WO2019194154A1 - メカニカルシール - Google Patents

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WO2019194154A1
WO2019194154A1 PCT/JP2019/014573 JP2019014573W WO2019194154A1 WO 2019194154 A1 WO2019194154 A1 WO 2019194154A1 JP 2019014573 W JP2019014573 W JP 2019014573W WO 2019194154 A1 WO2019194154 A1 WO 2019194154A1
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holder
seal cover
adapter
seal
bolt
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PCT/JP2019/014573
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雅和 喜藤
宜昭 瀧ヶ平
Original Assignee
イーグル工業株式会社
イーグルブルグマンジャパン株式会社
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    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F16J15/3484—Tandem seals
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/24—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of washers, spring washers, or resilient plates that lock against the object
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal, particularly a mechanical seal in which an adapter is fixed to a seal cover with bolts.
  • a mechanical seal provided between a rotary shaft of a rotary machine such as a pump or a compressor and a seal cover urges a fixed seal ring by a biasing means against a rotary seal ring fixed to the rotary shaft, and rotates.
  • the fluid to be sealed is shaft-sealed by relatively rotating the sliding surfaces of the sealing ring and the fixed sealing ring in close contact with each other.
  • an adapter is used to fix the fixed sealing ring to the seal cover, and the adapter is held by the adapter, and the adapter is inserted into the recess of the seal cover from the axial direction and fixed, thereby simplifying the assembly. ing.
  • an annular thin plate is respectively attached to the side end of the adapter and the side end of the seal cover in a state where the adapter having an O-ring attached to the outer periphery is inserted into the recess of the seal cover from the axial direction.
  • the bolt with head is inserted into the through hole of the annular thin plate and screwed into the female thread extending in the axial direction of the seal cover to fix the annular thin plate to the seal cover, and the adapter is positioned and fixed in the axial direction. is doing.
  • the adapter since only an O-ring is interposed between the inner periphery of the seal cover and the outer periphery of the adapter, the adapter is easy to rotate with respect to the seal cover, and the sealing performance is low.
  • Japanese Patent No. 4684421 page 4, FIGS. 1 to 4
  • Japanese Patent No. 6196727 page 4, FIG. 2
  • the countersunk screw is configured to be in direct contact with the adapter, and when a rotational force from the rotation shaft is applied to the adapter, the adapter rotates relative to the seal cover. Since the rotational force is directly transmitted to the head of the countersunk screw which is in contact, there is a problem that the flat screw is likely to be loosened.
  • the present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a mechanical seal that is difficult to transmit a rotational force to a bolt and that can prevent the bolt from loosening.
  • the mechanical seal of the present invention is A mechanical seal comprising a rotary seal ring that rotates together with a rotary shaft, a fixed seal ring, and an adapter that holds the fixed seal ring, wherein the adapter is fixed to a seal cover by a bolt, A holder that is in axial contact with the adapter and includes a through-hole through which the bolt body screwed into the screw hole of the seal cover passes, the holder surrounding the rotating shaft; It is characterized by being arranged in multiple numbers.
  • the adapter since the adapter is fixed to the seal cover by the bolts penetrating the respective through holes of the plurality of holders, the rotation of the adapter relative to the seal cover is suppressed, and the holder can be applied even if a rotational force is applied to the adapter. Since it receives the rotational force, it is difficult to transmit the rotational force to the bolt, and the bolt can be prevented from loosening.
  • the holder is formed with an inner collar portion around which the bottom portion of the bolt head abuts around the through hole. According to this, since the holder is pressed against and fixed to the seal cover in a state where the inner flange is sandwiched between the head of the bolt and the seal cover, the positioning accuracy in the axial direction of the holder is good, and The holder can be firmly fixed to the seal cover.
  • the contact part of the said holder with respect to the said adapter is an outer collar part extended to an outer-diameter side. According to this, the adapter can be firmly fixed to the seal cover because the adapter is pressed against and fixed to the seal cover by the outer flange portion.
  • the holder is provided with a housing recess for housing the head of the bolt. According to this, the amount of the head portion of the bolt that projects outward from the holder is small or does not project outward.
  • the seal cover is provided with an accommodating recess for accommodating the holder. According to this, the amount of the holder projecting outward from the seal cover is small or does not project outward.
  • the holder and the receiving recess of the seal cover are formed in a circular shape as viewed in the screwing direction and are fitted. According to this, the assembly / assembly of the holder with respect to the housing recess of the seal cover can be easily performed.
  • the holder and the receiving recess of the seal cover are formed in a non-circular shape in the screwing direction and are fitted. According to this, since the rotational force of the holder is regulated even if a rotational force is applied to the adapter in a state where the holder is fitted in the housing recess, the rotational force is not transmitted to the bolt. It is possible to reliably prevent the bolts from loosening.
  • the adapter is sandwiched between the inner diameter side of the outer flange portion and the seal cover, A gap is formed between the outer diameter side of the outer flange portion and the seal cover. According to this, when the bolt is tightened, the pressing force for pinching the adapter with the seal cover can be concentrated on the inner diameter side of the outer flange portion of the holder.
  • a squeeze packing is disposed between the holder and the seal cover in the screwing direction of the bolt. According to this, since the squeeze packing is compressed in the screw insertion direction of the bolt by the adapter pressed by the holder, the sealing performance is high.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the structure of the mechanical seal in Example 1 of this invention. It is an expanded sectional view which shows the fixation structure of the adapter by the holder in Example 1.
  • FIG. It is the top view seen from the machine inner side which shows the fixation structure of the adapter by the holder in Example 1.
  • FIG. (A) And (b) is a perspective view which shows the structure of the holder in Example 1
  • (c) is a bottom view similarly. It is a figure which shows the attachment procedure of the adapter by the holder in Example 1.
  • FIG. (A) And (b) is a bottom view which shows the structure of the holder of the modifications A and B in Example 1
  • (c) is an expanded cross section which shows the fixation structure of the adapter by the holder of the modifications A and B FIG.
  • (A) And (b) is a bottom view which shows the structure of the holder of modification C, D in Example 1
  • (c) is an expanded cross section which shows the fixation structure of the adapter by the holder of the modifications E and F
  • FIG. (A) And (b) is a bottom view which shows the structure of the holder of modification G, H in Example 1
  • (c) is an expanded section which shows the fixation structure of the adapter by the holder of modification G, H FIG.
  • the mechanical seal 1 of this embodiment is provided between a rotary shaft 2 and a seal cover 3 of a rotary machine such as a pump or a compressor, and is connected to the rotary shaft 2 via a sleeve 4.
  • An annular rotary seal ring 20, 21 to be fixed, and an annular fixed seal ring 30, 31 fixed to the seal cover 3 and the adapter 5, are constituted by metal bellows members 60, 61.
  • the fixed sealing rings 30 and 31 are urged in the axial direction, so that the sliding surfaces 20a and 21a of the rotary sealing rings 20 and 21 and the sliding surfaces 30a and 31a of the fixed sealing rings 30 and 31 are in close contact with each other. It can be moved to seal the sealed fluid in the machine.
  • the mechanical seal 1 of the present embodiment is configured as a so-called double-type mechanical seal in which the rotary seal ring 20 and fixed seal ring 30 on the atmosphere side, and the rotary seal ring 21 and fixed seal ring 31 on the inside of the machine face in opposite directions. ing.
  • the rotary seal rings 20 and 21 and the fixed seal rings 30 and 31 are typically formed of SiC (hard material) or a combination of SiC (hard material) and carbon (soft material). Any sliding material can be used as long as it is used as a sliding material for a mechanical seal.
  • SiC the material which consists of two or more types of phases from which a component and a composition differ, including the sintered compact which used boron, aluminum, carbon, etc. as a sintering auxiliary agent, for example, SiC, SiC with which the graphite particle was disperse
  • the carbon resin-molded carbon, sintered carbon, etc. can be used as well as carbon mixed with carbonaceous and graphite.
  • a metal material, a resin material, a surface modifying material (coating material), a composite material, and the like are also applicable.
  • the seal cover 3 is made of stainless steel, is formed in a substantially cylindrical shape, and a through hole 3b through which the rotary shaft 2 and the sleeve 4 can be inserted is formed inside the cylindrical portion 3a.
