar Inc. Mechanical face seal
US9951872B2 (en) 2015-06-19 2018-04-24 Caterpillar Inc. Mechanical face seal
CN110383450A (zh) * 2017-02-15 2019-10-25 应用材料公司 用于多压力建制的使用同心泵送的设备
CN110383450B (zh) * 2017-02-15 2023-06-13 应用材料公司 处理腔室的排放模块、处理腔室及其中处理基板的方法

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