JP3552032B2

JP3552032B2 - mechanical seal

Info

Publication number: JP3552032B2
Application number: JP32605499A
Authority: JP
Inventors: 繁行藤永
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2001141074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対回転摺接する二つ密封環の少なくとも一方が径方向に分割されているメカニカルシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からも、図７に示す如く、回転軸１０２に設けた第一密封環１０４とシールケース１０１に設けた第二密封環１０６との対向端面たる密封端面１０４ａ，１０６ａの相対回転摺接作用によりシール機能を発揮させるように構成されたメカニカルシールであって、少なくとも一方の密封環、例えば第一密封環１０４を径方向に二分割して環状のリテーナ１０３に嵌合保持させておくように構成されたメカニカルシール（以下「従来シール」という）が提案されている。
【０００３】
かかる従来シールにあっては、図７に示す如く、リテーナ１０３を回転軸１０２に軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に嵌挿保持すると共にスプリング部材１０８により第二密封環１０６へと附勢させることにより、リテーナ１０３に嵌合保持させた第一密封環１０４を第二密封環１０６へと押圧接触させるようになっており、第一密封環１０４を、つぎのような手段により、適正な円環状形態に保持すると共にリテーナ１０３に対する軸線方向の相対変位及び相対回転を阻止した状態で、リテーナ１０３の先端に形成した凹部１０３ａに嵌合保持させてある。
【０００４】
すなわち、第一密封環１０４は、その外周部と凹部１０３ａの内周部との間に適度の圧縮状態で充填されたＯリング１１０による緊縛力により、当該密封環１０４の分割面が衝合した適正な円環状形態に保持されている。また、両密封環１０２，１０４がスプリング部材１０８の附勢力（及び密封環に作用する流体による背圧）により相互に押圧されることから、その反作用として第一密封環１０４には軸線方向荷重が作用するが、かかる軸線方向荷重による第一密封環１０４のリテーナ１０３に対する軸線方向の相対変位は、第一密封環１０４の背面部１０４ｂを凹部１０３ａの底面部１０３ｂに衝合させることにより、阻止されている。すなわち、第一密封環１０４に作用する軸線方向荷重を、凹部１０３ａの底面部１０３ｂで受けるようにしている。さらに、第一密封環１０４は半円弧状をなす二つ密封環部分に分割されているが、一方の密封環部分に形成した凹部１０４ｃに凹部１０３ａの底面部１０３ｂに突設したドライブピン１１１を係合させることにより、第一密封環１０４のリテーナ１０３に対する相対回転が阻止されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような第一密封環１０４の保持構造を採用する従来シールにあっては、密封環１０４の分割面間が開いたり、軸線方向に齟齬したりする虞れがあり、良好なシール機能を期待できないといった問題があった。
【０００６】
すなわち、密封端面１０４ａ，１０６ａの相対回転摺接作用が良好に行われるためには、密封環１０４のリテーナ１０３に対する相対回転が阻止されること必要であるが、上記した如く、両者１０３，１０４の相対回転を一方の密封環部分とドライブピン１１１との係合作用により阻止するようにしていると、当該一方の密封環部分はドライブピン１１１によりこれと同一方向に強制回転されるものの、他方の密封環部分については相手密封環（第二密封環）１０６との接触による摩擦力により当該方向への回転が阻止されることになる。したがって、両密封環部分は相対的に逆方向に回転されることになり、一方の密封環部分におけるドライブピン回転方向と反対側の端面である分離面とこれに対向する他方の密封環部分の分離面との間が開くことになる。かかる分離面間の開きは、それが微小であっても、シール機能を大幅に低下させることになる。このような分割面の開き現象は、両密封環部分にドライブピン１１１を係合させるようにした場合においても、各密封環部分に設けられる凹部１０４ｃとドライプピン１１１とが回転方向に遊びを有した状態で係合されることから、同様に生じる。
【０００７】
ところで、密封環１０４のリテーナ１０３に対する相対回転阻止を、ドライブピン１１１によらず、密封環１０４を緊縛しているＯリング１１０による摩擦係合力により行うようにしておけば、上記した分割面の開き現象を回避することができる。すなわち、密封環１０４の外周部と凹部１０３ａの内周部とをその間に充填したＯリング１１０により摩擦係合させておくことにより、密封環１０４のリテーナ１０３に対する相対回転を阻止させるのである。しかし、従来シールにおける如く、密封環１０４を緊縛するＯリング１１０が一本である場合には、当該相対回転を阻止するに十分な摩擦係合力を得ることは困難であり、密封端面１０４ａ，１０６ａの良好な相対回転摺接作用は期待できない。
【０００８】
また、従来シールにあっては、密封環１０４に作用する軸線方向荷重を凹部１０３ａの底面部１０３ｂで受けるようにしているため、密封端面１０４ａがその分割部分において軸線方向に齟齬し易い。
【０００９】
すなわち、密封端面１０４ａは、その機能上、極めて高精度の平滑面に仕上げられているが、凹部１０３ａの底面部１０３ｂについては、機能上及び切削加工上、仕上げ精度は極めて低くなっている。一般に、仕上げ精度は、密封端面１０４ａについては０．６μｍ以下であるのに対し、底面部１０３ｂについては２〜３μｍ程度である。したがって、密封環１０４が凹部１０３ａの底面部１０３ｂに押し付けられることにより、底面部１０３ｂの表面精度が密封端面１０４ａの表面精度に影響して、密封端面１０４ａの分割部分においてズレが生じる。かかるズレは、それが極く僅かなものであっても、相手密封端面１０６ａとの相対回転摺接作用に悪影響を及ぼし、シール機能が大幅に低下することになる。
【００１０】
しかも、一般に、リテーナ１０３と密封環１０４とは、両者１０３，１０４に要求される機能が異なることから、異なる材料で構成されている。したがって、密封端面１０４ａ，１０６ａ間の摩擦熱や流体熱により両者１０３，１０４には異なる熱歪が生じることなる。そして、これらの熱歪が、密封環１０４の背面部１０４ｂと凹部１０３ａの底面部１０３ｂとの押圧接触部で相互に干渉して、上記した精度差が増幅される等により、密封端面１０４ａの分割部分におけるズレの増大や表面精度の低下を招いて、シール機能が更に低下する虞れがある。このような問題は、両者１０３，１０４の構成材料における熱膨張率の差が大きくなるに従って、より顕著となる。
【００１１】
本発明は、従来シールにおける上記した問題をすべて解決して、常に良好なシール機能を発揮しうるメカニカルシールを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転軸に軸線方向移動可能に保持された環状の第一リテーナに、径方向に分割された第一密封環を軸線方向に抜き出しうる状態で内嵌保持させてあり、この第一密封環をスプリング部材により第一リテーナを介してシールケースに設けた第二密封環へと押圧接触させることによって、両密封環の対向端面である密封端面の相対回転摺接部分において、その外周側領域である機内領域とその内周側領域である機外領域とをシールするように構成されたメカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、第一密封環を、内周部又は外周部にその軸線方向における全幅に亘って形成した微細な切欠溝に径方向の剪断力を作用させて、切欠溝を起点として径方向への亀裂を進行させることにより、二分割して、その分割面が微細且つ不規則な凹凸面となるように構成し、リテーナは、先端部とこれより内径の小さな中間部とこれより内径の小さな基端部とからなり、第一密封環は、第一リテーナの先端部に内嵌保持されており、第一リテーナと回転軸との間は、第一リテーナの基端部と第一密封環の基端部との間に配して第一リテーナの中間部と回転軸との対向周面間に介装したＯリングにより二次シールされており、第一リテーナの先端部と第一密封環の基端部との対向周面間に第一Ｏリングを配設すると共に第一リテーナの先端部と第一密封環の基端側中間部との対向周面間に第二Ｏリングを配設して、第一及び第二Ｏリングにより、第一密封環を環状に緊縛すると共に第一密封環の第一リテーナに対する回転を阻止し、第一密封環の基端部と基端側中間部との間に、第一Ｏリングを第一密封環に対するその密封端面方向への軸線方向移動を阻止すべく係止する第一係止部を設けると共に、第一リテーナの先端部と中間部との間に、第一Ｏリングを第一リテーナに対する上記と逆方向への軸線方向移動を阻止すべく係止する第二係止部を設けてあり、第二Ｏリングを、第一リテーナの先端部の内周部に形成した環状溝に係合保持させておくことを提案するものである。なお、本発明において、軸線とは回転軸及び密封環の軸線並びにＯリングの曲率中心を通過する軸線をいう。
【００１３】
かかるメカニカルシールにあっては、第一密封環における、第一リテーナから軸線方向に突出する密封端面側部分の外周部に、密封環抜出用の環状凹部を設けておくことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を、図１及び図２に示す実施の形態により具体的に説明する。なお、以下の説明において、左右とは図２を除く各図における左右を意味するものとする。また、軸線の意義は上述した通りであり、左右方向と軸線方向とは同義語である。
【００１５】