  • a first annular mounting portion 3g having one end of the bellows member 60 fixed to the atmosphere side, and a cylindrical baffle with a flange on the inner side and the outer diameter side of the first annular mounting portion 3g.
  • a second annular attachment portion 3h to which 8 is attached is formed, and the inside of the seal cover 3 is configured in a stepped shape.
  • an end surface portion 3c on the inner side of the cylindrical portion 3a is provided with an annular recess 3d recessed toward the atmosphere around the through hole 3b, and extends in the radial direction of the annular recess 3d.
  • An annular groove 3e into which an annular squeeze packing 7 is inserted is provided on the inner diameter side of the bottom surface.
  • the squeeze packing 7 may be made of an elastic body, and the material may be rubber, resin, graphite, or the like.
  • a female screw hole 3f as a screw hole extending in the axial direction toward the atmosphere side is provided on the outer diameter side of the bottom surface extending in the radial direction of the annular recess 3d, that is, on the outer diameter side of the annular groove 3e. .
  • the body 11a of the bolt 11 for fixing the adapter 5 to the seal cover 3 is screwed into the female screw hole 3f.
  • the housing recess 10 includes an annular bottom surface portion 10a that extends from the opening end portion of the female screw hole 3f, that is, the inner end portion of the female screw hole, perpendicularly to the outer diameter direction, and an inner end extending from the outer diameter side end portion of the bottom surface portion 10a to the inner side.
  • a stepped cylindrical space is formed.
  • the inner diameter side of the inboard end of the first side surface portion 10b, that is, the through-hole 3b side is connected to the bottom surface extending in the radial direction of the annular recess 3d in the inner diameter direction.
  • the accommodating recesses 10 are equally arranged in the circumferential direction of the seal cover 3 together with the female screw holes 3f (see particularly FIG. 3).
  • the adapter 5 is made of stainless steel, is formed in a cylindrical shape with a flange, and includes a cylindrical portion 5 a and an annular flange portion 5 b that extends in the outer diameter direction at the atmospheric end of the cylindrical portion 5 a.
  • the through-hole 5c which is comprised and can penetrate the rotating shaft 2 is formed inside the cylindrical part 5a.
  • an annular mounting portion 5 k is formed on the inside of the machine, to which one end of the bellows member 61 is fixed.
  • the adapter 5 is provided with an attachment portion 5 d having a diameter larger than that of the cylindrical portion 5 a at the atmospheric end of the adapter 5, and the outer peripheral dimension of the attachment portion 5 d is the through hole of the seal cover 3.
  • the opening end portion of 3b, that is, the inner peripheral size at the inner end portion of the machine is substantially the same.
  • the outer diameter portion of the flange portion 5b includes a first outer peripheral surface 5e on the atmosphere side, an annular surface portion 5f on the inner side of the first outer peripheral surface 5e extending in an inner diameter direction from the inner end portion of the first outer peripheral surface 5e and orthogonally connected, and an annular shape
  • An annular step portion 5h is formed from the second outer peripheral surface 5g extending from the inner diameter side end of the surface portion 5f to the inside of the machine.
  • the atmosphere of the flange portion 5b of the adapter 5 with respect to the bottom surface extending in the radial direction of the annular recess 3d of the seal cover 3 The annular surface portion 5m on the side is in contact with the axial direction.
  • the annular step portion 5 h formed on the outer diameter portion of the flange portion 5 b of the adapter 5, that is, the first outer peripheral surface 5 e is continuous with the first side surface portion 10 b of the housing recess 10 of the seal cover 3 in the axial direction. It is configured.
  • the machine-side annular surface part 5f constituting the annular step part 5h of the adapter 5 is located in the machine direction in the axial direction by a gap ⁇ relative to the outer edge face part 10c on the outer diameter side constituting the accommodating recess 10 of the seal cover 3. It is formed as follows.
  • the holder 9 is made of stainless steel, is formed in a cylindrical shape with a flange, and has a cylindrical portion 9a and an annular outer portion extending in the outer diameter direction at the inner end of the cylindrical portion 9a.
  • the holder 9 is inserted into the receiving recess 10 of the seal cover 3 so that the body portion 11a of the bolt 11 is inserted into the through hole 9d and the bolt 11 is held.
  • the body 11a of the bolt 11 can be screwed to 3f.
  • the holder 9 is formed with an accommodation recess 9e from the cylindrical portion 9a and the machine-side end surface of the bottom 9c, and the head 11b of the bolt 11 can be accommodated in the accommodation recess 9e.
  • the diameter of the head 11b of the bolt 11 is configured to be larger than the diameter of the trunk portion 11a
  • the diameter of the housing recess 9e is configured to be larger than the diameter of the through hole 9d. Therefore, the bottom portion of the head portion 11b of the bolt 11 housed in the housing recess 9e is obtained by screwing the body portion 11a of the bolt 11 into the female screw hole 3f of the seal cover 3 with the bolt 11 held by the holder 9.
  • the end face on the atmosphere side can be pressed against the end face of the bottom portion 9c of the holder 9 in the axial direction.
  • the accommodation recessed part 9e of the holder 9 is formed as a cylindrical space, not only this but the shape may be freely formed if it can accommodate the head 11b of the volt
  • the flange portion 9b of the holder 9 protrudes to a position where the inner diameter side, that is, the through hole 3b side overlaps the annular step portion 5h of the adapter 5 in the axial direction, the flange portion 9b of the holder 9 and the seal cover 3
  • the annular step 5h of the flange portion 5b of the adapter 5 can be sandwiched in the axial direction with the bottom surface extending in the radial direction of the annular recess 3d.
  • the squeeze packing 7 disposed between the bottom of the annular recess 3 d of the seal cover 3, that is, between the annular groove 3 e and the flange 5 b of the adapter 5 is compressed in the screwing direction of the bolt 11.
  • the assembly procedure of the mechanical seal 1 will be described.
  • the bellows member 60 and the fixed sealing ring 30 are fixed to the first annular mounting portion 3 g of the seal cover 3, and the bellows member 61 and the fixed sealing ring 31 are fixed to the annular mounting portion 5 k of the adapter 5.
  • the sleeve 4 is inserted into the through hole 3b of the seal cover 3 from the inside of the machine, and the sliding surface 20a of the rotary sealing ring 20 fixed to the holding portion 4a of the sleeve 4 is changed to the sliding surface 30a of the fixed sealing ring 30.
  • a squeeze packing 7 coated with a thin molybdenum disulfide grease is inserted into the annular groove 3 e of the seal cover 3.
  • the baffle 8 is inserted into the gap between the seal cover 3 and the sleeve 4 from the inside of the machine.
  • the relative rotation of the baffle 8 relative to the seal cover 3 is achieved by fitting the locking pin 3m provided in the second annular mounting portion 3h of the seal cover 3 into the notch 8b provided in the flange portion 8a of the baffle 8. Is regulated.
  • the mounting portion 5 d of the adapter 5 is inserted into the through hole 3 b of the seal cover 3, and the sliding surface 31 a of the fixed sealing ring 31 fixed to the adapter 5 is fixed to the holding portion 4 a of the sleeve 4.
  • the ring 21 is brought into contact with the sliding surface 21a.
  • the relative rotation of the adapter 5 with respect to the seal cover 3 is restricted by fitting the locking pin 5n provided in the mounting portion 5d of the adapter 5 into the notch portion 8c provided in the inner end portion of the baffle 8.
  • the holder 9 is inserted into the housing recess 10 of the seal cover 3 and the annular step portion 5 h of the adapter 5, and the body portion 11 a of the bolt 11 is inserted into the through hole 9 d of the holder 9.
  • the adapter 5 is fixed to the seal cover 3 by screwing the body portion 11a of the bolt 11 into the female screw hole 3f of the seal cover 3 in a state where the seal cover 3 is held.
  • a set ring 12 is externally fitted to the atmosphere side end of the sleeve 4 exposed from the through hole 3b of the seal cover 3. After the mechanical seal 1 is assembled, as shown in FIG.
  • the mechanical seal 1 is attached to the rotary shaft 2 by inserting the rotary shaft 2 through the screw shaft and evenly fastening the rotary shaft 2 at a plurality of locations in the circumferential direction with the set screw 13.
