JP3653017B2 - Shaft seal device - Google Patents
Shaft seal device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3653017B2 JP3653017B2 JP2001207690A JP2001207690A JP3653017B2 JP 3653017 B2 JP3653017 B2 JP 3653017B2 JP 2001207690 A JP2001207690 A JP 2001207690A JP 2001207690 A JP2001207690 A JP 2001207690A JP 3653017 B2 JP3653017 B2 JP 3653017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- shaft
- flange
- box
- tightening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 41
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 16
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 12
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 70
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 23
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 23
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸シール部材を用いる低速回転機器の軸封装置に関する。さらに詳しくは、軸ぶれ追随機能、特に径方向の変位追随性に優れ、かつシール性が良好に保持される軸封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
低速回転機器は、主に、液体、粉体などの流体の攪拌、乾燥、混練、搬送などに用いられる機器であり、回転軸に羽根、コンベアなどが取り付けられている。この回転機器の回転軸からの流体の漏れを防ぐ必要があるため、例えば、グランドパッキン、ラビリンスシールなどの軸シール部材が使用されている。また、回転軸は用いる流体、例えば、樹脂などの高粘性流体によって荷重を受け、回転軸が偏芯し、軸ぶれを起こすことが知られており、これにより、軸と軸シール部材との間の周方向の押圧力が不均一となり、流体の漏出しをおこすと共に、軸シール部材の磨耗を早めるなどの問題が生じる。そのため、軸シール方法の改善、軸ぶれへの対応などが検討されている。
【0003】
従来の構造として、例えば、第1および第2のシール装置を用いて、内容物の漏れの防止と気密性を確保することを目的とする回転機器が知られている。これは、第1および第2のシール装置の間に摺動リングを用い、以下に説明する締付構造を用いて、軸ぶれに追随可能な構造としている。
【0004】
上記の追随可能構造(締付構造)を、図6を用いて説明すると、締付構造50は、ネジ軸部分51と締付ナット52が螺合し、第2のシール装置のフランジ53と締付ナット52との間のネジ軸部分に圧縮スプリングコイル54を嵌挿する構成となっている。シール装置58のフランジ53には挿通孔55が設けられ、フランジ53は、摺動リング56を介して、第1のシール装置のフランジ57に径方向に摺動可能に押圧されている。この装置において、径方向(図6の矢印方向)に回転軸59が変位するとき、シール装置のフランジ53の端面と締付構造50のスプリング54の端面との間に摩擦力が働き、その摩擦力がシール装置58の径方向への変位を妨げる方向に働くため、シール構造58が十分に追随できず、軸と軸シール装置との間の押圧力が不均一となり、内容物の漏れ、軸シール部材の早期磨耗が発生する。さらに、軸ぶれにより、径方向(図6の矢印方向)にシール装置58が変位するときに、上記摩擦力によりシール装置のフランジ53の端面と接触するスプリング54の端面がシール装置のフランジ53とともに変位するため、スプリングに径方向へ偏歪みが生じ、スプリングの押圧力が不充分となり、摺動リング56と本体57との端面間の押圧力が不足して、この端面間から内容物が漏れることがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このような問題をなくし、軸ぶれによる軸方向および径方向の両方の変位に対して高い応答性にて追随可能であり、内容物の漏れがなく、しかも締付構造をなすスプリング力の低下による不具合を可及的に生じない軸封装置が求められている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第1の発明により、回転機器とシールボックスとが、該シールボックスのフランジに設けられた挿通孔を挿通させたネジ軸を該回転機器に螺着するとともに該フランジとこれを貫通したネジ軸の先端側部分に螺合された締付ナットとの間にスプリングコイルを圧縮状態で介装した締付構造で連結され、そして、該シールボックスと回転軸との間に形成された円筒状のシール空間に充填された軸シール部材を締付けるシール部材押さえとを有する軸封装置であって、
該シールボックスと該回転機器との間に摺動リングを介在させ、そして、該シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置を提供する。