図１及び図２は第一の実施の形態を示したもので、この実施の形態における本発明に係るメカニカルシール（以下「第一メカニカルシール」という）は、円形の内周部を有するシールケース１とこれを左右方向に同心状に洞貫する回転軸２との間に組み込まれた分割形のものであり、回転軸２に保持された第一リテーナ３と、第一リテーナ３に保持された第一密封環４と、シールケース１の内周部に保持された第二リテーナ５と、第二リテーナ５に第一密封環４と同心対向状に保持された第二密封環６とを具備して、スプリング部材８により第一リテーナ３を介して第一密封環４を第二密封環６へと押圧接触させることによって、両密封環４，６の対向端面である密封端面４ａ，６ａの相対回転摺接部分において、その外周側領域である機内領域Ｈとその内周側領域である機外領域（大気領域）Ｌとをシールするように構成されている。
【００１６】
シールケース１は、図１に示す如く、回転機器のハウジングに取り付けられたケース本体１ａと、その先端部（左端部）に取り付けられた端部壁１ｂとからなる。
【００１７】
第一リテーナ３は、図１に示す如く、内周部を基端方向（右端方向）に順次縮径する階段状に形成した円環状体である。すなわち、第一リテーナ３の内径は、先端部（左端部）３ａにおいて中間部３ｂより大きく、基端部（左端部）３ｃにおいて中間部３ｂより小さく設定されており、基端部３ｃの内径は、第一リテーナ３を回転軸２の外径よりやや大きく設定されている。また、先端部３ａの内周部と中間部３ｂの内周部との連繋部分は、端面（左端面）を軸線に直交する環状平面となす第二係止部３ｄとされている。而して、第一リテーナ３は、回転軸２と中間部３ｂとの対向周面間にＯリング９を介装させることにより、回転軸２に、これと同心をなし且つＯリング９により二次シールされた状態で、軸線方向つまり左右方向に移動可能に嵌合保持されている。
【００１８】
而して、第一リテーナ３は、その回転を回転軸２との間に設けた回転阻止手段により阻止されている。すなわち、回転阻止手段は、図１に示す如く、第一リテーナ３の基端部に対向して回転軸２に嵌合固定された環状体７ａと、環状体７ａを貫通して第一リテーナ３の基端部に固着されたドライブピン７ｂとからなり、リテーナ３及びドライブピン７ｂの頭部７ｃが環状体７ａに衝合する範囲内において、第一リテーナ３の軸線方向移動を許容しつつ、その回転軸２に対する相対回転を阻止する。
【００１９】
また、第一リテーナ３と環状体７ａとの間には、回転軸２の周囲に適当間隔を隔てて配置した複数個のスプリング部材（圧縮コイルスプリング）８が介装されていて、第一リテーナ３を第二密封環方向（左方向）に附勢して、第一密封環４を第二密封環６に押圧接触させるようになっている。
【００２０】
第一密封環４は、図１及び図２に示す如く、先端部（左端部）４ｂ及び基端部（右端部）４ｃの外径を先端側中間部４ｄの外径及基端側中間部４ｅの外径（両中間部４ｄ，４ｅは外径同一）より小さくした円環状体であり、径方向に二分割されている。すなわち、第一密封環４は、一対の半円形状の密封環部分４ｆ，４ｆに二分割されている。また、先端部４ｂの端面は、軸線に直交する平滑な環状平面をなす密封端面４ａに形成されており、先端側中間部４ｄの外周部には、密封環抜出用の環状凹部４ｇが形成されている。また、基端側中間部４ｅの外周部と基端部４ｃの外周部との連繋部分は、端面（左端面）を軸線に直交する環状平面となす第一係止部４ｈとされている。
【００２１】
ところで、この例では、第一密封環４の内周部又は外周部にその軸線方向における全幅に亘って微細な切欠溝を形成した上、この切欠溝に径方向の剪断力を作用させて、切欠溝を起点として径方向への亀裂を進行させることにより、当該密封環４を二分割するようにしている（以下、この分割加工を「自然割」という）。したがって、密封環部分４ｆ，４ｆの衝合面である分割面４ｉ，４ｉは微細且つ不規則な凹凸面となることから、分割面４ｉ，４ｉの適正な衝合を容易に行うことができ、且つ分割面４ｉ，４ｉが離間せず衝合状態を維持する限り、分割面４ｉ，４ｉの凹凸係合により密封環部分４ｆ，４ｆの軸線方向への相対変位（ズレ）が阻止されて、密封環４を適正な円環状体に保持させておくことができる。
【００２２】
而して、第一密封環４は、図１に示す如く、回転軸２に同心状に遊嵌され且つ先端部４ｂ及び先端側中間部４ｄを第一リテーナ３の先端面（左端面）から突出させた状態で、第一リテーナ３の先端部３ａの内周部に内嵌保持されている。そして、第一リテーナ３の先端部３ａの内周部とこれに対向する第一密封環４の基端側中間部４ｅ及び基端部４ｃの外周部との間には、第一及び第二Ｏリング１０，１１が適度に圧縮された状態で充填されている。第一リテーナ３の先端部３ａと第一密封環４の基端部４ｃとの対向周面部間に配設された第一Ｏリング１０は、左右方向において、第一密封環４に設けられた第一係止部４ｈと第一リテーナ３に設けられた第二係止部３ｄとの対向端面間に挟圧されている。すなわち、第一Ｏリング１０は、第一密封環４に対する密封端面方向（左方向）への相対移動を第一係止部４ｈにより阻止されると共に、第一リテーナ３に対する上記と逆方向（右方向）への相対移動を第二係止部３ｄにより阻止されている。第一リテーナ３の先端部３ａと第一密封環４の基端側中間部４ｅとの対向周面部間に配設された第二Ｏリング１１は、第一リテーナ３の先端部３ａの内周部に形成した環状溝３ｅに係合保持されている。なお、第一リテーナ３の先端部３ａの内周部（環状溝３ｅが形成されていない部分の内周部）と第一密封環４の基端部４ｃの外周部との径方向間隔（第一Ｏリング１０の締代）及び第一リテーナ３の先端部３ａの内周部（環状溝３ｅの底面部）と第一密封環４の基端側中間部４ｅの外周部との径方向間隔（第二Ｏリング１１の締代）は、両Ｏリング１０，１１により、第一密封環４をその分離面４ｉ，４ｉが適正に衝合する円環状体に保持するに充分な緊縛力と第一密封環４の第一リテーナ３に対する相対回転を阻止するに充分な摩擦係合力とが確保されることを条件として、適宜に設定される。
【００２３】
第二リテーナ５は、図１に示す如く、筒状の本体部５ａとその基端部（左端部）に内方へと突出する環状の第二係止部５ｂとからなる円環状体であり、第一リテーナ３の先端部に対向し且つ回転軸２と同心をなす状態で、シールケース１の端部壁１ｂの内周部にＯリング１２を介して内嵌固定されている。なお、第二係止部５ｂの端面（右端面）は、軸線に直交する環状平面に形成されている。
【００２４】
第二密封環６は、図１に示す如く、基端部（左端部）６ｂの外径を中間部６ｃ及び先端部（右端部）６ｄの外径より小さくした円環状体であり、第一密封環４と同様にして、径方向に二分割されている。すなわち、第二密封環６は、上記した自然割により、一対の半円形状の密封環部分６ｆ，６ｆに二分割されており、密封環部分６ｆ，６ｆの衝合面である分割面６ｉ，６ｉは微細且つ不規則な凹凸面となっている。また、先端部６ｄの端面は、軸線に直交する平滑な環状平面をなす密封端面６ａに形成されており、先端部６ｄの外周部には、密封環抜出用の環状凹部６ｇが形成されている。また、基端部６ｂの外周部と中間部６ｃの外周面との連繋部分は、端面（左端面）を軸線に直交する環状平面となす第一係止部６ｈとされている。
【００２５】
而して、第二密封環６は、図１に示す如く、回転軸２に同心状に遊嵌され且つ先端部６ｄを第二リテーナ５の先端面（右端面）から突出させた状態で、第二リテーナ５の本体部５ａの内周部に内嵌保持されている。そして、第二リテーナ５の本体部５ａの内周部とこれに対向する第二密封環６の基端部６ｂ及び中間部６ｃの外周部との間には、第一及び第二Ｏリング１３，１４が適度に圧縮された状態で充填されている。第二リテーナ５の本体部５ａと第二密封環６の基端部６ｂとの対向周面部間に配設された第一Ｏリング１３は、左右方向において、第二密封環６に設けられた第一係止部６ｈと第二リテーナ５に設けられた第二係止部５ｂとの対向端面間に挟圧されている。すなわち、第一Ｏリング１３は、第二密封環６に対する密封端面方向（右方向）への相対移動を第一係止部６ｈにより阻止されると共に、第二リテーナ５に対する上記と逆方向（左方向）への相対移動を第二係止部５ｂにより阻止されている。第二リテーナ５の本体部５ａと第二密封環６の中間部６ｃとの対向周面部間に配設された第二Ｏリング１４は、第二リテーナ５の本体部５ａの内周部に形成した環状溝５ｃに係合保持されている。なお、第二リテーナ５の本体部５ａの内周部（環状溝５ｃが形成されていない部分の内周部）と第二密封環６の基端部６ｂの外周部との径方向間隔（第一Ｏリング１３の締代）及び第二リテーナ５の本体部５ａの内周部（環状溝５ｃの底面部）と第二密封環６の中間部６ｃの外周部との径方向間隔（第二Ｏリング１４の締代）は、上記したＯリング１０，１１と同様に、両Ｏリング１３，１４により第二密封環６をその分離面６ｉ，６ｉが適正に衝合する円環状体に保持するに充分な緊縛力と第二密封環６の第二リテーナ５に対する相対回転を阻止するに充分な摩擦係合力とが確保されることを条件として、適宜に設定される。
【００２６】
以上のように構成された第一メカニカルシールにあっては、密封環４，６を軸線方向に所定間隔を隔てた二本のＯリング１０，１１又は１３，１４で緊縛するようにしたことから、密封環４，６とリテーナ３，５との間にＯリング１０，１１又は１３，１４による十分な摩擦係合力が生じて、従来シールにおける如きドライブピン１１１を使用せずとも、密封環４，６のリテーナ３，５に対する相対回転が確実に阻止される。しかも、一本のＯリングにより緊縛した場合に比して、両密封環部分４ｆ，４ｆ又は６ｆ，６ｆが強力に衝合一体化されることになる。したがって、密封端面４ａ，６ａの分割部分が開くようなことがなく、密封端面４ａ，６ａの相対回転も適正に行われる。
【００２７】
また、密封環４，６には、スプリング部材８による附勢力（及び機内領域Ｈの流体圧による押圧力）によって軸線方向荷重が作用するが、かかる軸線方向荷重は、第一Ｏリング１０，１３を介してリテーナ３，５で受け止められる。すなわち、軸線方向荷重は密封環側の第一係止部４ｈ，６ｈから第一Ｏリング１０，１３に伝えられ、リテーナ側の第二係止部３ｄ，５ｂで受け止められる。したがって、軸線方向荷重を受け止めるリテーナ側部分（第二係止部３ｄ，５ｂ）と密封端面４ａ，６ａとの表面加工精度差や密封環４，６とリテーナ３，５との材質による熱膨張係数差が如何に大きくとも、これらによる密封端面４ａ，６ａへの影響は第一Ｏリング１０，１３による弾性変形によって吸収され、密封端面４ａ，６ａが分割部分において軸線方向に齟齬（ズレ）するようなことがなく、密封端面４ａ，６ａの表面精度が適正に保持される。なお、対向する分割面４ｉ，４ｉ又は６ｉ，６ｉが上述した如く不規則な凹凸面をなして軸線方向に相対変位しない状態に凹凸係合するように工夫しておくことによって、二本のＯリング１０，１１又は１３，１４により緊縛力が増大されることとも相俟って、軸線方向のズレが更に効果的に防止されることになる。