  • the adapter 5 is fixed to the seal cover 3 by the bolts 11 penetrating the through holes 9d of the plurality of holders 9, so that the rotation of the adapter 5 relative to the seal cover 3 is performed.
  • the holder 9 receives the rotational force even when a rotational force is applied to the adapter 5, the rotational force is not easily transmitted to the bolt 11, and the bolt 11 can be prevented from loosening.
  • the holder 9 is formed with a bottom portion 9c around the through-hole 9d with which an end face on the atmosphere side as a bottom portion of the head portion 11b of the bolt 11 abuts, the head portion 11b of the bolt 11 and the receiving recess of the seal cover 3 Since the holder 9 is pressed against and fixed to the seal cover 3 with the bottom portion 9c of the holder 9 being sandwiched between the bottom surface portion 10a of the holder 10, the holder 9 can be firmly fixed to the seal cover 3. .
  • the adapter 5 since the flange portion 5b of the adapter 5 is pressed against and fixed to the annular recess 3d of the seal cover 3 by the inner diameter side of the flange portion 9b of the holder 9, that is, the through hole 3b side, the adapter 5 is firmly attached to the seal cover 3. Can be fixed. Further, if the bolt 11 is tightened until the bottom portion 9c of the holder 9 comes into contact with the bottom surface portion 10a of the housing recess 10 of the seal cover 3, the flange portion 9b of the holder 9 with respect to the annular surface portion 5f of the flange portion 5b of the adapter 5 inside the machine. Since this position becomes the predetermined tightening position, the positioning accuracy in the axial direction is good and the assembly is easy.
  • the flange portion 5b of the adapter 5 is sandwiched between the inner diameter side of the flange portion 9b of the holder 9 and the bottom surface extending in the radial direction of the annular recess 3d of the seal cover 3, while the outer diameter of the flange portion 9b of the holder 9 is Since an axial gap ⁇ (see FIG. 2) is formed between the side and the outer edge surface portion 10c of the housing recess 10 of the seal cover 3, the holder 9 is attached to the seal cover 3 when the bolt 11 is tightened. Accordingly, the pressing force for pressing the flange portion 5 b of the adapter 5 between the seal cover 3 and the seal cover 3 can be concentrated on the inner diameter side of the flange portion 9 b of the holder 9.
  • the outer diameter side of the flange portion 9b of the holder 9 and the outer edge surface portion 10c of the housing recess 10 of the seal cover 3 may be in contact with each other in the axial direction, that is, the gap ⁇ may not be provided.
  • the squeeze packing 7 is disposed between the inner diameter side of the flange portion 9b of the holder 9 in the screwing direction of the bolt 11 and the bottom portion of the annular recess 3d of the seal cover 3, the bolt 11 is tightened.
  • the squeeze packing 7 is compressed in the screwing direction of the bolt 11 by the flange portion 5b of the adapter 5 that receives the pressing force of the holder 9, and the sealing performance is high. From this, it becomes possible to constitute a mechanical seal that seals the shaft of a high-pressure sealed fluid using the metal bellows members 60 and 61.
  • the squeeze packing 7 is interposed between the adapter 5 and the seal cover 3, friction between the adapter 5 and the seal cover 3 increases, so that the relative rotation of the adapter 5 with respect to the seal cover 3 is suppressed. Can do.
  • the holder 9 is provided with an accommodation recess 9e for accommodating the head portion 11b of the bolt 11, the head portion 11b of the bolt 11 does not protrude outward from the holder 9, that is, the inside of the machine, thus saving space. can do.
  • the accommodation recessed part 9e of the holder 9 may be comprised so that the head 11b of the volt
  • the seal cover 3 is provided with the housing recess 10 for housing the holder 9, the holder 9 does not protrude outward from the end surface portion 3 c on the machine inner side of the seal cover 3, and space can be saved. it can.
  • the housing recess 10 of the seal cover 3 may be configured such that a part of the holder 9 slightly protrudes outside the end surface portion 3c on the machine inner side of the seal cover 3, that is, on the machine inner side.
  • the holder 9 is formed in a circular shape as viewed in the screwing direction, and the receiving recess 10 of the seal cover 3 is formed in a substantially circular shape as viewed in the screwing direction, and the holder 9 is inserted into the receiving recess 10 of the seal cover 3.
  • the holder 9 can rotate relative to the seal cover 3 and the adapter 5, the holder 9 is easily rotated by receiving the rotational force even if a rotational force is applied to the adapter 5, and the rotational force is applied to the bolt 11. Is more difficult to transmit, and the bolt 11 can be prevented from loosening.
  • the holder 9 may be configured in a polygonal shape as viewed in the screwing direction, for example, as long as the holder 9 can be rotated in a state of being inserted into the housing recess 10 of the seal cover 3. Further, the holder 9 can be easily assembled / assembled with respect to the accommodating recess 10 of the seal cover 3.
  • the holders 9 are located between the holders 9 as compared with the conventional annular thin plate along the circumferential direction of the seal cover 3. Space can be secured in the circumferential direction, and heat transfer from the inside of the machine can be suppressed. Moreover, since the seal cover 3, the adapter 5, and the holder 9 are made of the same stainless steel, stress is relatively difficult to act due to thermal expansion.
  • a modified example of the holder 9 in the first embodiment will be described.
  • a holder 109 shown in FIG. 6A is formed in a circular shape as viewed in the screwing direction without a flange portion extending in the outer diameter direction.
  • the seal cover 103 has an annular recess 103b formed to the outer diameter side.
  • the adapter 105 has a flange portion 105 b extending to the outer diameter portion of the annular recess 103 b of the seal cover 103, and an accommodation recess 110 is formed by the flange portion 105 b of the adapter 105 and the annular recess 103 b of the seal cover 103.
  • a through hole 105k that penetrates in the axial direction is formed in the flange portion 105b of the adapter 105 at a position corresponding to the female screw hole 103h of the seal cover 103 (see FIG. 6C).
  • a holder 209 shown in FIG. 6B is formed in a stadium shape as viewed in the screwing direction without a flange portion extending in the outer diameter direction.
  • the holder 209 is notched at the end in the direction orthogonal to the radial direction of the seal cover 103, and the housing recess 209 e is formed in a rectangular parallelepiped shape that opens in a direction orthogonal to the radial direction of the seal cover 103.
  • the seal cover and the adapter to which the holder 209 of the modified example B is applied have the same configuration as the seal cover 103 and the adapter 105 described above, and thus description thereof is omitted.
  • the “notch” means that it is not necessary to be actually cut and manufactured, and any shape having a notch may be used. The same applies to the following.
  • the holders 109 and 209 of the modified examples A and B are formed in a circular shape as viewed in the screwing direction or a stadium shape as viewed in the screwing direction, and the holders 109 and 209 can rotate relative to the seal cover 103 and the adapter 105. Therefore, even if a rotational force is applied to the adapter 105, the holders 109 and 209 are easily rotated by receiving the rotational force, and the rotational force is less easily transmitted to the bolt 11, and the bolt 11 can be prevented from loosening. Further, the assembly / assembly of the holder 9 with respect to the housing recess 110 of the seal cover 103 can be easily performed.
  • a holder 309 shown in FIG. 7A is formed in a circular shape when viewed in the screwing direction and substantially corresponds to the inner diameter side and the outer diameter side of the seal cover 303.
  • a semicircular flange portion 309b is formed.
  • the accommodation recess 310 of the seal cover 303 is formed in a circular shape in the screwing direction in accordance with the shape of the holder 309 (see FIG. 7C).
  • a holder 409 shown in FIG. 7B is formed in a stadium shape as viewed in the screwing direction, and corresponds to the inner diameter side and the outer diameter side of the seal cover 303.
  • a substantially semi-circular flange portion 409b is formed.
  • the holder 409 is notched at the end in the direction orthogonal to the flange portion 409b, and the housing recess 409e is formed in a rectangular parallelepiped shape that opens in the direction orthogonal to the flange portion 409b.
  • the seal cover to which the holder 409 of Modification D is applied has the same configuration as the seal cover 303 described above, description thereof is omitted.
  • a holder 509 shown in FIG. 8A is formed in a circular shape in the screwing direction, and a flange portion 509 b is formed corresponding to the inner diameter side of the seal cover 503.