【0007】
また、第2の発明により、回転機器本体から順に第1シール装置と第2シール装置とが配置され、該第1シール装置は、第1シールボックスと、回転軸と該第1シールボックスとの間に形成された円筒状のシール空間に充填された軸シール部材を大気領域側から挟圧するための第1軸シール部材押さえとから構成され、該第2シール装置は、第2シールボックスと、該回転軸と該第2シールボックスとの間に形成された円筒状のシール空間に充填された軸シール部材を大気領域側から挟圧するための第2軸シール部材押さえとから構成されており、
該第1シール装置と該第2シール装置とは、該第2シールボックスのフランジに設けられた挿通孔を挿通させたネジ軸を該第1シールボックスのフランジに螺着するとともに該第2シールボックスのフランジとこれを貫通したネジ軸の先端側部分に螺合された締付ナットとの間にスプリングコイルを圧縮状態で介装した締付構造で連結されている軸封装置であって、
該第1シール装置と該第2シール装置との間に摺動リングを介在させ、そして、該2シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置が提供される。
【0008】
さらに、第3の発明により、回転機器本体から順に第1シール部材押さえと、シールボックスと、第2シール部材押さえを有し、これらと回転軸との間に形成された円筒状のシール空間に軸シール部材を充填して挟圧する構造を有し、
該第1シール部材押さえと該シールボックスとは、該シールボックスのフランジに設けられた挿通孔を挿通させたネジ軸を該第1シール部材押さえに螺着するとともに該シールボックスのフランジとこれを貫通したネジ軸の先端側部分に螺合された締付ナットとの間にスプリングコイルを圧縮状態で介装した締付構造で連結されている軸封装置であって、
該シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置が提供される。
【0009】
好ましい各発明の実施態様では、前記滑動部材が円周上に少なくとも3つの転動体と該転動体を保持する保持部材とからなり、該転動体が前記フランジと滑動可能に接触している。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の装置は、シール装置のフランジを挿通して、シール装置を該回転軸の軸方向および径方向において相対変位自在に回転機器本体または他のシール装置に締付ける締付構造を有する軸封装置であって、特に軸ぶれなどの径方向の変位に対して追随可能であり、内容物の漏れがなく、しかも軸ぶれ時にもパッキン締付力が安定に保つように改良された装置である。
【0011】
まず、本発明の装置に用いる締付構造10について説明し、ついで、本発明の特徴部分を説明することとする。
締付構造10は、図1に示すような、シール装置18のフランジ13に設けられた挿通孔15を挿通させたネジ軸11を回転機器本体17に螺着するとともにこのフランジ13とこれを貫通したネジ軸11の先端側部分に螺合された締付ナット12との間にスプリングコイル、好ましくは圧縮スプリングコイル14を介装した構造である。好ましくは、この圧縮スプリングコイル14は、ネジ軸11に介装された有底円筒体28(以下、カラーということがある)で覆われている。カラー28を設けることにより、軸シール部材たるグランドパッキン等が磨耗するに従って締付圧が緩和されたときに、カラーの軸方向長さを越えて、スプリングコイル14が伸長することとなるため、増し締めの目安を与える効果が得られる。
【0012】
本発明の装置の特徴部分は、締付構造10の構成部分(圧縮スプリングコイル14、好ましくは、この圧縮スプリングコイル14はカラー28で覆われている)とシール装置18のフランジ13との間に、滑動部材20を配置し、この滑動部材20がフランジ13と接するようにしたことにある。このような構成により、締付構造10の構成部分とシール装置18のフランジ13との間の接触面の摩擦力が低減され、回転機器本体17に対して、シール装置18が、特に軸ぶれなどの径方向の変位に対して追随可能となり、圧縮スプリングコイル14の偏歪みが生じることに起因する摺動リング16の機器本体17への押圧力の低下も生じないため、内容物の漏れがなく、しかも軸ぶれ時にもパッキン締付力が安定に保たれるという効果を奏する。また、カラーを備えることにより、圧縮スプリングコイル14の偏歪みをより効果的に防止できる。
【0013】
本発明の装置に用いられる滑動部材20は、大きくは、転動体と摺動体の2つのタイプに分けられる。転動体は、主に球状体を用いるものであり、球状体からなる転動体が安定な滑動部材として機能するためには、少なくとも3個の球状体が、ほぼ等間隔となるように(例えばスペーサーを介して)配置されていればよく、シール装置のフランジ13の貫通孔の周縁に、円周状に等間隔に配置されることが好ましい。球状体の数を増やし、円周状に球状体が互いに接するように密に配置されていてもよい。転動体に用いる球状体は真球が好ましいが、必ずしも真球でなくともよく、円筒体であってもよい。スペーサ(保持器)は、転動体を部分的に取り巻き、転動体と共に移動する。スペーサは転動体を適当な間隔に置き、通常それをガイドし、滑動部材へ転動体を保持する役割をする。スペーサの代わりに2つの転動体の間に1つづつ置いて、転動体と共に移動するセパレータとしてもよい。具体的な滑動部材としては、図2に例示するような、単式スラスト玉軸受けの外輪または内輪のうち片側を取り除いた構造、すなわち、少なくとも3個以上の球と、それらの球の少なくとも一部が露出する状態で、それらの球を転動可能かつ、等間隔に保持するスペーサと、スペーサおよび球を保持する保持部材とからなるリング構造である。保持部材の裏面は平面である。このような滑動部材の滑動面(球状体部分)がフランジと滑動可能に接触し、この保持部材の裏面に締付構造の構成部分(圧縮スプリングコイルおよび/またはカラー)が接触するように構成されている。