【００２８】
このように、密封端面４ａ，６ａの分割部分が開いたり、軸線方向に齟齬したりすることがないから、密封端面４ａ，６ａの相対回転摺接作用が適正に行われ、良好なシール機能が発揮される。
【００２９】
また、第一メカニカルシールにあっては、密封環４，６のシールケース１又は回転軸２からの取り外しを容易に行うことができ、密封環４，６の交換，修理等の保守，点検作業を効率よく且つ容易に行うことができる。
【００３０】
すなわち、ケース本体１ａから端部壁１ｂを外して、第二リテーナ５及びこれに嵌合保持されている第二密封環６を左方向に移動させた上、第二密封環６を第二リテーナ５から右方向に抜き出すことにより、第二密封環６の取り外し及び分解を行うことができる。しかる後、第一密封環４を第一リテーナ３から左方向に抜き出すことにより、第一密封環４の取り外し及び分解を行うことができる。
【００３１】
このとき、密封環４，６及びリテーナ３，５とＯリング１０，１１，１３，１４との間に機内領域Ｈの流体に含まれている凝固成分等が侵入堆積することによって、密封環４，６やＯリング１０…のリテーナ３，５からの抜き出し，取り出しが困難となる場合があるが、かかる場合には、密封環４，６の外周部に形成した環状凹部４ｇ，６ｇに引っ掛けた適宜の抜き出し工具により、当該抜き出し，取り出し作業を容易に行うことができる。
【００３２】
また、図３及び図４は参考例を示したもので、この参考例のメカニカルシール（以下「第二メカニカルシール」という）は、第一メカニカルシールと同様に、円形の内周部を有するシールケース２１とこれを左右方向に同心状に洞貫する回転軸２２との間に組み込まれた分割形のものであり、回転軸２２に固定された第一リテーナ２３と、第一リテーナ２３に保持された第一密封環２４と、シールケース２１の内周部に保持された第二リテーナ２５と、第一リテーナ２５に第一密封環２４と同心対向状に保持された第二密封環２６とを具備して、スプリング部材２８により第二リテーナ２５を介して第二密封環２６を第一密封環２４へと押圧接触させることによって、両密封環２４，２６の対向端面である密封端面２４ａ，２６ａの相対回転摺接部分において、その外周側領域である機内領域Ｈとその内周側領域である機外領域（大気領域）Ｌとをシールするように構成されている。
【００３３】
シールケース２１は、図３に示す如く、回転機器のハウジングに取り付けられたケース本体２１ａと、その先端部（左端部）に取り付けられたリテーナ保持壁２１ｂと、その先端部に取り付けられた端部壁２１ｃとからなる。
【００３４】
第一リテーナ２３は、図３に示す如く、ケース本体２１ａ内に配置されており、回転軸２２にＯリング２９による二次シール状態で嵌合固定された円環状の本体部２３ａと、その先端部（左端部）に突設された円筒状の保持部２３ｂとからなる。保持部２３ｂの外径は本体部２３ａと同一であるが、その内径は本体部２３ａより大きく設定されている。
【００３５】
第一密封環２４は、図３及び図４に示す如く、基端部（右端部）２４ｂの外径を先端部２４ｃより小さくした円環状体であり、先端部２４ｃの端面を軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面２４ａに形成してある。第一密封環２４は、第一メカニカルシールにおける第一密封環４と同様に、前記した自然割により径方向に二分割されている。すなわち、第一密封環２４の分割面は、微細且つ不規則な凹凸面とされている。
【００３６】
而して、第一密封環２４は、図３及び図４に示す如く、その基端部２４ｂと第一リテーナ２３の保持部２３ｂとの対向周面部間に左右方向に並列する第一及び第二Ｏリング３０，３１を充填させることによって、第一リテーナ２３に嵌合保持されている。第二Ｏリング３１は、第一リテーナ２３の保持部２３ｂの内周中間部に突設した第二係止部２３ｃと本体部２３ａとの間に配置されていて、両部２３ａ，２３ｃによる係止作用により左右方向への飛び出しを阻止されている。一方、第一Ｏリング３０は、第二係止部２３ｃとこれに対向する第一密封環２４の先端部２４ｃの端面で構成される第一係止部２４ｄとの間に配置されていて、第一係止部２４ｄによる係止作用により、第一密封環２４に対するその密封端面方向（左方向）への相対移動が阻止されている。また、第一Ｏリング３０の第一リテーナ２３に対する上記と逆方向（右方向）への相対移動は、第一メカニカルシールにおける第一Ｏリング１０，１３のように第二係止部３ｄ，５ｂによる直接的な係止作用によって阻止される場合と異なって、第一Ｏリング３０と第二係止部２３ｃとの間に配置したスペーサ３３を介した間接的な第二係止部２３ｃによる係止作用によって阻止されている。すなわち、スペーサ３３は、第一リテーナ２３の保持部２３ｂの内周部に嵌合された円環状板であり、第一係止部２４ｄから離間する方向への移動を第二係止部２３ｃにより係止されている。したがって、第一Ｏリング３０の第一リテーナ２３に対する上記方向への相対移動の阻止は、直接的には、第二係止部２３ｃに係止されたスペーサ３３により行われることになる。なお、両係止部２３ｃ，２４ｄの対向端面は、軸線に直交する環状平面である。
【００３７】
第二リテーナ２５は、図３に示す如く、リテーナ保持壁２１ｂの内周部にＯリング３４による二次シール状態で軸線方向移動可能に嵌合保持された円筒状の本体部２５ａと、本体部２５ａの先端部（右端部）から外方に突出する円環状の鍔部２５ｂと、鍔部２５ｂの外周端部に第一密封環方向へと突設された円筒状の保持部２５ｃとからなる。
【００３８】
而して、第二リテーナ２５は、その回転をシールケース２１との間に設けた回転阻止手段により阻止されている。すなわち、回転阻止手段は、図３に示す如く、第二リテーナ２５の本体部２５ａに嵌合固定された固定環２７ａと、端部壁２１ｃに取り付けられた環状板２７ｂと、環状板２７ｂを貫通して固定環２７ａに固着されたドライブピン２７ｃとからなり、第二リテーナ２５の軸線方向移動を許容しつつ、そのシールケース２１に対する相対回転を阻止する。
【００３９】
また、固定環２７ａと環状板２７ｂとの間には、回転軸２２の周囲に適当間隔を隔てて配置した複数個のスプリング部材（圧縮コイルスプリング）２８が介装されていて、第二リテーナ２５を第一密封環方向（左方向）に附勢して、第二密封環２６を第一密封環２４に押圧接触させるようになっている。
第二密封環２６は、図３及び図４に示す如く、基端部（左端部）２６ｂの外径を先端部２６ｃより小さくした円環状体であり、先端部２６ｃの端面を軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面２６ａに形成してある。第二密封環２６は、第一密封環２４と同様に、前記した自然割により径方向に二分割されている。すなわち、第二密封環２６の分割面は、微細且つ不規則な凹凸面とされている。
【００４０】
而して、第二密封環２６は、図３及び図４に示す如く、その基端部２６ｂと第二リーナ２５の保持部２５ｃとの対向周面部間に左右方向に並列する第一及び第二Ｏリング３５，３６を充填させることによって、第二リテーナ２５に嵌合保持されている。第二Ｏリング３６は、第二リテーナ２５の保持部２５ｃの内周中間部に突設した第二係止部２５ｄと鍔部２５ｂとの間に配置されていて、両部２５ｂ，２５ｄによる係止作用により左右方向への飛び出しを阻止されている。一方、第一Ｏリング３５は、第二係止部２５ｄとこれに対向する第二密封環２６の先部２６ｃの端面で構成される第一係止部２６ｄとの間に配置されていて、第一係止部２６ｄによる係止作用により、第二密封環２６に対するその密封端面方向（右方向）への相対移動が阻止されている。また、第一Ｏリング３５の第二リテーナ２５に対する上記と逆方向（左方向）への相対移動は、上記した第一Ｏリング３０と同様に、第一Ｏリング３５と第二係止部２５ｄとの間に配置したスペーサ３７を介した間接的な第二係止部２５ｄによる係止作用によって阻止されている。スペーサ３７は、上記したスペーサ３３と同様に、第二リテーナ２５の保持部２５ｃの内周部に嵌合された円環状板であり、第一係止部２６ｄから離間する方向への移動を第二係止部２５ｄにより係止されている。また、両係止部２５ｄ，２６ｄの対向端面は、軸線に直交する環状平面である。
【００４１】
なお、リテーナ２３，２５の保持部２３ｂ，２５ｃの内周部と密封環２４，２６の基端部２４ｂ，２６ｂの外周部との径方向間隔つまり第一Ｏリング３０，３５及び第二Ｏリング３１，３６の締代は、第一及び第二Ｏリング３０，３１又は３５，３６により密封環２４，２６をその分離面が適正に衝合する円環状体に保持するに充分な緊縛力と密封環２４，２６のリテーナ２３，２５に対する相対回転を阻止するに充分な摩擦係合力とが確保されることを条件として、適宜に設定される。
【００４２】
以上のように構成された第二メカニカルシールにあっては、第一メカニカルシールと同様に、冒頭で述べた従来シールのような問題を生じることなく、良好なシール機能が発揮される。
【００４３】
すなわち、密封環２４，２６を軸線方向に並列する二本のＯリング３０，３１又は３５，３６で緊縛するようにしたことから、密封環２４，２６とリテーナ２３，２５との間にＯリング３０，３１又は３５，３６による十分な摩擦係合力が生じて、従来シールにおける如きドライブピン１１１を使用せずとも、密封環２４，２６のリテーナ２３，２５に対する相対回転が確実に阻止される。しかも、一本のＯリングにより緊縛した場合に比して、密封環２４，２６の分割部分が強力に衝合一体化されることになる。したがって、密封端面２４ａ，２６ａの分割部分が開くようなことがなく、密封端面２４ａ，２６ａの相対回転も適正に行われる。
【００４４】