  • the accommodation recess 510 of the seal cover 503 is formed in a circular shape in the screwing direction in accordance with the shape of the holder 509 (see FIG. 8C).
  • a holder 609 shown in FIG. 8B is formed in a stadium shape as viewed in the screwing direction, and corresponds to the inner diameter side and the outer diameter side of the seal cover 503.
  • a substantially semicircular flange portion 609b is formed.
  • the holder 609 is cut out at the end in the direction orthogonal to the flange portion 609b, and the receiving recess 609e is formed in a rectangular parallelepiped shape that opens in the direction orthogonal to the flange portion 609b.
  • the seal cover to which the holder 609 of the modified example F is applied has the same configuration as the seal cover 503 described above, description thereof is omitted.
  • the shape of the holders 309, 409, 509, 609 and the receiving recesses 310, 510 of the seal covers 303, 503 are formed in a circular shape as viewed in the screwing direction or a stadium shape as viewed in the screwing direction, and fitted. Therefore, the holders 309, 409, 509, and 609 are inserted into the recesses 310 and 510 of the seal covers 303 and 503, and the holders 309, 409, 509, and 609 are applied even when a rotational force is applied to the adapter 5. Therefore, the rotational force is not transmitted to the bolt 11, and the bolt 11 can be prevented from loosening more reliably. Further, the holders 309, 409, 509, and 609 can be easily assembled / assembled with respect to the housing recesses 310 and 510 of the seal covers 303 and 503.
  • a holder 709 shown in FIG. 9A is formed in a square shape in the screwing direction, and has flanges corresponding to the inner diameter side and the outer diameter side of the seal cover 703. Each portion 709b is formed.
  • the accommodation recess 710 of the seal cover 703 is formed in a square shape in the screwing direction in accordance with the shape of the holder 709 (see FIG. 9C).
  • a holder 809 shown in FIG. 9B is formed in a rectangular shape in the screwing direction and has flanges corresponding to the inner diameter side and the outer diameter side of the seal cover 703. Each portion 809b is formed.
  • the accommodation recessed part 809e of the holder 809 is formed in the rectangular parallelepiped shape open
  • the seal cover to which the holder 809 of the modified example H is applied has the same configuration as the seal cover 703 described above, and thus the description thereof is omitted.
  • a holder 909 shown in FIG. 10A is formed in a square shape in the screwing direction, and a flange portion 909b is formed corresponding to the inner diameter side of the seal cover 903.
  • the accommodation recess 910 of the seal cover 903 is formed in a square shape in the screwing direction according to the shape of the holder 909 (see FIG. 10C).
  • a holder 1009 shown in FIG. 10B is formed in a rectangular shape in the screwing direction, and a flange portion 1009b is formed corresponding to the inner diameter side of the seal cover 903.
  • the accommodation recessed part 1009e of the holder 1009 is formed in the rectangular parallelepiped shape open
  • the seal cover to which the holder 1009 of Modification J is applied has the same configuration as the above-described seal cover 903, and thus description thereof is omitted.
  • a holder 1109 shown in FIG. 11A is formed in a square in a screwing direction view without a flange portion extending in the outer diameter direction.
  • the seal cover 1103 has an annular recess 1103b formed to the outer diameter side.
  • the adapter 1105 has a flange portion 1105 b extending to the outer diameter portion of the annular recess 1103 b of the seal cover 1103, and an accommodation recess 1110 is formed by the flange portion 1105 b of the adapter 105 and the annular recess 1103 b of the seal cover 1103. Yes.
  • a through hole 1105k that penetrates in the axial direction is formed in the flange portion 1105b of the adapter 1105 at a position corresponding to the female screw hole 1103h of the seal cover 1103 (see FIG. 11C).
  • a holder 1209 shown in FIG. 11B is formed in a rectangular shape in the screwing direction as viewed without a flange portion extending in the outer diameter direction.
  • the accommodation recessed part 1209e of the holder 1209 is formed in the rectangular parallelepiped shape open
  • the seal cover and the adapter to which the holder 1209 of the modified example M is applied have the same configuration as the seal cover 1103 and the adapter 1105 described above, and thus the description thereof is omitted.
  • the holders 709, 809, 909, 1009, 1109, 1209 and the receiving recesses 710, 910, 1110 of the seal covers 703, 903, 1103 are formed in a non-circular shape when viewed in the screwing direction, and are fitted Therefore, a rotational force is applied to the adapters 5 and 1105 in a state where the holders 709, 809, 909, 1009, 1109 and 1209 are fitted in the receiving recesses 710, 910 and 1110 of the seal covers 703, 903 and 1103.
  • the rotational force of the holders 709, 809, 909, 1009, 1109, 1209 is restricted, the rotational force is not transmitted to the bolt 11, and the loosening of the bolt 11 can be prevented more reliably.
  • the rectangular thing was demonstrated as a shape of the accommodation recessed part of the holder and seal cover which are formed in a non-circular view in the screwing direction, it is not limited to this, and is formed as a polygon such as a hexagon or an octagon. Also good.
  • the mechanical seal 1301 in Example 2 will be described. As shown in FIG. 12, in this embodiment, the mechanical seal 1301 is provided between the rotary shaft 2 of the rotary machine such as a pump or a compressor and the seal cover 1303, and the rotary shaft 2 is interposed via the sleeve 1304.
  • the ring-shaped rotary seal rings 20 and 21 fixed to the ring and the ring-shaped fixed seal rings 30 and 31 fixed to the seal cover 1303 and the adapter 1305 are mainly composed of metal bellows members 60 and 61.
  • the fixed sealing rings 30 and 31 are urged in the axial direction by the above, so that the sliding surfaces 20a and 21a of the rotary sealing rings 20 and 21 and the sliding surfaces 30a and 31a of the fixed sealing rings 30 and 31 are brought into close contact with each other. It can be slid to seal the sealed fluid.
  • the mechanical seal 1301 of the present embodiment is configured as a so-called tandem mechanical seal in which the rotary seal ring 20 and fixed seal ring 30 on the atmosphere side, and the rotary seal ring 21 and fixed seal ring 31 on the inside of the machine face the same direction. ing.
  • the holder 9 described in the first embodiment is used for fixing the adapter 1305 to the seal cover 1303 by the holder.
  • the holder 9 is not limited to this, and the holder 9 of the first embodiment described above is used.
  • the configurations of the modified examples A to M may be applied. It goes without saying that the shapes of the seal cover and the adapter are also changed in accordance with the configuration of the applied holder.
  • the holder has been described as being inserted into the housing recess formed in the seal cover or the housing recess formed by the flange portion of the seal cover and the adapter. There is no need to provide an accommodation recess in the flange portion.
  • the holders are not limited to four, and a plurality of holders may be arranged in the circumferential direction.
  • the adapter may be fixed to the seal cover from the atmosphere side.
  • adapter fixing structure using the holder described in the above embodiment may be applied to a single-type mechanical seal.