【0014】
摺動体としては、例えば、摩擦係数の小さいフッ素樹脂に充填材を混合し、リング状に成形した、スライドベアリングが挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン樹脂(PTFA)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)などの、当業者が一般に用いる樹脂が好ましく用いられる。摺動体、例えばスライドベアリングは、その平滑面がフランジと接するように使用される。従って、フランジも平滑面、例えば、スライドベアリングで構成されている方が好ましい。
【0015】
なお、本発明においてシールボックスとは、スタフィンボックス、パッキンボックスなどの軸シール部材を押圧するための構造をいい、軸シール部材とは、グランドパッキン、ラビリンスシールなどの部材をいい、シール装置とは、これらのシールボックスと軸シール部材と軸シール部材を挟圧するシール部材押さえを含めた装置をいう。
【0016】
【作用】
本発明の軸封装置では、図1に示すように、締付構造10のフランジ13と圧縮スプリングコイル14との間に滑動部材20が配置されているため、フランジ13とスプリング14との間の摩擦力が大きく低減でき、これにより、回転軸19の変位に追随して、シール装置18が変位しやすくなり、径方向の変位追随性が高くなる。また、スプリングコイル14の偏歪みを生じさせることはなく、軸方向の締付圧を一定に維持できる。
【0017】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下、締付構造というときは、特に断らない限り、フランジと締付ナットとの間のネジ軸部分に圧縮スプリングコイルを嵌挿する締付構造をいう。
【0018】
(実施例1)
実施例1の軸封装置(図3)は、回転機器本体17とシールボックスであるパッキンボックス31aとが、摺動リング16の介在のもと、第1締付構造30で連結されている。この第1締付構造30は、パッキンボックス31aのフランジ31bに設けられた挿通孔15を挿通させたネジ軸11を回転機器17に螺着し、フランジ31bとこれを貫通したネジ軸11の先端側部分に螺合された締付ナット12との間に、フランジ31bの面に接するように、滑動部材20および圧縮スプリングコイル14を介装する構成となっている。なお、第1締付構造30は、ナットと滑動部との間にスプリングを収納する有底円筒体(カラー)28を備えている。この滑動部材20は、図2に示すような、少なくとも3個の球が等間隔に円周上に配置されたリング構造体からなり、この球がフランジ31bの面と接し、このリング構造体の平面(裏面)は、カラー28の端面およびまたは圧縮スプリングコイル14の端面が押圧されている。そして、このパッキンボックス31aと回転軸19との間に形成された円筒状のシール空間に充填された軸シール部材であるグランドパッキン23は、パッキン押さえ32a(シール部材押さえ)を第2締付構造34で締付けることにより、挟圧される構造となっている。この第2締付構造34と第1締付構造30とは、第1締付構造30に滑動部材20が介在している点を除けば、同一の構造である。
【0019】
このような構造を有することにより、パッキンボックスが径方向に早くかつ十分に変位できるため、軸ぶれによる追随性が高く、これにより軸とパッキンとの間の押圧力が不均一となることがなく、適正なシールを維持できる。さらに、各圧縮スプリングコイル14の押圧力が、スプリングコイルの偏歪みにより総じて弱まることがなく、各圧縮スプリングコイルの押圧力にばらつきが生じることがないので、パッキンボックスを摺動リング16の押圧する荷重が不均一となることがない。従って、摺動リング16の端面と回転機器17のフランジ端面との間から内容物またはパージガスがもれることがない。
【0020】
(実施例2)
本発明の実施例2の軸封装置を図4に示す。この軸封装置は、回転機器本体17から順に第1シール装置48と第2シール装置48とが配置されている。第1シール装置48は、第1パッキンボックス36aと、回転軸19と第1パッキンボックス36aとの間に形成された円筒状のシール空間に充填されたグランドパッキン23aを挟圧するための第1パッキン押さえ37aから構成されている。そして、第1シール装置の第1パッキンボックス36aのフランジ36bは、回転機器本体17と結合されており、第1パッキンボックス36aのもう一方のフランジ36cと第1パッキン押さえ37aのフランジ37bとは、第1締付構造40を介して締付けられ、グランドパッキン23aを挟圧している。
【0021】
第2シール装置49は、第2パッキンボックス38aと、回転軸19と第2パッキンボックス38aとの間に形成された円筒状のシール空間に充填されたグランドパッキン23bを挟圧するための第2パッキン押さえ39aから構成されている。そして、第2パッキンボックス38aのフランジ38cと第2パッキン押さえ39aのフランジ39bとは、第2締付構造41を介して締付けられ、グランドパッキン23bを挟圧している。
【0022】