また、密封環２４，２６には、スプリング部材２８による附勢力（及び機内領域Ｈの流体圧による押圧力）によって軸線方向荷重が作用するが、かかる軸線方向荷重は、第一Ｏリング３０，３５を介してリテーナ２３，２５で受け止められる。すなわち、軸線方向荷重は密封環側の第一係止部２４ｄ，２６ｄから第一Ｏリング３０，３５に伝えられ、スペーサ３３，３７を介してリテーナ側の第二係止部２３ｃ，２５ｄで受け止められる。したがって、軸線方向荷重を受け止める部分（スペーサ３３，３７ないし第二係止部２３ｃ，２５ｄ）と密封端面２４ａ，２６ａとの表面加工精度差や密封環２４，２６とリテーナ２３，２５との材質による熱膨張係数差が如何に大きくとも、これらによる密封端面２４ａ，２６ａへの影響は第一Ｏリング３０，３５による弾性変形によって吸収され、密封端面２４ａ，２６ａが分割部分において軸線方向に齟齬（ズレ）するようなことがなく、密封端面２４ａ，２６ａの表面精度が適正に保持される。なお、密封環２４，２５の分割面を、これらが上述した如く不規則な凹凸面をなして軸線方向に相対変位しない状態に凹凸係合するように工夫しておくことによって、二本のＯリング３０，３１又は３５，３６により緊縛力が増大されることとも相俟って、軸線方向のズレが更に効果的に防止されることになる。
【００４５】
このように、密封端面２４ａ，２６ａの分割部分が開いたり、軸線方向に齟齬したりすることがないから、密封端面２４ａ，２６ａの相対回転摺接作用が適正に行われ、良好なシール機能が発揮される。
【００４６】
また、第二メカニカルシールにあっては、密封環２４，２６のシールケース２１又は回転軸２２からの取り外しを容易に行うことができ、密封環２４，２６の交換，修理等の保守，点検作業を効率よく且つ容易に行うことができる。
【００４７】
すなわち、ケース本体２１ａからリテーナ保持壁２１ｂ及び端部壁２１ｃを外して、第二リテーナ２５及びこれに嵌合保持されている第二密封環２６を左方向に移動させた上、第二密封環２６を第二リテーナ２５から右方向に抜き出すことにより、第二密封環２６の取り外し及び分解を行うことができる。しかる後、第一密封環２４を第一リテーナ２３から左方向に抜き出すことにより、第一密封環２４の取り外し及び分解を行うことができる。
【００４８】
このとき、第二メカニカルシールでは、平行対向面間である密封環２４，２６とリテーナ２３，２５との対向周面部間（密封環基端部２４ｂ，２６ｂの外周部とリテーナ保持部２３ｂ，２５ｃの内周部との間）に並列状に配置された二本のＯリング３０，３１又は３５，３６がスペーサ３３，３７（及び第二係止部２３ｃ，２５ｄ）により相互接触しないように工夫されているから、Ｏリング３０，３１又は３５，３６による摩擦係合力によって密封環２４，２６のリテーナ２３，２５からの抜き出しが困難となるような虞れがなく、当該抜き出し作業を容易に行うことができる。
【００４９】
例えば、図８に示す如く、平行対向面をなす第一密封環２４の基端部２４ｂの外周部と第一リテーナ２３の保持部２３ｂの内周部との間に第一及び第二ＯリングＯリング３０，３１が並列配置されている場合、密封環抜き出しに伴ってリテーナ保持部２３ｂと密封環基端部２４ｂとが矢印方向に相対移動すると、各Ｏリング３０，３１の断面部分においては、リテーナ保持部２３ｂへの摩擦係合点Ａ，ａと密封環基端部２４ｂへの摩擦係合点Ｂ，ｂとが両部２３ｂ，２４ｂの相対移動に追従変位するため、図８に矢印で示す同一方向（矢印方向）への回転が生じる。しかし、両Ｏリング３０，３１が、図８に示す如く、相互に接触していると、その接触点Ｃにおける両Ｏリング３０，３１の回転方向が異なるため、各Ｏリング３０，３１の回転が接触点Ｃにおいて相互干渉して妨げられることになる。したがって、両部２３ｂ，２４ｂ間におけるＯリング３０，３１を介しての動摩擦力が大きくなり、両部２３ｂ，２４ｂの相対移動つまり密封環２４の抜き出しが極めて困難となる。
【００５０】
しかし、第一及び第二Ｏリング３０，３１又は３５，３６の相互接触をスペーサ３３，３７（及び第二係止部２３ｃ，２５ｄ）により回避しておくと、上記した各Ｏリングの断面部分における同一方向への回転が円滑に行われる。すなわち、リテーナ保持部２３ｂ，２５ｃと密封環基端部２４ｂ，２６ｂとの軸線方向への相対移動が、その相対移動方向に第一Ｏリング３０，３５及び第二Ｏリング３１，３６が夫々転動しつつ、行われることになる。したがって、リテーナ保持部２３ｂ，２５ｃと密封環基端部２４ｂ，２６ｂとの間におけるＯリング３０，３１又は３５，３６を介しての動摩擦力が小さくなり、密封環２４，２６のリテーナ２３，２５からの抜き出しを極めて容易に行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において、適宜に改良，変更することができる。
【００５２】
また、上記した実施の形態にあっては、相対回転摺接する両密封環を分割構造としたが、当該メカニカルシールの各構成部材の寸法や使用条件等によっては何れか一方の密封環のみを分離構造としておいてもよい。また、必要に応じて、各Ｏリングとして、周方向の一箇所を切離したものを使用してもよい。さらに、密封環やＯリング以外のメカニカルシール構成部材についても、必要に応じて、径方向に分割した構造となしておいてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解されるように、本発明のメカニカルシールは、分割構造とされた密封環の密封端面をこれを保持するリテーナの加工精度や熱歪等の影響を受けることなく適正な表面形態に維持させておくことができ、常に良好なシール機能を発揮させることができるものである。しかも、密封環の抜き出し，分解等の保守，点検作業を効率良く容易に行うことができ、極めて実用的な価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一メカニカルシールを示す縦断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断正面図である。
【図３】第二メカニカルシールを示す縦断側面図である。
【図４】図３の要部の拡大図である。
【図５】第二メカニカルシール変形例を示す図４相当の縦断側面図である。
【図６】第二メカニカルシールの他の変形例を示す図４相当の縦断側面図である。
【図７】従来シールを示す縦断側面図である。
【図８】密封環抜き出し作用の説明図である。
【符号の説明】
１…シールケース、２…回転軸、３…第一リテーナ、３ａ…第一リテーナの先端部、３ｂ…第一リテーナの中間部、３ｃ…第一リテーナの基端部、３ｄ，５ｂ…第２係止部、３ｅ…環状溝、４…第一密封環、４ａ，６ａ…密封端面、４ｃ…第一密封環の基端部、４ｅ…第一密封環の基端側中間部、４ｈ，６ｈ…第一係止部、４ｇ，６ｇ…環状凹部、４ｉ，６ｉ…分割面、５…第二リテーナ、６…第二密封環、８…スプリング部材、９…Ｏリング、１０，１３…第一Ｏリング、１１，１４…第二Ｏリング、Ｈ…密封端面の相対回転摺接部分の外周側領域（機内領域）、Ｌ…密封端面の相対回転摺接部分の内周側領域（機外領域）。 [0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanical seal in which at least one of two sealing rings that are in relative sliding contact with each other is radially divided.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 7, the relative rotational sliding action of the sealing end surfaces 104a, 106a, which are the opposite end surfaces, of the first sealing ring 104 provided on the rotating shaft 102 and the second sealing ring 106 provided on the seal case 101. A mechanical seal configured to exert a sealing function, wherein at least one of the sealing rings, for example, a first sealing ring 104 is radially divided into two and fitted and held in an annular retainer 103. Mechanical seals (hereinafter referred to as “conventional seals”) have been proposed.
[0003]
In such a conventional seal, as shown in FIG. 7, the retainer 103 is inserted and held in the rotary shaft 102 so as to be movable in the axial direction and relatively unrotatable, and is urged by the spring member 108 to the second sealing ring 106. By doing so, the first sealing ring 104 fitted and held in the retainer 103 is brought into press contact with the second sealing ring 106, and the first sealing ring 104 is appropriately pressed by the following means. The retainer 103 is fitted and held in a concave portion 103a formed at the end of the retainer 103 in a state where the retainer 103 is held in an annular shape and the relative displacement and relative rotation in the axial direction with respect to the retainer 103 are prevented.