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Abstract

ボルトに対して回転力が伝わり難く、かつボルトの緩みを防止することができるメカニカルシールを提供する。　回転軸２とともに回転する回転密封環２０，２１と、固定密封環３０，３１と、固定密封環３０，３１を保持するアダプタ５と、を備え、ボルト１１によりアダプタ５がシールカバー３に固定されるメカニカルシール１であって、アダプタ５に軸方向に当接し、シールカバー３のネジ孔３ｆに対して螺挿されるボルト１１の胴部１１ａが貫通する貫通孔９ｄが設けられているホルダ９を備え、ホルダ９は、回転軸２を取り囲むように複数配置されている。

Description

メカニカルシール
　本発明は、メカニカルシール、特にボルトによりアダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールに関する。
　従来、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸とシールカバーとの間に設けられるメカニカルシールは、回転軸に固定される回転密封環に対して固定密封環を付勢手段によって付勢し、回転密封環と固定密封環の摺動面を互いに密接させた状態で相対回転させることにより、被密封流体を軸封している。また、固定密封環のシールカバーへの固定には、アダプタを用い、アダプタに固定密封環を保持させるとともにアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入して固定することで、組み立てが簡単になっている。
　例えば、特許文献１のメカニカルシールにあっては、外周にＯリングを装着したアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入した状態で、環状薄板をアダプタの側端とシールカバーの側端にそれぞれ当接させて、頭部付きのボルトを環状薄板の貫通孔に挿通しシールカバーの軸方向に延びる雌ネジ部に螺合させて環状薄板をシールカバーに固定し、アダプタを軸方向に位置決め固定している。しかし、シールカバーの内周とアダプタの外周との間には、Ｏリングが介在しているだけであるため、シールカバーに対してアダプタが回転しやすく、シール性が低いものであった。
　一方、特許文献２のメカニカルシールにあっては、シールカバーの凹部の側端にＯリングを装着した後、外周にＯリングを装着したアダプタをシールカバーの凹部に軸方向から挿入した状態で、皿ネジをシールカバーの軸方向に延びる雌ネジ部に螺合させ該皿ネジの頭部の一部でアダプタを軸方向に押し込むことでシールカバーの凹部の側端のＯリングを潰した状態で位置決め固定し、アダプタの回転を抑制しつつシールカバーとアダプタとのシール性を高めている。
特許第４６８４４２１号公報（第４頁、第１図～第４図） 特許第６１９６７２７号公報（第４頁、第２図）
　しかしながら、特許文献２にあっては、皿ネジはアダプタに直接接触する構成であって、アダプタに回転軸からの回転力が加わると、シールカバーに対してアダプタが相対回転することにより、アダプタに当接している皿ネジの頭部に対して回転力が直接伝わってしまうため、皿ネジに緩みが生じやすいという問題があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ボルトに対して回転力が伝わり難く、かつボルトの緩みを防止することができるメカニカルシールを提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明のメカニカルシールは、
　回転軸とともに回転する回転密封環と、固定密封環と、前記固定密封環を保持するアダプタと、を備え、ボルトにより前記アダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールであって、
　前記アダプタに軸方向に当接し、前記シールカバーのネジ孔に対して螺挿される前記ボルトの胴部が貫通する貫通孔が設けられているホルダを備え、前記ホルダは、前記回転軸を取り囲むように複数配置されていることを特徴としている。
　この特徴によれば、アダプタが複数のホルダのそれぞれの貫通孔を貫通するボルトによりシールカバーに固定されるため、シールカバーに対するアダプタの回転が抑制されるとともに、アダプタに回転力が加わってもホルダが回転力を受けるため、ボルトに対して回転力が伝わり難く、ボルトの緩みを防止することができる。
　好適には、前記ホルダは、前記貫通孔の周りに前記ボルトの頭部の底部が当接する内鍔部が形成されている。
　これによれば、ボルトの頭部とシールカバーとの間に内鍔部が挟まれた状態で、ホルダをシールカバーに対して押さえつけて固定するため、ホルダの軸方向の位置決め精度がよく、かつホルダをシールカバーに強固に固定することができる。
　好適には、前記アダプタに対する前記ホルダの当接部は、外径側に延びる外鍔部である。
　これによれば、外鍔部によりアダプタをシールカバーに対して押さえつけて固定するため、アダプタをシールカバーに強固に固定することができる。
　好適には、前記ホルダには、前記ボルトの頭部を収容する収容凹部が設けられている。
　これによれば、ボルトの頭部がホルダよりも外側に張り出す量が少ない、または外側に張り出さない。
　好適には、前記シールカバーには、前記ホルダを収容する収容凹部が設けられている。
　これによれば、ホルダがシールカバーよりも外側に張り出す量が少ない、または外側に張り出さない。
　好適には、前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視円形に形成されており、かつ嵌合されている。
　これによれば、シールカバーの収容凹部に対するホルダの組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。
　好適には、前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されている。
　これによれば、ホルダがシールカバーの収容凹部に嵌合された状態でアダプタに回転力が加わってもホルダの回転力が規制されるため、ボルトに対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルトの緩みを防止することができる。
　好適には、前記外鍔部の内径側と前記シールカバーとの間には、前記アダプタが挟まれ、
　前記外鍔部の外径側と前記シールカバーとの間には、間隙が形成されている。
　これによれば、ボルトを締め付けたときに、シールカバーとの間でアダプタを挟圧するための押圧力をホルダの外鍔部の内径側に集中させることができる。
　好適には、前記ボルトの螺挿方向における前記ホルダと前記シールカバーとの間には、スクイズパッキンが配置されている。
　これによれば、ホルダにより押圧されるアダプタによってスクイズパッキンがボルトの螺挿方向に圧縮されるため、シール性が高い。
本発明の実施例１におけるメカニカルシールの構造を示す断面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの固定構造を示す機内側から見た平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１におけるホルダの構造を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じく下面図である。 実施例１におけるホルダによるアダプタの取付手順を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ａ，Ｂのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ａ，Ｂのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｃ，Ｄのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｃ，Ｄのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｅ，Ｆのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｅ，Ｆのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｇ，Ｈのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｇ，Ｈのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｉ，Ｊのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｉ，Ｊのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例１における変形例Ｋ，Ｍのホルダの構造を示す下面図であり、（ｃ）は、変形例Ｋ，Ｍのホルダによるアダプタの固定構造を示す拡大断面図である。 本発明の実施例２におけるメカニカルシールの構造を示す断面図である。
　本発明に係るメカニカルシールを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係るメカニカルシールにつき、図１から図５を参照して説明する。尚、本実施例においては、紙面右側を大気側、紙面左側を機内側として説明する。
　図１に示されるように、本実施例のメカニカルシール１は、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸２とシールカバー３との間に設けられており、スリーブ４を介して回転軸２に固定される円環状の回転密封環２０，２１と、シールカバー３およびアダプタ５に固定された円環状の固定密封環３０，３１と、から主に構成され、金属製のベローズ部材６０，６１によって固定密封環３０，３１がそれぞれ軸方向に付勢されることにより、回転密封環２０，２１の摺動面２０ａ，２１ａと固定密封環３０，３１の摺動面３０ａ，３１ａとを互いに密接摺動させ、機内の被密封流体を軸封できるようになっている。尚、本実施のメカニカルシール１は、大気側の回転密封環２０および固定密封環３０と、機内側の回転密封環２１および固定密封環３１が反対方向を向く、いわゆるダブル形メカニカルシールとして構成されている。