そして、実施例2の軸封装置では、摺動リング16の介在のもと、第3締付構造42で固着されている。この第3締付構造42は、第2パッキンボックス38aのフランジ38cに設けられた挿通孔15を挿通させたネジ軸11を回転機器17に螺着し、フランジ38cとこれを貫通したネジ軸11の先端側部分に螺合された締付ナット12との間に、フランジ31bの面に接するように、滑動部材20および圧縮スプリングコイル14を介装した構成となっている。なお、第3締付構造42は、有底円筒体(カラー)28を備えている。この滑動部材20は、図2に示すような、少なくとも3個の球が等間隔に円周上に配置されたリング構造体からなり、この球がフランジ31bの面と接し、このリング構造体の平面(裏面)は、カラー28の端面およびまたは圧縮スプリングコイル14の端面が押圧されている。
【0023】
なお、第1締付構造40および第2締付構造41は、第3締付構造42に滑動部材20が介在している点を除けば、同一の構造である。
【0024】
このような構造を有することにより、パッキンボックスが径方向に早くかつ十分に変位できるため、軸ぶれによる追随性が高く、これにより軸とパッキンとの間の押圧力が不均一となることがなく、適正なシールを維持できる。さらに、各圧縮スプリングコイル14の押圧力が総じて弱まることがなく、各圧縮スプリングコイルの押圧力にばらつきが生じることがないので、パッキンボックスを摺動リング16の押圧する荷重が不均一となることがない。従って、摺動リング16の端面と回転機器17のフランジ端面との間から内容物またはパージガスがもれることがない。
【0025】
実施例2の軸封装置には、封止ガス供給手段43が設けられ、封止ガスのパージ圧が内容物の圧力よりも0.05〜0.1MPa程度高く調整されることが好ましい。0.05MPaより小さいと、内容物の侵入防止効果が上がらず、0.1MPaを超えると、グランドパッキン23の締付圧の他に、過剰なシール圧がグランドパッキン23に作用するため、パッキン内径と軸外径との間の面圧が高くなりすぎて、異常摺動を引き起こし、内容物の漏洩の原因になるとともに、摺動リング端面とそれに摺接するフランジとの間から、パージガスが漏洩する。
【0026】
封止ガスのパージは、図4に示すように、第2パッキンボックス38a内にランタンリング44を装着し、かつ封止ガス回収手段45を設けることが好ましい。封止ガス回収手段45としては、リーク孔を設け、回転体機器内から漏洩した有毒ガス、シールガスを回収する、適切な手段が挙げられる。これらの有毒ガスを含んだシールガスが大気側へ放出されると、作業者の健康に悪影響を与えるおそれがある。
【0027】
さらに、好ましい実施例として、実施例2の軸封装置には、第1パッキンボックス36aの回転機器本体17と接するフランジ36bにジャッキボルト46が設けられている。このジャッキボルト46はフランジ芯出しのために用いられる。ジャッキボルト46により、ケーシングと第1パッキンボックス36aとの間の芯出し調整ができるため、回転軸19に対するグランドパッキン23aの装着がスムーズに行うことができる上に、装着されるグランドパッキン23aの内周と回転軸19の外周との間で均一に締付けできるので、いわゆる片当りが防止でき、強く当っているところは磨耗が激しく、弱く当っているところは内容物の漏洩が生じるという事態が避けられる。
【0028】
また、別の好ましい実施例として、第1パッキンボックス36aの外周側に冷却手段47を備えることが好ましい。グランドパッキン23aと回転軸19との間に発生する摺接による温度上昇、あるいは、回転機器本体内の熱によりフランジ36bが高温に曝されることによりフランジ36bに熱膨張あるいは熱収縮が生じ、それによって、グランドパッキン23aに作用する圧力に変動が生じる。このような事態になると、過剰圧力下の摺動状態となって回転軸19の異常磨耗、あるいは圧力不足によるシール性の低下が起こる。これらの摺接熱あるいは回転機器内の熱による生じる種々の問題が、第1パッキンボックス36aの外周側に冷却手段47を備えることで解消される。
【0029】
(実施例3)
本発明の実施例3の軸封装置について、図5に基づいて説明する。実施例3の装置は、回転機器本体17から順に第1パッキン押さえ24aと、スタフィンボックス21aと、第2パッキン押さえ25aを有し、これらと回転軸19との間に形成された円筒状のシール空間にグランドパッキン23を充填して挟圧する構造を有している。
【0030】
そして、実施例3の軸封装置では、第1パッキン押さえ24aのフランジ24bとスタフィンボックス21aのフランジ21bとが、締付構造10を介して固着されている。この締付構造10は、スタフィンボックス21aのフランジ21bに設けられた挿通孔15を挿通させたネジ軸11を第1パッキン押さえ24aのフランジ24bに螺着し、フランジ21bとこれを貫通したネジ軸11の先端側部分に螺合された締付ナット12との間に、フランジ21bの面に接するように、滑動部材20および圧縮スプリングコイル14を介装した構成となっている。なお、締付構造10は、有底円筒体(カラー)28を備えている。この滑動部材20は、図2に示すような、少なくとも3個の球が等間隔に円周上に配置されたリング構造体からなり、この球がフランジ31bの面と接し、このリング構造体の平面(裏面)は、カラー28の端面およびまたは圧縮スプリングコイル14の端面が押圧されている。
【0031】