[0004]
That is, the divided surfaces of the first sealing ring 104 abut against each other due to the binding force of the O-ring 110 filled in a moderately compressed state between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the concave portion 103a. It is held in the proper annular shape. Further, since the two sealing rings 102 and 104 are pressed against each other by the urging force of the spring member 108 (and the back pressure due to the fluid acting on the sealing ring), an axial load is applied to the first sealing ring 104 as a reaction. Although acting, the relative displacement of the first sealing ring 104 in the axial direction with respect to the retainer 103 due to the axial load is prevented by abutting the back surface 104b of the first sealing ring 104 against the bottom surface 103b of the concave portion 103a. ing. That is, the axial load acting on the first sealing ring 104 is received by the bottom surface 103b of the recess 103a. Further, the first sealing ring 104 is divided into two semi-circular sealing ring portions, and a drive pin 111 projecting from the bottom surface 103b of the recess 103a is formed in a recess 104c formed in one of the sealing rings. The engagement prevents the first seal ring 104 from rotating relative to the retainer 103.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional seal employing such a holding structure of the first sealing ring 104, there is a possibility that the divided surfaces of the sealing ring 104 may be opened or may be inconsistent in the axial direction. Was not expected.
[0006]
That is, in order for the sealing end faces 104a and 106a to perform the relative rotational sliding action well, it is necessary to prevent the relative rotation of the sealing ring 104 with respect to the retainer 103. When the relative rotation is prevented by the engagement between the one sealing ring portion and the drive pin 111, the one sealing ring portion is forcibly rotated in the same direction by the drive pin 111 while the other sealing ring portion is forcibly rotated. The sealing ring portion is prevented from rotating in this direction by frictional force caused by contact with the mating sealing ring (second sealing ring) 106. Therefore, the two seal ring portions are relatively rotated in the opposite directions, and the separation surface which is the end surface of the one seal ring portion on the opposite side to the drive pin rotation direction and the other seal ring portion opposed thereto are separated. The gap between the separation surface is opened. Such an opening between the separation surfaces, even if it is very small, greatly reduces the sealing function. Such an opening phenomenon of the split surface is such that even when the drive pin 111 is engaged with both sealing ring portions, the concave portion 104c provided on each sealing ring portion and the drive pin 111 have play in the rotation direction. It also arises from being engaged in a state.
[0007]
By the way, if the relative rotation of the sealing ring 104 with respect to the retainer 103 is prevented by the frictional engagement force of the O-ring 110 that is tightening the sealing ring 104 without using the drive pin 111, the opening of the divided surface described above can be prevented. The phenomenon can be avoided. That is, the outer peripheral portion of the sealing ring 104 and the inner peripheral portion of the concave portion 103a are frictionally engaged by the O-ring 110 filled therebetween, whereby the relative rotation of the sealing ring 104 with respect to the retainer 103 is prevented. However, when there is only one O-ring 110 for tightening the sealing ring 104 as in a conventional seal, it is difficult to obtain a frictional engagement force sufficient to prevent the relative rotation, and the sealing end faces 104a, 106a Can not be expected to have good relative rotational sliding action.
[0008]
Further, in the conventional seal, the axial load acting on the sealing ring 104 is received by the bottom portion 103b of the concave portion 103a, so that the sealing end surface 104a tends to be inconsistent in the axial direction at the divided portion.
[0009]
In other words, the sealing end surface 104a is finished to a very high precision smooth surface in terms of its function, but the finishing accuracy of the bottom surface portion 103b of the concave portion 103a is extremely low in terms of function and cutting. Generally, the finishing accuracy is about 0.6 μm or less for the sealed end face 104a, while it is about 2 to 3 μm for the bottom face 103b. Therefore, when the sealing ring 104 is pressed against the bottom surface portion 103b of the concave portion 103a, the surface accuracy of the bottom surface portion 103b affects the surface accuracy of the sealing end surface 104a, and a deviation occurs in the divided portion of the sealing end surface 104a. Even if the displacement is very slight, it adversely affects the relative rotational sliding action with the mating sealing end surface 106a, and the sealing function is greatly reduced.
[0010]
Moreover, in general, the retainer 103 and the sealing ring 104 are made of different materials because the functions required for the both 103 and 104 are different. Therefore, different thermal strains are generated in the two end surfaces 103 and 104 due to frictional heat and fluid heat between the sealing end surfaces 104a and 106a. Then, these thermal strains interfere with each other at the pressing contact portion between the back surface portion 104b of the sealing ring 104 and the bottom surface portion 103b of the concave portion 103a, and the accuracy difference described above is amplified. There is a possibility that the displacement may be increased and the surface accuracy may be reduced in the portion, and the sealing function may be further reduced. Such a problem becomes more prominent as the difference between the coefficients of thermal expansion of the constituent materials of the members 103 and 104 increases.
[0011]
An object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems in the conventional seal and to provide a mechanical seal capable of always exhibiting a good sealing function.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionIt is held on the rotating shaft so that it can move in the axial direction.AnnularfirstRadially divided into retainersfirstThe sealing ring is held inside so that it can be pulled out in the axial direction.The first sealing ring is pressed into contact with the second sealing ring provided on the sealing case via the first retainer by the spring member, so that the relative rotation sliding portions of the sealing end faces, which are the opposite end faces of the two sealing rings, are provided. In the above, it is configured to seal the in-machine area which is the outer peripheral area and the outer area which is the inner peripheral area.In mechanical seals, to achieve the above objectives,firstApplying a radial shearing force to a fine notch groove formed over the entire width in the axial direction on the inner peripheral portion or the outer peripheral portion of the sealing ring to cause a radial crack from the notch groove as a starting point. According to, by dividing into two, the divided surface is configured to be a fine and irregular uneven surface,The retainer includes a distal end portion, an intermediate portion having a smaller inner diameter than this, and a base end portion having a smaller inner diameter.The first sealing ring is internally fitted and held at the distal end portion of the first retainer. O is disposed between the base end of the first retainer and the base end of the first sealing ring, and is interposed between the intermediate portion of the first retainer and the peripheral surface facing the rotation shaft. A second O-ring is provided between the peripheral surfaces of the distal end of the first retainer and the proximal end of the first sealing ring, and the first O-ring is disposed between the distal end of the first retainer and the first seal. A second O-ring is arranged between the peripheral surface facing the base-side intermediate portion of the ring,With the first and second O-rings,firstWhile tightening the sealing ring in a ringfirstSealing ringfirstPrevents rotation to the retainer,firstSealing ringBetween the proximal end of theAnd the first O-ringfirstA first locking portion for locking to prevent axial movement of the sealing ring in the direction of the sealing end face;firstRetainerBetween the tip and middle of theAnd the first O-ringfirstProviding a second locking portion for locking to prevent axial movement of the retainer in the opposite direction to the above.Yes, the second O-ring is engaged and held in an annular groove formed in the inner peripheral portion of the distal end of the first retainer.It is suggested to put it. In the present invention, the axis refers to the axis of the rotating shaft and the sealing ring and the axis passing through the center of curvature of the O-ring.
[0013]
In such a mechanical seal, First denseIn the seal,firstIt is preferable that an annular concave portion for extracting a sealing ring is provided on an outer peripheral portion of a portion of the sealing end face side protruding in the axial direction from the retainer.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention is shown in FIG.And FIG.Shown inFruitA specific description is given according to the embodiment. In the following description, left and right mean left and right in each drawing except FIG. The meaning of the axis is as described above, and the left-right direction and the axis direction are synonyms.
[0015]
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment. A mechanical seal according to the present invention (hereinafter referred to as a “first mechanical seal”) according to this embodiment is a seal case having a circular inner peripheral portion. 1 and a rotary shaft 2 which is concentrically penetrated in the left-right direction and is of a split type. The first retainer 3 is held by the rotary shaft 2 and the first retainer 3 is held by the first retainer 3. The first seal ring 4, the second retainer 5 held on the inner peripheral portion of the seal case 1, and the second seal ring 6 held concentrically opposite the first seal ring 4 by the second retainer 5. The first sealing ring 4 is pressed into contact with the second sealing ring 6 by the spring member 8 via the first retainer 3, so that the sealing end faces 4 a, 6 a which are opposite end faces of the sealing rings 4, 6. In the inside of the machine, Is configured to seal the outboard region (atmosphere region) L is an inner peripheral side region and the frequency H.
[0016]
As shown in FIG. 1, the seal case 1 includes a case main body 1a attached to a housing of a rotating device, and an end wall 1b attached to a tip (left end) thereof.
[0017]
As shown in FIG. 1, the first retainer 3 is an annular body having an inner peripheral portion formed in a step-like shape whose diameter is sequentially reduced in a proximal direction (rightward direction). That is, the inner diameter of the first retainer 3 is set to be larger at the distal end (left end) 3a than at the intermediate portion 3b and smaller at the base end (left end) 3c than at the intermediate portion 3b. The first retainer 3 is set slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft 2. The connecting portion between the inner peripheral portion of the distal end portion 3a and the inner peripheral portion of the intermediate portion 3b is a second locking portion 3d whose end face (left end face) is an annular plane orthogonal to the axis. Thus, the first retainer 3 has the O-ring 9 interposed between the opposing peripheral surfaces of the rotating shaft 2 and the intermediate portion 3b. Next, in the sealed state, it is fitted and held movably in the axial direction, that is, in the left-right direction.
[0018]
Thus, the first retainer 3 is prevented from rotating by the rotation preventing means provided between the first retainer 3 and the rotation shaft 2. That is, as shown in FIG. 1, the rotation preventing means includes an annular body 7a fitted to and fixed to the rotating shaft 2 opposed to the base end of the first retainer 3, and a first retainer 3 extending through the annular body 7a. And a drive pin 7b fixed to the base end of the first retainer 3. Within a range where the retainer 3 and the head 7c of the drive pin 7b abut against the annular body 7a, while allowing the axial movement of the first retainer 3, The relative rotation with respect to the rotation shaft 2 is prevented.
[0019]
A plurality of spring members (compression coil springs) 8 are provided between the first retainer 3 and the annular body 7a at appropriate intervals around the rotary shaft 2, and the first retainer 3 is provided. 3 is urged in the second sealing ring direction (left direction) so that the first sealing ring 4 is brought into press contact with the second sealing ring 6.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the first sealing ring 4 is configured such that the outer diameter of the distal end portion (left end portion) 4 b and the outer diameter of the proximal end portion (right end portion) 4 c are adjusted to the outer diameter of the distal end intermediate portion 4 d and the proximal intermediate portion. 4e is an annular body smaller than the outer diameter (both intermediate portions 4d and 4e have the same outer diameter), and is divided into two in the radial direction. That is, the first sealing ring 4 is divided into a pair of semicircular sealing ring portions 4f, 4f. The end face of the tip 4b is formed on a sealed end face 4a forming a smooth annular plane perpendicular to the axis, and an annular recess 4g for extracting a sealing ring is formed on the outer peripheral portion of the tip side intermediate portion 4d. Have been. The connecting portion between the outer peripheral portion of the proximal intermediate portion 4e and the outer peripheral portion of the proximal end portion 4c is a first locking portion 4h whose end surface (left end surface) is an annular plane orthogonal to the axis.
[0021]
By the way, in this example, after forming a fine notch groove in the inner peripheral portion or the outer peripheral portion of the first sealing ring 4 over the entire width in the axial direction, a radial shear force is applied to the notch groove, The sealing ring 4 is divided into two parts by advancing a crack in the radial direction from the notch groove as a starting point (hereinafter, this division processing is referred to as “natural split”). Therefore, since the divided surfaces 4i, 4i, which are the abutting surfaces of the sealing ring portions 4f, 4f, are fine and irregular uneven surfaces, appropriate abutment of the dividing surfaces 4i, 4i can be easily performed. Further, as long as the divided surfaces 4i, 4i do not separate from each other and maintain the abutting state, the relative displacement (shift) of the sealing ring portions 4f, 4f in the axial direction is prevented by the concave and convex engagement of the divided surfaces 4i, 4i, and the sealing is performed. The ring 4 can be held in an appropriate annular body.
[0022]
As shown in FIG. 1, the first sealing ring 4 is loosely fitted concentrically on the rotating shaft 2 and moves the distal end portion 4 b and the distal side intermediate portion 4 d from the distal end surface (left end surface) of the first retainer 3. In a state where the first retainer 3 is protruded, the first retainer 3 is internally fitted and held on the inner peripheral portion of the distal end portion 3a. And, between the inner peripheral portion of the distal end portion 3a of the first retainer 3 and the outer peripheral portions of the proximal intermediate portion 4e and the proximal end portion 4c of the first sealing ring 4 opposed thereto, the first and the second are provided. The O-rings 10 and 11 are filled in an appropriately compressed state. The first O-ring 10 disposed between the peripheral surface of the first retainer 3 at the distal end 3a and the proximal end 4c of the first sealing ring 4 is provided on the first sealing ring 4 in the left-right direction. The first locking portion 4h and the second locking portion 3d provided on the first retainer 3 are sandwiched between opposing end surfaces. In other words, the first O-ring 10 is prevented from moving relative to the first sealing ring 4 in the direction of the sealing end face (leftward) by the first locking portion 4h, and in the opposite direction to the first retainer 3 (rightward). ) Is prevented by the second locking portion 3d. The second O-ring 11 disposed between the peripheral surface of the front end 3a of the first retainer 3 and the intermediate portion 4e on the base end side of the first sealing ring 4 is provided on the inner periphery of the front end 3a of the first retainer 3. It is engaged and held in an annular groove 3e formed in the portion. In addition, a radial interval between the inner peripheral portion of the distal end portion 3a of the first retainer 3 (the inner peripheral portion where the annular groove 3e is not formed) and the outer peripheral portion of the proximal end portion 4c of the first sealing ring 4 (the The radial distance between the inner periphery of the distal end portion 3a of the first retainer 3 (the bottom surface of the annular groove 3e) and the outer peripheral portion of the base-side intermediate portion 4e of the first sealing ring 4. The (tightening of the second O-ring 11) is a binding force sufficient to hold the first sealing ring 4 by the two O-rings 10 and 11 in an annular body whose separation surfaces 4i and 4i properly abut. It is set appropriately on condition that a frictional engagement force sufficient to prevent the relative rotation of the first sealing ring 4 with respect to the first retainer 3 is secured.
[0023]
As shown in FIG. 1, the second retainer 5 is an annular body including a cylindrical main body 5a and an annular second locking portion 5b protruding inward at a base end (left end) thereof. In a state facing the distal end of the first retainer 3 and concentric with the rotating shaft 2, the seal case 1 is internally fixed to an inner peripheral portion of the end wall 1 b via an O-ring 12. The end face (right end face) of the second locking portion 5b is formed in an annular plane orthogonal to the axis.
[0024]
As shown in FIG. 1, the second sealing ring 6 is an annular body in which the outer diameter of a base end (left end) 6 b is smaller than the outer diameter of a middle part 6 c and a front end (right end) 6 d. As in the case of the sealing ring 4, it is divided into two in the radial direction. That is, the second sealing ring 6 is divided into a pair of semicircular sealing ring portions 6f, 6f by the above-described natural splitting, and the divided surfaces 6i, 6a, which are abutting surfaces of the sealing ring portions 6f, 6f. 6i is a fine and irregular uneven surface. The end face of the tip 6d is formed on a sealed end face 6a forming a smooth annular plane perpendicular to the axis, and an annular recess 6g for extracting a sealing ring is formed on the outer periphery of the tip 6d. I have. The connecting portion between the outer peripheral portion of the base end portion 6b and the outer peripheral surface of the intermediate portion 6c is a first locking portion 6h whose end surface (left end surface) forms an annular plane perpendicular to the axis.
[0025]
Thus, as shown in FIG. 1, the second sealing ring 6 is loosely fitted concentrically on the rotating shaft 2 and the tip 6 d is projected from the tip face (right end face) of the second retainer 5. The second retainer 5 is internally fitted and held on the inner peripheral portion of the main body 5a. The first and second O-rings 13 are provided between the inner peripheral portion of the main body portion 5a of the second retainer 5 and the outer peripheral portions of the base end portion 6b and the intermediate portion 6c of the second sealing ring 6 opposed thereto. , 14 are filled in an appropriately compressed state. The first O-ring 13 provided between the peripheral portions of the main body 5a of the second retainer 5 and the base end 6b of the second sealing ring 6 is provided on the second sealing ring 6 in the left-right direction. It is sandwiched between the opposing end surfaces of the first locking portion 6h and the second locking portion 5b provided on the second retainer 5. In other words, the first O-ring 13 is prevented from moving relative to the second sealing ring 6 in the direction of the sealing end face (rightward) by the first locking portion 6h, and in a direction opposite to the above (leftward) relative to the second retainer 5. ) Is prevented by the second locking portion 5b. The second O-ring 14 disposed between the peripheral portion of the main body 5a of the second retainer 5 and the intermediate portion 6c of the second sealing ring 6 is formed on the inner peripheral portion of the main body 5a of the second retainer 5. It is engaged and held in the formed annular groove 5c. In addition, a radial distance between the inner peripheral portion of the main body portion 5a of the second retainer 5 (the inner peripheral portion of the portion where the annular groove 5c is not formed) and the outer peripheral portion of the base end portion 6b of the second sealing ring 6 (the The radial distance between the inner peripheral portion of the main body 5a of the second retainer 5 (the bottom surface of the annular groove 5c) and the outer peripheral portion of the intermediate portion 6c of the second sealing ring 6 In the same manner as the O-rings 10 and 11, the O-rings 14 and 11 hold the second sealing ring 6 by the two O-rings 13 and 14 in an annular body whose separation surfaces 6i and 6i properly abut. It is set appropriately on condition that a sufficient binding force and a sufficient frictional engagement force to prevent the relative rotation of the second sealing ring 6 to the second retainer 5 are ensured.
[0026]
In the first mechanical seal configured as described above, the sealing rings 4 and 6 are tightened by the two O-rings 10, 11 or 13, 14 spaced apart from each other by a predetermined distance in the axial direction. , A sufficient frictional engagement force is generated between the sealing rings 4 and 6 and the retainers 3 and 5 by the O-rings 10 and 11 or 13 and 14, so that the sealing ring 4 can be used without using the drive pin 111 as in the conventional seal. , 6 relative to the retainers 3, 5 is reliably prevented. In addition, the two sealing ring portions 4f, 4f or 6f, 6f are more strongly abutted and integrated than when they are tightly bound by one O-ring. Therefore, the divided portions of the sealing end faces 4a, 6a do not open, and the relative rotation of the sealing end faces 4a, 6a is properly performed.
[0027]
An axial load is applied to the sealing rings 4 and 6 by the urging force of the spring member 8 (and the pressing force due to the fluid pressure in the in-machine region H), and the axial load is applied to the first O-rings 10 and 13. Through the retainers 3 and 5. That is, the axial load is transmitted to the first O-rings 10 and 13 from the first locking portions 4h and 6h on the sealing ring side and received by the second locking portions 3d and 5b on the retainer side. Therefore, the difference in surface processing accuracy between the retainer side portions (second locking portions 3d, 5b) that receive the axial load and the sealing end surfaces 4a, 6a, and the thermal expansion coefficient due to the materials of the sealing rings 4, 6 and the retainers 3, 5 No matter how large the difference is, the effect on the sealing end faces 4a, 6a due to these is absorbed by the elastic deformation by the first O-rings 10, 13, so that the sealing end faces 4a, 6a are misaligned in the axial direction at the divided portions. Therefore, the surface accuracy of the sealed end faces 4a and 6a is properly maintained. It is to be noted that two O's can be formed by arranging the opposing divided surfaces 4i, 4i or 6i, 6i so as to form irregular irregular surfaces as described above so as to engage unevenly without being relatively displaced in the axial direction. Along with the increased binding force by the rings 10, 11 or 13, 14, axial displacement is more effectively prevented.
[0028]
As described above, since the divided portions of the sealing end faces 4a and 6a do not open or disagree with each other in the axial direction, the relative rotation sliding action of the sealing end faces 4a and 6a is properly performed, and a good sealing function is achieved. Be demonstrated.
[0029]
In addition, in the first mechanical seal, the sealing rings 4 and 6 can be easily removed from the seal case 1 or the rotating shaft 2, and maintenance and inspection work such as replacement and repair of the sealing rings 4 and 6 can be performed. Can be performed efficiently and easily.
[0030]
That is, the end wall 1b is removed from the case main body 1a, the second retainer 5 and the second sealing ring 6 fitted and held therein are moved to the left, and the second sealing ring 6 is moved to the second retainer. By pulling out the rightward direction from 5, the second sealing ring 6 can be removed and disassembled. Thereafter, the first sealing ring 4 can be removed and disassembled by pulling the first sealing ring 4 leftward from the first retainer 3.
[0031]
At this time, solidification components and the like contained in the fluid in the in-machine area H penetrate and accumulate between the seal rings 4 and 6 and the retainers 3 and 5 and the O-rings 10, 11, 13 and 14, thereby causing the seal rings 4 and 6. , 6 and the O-rings 10 from the retainers 3, 5 may be difficult to extract and remove. In such a case, the O-rings 10 are hooked on the annular recesses 4g, 6g formed on the outer periphery of the sealing rings 4, 6. With a proper extraction tool, the extraction and extraction operations can be easily performed.
[0032]
3 and 4Reference exampleIt showsIn this reference exampleSimilar to the first mechanical seal, the mechanical seal (hereinafter, referred to as “second mechanical seal”) is provided between a seal case 21 having a circular inner peripheral portion and a rotating shaft 22 penetrating the seal case 21 concentrically in the left-right direction. The first retainer 23 fixed to the rotating shaft 22, the first sealing ring 24 held by the first retainer 23, and the inner ring of the seal case 21. A second retainer 25 is provided, and a second seal ring 26 is provided on the first retainer 25 so as to be concentrically opposed to the first seal ring 24. By bringing the first sealing ring 24 into contact with the first sealing ring 24, the in-machine area H, which is the outer peripheral side area, and the inner rotation area of the sealing end faces 24 a, 26 a, which are the opposite end faces of the two sealing rings 24, 26. Outside region is a peripheral region is configured to seal the (atmospheric region) L.
[0033]
As shown in FIG. 3, the seal case 21 includes a case body 21a attached to the housing of the rotating device, a retainer holding wall 21b attached to a tip (left end) thereof, and an end attached to the tip. And a wall 21c.
[0034]
As shown in FIG. 3, the first retainer 23 is disposed in the case main body 21 a, and has an annular main body 23 a fitted and fixed to the rotating shaft 22 in a secondary sealing state by an O-ring 29, and a tip end thereof. And a cylindrical holding portion 23b protruding from the portion (left end). The outer diameter of the holding portion 23b is the same as that of the main body 23a, but the inner diameter thereof is set larger than that of the main body 23a.
[0035]
As shown in FIGS. 3 and 4, the first sealing ring 24 is an annular body in which the outer diameter of the base end (right end) 24b is smaller than that of the distal end 24c, and the end face of the distal end 24c is orthogonal to the axis. It is formed on the sealing end face 24a which is a smooth annular plane. The first sealing ring 24 is divided into two parts in the radial direction by the above-described natural split, similarly to the first sealing ring 4 in the first mechanical seal. That is, the division surface of the first sealing ring 24 is a fine and irregular uneven surface.
[0036]
As shown in FIGS. 3 and 4, the first and second sealing rings 24 are arranged in the left-right direction between the opposed peripheral surfaces of the base end 24 b and the holding portion 23 b of the first retainer 23. The first O-rings 30 and 31 are filled and held by the first retainer 23. The second O-ring 31 is disposed between the main body portion 23a and the second locking portion 23c protruding from the inner peripheral middle portion of the holding portion 23b of the first retainer 23, and is engaged by the two portions 23a, 23c. The protrusion in the left and right direction is prevented by the stopping action. On the other hand, the first O-ring 30 is disposed between the second locking portion 23c and the first locking portion 24d formed by the end face of the distal end portion 24c of the first sealing ring 24 opposed thereto. By the locking action of the first locking portion 24d, the relative movement of the first sealing ring 24 in the direction of the sealing end face (leftward) is prevented. The relative movement of the first O-ring 30 to the first retainer 23 in the opposite direction (rightward direction) to the above is performed by the second locking portions 3d, 5b like the first O-rings 10, 13 in the first mechanical seal. In contrast to the case where it is prevented by the direct locking action of the second locking portion 23c, the engagement by the indirect second locking portion 23c via the spacer 33 disposed between the first O-ring 30 and the second locking portion 23c. It is blocked by the stopping action. That is, the spacer 33 is an annular plate fitted to the inner peripheral portion of the holding portion 23b of the first retainer 23, and the movement in the direction away from the first locking portion 24d is performed by the second locking portion 23c. Locked. Therefore, the relative movement of the first O-ring 30 in the above-described direction with respect to the first retainer 23 is directly prevented by the spacer 33 locked by the second locking portion 23c. The opposite end faces of the locking portions 23c and 24d are annular flat surfaces orthogonal to the axis.
[0037]
As shown in FIG. 3, the second retainer 25 includes a cylindrical main body 25 a fitted and held on the inner peripheral portion of the retainer holding wall 21 b so as to be axially movable in a secondary sealed state by an O-ring 34, An annular flange 25b protruding outward from the distal end (right end) of 25a, and a cylindrical holding portion 25c protruding from the outer peripheral end of the flange 25b in the first sealing ring direction. .
[0038]
Thus, the rotation of the second retainer 25 is prevented by rotation preventing means provided between the second retainer 25 and the seal case 21. That is, as shown in FIG. 3, the rotation preventing means penetrates through the fixed ring 27a fitted and fixed to the main body 25a of the second retainer 25, the annular plate 27b attached to the end wall 21c, and the annular plate 27b. And a drive pin 27c fixed to the stationary ring 27a. The second retainer 25 is prevented from rotating relative to the seal case 21 while allowing the second retainer 25 to move in the axial direction.
[0039]
A plurality of spring members (compression coil springs) 28 are provided between the fixed ring 27a and the annular plate 27b at appropriate intervals around the rotation shaft 22, and a second retainer 25 is provided. Is urged in the first sealing ring direction (left direction) so that the second sealing ring 26 is pressed against the first sealing ring 24.
As shown in FIGS. 3 and 4, the second sealing ring 26 is an annular body in which the outer diameter of a base end (left end) 26 b is smaller than that of the distal end 26 c, and the end face of the distal end 26 c is orthogonal to the axis. It is formed on the sealing end face 26a which is a smooth annular plane. Like the first sealing ring 24, the second sealing ring 26 is radially divided into two parts by the above-described natural split. That is, the division surface of the second sealing ring 26 is a fine and irregular uneven surface.
[0040]
Thus, as shown in FIGS. 3 and 4, the second sealing ring 26 is arranged between the first peripheral surface 26 b and the peripheral surface facing the holding portion 25 c of the second liner 25. The second O-rings 35 and 36 are filled and held by the second retainer 25. The second O-ring 36 is arranged between a second locking portion 25d protruding from an intermediate portion of the inner periphery of the holding portion 25c of the second retainer 25 and the flange 25b, and is engaged by the two portions 25b, 25d. The protrusion in the left and right direction is prevented by the stopping action. On the other hand, the first O-ring 35 is disposed between the second locking portion 25d and the first locking portion 26d formed by the end face of the tip portion 26c of the second sealing ring 26 opposed thereto. By the locking action of the first locking portion 26d, relative movement of the second sealing ring 26 in the direction of the sealing end face (rightward) is prevented. Further, the relative movement of the first O-ring 35 in the opposite direction (left direction) with respect to the second retainer 25 is the same as that of the first O-ring 30 described above, and the first O-ring 35 and the second locking portion 25d. Is stopped by the indirect locking action of the second locking portion 25d via the spacer 37 disposed between the second locking portion 25d. The spacer 37 is an annular plate fitted to the inner peripheral portion of the holding portion 25c of the second retainer 25, similarly to the spacer 33 described above, and moves in the direction away from the first locking portion 26d in the first direction. It is locked by the two locking portions 25d. The opposite end faces of the locking portions 25d and 26d are annular flat surfaces orthogonal to the axis.
[0041]
The radial distance between the inner peripheral portions of the holding portions 23b, 25c of the retainers 23, 25 and the outer peripheral portions of the base ends 24b, 26b of the sealing rings 24, 26, that is, the first O-rings 30, 35, and the second O-ring The interference of 31, 36 is such that the first and second O-rings 30, 31 or 35, 36 have sufficient binding force to hold the sealing rings 24, 26 in an annular body whose separation surfaces properly abut. It is set appropriately on condition that a frictional engagement force sufficient to prevent the relative rotation of the sealing rings 24, 26 with respect to the retainers 23, 25 is ensured.
[0042]
In the second mechanical seal configured as described above, similar to the first mechanical seal, a good sealing function is exhibited without causing the problem of the conventional seal described at the beginning.
[0043]
That is, since the sealing rings 24, 26 are tightly bound by two O-rings 30, 31, or 35, 36 arranged in the axial direction, the O-rings are provided between the sealing rings 24, 26 and the retainers 23, 25. Sufficient frictional engagement force is generated by 30, 31, or 35, 36, and the relative rotation of the sealing rings 24, 26 with respect to the retainers 23, 25 is reliably prevented without using the drive pin 111 as in a conventional seal. In addition, the divided portions of the sealing rings 24 and 26 are strongly abutted and integrated as compared with the case where they are tightened by one O-ring. Therefore, the divided portions of the sealing end faces 24a and 26a do not open, and the relative rotation of the sealing end faces 24a and 26a is properly performed.
[0044]
An axial load is applied to the sealing rings 24 and 26 by the urging force of the spring member 28 (and the pressing force due to the fluid pressure in the in-machine area H), and the axial load is applied to the first O-rings 30 and 35. Through the retainers 23 and 25. That is, the axial load is transmitted to the first O-rings 30 and 35 from the first locking portions 24 d and 26 d on the sealing ring side and received by the second locking portions 23 c and 25 d on the retainer side via the spacers 33 and 37. Can be Therefore, the difference in the surface processing accuracy between the portions that receive the axial load (the spacers 33 and 37 or the second locking portions 23c and 25d) and the sealing end surfaces 24a and 26a and the material of the sealing rings 24 and 26 and the retainers 23 and 25 depend on the material. No matter how large the thermal expansion coefficient difference is, the effects on the sealing end faces 24a and 26a due to these are absorbed by the elastic deformation by the first O-rings 30 and 35, and the sealing end faces 24a and 26a are misaligned in the axial direction at the divided portions. ), The surface accuracy of the sealed end faces 24a and 26a is properly maintained. By dividing the sealing rings 24 and 25 so that they form irregular irregular surfaces as described above so that they do not relatively displace in the axial direction, the two annular O-rings are formed. Along with the increased binding force by the rings 30, 31 or 35, 36, axial displacement is more effectively prevented.
[0045]
As described above, since the divided portions of the sealing end faces 24a and 26a do not open or disagree with each other in the axial direction, the relative rotation sliding action of the sealing end faces 24a and 26a is properly performed, and a good sealing function is achieved. Be demonstrated.
[0046]
Further, in the second mechanical seal, the sealing rings 24 and 26 can be easily removed from the seal case 21 or the rotating shaft 22, and maintenance and inspection work such as replacement and repair of the sealing rings 24 and 26 can be performed. Can be performed efficiently and easily.
[0047]
That is, the retainer holding wall 21b and the end wall 21c are removed from the case body 21a, and the second retainer 25 and the second sealing ring 26 fitted and held therein are moved to the left. By pulling out the 26 from the second retainer 25 in the right direction, the second sealing ring 26 can be removed and disassembled. Thereafter, the first sealing ring 24 can be removed and disassembled by pulling out the first sealing ring 24 from the first retainer 23 to the left.
[0048]
At this time, in the second mechanical seal, between the peripheral surfaces of the seal rings 24 and 26 and the retainers 23 and 25, which are between the parallel opposing surfaces (the outer peripheral portions of the seal ring base ends 24b and 26b and the retainer holding portions 23b and 25c). Between the two O-rings 30, 31, or 35, 36 arranged in parallel with the inner peripheral portion of the O-rings so as not to contact each other by the spacers 33, 37 (and the second locking portions 23c, 25d). Therefore, there is no possibility that the frictional engagement force of the O-rings 30, 31, or 35, 36 makes it difficult to pull out the sealing rings 24, 26 from the retainers 23, 25, and the pulling-out operation is easily performed. be able to.
[0049]
For example, as shown in FIG. 8, a first and a second O-ring are provided between the outer peripheral portion of the base end portion 24 b of the first sealing ring 24 and the inner peripheral portion of the holding portion 23 b of the first retainer 23, which form a parallel opposing surface. When the O-rings 30 and 31 are arranged in parallel, when the retainer holding portion 23b and the sealing ring base end 24b move relative to each other in the direction of the arrow as the sealing ring is withdrawn, the cross-section of each of the O-rings 30 and 31 is reduced. 8, the frictional engagement points A and a with the retainer holding portion 23b and the frictional engagement points B and b with the sealing ring base end portion 24b follow the relative movement of the two portions 23b and 24b. Rotation in the same direction (arrow direction) occurs. However, if the two O-rings 30 and 31 are in contact with each other as shown in FIG. 8, the rotation directions of the two O-rings 30 and 31 at the contact point C are different. At the contact point C and interfere with each other. Therefore, the dynamic frictional force between the two parts 23b and 24b via the O-rings 30 and 31 is increased, and it becomes extremely difficult to relatively move the two parts 23b and 24b, that is, to pull out the sealing ring 24.
[0050]
However, if the mutual contact of the first and second O-rings 30, 31 or 35, 36 is avoided by the spacers 33, 37 (and the second locking portions 23c, 25d), the cross-section of each O-ring described above In the same direction is performed smoothly. That is, relative movement in the axial direction between the retainer holding portions 23b, 25c and the seal ring base ends 24b, 26b causes the first O-rings 30, 35 and the second O-rings 31, 36 to rotate in the relative movement direction. It will be done while moving. Therefore, the dynamic friction force between the retainer holding portions 23b, 25c and the seal ring base ends 24b, 26b via the O-rings 30, 31, or 35, 36 is reduced, and the retainers 23, 25 of the seal rings 24, 26 are reduced. Can be very easily extracted.
[0051]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention..
[0052]
Also,FruitIn the embodiment, the two sealing rings which are in relative sliding contact with each other have a divided structure. However, depending on the size of each component member of the mechanical seal, the use conditions, and the like, only one of the sealing rings may be a separated structure. Is also good. If necessary, each O-ring may be one obtained by cutting off one location in the circumferential direction. Further, the mechanical seal constituent members other than the sealing ring and the O-ring may have a structure divided in the radial direction as necessary.
[0053]
【The invention's effect】
As can be easily understood from the above description, the mechanical seal of the present invention has a proper sealing end face of the sealing ring having a divided structure without being affected by processing accuracy, thermal distortion, etc. of the retainer holding the sealing end face. It can be maintained in a surface form and can always exert a good sealing function. In addition, maintenance and inspection work such as removal and disassembly of the sealing ring can be performed efficiently and easily, which is extremely practical and high in value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing a first mechanical seal.
FIG. 2 is a longitudinal sectional front view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a second mechanical seal.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal sectional side view corresponding to FIG. 4 showing a second mechanical seal modification.
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view corresponding to FIG. 4, showing another modification of the second mechanical seal.
FIG. 7 is a vertical sectional side view showing a conventional seal.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a sealing ring extracting operation.
[Explanation of symbols]
1 ...Seal case,2 ...Axis of rotation,3 ...1st retainer, 3a ... of 1st retainer3b: middle part of the first retainer, 3c: base end of the first retainer,3d,5b ...A second locking portion,3e: annular groove, 4 ...First sealing ring, 4a,6a ...Sealed end face,4c: a base end portion of the first sealing ring; 4e: a base end side intermediate portion of the first sealing ring;4h,6h ...First locking portion, 4g, 6g: annular concave portion, 4i, 6i: dividing surface,5 ...The second retainer,6 ...A second sealing ring,8 ...Spring members,9… O-ring,10,13 ...First O-ring, 11,14 ...Second O phosphorusH, outer peripheral region (in-machine region) of the relative rotational sliding contact portion of the sealed end face, L: inner peripheral region (outer machine region) of the relative rotational sliding contact portion of the sealed end surface.

Claims

The first sealing ring (4) divided in the radial direction is fitted and held in the annular first retainer (3) held movably in the axial direction on the rotating shaft (2) in a state where the first sealing ring (4) can be pulled out in the axial direction. Ah it is, by to a second seal ring disposed in the seal case (1) (6) is pressed in contact via a first retainer (3) by the first seal ring (4) spring elements (8), In the relative rotation sliding portion of the sealing end faces (4a, 6a), which are the opposing end faces of the sealing rings (4, 6), the in-machine area (H), which is the outer peripheral area, and the outer machine area, which is the inner peripheral area. (L) and a mechanical seal configured to seal
The first sealing ring (4) is subjected to a radial shearing force on a fine notch groove formed over the entire width in the axial direction on the inner peripheral portion or the outer peripheral portion, and the first sealing ring (4) is radially moved from the notch groove as a starting point. By making the crack progress, it is divided into two, and the divided surface (4i) is configured to be a fine and irregular uneven surface,
The first retainer (3) includes a distal end portion (3a), an intermediate portion (3b) having a smaller inner diameter, and a base end portion (3c) having a smaller inner diameter.
The first sealing ring (4) is internally fitted and held at the tip (3a) of the first retainer (3),
The space between the first retainer (3) and the rotating shaft (2) is arranged between the base end (3c) of the first retainer (3) and the base end (4c) of the first sealing ring (4). And a secondary seal is provided by an O-ring (9) interposed between an intermediate portion (3b) of the first retainer (3) and a peripheral surface of the rotating shaft (2).
A first O-ring (10) is disposed between the peripheral surfaces of the distal end (3a) of the first retainer (3) and the proximal end (4c) of the first sealing ring (4), and the first retainer ( A second O-ring (11) is disposed between the peripheral surfaces of the distal end portion (3a) of (3) and the intermediate portion (4e) on the base end side of the first sealing ring (4), and the first and second O-rings are arranged . O-rings (10, 11) restrain the first sealing ring (4) in an annular manner and prevent rotation of the first sealing ring (4) with respect to the first retainer (3) ,
A first O-ring (10) is provided between the proximal end (4c) and the proximal intermediate portion (4e ) of the first sealing ring (4) with respect to the first sealing ring (4) in the direction of its sealing end face. A first locking portion (4h) for locking to prevent axial movement is provided, and a first O-ring ( ) is provided between a tip portion (3a) and an intermediate portion (3b) of the first retainer (3). 10) and the second locking portion for locking so as to prevent axial movement to the opposite direction (3d) provided for the first retainer (3) Oh is,
Mechanical seal to the second O-ring (11), a first retainer (3) of the tip inner circumferential portion formed with an annular groove, wherein the Oh isosamples was held in engagement (3e) of (3a).

In the first sealing ring (4) , an annular recess (4g) for extracting the sealing ring is provided on the outer peripheral portion of the sealing end face side portion protruding in the axial direction from the first retainer (3). The mechanical seal according to claim 1, wherein