　回転密封環２０，２１および固定密封環３０，３１は、代表的にはＳｉＣ（硬質材料）同士またはＳｉＣ（硬質材料）とカーボン（軟質材料）の組み合わせで形成されるが、これに限らず、摺動材料はメカニカルシール用摺動材料として使用されているものであれば適用可能である。尚、ＳｉＣとしては、ボロン、アルミニウム、カーボン等を焼結助剤とした焼結体をはじめ、成分、組成の異なる２種類以上の相からなる材料、例えば、黒鉛粒子の分散したＳｉＣ、ＳｉＣとＳｉからなる反応焼結ＳｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＣ、ＳｉＣ－ＴｉＮ等があり、カーボンとしては、炭素質と黒鉛質の混合したカーボンをはじめ、樹脂成形カーボン、焼結カーボン等が利用できる。また、上記摺動材料以外では、金属材料、樹脂材料、表面改質材料（コーティング材料）、複合材料等も適用可能である。
　図１に示されるように、シールカバー３は、ステンレス鋼からなり、略円筒状に形成され、円筒部３ａの内側に回転軸２およびスリーブ４を挿通可能な貫通孔３ｂが形成されている。シールカバー３の内径側には、大気側にベローズ部材６０の一端が固定される第１環状取付部３ｇと、第１環状取付部３ｇよりも機内側かつ外径側にフランジ付き円筒状のバッフル８が取り付けられる第２環状取付部３ｈが形成されており、シールカバー３の内側は段付き状に構成されている。
　図１および図２に示されるように、円筒部３ａの機内側の端面部３ｃには、貫通孔３ｂの周りに大気側へ凹む環状凹部３ｄが設けられ、この環状凹部３ｄの径方向に延びる底面の内径側には、円環状のスクイズパッキン７が挿嵌される環状溝部３ｅが設けられている。尚、スクイズパッキン７は、弾性体からなるものであればよく、素材はゴム、樹脂、黒鉛等であってもよい。また、環状凹部３ｄの径方向に延びる底面の外径側、すなわち環状溝部３ｅよりも外径側には、大気側に向けて軸方向に延びるネジ孔としての雌ネジ孔３ｆが設けられている。尚、雌ネジ孔３ｆには、シールカバー３に対してアダプタ５を固定するためのボルト１１の胴部１１ａが螺合される。
　また、図２および図３に示されるように、円筒部３ａの機内側の端面部３ｃには、雌ネジ孔３ｆを中心にホルダ９が挿嵌される収容凹部１０、いわゆる座ぐり穴が形成されている。収容凹部１０は、雌ネジ孔３ｆの開口端部、すなわち機内側端部から外径方向に直交して連なる環状の底面部１０ａと、底面部１０ａの外径側端部から機内側へ延びる第１側面部１０ｂと、第１側面部１０ｂの機内側端部の外径側から直交する方向に延びて連なる外縁面部１０ｃと、外縁面部１０ｃの外径側端部から機内側へ延びる第２側面部１０ｄとにより区画されることにより、段付き円筒状の空間として構成されている。また、第１側面部１０ｂの機内側端部の内径側、すなわち貫通孔３ｂ側は、内径方向において環状凹部３ｄの径方向に延びる底面と直交して連なっている。尚、収容凹部１０は、雌ネジ孔３ｆとともにシールカバー３の周方向に４等配されている（特に図３参照）。
　図１に示されるように、アダプタ５は、ステンレス鋼からなり、フランジ付き円筒状に形成され、円筒部５ａと、円筒部５ａの大気側端部において外径方向に延びる環状のフランジ部５ｂから構成され、円筒部５ａの内側に回転軸２を挿通可能な貫通孔５ｃが形成されている。アダプタ５の内径側には、機内側にベローズ部材６１の一端が固定される環状取付部５ｋが形成されている。
　図１および図２に示されるように、アダプタ５の大気側端部には、円筒部５ａよりも大径の取付部５ｄが設けられ、取付部５ｄの外周寸法は、シールカバー３の貫通孔３ｂの開口端部、すなわち機内側端部における内周寸法と略同一に構成されている。また、フランジ部５ｂの外径部には、大気側の第１外周面５ｅと、第１外周面５ｅの機内側端部から内径方向に延び直交して連なる機内側の環状面部５ｆと、環状面部５ｆの内径側端部から機内側へ延びる第２外周面５ｇと、から環状段部５ｈが形成されている。
　また、シールカバー３の貫通孔３ｂに対してアダプタ５の取付部５ｄが挿嵌された状態では、シールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面に対してアダプタ５のフランジ部５ｂの大気側の環状面部５ｍが軸方向に当接している。このとき、アダプタ５のフランジ部５ｂの外径部に形成される環状段部５ｈ、すなわち第１外周面５ｅは、シールカバー３の収容凹部１０の第１側面部１０ｂと軸方向に連続するように構成されている。また、アダプタ５の環状段部５ｈを構成する機内側の環状面部５ｆは、シールカバー３の収容凹部１０を構成する外径側の外縁面部１０ｃよりも間隙Δだけ軸方向位置が機内側となるように形成されている。
　次いで、ホルダ９について詳しく説明する。図１～図４に示されるように、ホルダ９は、ステンレス鋼からなり、フランジ付き円筒状に形成され、円筒部９ａと、円筒部９ａの機内側端部において外径方向に延びる環状の外鍔部および当接部としてのフランジ部９ｂから構成され、円筒部９ａの大気側、すなわちシールカバー３側の内鍔部としての底部９ｃの径方向の中心には、軸方向に貫通する貫通孔９ｄが形成されている。また、ホルダ９は、シールカバー３の収容凹部１０に挿嵌されることにより、貫通孔９ｄにボルト１１の胴部１１ａを挿通させてボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆに対してボルト１１の胴部１１ａを螺合させることができるようになっている。
　また、ホルダ９には、円筒部９ａと、底部９ｃの機内側端面とから収容凹部９ｅが形成され、収容凹部９ｅには、ボルト１１の頭部１１ｂが収容可能となっている。また、ボルト１１の頭部１１ｂの径は、胴部１１ａの径よりも大きく構成され、また、収容凹部９ｅの径は、貫通孔９ｄの径よりも大きく構成されている。そのため、ホルダ９によりボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆにボルト１１の胴部１１ａを螺合させることにより、収容凹部９ｅに収容されたボルト１１の頭部１１ｂの底部としての大気側端面をホルダ９の底部９ｃの機内側端面に対して軸方向に圧接させることができる。尚、ホルダ９の収容凹部９ｅは、円筒状の空間として形成されているが、これに限らず、ボルト１１の頭部１１ｂを収容できるものであれば、形状は自由に形成されてよい。
　さらに、ホルダ９のフランジ部９ｂは、内径側、すなわち貫通孔３ｂ側がアダプタ５の環状段部５ｈと軸方向に重なる位置まで張り出しているため、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面とでアダプタ５のフランジ部５ｂの環状段部５ｈを軸方向に挟み込むことができる。このとき、シールカバー３の環状凹部３ｄの底部、すなわち環状溝部３ｅとアダプタ５のフランジ部５ｂとの間に配置されるスクイズパッキン７がボルト１１の螺挿方向に圧縮される。
　次いで、メカニカルシール１の組立手順について説明する。図５に示されるように、先ず、シールカバー３の第１環状取付部３ｇにベローズ部材６０および固定密封環３０を固定するとともに、アダプタ５の環状取付部５ｋにベローズ部材６１および固定密封環３１を固定する。次に、シールカバー３の貫通孔３ｂに機内側からスリーブ４を挿通し、スリーブ４の保持部４ａに固定される回転密封環２０の摺動面２０ａを固定密封環３０の摺動面３０ａに当接させる。また、シールカバー３の環状溝部３ｅには、二硫化モリブデングリスを薄く塗布したスクイズパッキン７を挿嵌する。
　次に、バッフル８を機内側からシールカバー３とスリーブ４との間の隙間に挿入する。このとき、バッフル８のフランジ部８ａに設けられる切欠部８ｂに対してシールカバー３の第２環状取付部３ｈに設けられる係止ピン３ｍを嵌入させることにより、シールカバー３に対するバッフル８の相対回転が規制される。
　次に、アダプタ５の取付部５ｄをシールカバー３の貫通孔３ｂに挿嵌し、アダプタ５に固定される固定密封環３１の摺動面３１ａをスリーブ４の保持部４ａに固定される回転密封環２１の摺動面２１ａに当接させる。このとき、バッフル８の機内側端部に設けられる切欠部８ｃに対してアダプタ５の取付部５ｄに設けられる係止ピン５ｎを嵌入させることにより、シールカバー３に対するアダプタ５の相対回転が規制される。
　最後に、シールカバー３の収容凹部１０およびアダプタ５の環状段部５ｈに対してホルダ９を挿嵌し、ホルダ９の貫通孔９ｄにボルト１１の胴部１１ａを挿通してホルダ９によりボルト１１を保持した状態で、シールカバー３の雌ネジ孔３ｆに対してボルト１１の胴部１１ａを螺合させることにより、シールカバー３に対してアダプタ５が固定される。
　尚、シールカバー３の貫通孔３ｂから露出するスリーブ４の大気側端部には、セットリング１２が外嵌されており、メカニカルシール１を組み立てた後、図１に示されるように、スリーブ４に回転軸２を挿通し、セットスクリュ１３により周方向に複数箇所で均等に締結することにより、回転軸２に対してメカニカルシール１が取り付けられる。
　これによれば、本実施例のメカニカルシール１は、アダプタ５が複数のホルダ９のそれぞれの貫通孔９ｄを貫通するボルト１１によりシールカバー３に固定されるため、シールカバー３に対するアダプタ５の回転が抑制されるとともに、アダプタ５に回転力が加わってもホルダ９が回転力を受けるため、ボルト１１に対して回転力が伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。
　また、ホルダ９は、貫通孔９ｄの周りにボルト１１の頭部１１ｂの底部としての大気側端面が当接する底部９ｃが形成されているため、ボルト１１の頭部１１ｂとシールカバー３の収容凹部１０の底面部１０ａとの間にホルダ９の底部９ｃが挟まれた状態で、ホルダ９をシールカバー３に対して押さえつけて固定するため、ホルダ９をシールカバー３に強固に固定することができる。
　また、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側、すなわち貫通孔３ｂ側によりアダプタ５のフランジ部５ｂをシールカバー３の環状凹部３ｄに対して押さえつけて固定するため、アダプタ５をシールカバー３に強固に固定することができる。また、シールカバー３の収容凹部１０の底面部１０ａにホルダ９の底部９ｃが当接するまでボルト１１を締め付ければ、アダプタ５のフランジ部５ｂの機内側の環状面部５ｆに対するホルダ９のフランジ部９ｂの位置が所定の締め付け位置となるため、軸方向の位置決め精度がよく、組み付けが簡単である。
　さらに、ホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの径方向に延びる底面とには、アダプタ５のフランジ部５ｂが挟まれる一方で、ホルダ９のフランジ部９ｂの外径側とシールカバー３の収容凹部１０の外縁面部１０ｃとの間には、軸方向の間隙Δ（図２参照）が形成されているため、ボルト１１を締め付けたときに、ホルダ９をシールカバー３に対して押さえつけてシールカバー３との間でアダプタ５のフランジ部５ｂを挟圧するための押圧力をホルダ９のフランジ部９ｂの内径側に集中させることができる。尚、ホルダ９のフランジ部９ｂの外径側とシールカバー３の収容凹部１０の外縁面部１０ｃとは、軸方向に当接していてもよい、すなわち間隙Δを設けなくともよい。
　また、ボルト１１の螺挿方向におけるホルダ９のフランジ部９ｂの内径側とシールカバー３の環状凹部３ｄの底部との間には、スクイズパッキン７が配置されているため、ボルト１１を締め付けたときのホルダ９の押圧力を受けたアダプタ５のフランジ部５ｂによってスクイズパッキン７がボルト１１の螺挿方向に圧縮され、シール性が高い。このことから、金属製のベローズ部材６０，６１を用いるような高圧の被密封流体の軸封を行うメカニカルシールを構成することが可能となる。また、アダプタ５とシールカバー３との間にスクイズパッキン７が介在することにより、アダプタ５とシールカバー３との間の摩擦が大きくなるため、シールカバー３に対するアダプタ５の相対回転を抑制することができる。
　また、ホルダ９には、ボルト１１の頭部１１ｂを収容する収容凹部９ｅが設けられているため、ボルト１１の頭部１１ｂがホルダ９よりも外側、すなわち機内側に張り出さず、省スペース化することができる。尚、ホルダ９の収容凹部９ｅは、ボルト１１の頭部１１ｂがホルダ９よりも外側、すなわち機内側に僅かに張り出すように構成されていてもよい。
　また、シールカバー３には、ホルダ９を収容する収容凹部１０が設けられているため、ホルダ９がシールカバー３の機内側の端面部３ｃよりも外側に張り出さず、省スペース化することができる。尚、シールカバー３の収容凹部１０は、ホルダ９の一部がシールカバー３の機内側の端面部３ｃよりも外側すなわち機内側に僅かに張り出すように構成されていてもよい。
　また、ホルダ９は螺挿方向視円形に形成され、シールカバー３の収容凹部１０は、螺挿方向視略円形に形成されており、ホルダ９がシールカバー３の収容凹部１０に挿嵌された状態で、ホルダ９がシールカバー３およびアダプタ５に対して相対回転可能であるため、アダプタ５に回転力が加わってもホルダ９が回転力を受けて回転しやすく、ボルト１１に対して回転力がより伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。尚、ホルダ９は、シールカバー３の収容凹部１０に挿嵌された状態で回転可能であれば、例えば螺挿方向視で多角形状に構成されてもよい。また、シールカバー３の収容凹部１０に対するホルダ９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。
　また、シールカバー３の周方向に複数設けられる収容凹部１０にそれぞれホルダ９を設けることにより、従来のようなシールカバー３の周方向に沿って連続する環状薄板に比べてホルダ９同士の間に周方向に空間を確保することができ、機内側からの伝熱を抑制することができる。また、シールカバー３、アダプタ５、ホルダ９は、同じステンレス鋼を素材としているため、熱膨張によって相対的に応力が作用し難くなっている。
　次いで、実施例１におけるホルダ９の変形例について説明する。実施例１におけるホルダ９の変形例Ａとして、図６（ａ）に示されるホルダ１０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視円形に形成されている。また、シールカバー１０３は、環状凹部１０３ｂが外径側まで形成されている。また、アダプタ１０５は、フランジ部１０５ｂがシールカバー１０３の環状凹部１０３ｂの外径部まで延びており、アダプタ１０５のフランジ部１０５ｂとシールカバー１０３の環状凹部１０３ｂとにより、収容凹部１１０が形成されている。また、アダプタ１０５のフランジ部１０５ｂには、シールカバー１０３の雌ネジ孔１０３ｈに対応する位置に軸方向に貫通する貫通孔１０５ｋが形成されている（図６（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｂとして、図６（ｂ）に示されるホルダ２０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視スタジアム形に形成されている。また、ホルダ２０９は、シールカバー１０３の径方向と直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれており、収容凹部２０９ｅは、シールカバー１０３の径方向と直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｂのホルダ２０９が適用されるシールカバーおよびアダプタは、前述したシールカバー１０３およびアダプタ１０５と同一構成であるため、説明を省略する。また、「切り欠き」は実際に切り欠かれて製造される必要はなく切り欠かれた形状であればよいとう意味である。以下においても同様である。
　これによれば、変形例Ａ，Ｂのホルダ１０９，２０９は螺挿方向視円形または螺挿方向視スタジアム形に形成され、ホルダ１０９，２０９がシールカバー１０３およびアダプタ１０５に対して相対回転可能であるため、アダプタ１０５に回転力が加わってもホルダ１０９，２０９が回転力を受けて回転しやすく、ボルト１１に対して回転力がより伝わり難く、ボルト１１の緩みを防止することができる。また、シールカバー１０３の収容凹部１１０に対するホルダ９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｃとして、図７（ａ）に示されるホルダ３０９は、螺挿方向視円形に形成され、シールカバー３０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部３０９ｂがそれぞれ形成されている。また、シールカバー３０３の収容凹部３１０は、ホルダ３０９の形状に合わせて螺挿方向視円形に形成されている（図７（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｄとして、図７（ｂ）に示されるホルダ４０９は、螺挿方向視スタジアム形に形成され、シールカバー３０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部４０９ｂがそれぞれ形成されている。また、ホルダ４０９は、フランジ部４０９ｂと直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれるとともに、収容凹部４０９ｅは、フランジ部４０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｄのホルダ４０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー３０３と同一構成であるため、説明を省略する。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｅとして、図８（ａ）に示されるホルダ５０９は、螺挿方向視円形に形成され、シールカバー５０３の内径側に対応してフランジ部５０９ｂが形成されている。また、シールカバー５０３の収容凹部５１０は、ホルダ５０９の形状に合わせて螺挿方向視円形に形成されている（図８（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｆとして、図８（ｂ）に示されるホルダ６０９は、螺挿方向視スタジアム形に形成され、シールカバー５０３の内径側および外径側に対応して略半円状のフランジ部６０９ｂがそれぞれ形成されている。また、ホルダ６０９は、フランジ部６０９ｂと直交する方向の端部がそれぞれ切り欠かれるとともに、収容凹部６０９ｅは、フランジ部６０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｆのホルダ６０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー５０３と同一構成であるため、説明を省略する。