このような構造を有することにより、スタフィンボックスが径方向に早くかつ十分に変位できるため、軸ぶれによる追随性が高く、これにより軸とパッキンとの間の押圧力が不均一となることがなく、適正なシールを維持できる。さらに、各圧縮スプリングコイルの押圧力が総じて弱まることがなく、各圧縮スプリングコイルの押圧力にばらつきが生じることがないので、スタフィンボックスをパッキン押さえ(機器フランジ側)に押圧する荷重が不均一となることがない。従って、パッキンへの締付圧が低下する、あるいはばらつくことがなく、長期に安定したシールを維持できる。
【0032】
【発明の効果】
本発明の軸封装置は、シール装置のフランジ端面とスプリング端面との間に滑動部材を介在させることにより、シール装置のフランジ端面とスプリング端面により生じる摩擦力が低減される構造を有する締付構造を使用するため、径方向の変位に対する追随性が特に優れる。さらに、グランドパッキンの締付けが軸ぶれ時でも安定に保たれるため、内容物の漏洩が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軸封装置に用いる締付構造を示す図である。
【図2】本発明に用いられる滑動部材の一つである転動体を示す模式図である。
【図3】本発明の実施例1の軸封装置を示す模式図である。
【図4】本発明の実施例2の軸封装置を示す模式図である。
【図5】本発明の実施例3の軸封装置を示す模式図である。
【図6】従来の軸封装置に用いられる締付構造を示す模式図である。
【符号の説明】
10、50 締付構造
11、51 ネジ軸部分
12、52 締付ナット
13、53、57 フランジ
14、54 圧縮スプリングコイル
20、滑動部材
18、58 シール装置
15、55 挿通孔
16、56 摺動リング
17 回転機器本体
19 59 回転軸
21a スタフィンボックス
21b スタフィンボックスのフランジ
21c スタフィンボックスのフランジ
22 シール空間
23、23a、23b グランドパッキン
24a 第1パッキン押さえ
24b 第1パッキン押さえのフランジ
25a 第2パッキン押さえ
25b 第2パッキン押さえのフランジ
26 Oリング
28 有底円筒体(カラー)
30 第1締付構造
31a パッキンボックス
31b パッキンボックスのフランジ
32a パッキン押さえ
33、44 ランタンリング
34 第2締付構造
36a 第1パッキンボックス
36b 第1パッキンボックスのフランジ
36c 第1パッキンボックスのフランジ
37a 第1パッキン押さえ
37b 第1パッキン押さえのフランジ
38a 第2パッキンボックス
38c 第2パッキンボックスのフランジ
39a 第2パッキン押さえ
39b 第2パッキン押さえのフランジ
40 第1締付構造
41 第2締付構造
42 第3締付構造
43 封止ガス供給手段
45 封止ガス回収手段
46 ジャッキボルト
47 冷却手段
48 第1シール装置
49 第2シール装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft seal device for a low-speed rotating device using a shaft seal member. More specifically, the present invention relates to a shaft seal device that is excellent in a shaft shake tracking function, particularly in a radial displacement tracking capability, and that maintains a good sealing property.
[0002]
[Prior art]
The low-speed rotating device is a device mainly used for stirring, drying, kneading, and conveying fluids such as liquids and powders, and has a blade, a conveyor, and the like attached to a rotating shaft. Since it is necessary to prevent fluid leakage from the rotating shaft of the rotating device, shaft seal members such as gland packing and labyrinth seal are used, for example. In addition, it is known that the rotating shaft receives a load from a fluid to be used, for example, a highly viscous fluid such as resin, and the rotating shaft is decentered, causing shaft runout. As a result, the pressing force in the circumferential direction becomes non-uniform, causing fluid leakage and problems such as premature wear of the shaft seal member. Therefore, improvement of the shaft sealing method, response to shaft runout, etc. are being studied.
[0003]
As a conventional structure, for example, there is known a rotating device for the purpose of preventing leakage of contents and ensuring airtightness by using first and second sealing devices. In this structure, a sliding ring is used between the first and second sealing devices, and a structure that can follow shaft runout is provided by using a tightening structure described below.
[0004]
The followable structure (clamping structure) will be described with reference to FIG. 6. In the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, such a problem is eliminated, and it is possible to follow with high responsiveness to both axial and radial displacement due to shaft runout, there is no leakage of contents, and the spring force that forms the tightening structure There is a need for a shaft seal device that does not cause as much trouble as possible.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems. According to the first invention, the rotating device and the seal box have a screw shaft through which an insertion hole provided in a flange of the seal box is inserted. And is coupled with a tightening structure in which a spring coil is interposed in a compressed state between the flange and a tightening nut threadedly engaged with a tip side portion of a screw shaft penetrating the flange and the rotary device; and A shaft seal device having a seal member presser for tightening a shaft seal member filled in a cylindrical seal space formed between the seal box and a rotating shaft,
A sliding ring is interposed between the seal box and the rotating device, and a sliding member is disposed between the flange of the seal box and the spring coil of the clamping structure. A shaft seal device is provided.
[0007]
Further, according to the second invention, a first sealing device and a second sealing device are disposed in order from the rotating device main body, and the first sealing device includes a first sealing box, a rotating shaft, and the first sealing box. A first shaft seal member press for clamping a shaft seal member filled in a cylindrical seal space formed between them from the atmosphere region side, and the second seal device includes a second seal box, A shaft seal member filled in a cylindrical seal space formed between the rotating shaft and the second seal box is configured from a second shaft seal member press for clamping from the atmosphere region side,
The first seal device and the second seal device are configured such that a screw shaft through which an insertion hole provided in a flange of the second seal box is inserted is screwed to the flange of the first seal box and the second seal is provided. A shaft seal device connected by a tightening structure in which a spring coil is interposed in a compressed state between a flange of a box and a tightening nut screwed to a tip side portion of a screw shaft passing through the box,
A sliding ring is interposed between the first seal device and the second seal device, and a sliding member is disposed between the flange of the two seal box and the spring coil of the clamping structure. A shaft seal device is provided.
[0008]
Further, according to the third aspect of the present invention, a cylindrical seal space formed between the rotary shaft and the first seal member press, the seal box, and the second seal member press in order from the rotating device main body is provided. It has a structure that fills and seals the shaft seal member,
The first seal member presser and the seal box are formed by screwing a screw shaft through which an insertion hole provided in the flange of the seal box is inserted into the first seal member presser and the flange of the seal box. A shaft seal device connected by a tightening structure in which a spring coil is interposed in a compressed state between a tightening nut screwed into a tip side portion of a threaded shaft that has penetrated,
A shaft seal device is provided, wherein a sliding member is disposed between the flange of the seal box and the spring coil of the tightening structure.
[0009]
In a preferred embodiment of each invention, the sliding member comprises at least three rolling elements on a circumference and a holding member for holding the rolling element, and the rolling element is slidably in contact with the flange.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The apparatus of the present invention is a shaft seal device having a tightening structure for inserting a seal device flange into a rotary device main body or another seal device so that the seal device can be relatively displaced in the axial direction and the radial direction of the rotation shaft. In particular, the apparatus is capable of following a displacement in the radial direction such as a shaft runout, has no leakage of contents, and has been improved so as to keep the packing tightening force stable even during the shaft runout.
[0011]
First, the
As shown in FIG. 1, the
[0012]
A feature of the device of the present invention is that between the components of the clamping structure 10 (
[0013]
The sliding
[0014]
Examples of the sliding body include a slide bearing in which a filler is mixed with a fluororesin having a small coefficient of friction and formed into a ring shape. As the fluororesin, for example, resins generally used by those skilled in the art, such as tetrafluoroethylene resin (PTFA) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), are preferably used. A sliding body, such as a slide bearing, is used so that its smooth surface is in contact with the flange. Therefore, it is preferable that the flange is formed of a smooth surface, for example, a slide bearing.