　これによれば、ホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の形状とシールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０とは、螺挿方向視円形または螺挿方向視スタジアム形に形成されており、かつ嵌合されているため、ホルダ３０９，４０９，５０９，６０９がシールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０に嵌合された状態でアダプタ５に回転力が加わってもホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の回転力が規制されるため、ボルト１１に対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルト１１の緩みを防止することができる。また、シールカバー３０３，５０３の収容凹部３１０，５１０に対するホルダ３０９，４０９，５０９，６０９の組み付け／組み立てを簡単に行うことができる。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｇとして、図９（ａ）に示されるホルダ７０９は、螺挿方向視正方形に形成され、シールカバー７０３の内径側および外径側に対応してフランジ部７０９ｂがそれぞれ形成されている。また、シールカバー７０３の収容凹部７１０は、ホルダ７０９の形状に合わせて螺挿方向視正方形に形成されている（図９（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｈとして、図９（ｂ）に示されるホルダ８０９は、螺挿方向視長方形に形成され、シールカバー７０３の内径側および外径側に対応してフランジ部８０９ｂがそれぞれ形成されている。尚、ホルダ８０９の収容凹部８０９ｅは、フランジ部８０９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｈのホルダ８０９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー７０３と同一構成であるため、説明を省略する。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｉとして、図１０（ａ）に示されるホルダ９０９は、螺挿方向視正方形に形成され、シールカバー９０３の内径側に対応してフランジ部９０９ｂが形成されている。また、シールカバー９０３の収容凹部９１０は、ホルダ９０９の形状に合わせて螺挿方向視正方形に形成されている（図１０（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｊとして、図１０（ｂ）に示されるホルダ１００９は、螺挿方向視長方形に形成され、シールカバー９０３の内径側に対応してフランジ部１００９ｂが形成されている。尚、ホルダ１００９の収容凹部１００９ｅは、フランジ部１００９ｂと直交する方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｊのホルダ１００９が適用されるシールカバーは、前述したシールカバー９０３と同一構成であるため、説明を省略する。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｋとして、図１１（ａ）に示されるホルダ１１０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視正方形に形成されている。また、シールカバー１１０３は、環状凹部１１０３ｂが外径側まで形成されている。また、アダプタ１１０５は、フランジ部１１０５ｂがシールカバー１１０３の環状凹部１１０３ｂの外径部まで延びており、アダプタ１０５のフランジ部１１０５ｂとシールカバー１１０３の環状凹部１１０３ｂとにより、収容凹部１１１０が形成されている。また、アダプタ１１０５のフランジ部１１０５ｂには、シールカバー１１０３の雌ネジ孔１１０３ｈに対応する位置に軸方向に貫通する貫通孔１１０５ｋが形成されている（図１１（ｃ）参照）。
　また、実施例１におけるホルダ９の変形例Ｍとして、図１１（ｂ）に示されるホルダ１２０９は、外径方向に延びるフランジ部を有さない螺挿方向視長方形に形成されている。尚、ホルダ１２０９の収容凹部１２０９ｅは、短手方向に開放する直方体形状に形成されている。尚、変形例Ｍのホルダ１２０９が適用されるシールカバーおよびアダプタは、前述したシールカバー１１０３およびアダプタ１１０５と同一構成であるため、説明を省略する。
　これによれば、ホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９とシールカバー７０３，９０３，１１０３の収容凹部７１０，９１０，１１１０とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されているため、ホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９がシールカバー７０３，９０３，１１０３の収容凹部７１０，９１０，１１１０に嵌合された状態でアダプタ５，１１０５に回転力が加わってもホルダ７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９の回転力が規制されるため、ボルト１１に対して回転力が伝わることがなく、より確実にボルト１１の緩みを防止することができる。尚、螺挿方向視非円形に形成されるホルダおよびシールカバーの収容凹部の形状として四角形のものについて説明したが、これに限らず、例えば六角形、八角形等の多角形として形成されていてもよい。
　次に、実施例２に係るメカニカルシールにつき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
　実施例２におけるメカニカルシール１３０１について説明する。図１２に示されるように、本実施例において、メカニカルシール１３０１は、ポンプやコンプレッサ等の回転機械の回転軸２とシールカバー１３０３との間に設けられており、スリーブ１３０４を介して回転軸２に固定される円環状の回転密封環２０，２１と、シールカバー１３０３およびアダプタ１３０５に固定された円環状の固定密封環３０，３１と、から主に構成され、金属製のベローズ部材６０，６１によって固定密封環３０，３１がそれぞれ軸方向に付勢されることにより、回転密封環２０，２１の摺動面２０ａ，２１ａと固定密封環３０，３１の摺動面３０ａ，３１ａとを互いに密接摺動させ、被密封流体を軸封できるようになっている。尚、本実施のメカニカルシール１３０１は、大気側の回転密封環２０および固定密封環３０と、機内側の回転密封環２１および固定密封環３１が同じ方向を向く、いわゆるタンデム形メカニカルシールとして構成されている。
　尚、図１２においては、ホルダによるシールカバー１３０３に対するアダプタ１３０５の固定に実施例１で説明したホルダ９が使用されているが、これに限らず、ホルダとしては、前述した実施例１のホルダ９の変形例Ａ～Ｍの構成が適用されてもよい。また、適用されるホルダの構成に合わせてシールカバーおよびアダプタの形状も変更されることは言うまでもない。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではない。
　例えば、前記実施例において、ホルダは、シールカバーに形成される収容凹部、またはシールカバーとアダプタのフランジ部により形成される収容凹部に対して挿嵌されるものとして説明したが、シールカバーまたはアダプタのフランジ部に収容凹部が設けられる必要はない。
　また、ホルダは、４等配されるものに限らず、周方向に複数配置されていればよい。
　また、アダプタは、大気側からシールカバーに対して固定されるものであってもよい。
　また、前記実施例で説明したホルダによるアダプタの固定構造は、シングル形メカニカルシールに適用されてもよい。
１　　　　　　　　メカニカルシール
２　　　　　　　　回転軸
３　　　　　　　　シールカバー
３ｆ　　　　　　　雌ネジ孔（ネジ孔）
４　　　　　　　　スリーブ
５　　　　　　　　アダプタ
５ｂ　　　　　　　フランジ部
５ｅ　　　　　　　第１外周面
５ｆ　　　　　　　環状面部
５ｇ　　　　　　　第２外周面
５ｈ　　　　　　　環状段部
７　　　　　　　　スクイズパッキン
８　　　　　　　　バッフル
９　　　　　　　　ホルダ
９ａ　　　　　　　円筒部
９ｂ　　　　　　　フランジ部（外鍔部，当接部）
９ｃ　　　　　　　底部（内鍔部）
９ｄ　　　　　　　貫通孔
９ｅ　　　　　　　収容凹部
１０　　　　　　　収容凹部
１０ａ　　　　　　底面部
１０ｂ　　　　　　第１側面部
１０ｃ　　　　　　外縁面部
１０ｄ　　　　　　第２側面部
１１　　　　　　　ボルト
１１ａ　　　　　　胴部
１１ｂ　　　　　　頭部
２０，２１　　　　回転密封環
２０ａ，２１ａ　　摺動面
３０，３１　　　　固定密封環
３０ａ，３１ａ　　摺動面
６０，６１　　　　ベローズ部材

Claims (9)

  1. 　回転軸とともに回転する回転密封環と、固定密封環と、前記固定密封環を保持するアダプタと、を備え、ボルトにより前記アダプタがシールカバーに固定されるメカニカルシールであって、
    　前記アダプタに軸方向に当接し、前記シールカバーのネジ孔に対して螺挿される前記ボルトの胴部が貫通する貫通孔が設けられているホルダを備え、前記ホルダは、前記回転軸を取り囲むように複数配置されていることを特徴とするメカニカルシール。
  2. 　前記ホルダは、前記貫通孔の周りに前記ボルトの頭部の底部が当接する内鍔部が形成されている請求項１に記載のメカニカルシール。
  3. 　前記アダプタに対する前記ホルダの当接部は、外径側に延びる外鍔部である請求項１または２に記載のメカニカルシール。
  4. 　前記ホルダには、前記ボルトの頭部を収容する収容凹部が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のメカニカルシール。
  5. 　前記シールカバーには、前記ホルダを収容する収容凹部が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のメカニカルシール。
  6. 　前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視円形に形成されており、かつ嵌合されている請求項５に記載のメカニカルシール。
  7. 　前記ホルダと前記シールカバーの前記収容凹部とは、螺挿方向視非円形に形成されており、かつ嵌合されている請求項５に記載のメカニカルシール。
  8. 　前記外鍔部の内径側と前記シールカバーとの間には、前記アダプタが挟まれ、
    　前記外鍔部の外径側と前記シールカバーとの間には、間隙が形成されている請求項３ないし７のいずれかに記載のメカニカルシール。
  9. 　前記ボルトの螺挿方向における前記ホルダと前記シールカバーとの間には、スクイズパッキンが配置されている請求項１ないし８のいずれかに記載のメカニカルシール。
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