[0015]
In the present invention, the seal box refers to a structure for pressing a shaft seal member such as a staffin box or a packing box, and the shaft seal member refers to a member such as a gland packing or a labyrinth seal. Means an apparatus including these seal box, shaft seal member, and seal member presser for clamping the shaft seal member.
[0016]
[Action]
In the shaft seal device of the present invention, as shown in FIG. 1, the sliding
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In the following, the tightening structure refers to a tightening structure in which a compression spring coil is inserted into a screw shaft portion between the flange and the tightening nut unless otherwise specified.
[0018]
(Example 1)
In the shaft seal device (FIG. 3) of the first embodiment, the rotary device
[0019]
By having such a structure, the packing box can be displaced quickly and sufficiently in the radial direction, so the followability due to shaft runout is high, and this prevents the pressing force between the shaft and the packing from becoming uneven. Can maintain a proper seal. Furthermore, since the pressing force of each
[0020]
(Example 2)
FIG. 4 shows a shaft seal device according to Embodiment 2 of the present invention. In this shaft seal device, a
[0021]
The
[0022]
In the shaft seal device according to the second embodiment, the
[0023]
The
[0024]
By having such a structure, the packing box can be displaced quickly and sufficiently in the radial direction, so the followability due to shaft runout is high, and this prevents the pressing force between the shaft and the packing from becoming uneven. Can maintain a proper seal. Furthermore, since the pressing force of each
[0025]
The shaft seal device of the second embodiment is preferably provided with a sealing gas supply means 43, and the purge pressure of the sealing gas is preferably adjusted to be higher by about 0.05 to 0.1 MPa than the pressure of the contents. If the pressure is less than 0.05 MPa, the effect of preventing the content from entering does not increase. If the pressure exceeds 0.1 MPa, in addition to the tightening pressure of the gland packing 23, an excessive seal pressure acts on the gland packing 23. The pressure between the shaft and the outer diameter of the shaft becomes too high, causing abnormal sliding and leakage of contents, and purge gas leaks from between the sliding ring end surface and the flange in sliding contact with it. .
[0026]
As shown in FIG. 4, the sealing gas is preferably purged by mounting the lantern ring 44 in the
[0027]
Furthermore, as a preferred embodiment, in the shaft seal device of the second embodiment, a
[0028]
Further, as another preferred embodiment, it is preferable to provide the cooling means 47 on the outer peripheral side of the first packing box 36a. When the
[0029]
(Example 3)
A shaft seal device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus according to the third embodiment includes a first packing holder 24 a, a staffin box 21 a, and a second packing holder 25 a in order from the
[0030]
In the shaft seal device according to the third embodiment, the
[0031]
By having such a structure, the staffin box can be displaced quickly and sufficiently in the radial direction, so that followability due to shaft runout is high, and this may cause uneven pressing force between the shaft and the packing. And maintain a proper seal. Furthermore, since the pressing force of each compression spring coil does not weaken as a whole, and the pressing force of each compression spring coil does not vary, the load that presses the staffin box against the packing presser (on the equipment flange side) is uneven. It will never be. Accordingly, the tightening pressure on the packing does not decrease or vary, and a stable seal can be maintained for a long time.
[0032]
【The invention's effect】
The shaft seal device of the present invention has a tightening structure having a structure in which a frictional force generated by the flange end surface and the spring end surface of the seal device is reduced by interposing a sliding member between the flange end surface and the spring end surface of the seal device. Therefore, the followability to the radial displacement is particularly excellent. Further, since the gland packing is kept stable even when the shaft is shaken, the contents can be prevented from leaking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a tightening structure used in a shaft seal device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a rolling element as one of sliding members used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a shaft seal device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a shaft seal device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a shaft seal device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a tightening structure used in a conventional shaft seal device.
[Explanation of symbols]
10, 50
30
Claims (4)
該シールボックスと該回転機器との間に摺動リングを介在させ、そして、該シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置。The rotating device and the seal box are screwed into the rotating device with a screw shaft through which an insertion hole provided in the flange of the seal box is inserted, and screwed into the flange and the tip side portion of the screw shaft passing through the flange. A shaft that is connected to a tightened nut with a spring coil in a compressed state and is filled in a cylindrical seal space formed between the seal box and the rotary shaft A shaft seal device having a seal member press for tightening the seal member,
A sliding ring is interposed between the seal box and the rotating device, and a sliding member is disposed between the flange of the seal box and the spring coil of the clamping structure. Shaft seal device.
該第1シール装置と該第2シール装置とは、該第2シールボックスのフランジに設けられた挿通孔を挿通させたネジ軸を該第1シールボックスのフランジに螺着するとともに該第2シールボックスのフランジとこれを貫通したネジ軸の先端側部分に螺合された締付ナットとの間にスプリングコイルを圧縮状態で介装した締付構造で連結されている軸封装置であって、
該第1シール装置と該第2シール装置との間に摺動リングを介在させ、そして、該2シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置。A first sealing device and a second sealing device are arranged in order from the rotating device main body, and the first sealing device is a cylindrical shape formed between the first seal box, the rotating shaft, and the first seal box. The shaft seal member filled in the seal space is composed of a first shaft seal member presser for clamping the shaft seal member from the atmosphere region side, and the second seal device includes a second seal box, the rotating shaft, and the second seal. A shaft seal member filled in a cylindrical seal space formed between the box and a second shaft seal member press for pressing from the atmosphere region side,
The first seal device and the second seal device are configured such that a screw shaft through which an insertion hole provided in a flange of the second seal box is inserted is screwed to the flange of the first seal box and the second seal is provided. A shaft seal device connected by a tightening structure in which a spring coil is interposed in a compressed state between a flange of a box and a tightening nut screwed to a tip side portion of a screw shaft passing through the box,
A sliding ring is interposed between the first seal device and the second seal device, and a sliding member is disposed between the flange of the two seal box and the spring coil of the clamping structure. A shaft seal device.
該第1シール部材押さえと該シールボックスとは、該シールボックスのフランジに設けられた挿通孔を挿通させたネジ軸を該第1シール部材押さえに螺着するとともに該シールボックスのフランジとこれを貫通したネジ軸の先端側部分に螺合された締付ナットとの間にスプリングコイルを圧縮状態で介装した締付構造で連結されている軸封装置であって、
該シールボックスのフランジと該締付構造の該スプリングコイルとの間に、滑動部材を配置したことを特徴とする、軸封装置。The rotary device main body has a first seal member presser, a seal box, and a second seal member presser in order, and a cylindrical seal space formed between these and the rotary shaft is filled with the shaft seal member and sandwiched. Has a structure to press,
The first seal member presser and the seal box are formed by screwing a screw shaft through which an insertion hole provided in the flange of the seal box is inserted into the first seal member presser and the flange of the seal box. A shaft seal device connected by a tightening structure in which a spring coil is interposed in a compressed state between a tightening nut screwed into a tip side portion of a threaded shaft that has penetrated,
A shaft seal device, wherein a sliding member is disposed between the flange of the seal box and the spring coil of the tightening structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207690A JP3653017B2 (en) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Shaft seal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207690A JP3653017B2 (en) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Shaft seal device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021240A JP2003021240A (en) | 2003-01-24 |
| JP3653017B2 true JP3653017B2 (en) | 2005-05-25 |
Family
ID=19043639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001207690A Expired - Fee Related JP3653017B2 (en) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | Shaft seal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653017B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102305292A (en) * | 2011-06-10 | 2012-01-04 | 张家港市兰航机械有限公司 | Shaft sealing device |
-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001207690A patent/JP3653017B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003021240A (en) | 2003-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7240904B2 (en) | Secondary sealing element | |
| JP2607779Y2 (en) | Packing containing assembly | |
| JP6301403B2 (en) | mechanical seal | |
| CN101438085B (en) | Mechanical seal with thermally stable mating ring | |
| US4262690A (en) | High pressure stem packing for gate valves | |
| JPH07198043A (en) | Universal split mechanical seal | |
| KR20030032900A (en) | sealing device | |
| JP2005090569A (en) | Sealing device for reciprocating shaft | |
| US4971337A (en) | Mechanical seal assembly | |
| US5692756A (en) | Refrigeration compressor and compressor seal | |
| US5340121A (en) | Face seal with integral fluorocarbon polymer bellows | |
| US4364571A (en) | Tapered seal seat between stationary insert and gland | |
| JPH01164868A (en) | Sealing-ring structure | |
| CN104487744A (en) | mechanical seal | |
| JP3653017B2 (en) | Shaft seal device | |
| JP3066367B1 (en) | Shaft sealing device | |
| US20090174149A1 (en) | Mechanical seal device | |
| FI67437B (en) | TAETNINGSBOX FOER EN PUMP VENTIL OCH LIKNANDE | |
| CN108506352A (en) | A kind of sealing bearing and mechanical equipment | |
| US20050040607A1 (en) | Annular seal, especially for a ball valve | |
| US3198530A (en) | Outside balanced mechanical seal | |
| KR20230145489A (en) | Sealing structure and sealing method | |
| JPH05106744A (en) | Mechanical seal | |
| JP7724171B2 (en) | Shaft seal | |
| JP3058631B1 (en) | Mechanical seal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050119 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |