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JP4632282B2 - High pressure fluid sealing device - Google Patents
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JP4632282B2 - High pressure fluid sealing device - Google Patents

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JP4632282B2
JP4632282B2 JP2001253960A JP2001253960A JP4632282B2 JP 4632282 B2 JP4632282 B2 JP 4632282B2 JP 2001253960 A JP2001253960 A JP 2001253960A JP 2001253960 A JP2001253960 A JP 2001253960A JP 4632282 B2 JP4632282 B2 JP 4632282B2
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ring
pressure
inner member
sealing device
low
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幸明 永田
源繁 菊池
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Sugino Machine Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばポンプのような装置において、高圧の流体をシールするのに好適な高圧流体封止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、高圧の流体をシールする装置として、パッキン箱にアダプタリング、パッキンリング、弾性リング、バックアップリング等から成るものが従来から広く使用されており、このような装置の一例として、本願出願人は既にシール性が高く、かつ、長寿命の高圧流体封止装置を提案した(特公平7−35858)。
【0003】
図5は前記従来装置の一例の断面図である。図5に示すように、従来装置は、パッキン箱3内に、高圧部から低圧部に向かって、トップアダプタリング4、弾性リング5、パッキンリング6、バックアップリング7、ボトムアダプタリング8bで構成されており、内側部材2が相対移動方向(図1参照)に反復移動しながら、この従来装置が流体を高圧側から低圧側に洩れないようにシールしている。
【0004】
図5と同一若しくは相当のリングで構成されている装置の場合、前記パッキンリング6及びバックアップリング7の一部が摩耗し、変形してくると、図6に示すようにパッキンリング6と内側部材2との間に間隙Aが生じる。この間隙Aが生じると、内側部材2の相対移動方向は軸線方向成分のみならず、軸線の垂直方向成分が発生してしまう。そのため、前記ボトムアダプタリング8bをかじるという現象(かじり)が起こる。
【0005】
このかじりを防止するために、従来、ボトムアダプタリング8bの内表面に表面処理を施していた。
【0006】
さらに、内側部材2とボトムアダプタリング8bとの摺接面に液潤滑を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パッキンリング6の摩耗、変形が大きく、また、前記摺接面の液潤滑の均一性に問題がある場合には(即ち潤滑不良が起こった場合には)、かじりが生じてしまい、シール性が低下する。かじりが起こると、ボトムアダプタリング8b、及び、内側部材2にダメージを与えるだけでなく、更にパッキンリング6の摩耗、変形が促進される。そのため、パッキンリング6、ボトムアダプタリング8b、及び、内側部材2を頻繁に交換する必要があり、寿命が短かった。
【0008】
特に、内側部材2が高速で相対移動する場合には、前述の摩耗、変形も著しく、パッキンリング6、ボトムアダプタリング8b、及び、内側部材2の交換頻度が高く、極めて寿命が短かった。
【0009】
また、従来技術では内側部材2とボトムアダプタリング8bとの摺接面に外部からの液潤滑手段が必要であったため、無液潤滑が要求される使用環境に対しては使用することができなかった。
【0010】
前述の如く、本発明は、斯かる実情に鑑み、長寿命で、かつ、無液潤滑が可能な高圧流体封止装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、相対移動する外側部材と内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙を封止して高圧部と低圧部とを仕切るために前記環状間隙内に設けられる高圧流体封止装置であって、
前記外側部材の内周と前記内側部材の外周との間の間隙で前記高圧部と低圧部との間に前記相対移動方向に対面する向きに挿入された弾性リングと、
該弾性リングを低圧部側で支承するパッキンリングと、
該パッキンリングを低圧部側で支承し、該パッキンリングより高い降伏強度を有したバックアップリングと、
該バックアップリングを低圧部側で支承し、前記相対移動方向に対面する向きに配置されたボトムアダプタリングと、
を少なくとも備えた高圧流体封止装置において、
前記ボトムアダプタリングと前記内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙の一部に、自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料のベアリングスリーブが、その高圧部側にボトムアダプタリングの一部金属部を設けて前記内側部材と摺接する状態で挿入され、該金属部と前記内側部材とに間に予め定められた間隙を有していることを特徴としている。
【0012】
図1に示すように、ボトムアダプタリング8と内側部材2とからなる二部材間に形成された環状隙間に、自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料のベアリングスリーブ9が、内側部材2と摺接する状態で挿入されている。従って、本発明によれば、ベアリングスリーブ9の持つ材料自体の自己潤滑性により、ベアリングスリーブ9と内側部材2との摺接面に対して外部からの液潤滑手段が不要となる。そのため、外部からの液潤滑手段に起因する予期せぬ潤滑不良がなくなり、前記摺接面が常に安定した潤滑状態となり、従来技術のようなかじりが防止できる。かじりを防止することは、ボトムアダプタリング8、パッキンリング6、及び、内側部材2の異常摩耗の促進を抑制するという効果につながるから、パッキンリング6のシール性能が安定し、長寿命化が可能となる。
【0013】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の高圧流体封止装置において、前記ボトムアダプタリングと前記ベアリングスリーブとを低圧部側で支承するストッパーリングを備えたことを特徴としている。
【0014】
シールされる流体の圧力が高圧部側から低圧部側に向かって作用するために、図1に示す構成ではベアリングスリーブ9がその圧力に押されて、低圧部側へずれる可能性がある。このベアリングスリーブ9が低圧部側へずれると、内側部材2との摺接面の潤滑状態に悪影響を及ぼし、かじりが生じて、パッキンリング6や内側部材2の摩耗を早めてしまう可能性がある。よって、上記の本発明では、図2に示すように、ボトムアダプタリング8とベアリングスリーブ9とを低圧部側で支承するストッパーリング10を備えたことで、ベアリングスリーブ9が低圧部側へずれることを防止でき、ボトムアダプタリング8内で安定に保持される。これにより、前記摺接面の潤滑状態が安定するから、より長寿命化が可能となる。
【0015】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の高圧流体封止装置において、前記ベアリングスリーブの内径が、前記ボトムアダプタリングの内径と同じか、若しくは小さいことを特徴としている。
【0016】
前記ベアリングスリーブ9の内径が、前記ボトムアダプタリング8の内径より大きい場合には、ベアリングスリーブ9と内側部材2とが摺接しないことになり、ベアリングスリーブ9の持つ自己潤滑性を利用できない。よって、ベアリングスリーブ9の内径は、ボトムアダプタリングの内径と少なくとも同じか、若しくは小さい寸法関係となっている必要がある。
【0017】
より好ましくは,ベアリングスリーブ9の内径が、ボトムアダプタリング8の内径より0.02mm程度小さい方が、より長寿命となるので良い。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の高圧流体封止装置において、前記ボトムアダプタリングと前記ストッパーリングとが一体構造であることを特徴としている。
【0019】
本発明によれば、図3に示すように、前記ボトムアダプタリング8aが、図2のストッパーリング10に相当する部材と一体構造となっているから、ストッパーリング10が外れたり、緩んだりすることがなく、ベアリングスリーブ9と内側部材2との摺接面の潤滑状態が安定する。
【0020】
また、部品の構造が簡単になるので、メンテナンスも容易に行うことができる。 さらに、前記ボトムアダプタリング8aを、図3に示す厚さBと厚さCが同一となるように製作しておけば、ボトムアダプタリング8aの挿入方向を間違えることがないので、本高圧流体封止装置の組立作業の効率化が図れる。
【0021】
請求項5に記載の発明によれば、相対移動する外側部材と内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙を封止して高圧部と低圧部とを仕切るために前記環状間隙内に設けられる高圧流体封止装置であって、
前記外側部材の内周と前記内側部材の外周との間の間隙で前記高圧部と低圧部との間に前記相対移動方向に対面する向きに挿入された弾性リングと、
該弾性リングを低圧部側で支承するパッキンリングと、
該パッキンリングを低圧部側で支承し、該パッキンリングより高い降伏強度を有したバックアップリングと、
該バックアップリングを低圧部側で支承し、前記相対移動方向に対面する向きに配置されたボトムアダプタリングと、
を少なくとも備えた高圧流体封止装置において、
前記ボトムアダプタリングの内表面で前記内側部材と摺接する面の一部に、その高圧部側に一部金属部を設けて自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料がライニング処理され、該金属部と前記内側部材とに間に予め定められた間隙を有していることを特徴とするものである。
【0022】
即ち、前記ベアリングスリーブの代わりとして図4に示すように、ボトムアダプタリング8cの内表面の一部には、自己潤滑性を有する耐摩耗樹脂でライニング処理11が施されている。これにより、ベアリングスリーブを挿入することなく、長寿命で、無液潤滑が可能となる。もちろん、部品構成が簡素化できるため、組立時の作業効率も向上する。ここで、ボトムアダプタリング8cの高圧部側には図4に示すように、ライニング処理されていない部分(金属部)を設ける必要があり、その金属部には僅かな間隙Eがあることが望ましい。この理由は、前記金属部が存在せずボトムアダプタリング8cの内周面全面にライニング処理が施されていると、高圧部側からの流体の圧力によりバックアップリング7がライニング処理11を低圧部側に押し出してしまう可能性があるからである。
【0023】
また、前記ライニング処理11の厚さは0.1〜3mm程度にするのが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。各図中、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を表わしている。
【0025】
図1は本発明の実施の形態の第1実施例を示している。外側部材1(例えばシリンダー)と内側部材2(例えばプランジャーやピストン)とからなる二部材間に形成された環状間隙を封止して、高圧部と低圧部とを仕切るために、該環状間隙にパッキン箱3が挿入されている。パッキン箱3は、内側部材2の相対移動方向に対面する向きに配置されたトップアダプタリング4と、該トップアダプタリング4の低圧部側に当接する弾性リング5と、該弾性リング5を低圧部側で支承するパッキンリング6と、該パッキンリング6を低圧部側で支承し、該パッキンリング6より高い降伏強度を有したバックアップリング7と、該バックアップリング7を低圧部側で支承し、相対移動方向に対面する向きに配置されたボトムアダプタリング8と、該ボトムアダプタリング8と内側部材2とからなる二部材間に形成された環状間隙に、自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料のベアリングスリーブ9とで構成されている。また、ベアリングスリーブ9の内径は、ボトムアダプタリング8の内径より小さくなるように製作されている。
【0026】
パッキンリング6は、弾性リング5の弾性力により内側部材2に対して押圧した状態で摺接し、流体の高圧部側から低圧部側への洩れをシールしている。従って、時間の経過と共にパッキンリング6及びバックアップリング7の一部が摩耗し、変形してくると、内側部材2との間の一部に間隙(例えば、図6の間隙A)が生じる。このような間隙が生じると、内側部材2の相対移動方向は軸線方向成分のみならず、軸線の垂直方向成分が発生してしまう。これにより、内側部材2は軸線方向に相対移動するだけでなく、軸線の垂直方向にも移動することとなり、ボトムアダプタリングが従来技術のもの(図6の8b)であれば、該ボトムアダプタリングをかじってしまう。
【0027】
しかし、本発明では、自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料のベアリングスリーブ9を図1に示すように挿入しているから、内側部材が軸線の垂直方向に移動しても自己潤滑性の特性によりかじりを防止することができ、パッキンリング6、内側部材2の長寿命化が可能となるのである。
【0028】
また、ベアリングスリーブ9が自己潤滑性を有しているため、内側部材2との摺接面を外部から液潤滑する必要がなく、無液潤滑が要求される使用環境に対しても使用することができる。
【0029】
図2は本発明の実施の形態の第2実施例を示している。ここで、図1と同一構成を成している部分の説明については省略する。第2実施例では、ボトムアダプタリング8とベアリングスリーブ9とを低圧部側で支承するストッパーリング10が挿入されているから、高圧部側からの流体の圧力によりベアリングスリーブ9が低圧部側へずれることを防止できる。これにより、ベアリングスリーブ9と内側部材2との摺接面の潤滑状態が常に安定するから、かじりが防止でき、より長寿命化が可能となる。
【0030】
図2に示す、ストッパーリング10の厚さCと、ボトムアダプタリング8の厚さBは、同一若しくは同等であることがより好ましい。
【0031】
また、好ましくは、前記厚さB及びCは1〜5mm程度である方がよい。
【0032】
一方、ボトムアダプタリングの高圧部側金属部、及びストッパーリング10と、内側部材2との間隙Dは0.01〜0.1mm程度の範囲になる方が好ましい。
【0033】
図3は本発明の実施の形態の第3実施例を示している。ここで、図1及び図2と同一構成を成している部分の説明については省略する。第3実施例では、ボトムアダプタリング8aがストッパーリング10の機能を有した一体構造となっている。
【0034】
図3に示す、ボトムアダプタリング8aの厚さBと厚さCは同一寸法で製作されており、組立作業中に、該ボトムアダプタリング8aの挿入方向に間違いが生じないように工夫されている。
【0035】
図4は本発明の実施の形態の第4実施例を示している。ここで、図1、図2及び図3と同一構成を成している部分の説明については省略する。第4実施例では、ボトムアダプタリング8cに前記ベアリングスリーブを挿入する代わりに、ボトムアダプタリング8cの内表面の一部に(高圧部側に一部金属部を設けて)自己潤滑性を有する耐摩耗樹脂材料をライニング処理している。このライニング処理11により、前記ベアリングスリーブと同等の機能を得ることができるだけでなく、部品数を削減できるので組立作業効率の改善にも寄与できる。
【0036】
前記ライニング処理11の厚さは、0.1〜3mm程度の範囲にするのが良い。
【0037】
こうして、長寿命で、かつ、無液潤滑が可能な高圧流体封止装置を提供できるのである。また、前記ベアリングスリーブやライニング処理にシール性の高い材料を用いればシール性も増すという相乗効果が得られるので、目的に応じてベアリングスリーブやライニング処理の材料を選択するのが好ましい。
【0038】
図1〜図4ではトップアダプタリング4が配置されている実施例を示したが、外側部材1をトップアダプタリングとして代用し、該トップアダプタリングを配置しない構成としても良い。この場合は、パッキン箱3のコーナーR部はなるべく小さくしておく方が望ましい。
【0039】
尚、本発明の高圧流体封止装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0040】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項1〜5に記載の高圧流体封止装置によれば、かじりが防止でき、長寿命で、かつ、無液潤滑が可能という優れた効果を奏し得る。尚、この発明の結果、性能試験において、従来品に比べてパッキン寿命が約200時間から約900時間へと約5倍近く延びたことが確認されている。
【0041】
また、メンテナンスの周期が長くなるので、コスト低減、装置全体の信頼性向上という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す高圧流体封止装置の断面図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す高圧流体封止装置の断面図である。
【図3】本発明の第3実施例を示す高圧流体封止装置の断面図である。
【図4】本発明の第4実施例を示す高圧流体封止装置の断面図である。
【図5】従来技術の高圧流体封止装置を説明するための断面図である。
【図6】内側部材がかじることを説明するための高圧流体封止装置の断面図である。
【符号の説明】
1:外側部材
2:内側部材
3:パッキン箱
4:トップアダプタリング
5:弾性リング
6:パッキンリング
7:バックアップリング
8、8a、8b、8c:ボトムアダプタリング
9:ベアリングスリーブ
10:ストッパーリング
11:ライニング処理
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-pressure fluid sealing device suitable for sealing a high-pressure fluid in a device such as a pump.
[0002]
[Prior art]
Generally, as a device for sealing a high-pressure fluid, a packing box made of an adapter ring, a packing ring, an elastic ring, a backup ring, etc. has been widely used, and the applicant of the present application is an example of such a device. A high-pressure fluid sealing device having high sealing performance and a long life has already been proposed (Japanese Patent Publication No. 7-35858).
[0003]
FIG. 5 is a sectional view of an example of the conventional apparatus. As shown in FIG. 5, the conventional apparatus includes a top adapter ring 4, an elastic ring 5, a packing ring 6, a backup ring 7, and a bottom adapter ring 8 b in the packing box 3 from the high pressure portion toward the low pressure portion. The conventional device seals the fluid from leaking from the high pressure side to the low pressure side while the inner member 2 repeatedly moves in the relative movement direction (see FIG. 1).
[0004]
In the case of a device composed of the same or equivalent ring as in FIG. 5, when part of the packing ring 6 and the backup ring 7 is worn and deformed, as shown in FIG. A gap A occurs between the two. When this gap A occurs, the relative movement direction of the inner member 2 generates not only the axial direction component but also the vertical direction component of the axial line. For this reason, a phenomenon (galling) occurs that bites the bottom adapter ring 8b.
[0005]
In order to prevent this galling, the inner surface of the bottom adapter ring 8b has been conventionally surface-treated.
[0006]
Furthermore, liquid lubrication was performed on the sliding contact surface between the inner member 2 and the bottom adapter ring 8b.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the packing ring 6 is greatly worn and deformed, and there is a problem with the uniformity of liquid lubrication on the sliding contact surface (that is, when lubrication failure occurs), galling occurs and the seal Sex is reduced. If galling occurs, not only will the bottom adapter ring 8b and the inner member 2 be damaged, but the wear and deformation of the packing ring 6 will be further promoted. Therefore, it was necessary to frequently replace the packing ring 6, the bottom adapter ring 8b, and the inner member 2, and the life was short.
[0008]
In particular, when the inner member 2 is relatively moved at high speed, the above-described wear and deformation are also remarkable, and the packing ring 6, the bottom adapter ring 8b, and the inner member 2 are frequently replaced, and the life is extremely short.
[0009]
Further, in the prior art, since a liquid lubrication means from the outside is necessary on the sliding contact surface between the inner member 2 and the bottom adapter ring 8b, it cannot be used in an environment where liquidless lubrication is required. It was.
[0010]
As described above, an object of the present invention is to provide a high-pressure fluid sealing device that has a long life and is capable of liquid-free lubrication.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the annular gap formed between the two members composed of the outer member and the inner member that move relative to each other is sealed to separate the high pressure portion and the low pressure portion. A high-pressure fluid sealing device provided in
An elastic ring inserted in a direction facing the relative movement direction between the high-pressure part and the low-pressure part in a gap between the inner periphery of the outer member and the outer periphery of the inner member;
A packing ring for supporting the elastic ring on the low-pressure part side;
A backup ring that supports the packing ring on the low-pressure part side and has a higher yield strength than the packing ring;
The backup ring is supported on the low-pressure part side, and a bottom adapter ring arranged in a direction facing the relative movement direction;
In a high pressure fluid sealing device comprising at least
Some of the bottom adapter ring and the annular gap formed between the two members consisting of an inner member, the bearing sleeve wear-resistant resin material having self-lubricating property, the bottom adapter ring on the high pressure side one A metal part is provided and is inserted in a state of sliding contact with the inner member, and a predetermined gap is provided between the metal part and the inner member .
[0012]
As shown in FIG. 1, a bearing sleeve 9 made of a wear-resistant resin material having self-lubricating property is slidably connected to the inner member 2 in an annular gap formed between two members including the bottom adapter ring 8 and the inner member 2. Inserted in contact. Therefore, according to the present invention, due to the self-lubricating property of the material itself of the bearing sleeve 9, liquid lubrication means from the outside is not necessary for the sliding contact surface between the bearing sleeve 9 and the inner member 2. For this reason, unexpected lubrication failure caused by liquid lubrication means from the outside is eliminated, the sliding contact surface is always in a stable lubrication state, and galling as in the prior art can be prevented. Preventing galling leads to the effect of suppressing the promotion of abnormal wear of the bottom adapter ring 8, the packing ring 6 and the inner member 2, so that the sealing performance of the packing ring 6 is stable and the life can be extended. It becomes.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the high pressure fluid sealing device according to the first aspect, a stopper ring for supporting the bottom adapter ring and the bearing sleeve on the low pressure part side is provided. .
[0014]
Since the pressure of the fluid to be sealed acts from the high-pressure part side toward the low-pressure part side, the bearing sleeve 9 may be pushed by the pressure in the configuration shown in FIG. If the bearing sleeve 9 is displaced toward the low-pressure portion side, it may adversely affect the lubrication state of the sliding contact surface with the inner member 2, which may cause galling and accelerate wear of the packing ring 6 and the inner member 2. . Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, the bearing sleeve 9 is shifted to the low pressure portion side by providing the stopper ring 10 for supporting the bottom adapter ring 8 and the bearing sleeve 9 on the low pressure portion side. And can be held stably in the bottom adapter ring 8. Thereby, since the lubrication state of the said sliding contact surface is stabilized, lifetime extension becomes possible.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the high-pressure fluid sealing device according to the first or second aspect, the inner diameter of the bearing sleeve is the same as or smaller than the inner diameter of the bottom adapter ring. .
[0016]
When the inner diameter of the bearing sleeve 9 is larger than the inner diameter of the bottom adapter ring 8, the bearing sleeve 9 and the inner member 2 are not in sliding contact with each other, and the self-lubricating property of the bearing sleeve 9 cannot be used. Therefore, the inner diameter of the bearing sleeve 9 needs to be at least the same as or smaller than the inner diameter of the bottom adapter ring.
[0017]
More preferably, the bearing sleeve 9 may have a longer life when the inner diameter of the bearing sleeve 9 is smaller than the inner diameter of the bottom adapter ring 8 by about 0.02 mm.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the high-pressure fluid sealing device according to the second or third aspect, the bottom adapter ring and the stopper ring have an integral structure.
[0019]
According to the present invention, as shown in FIG. 3, since the bottom adapter ring 8a is integrated with a member corresponding to the stopper ring 10 of FIG. 2, the stopper ring 10 is detached or loosened. And the lubrication state of the sliding contact surface between the bearing sleeve 9 and the inner member 2 is stabilized.
[0020]
Further, since the structure of the parts is simplified, maintenance can be easily performed. Furthermore, if the bottom adapter ring 8a is manufactured so that the thickness B and the thickness C shown in FIG. 3 are the same, the insertion direction of the bottom adapter ring 8a will not be mistaken. It is possible to improve the efficiency of the assembly work of the stopper.
[0021]
According to the fifth aspect of the present invention, the annular gap formed between the two members composed of the outer member and the inner member that move relative to each other is sealed to separate the high pressure portion and the low pressure portion. A high-pressure fluid sealing device provided in
An elastic ring inserted in a direction facing the relative movement direction between the high-pressure part and the low-pressure part in a gap between the inner periphery of the outer member and the outer periphery of the inner member;
A packing ring for supporting the elastic ring on the low-pressure part side;
A backup ring that supports the packing ring on the low-pressure part side and has a higher yield strength than the packing ring;
The backup ring is supported on the low-pressure part side, and a bottom adapter ring arranged in a direction facing the relative movement direction;
In a high pressure fluid sealing device comprising at least
Wherein a portion of said inner member and sliding contact surface with the inner surface of the bottom adapter ring, wear-resistant resin material having self-lubricating property is provided some metal part on its high pressure side is lined, the metal portion And a predetermined gap between the inner member and the inner member .
[0022]
That is, as shown in FIG. 4 instead of the bearing sleeve, a part of the inner surface of the bottom adapter ring 8c is subjected to a lining treatment 11 with a wear-resistant resin having self-lubricating properties. Thereby, liquid-free lubrication is possible with a long life without inserting a bearing sleeve. Of course, since the component configuration can be simplified, the work efficiency during assembly is also improved. Here, as shown in FIG. 4, it is necessary to provide an unlined portion (metal portion) on the high pressure portion side of the bottom adapter ring 8c, and it is desirable that the metal portion has a slight gap E. . This is because if the metal part does not exist and the entire inner peripheral surface of the bottom adapter ring 8c is subjected to a lining process, the backup ring 7 causes the lining process 11 to pass the lining process 11 by the pressure of the fluid from the high pressure part side. This is because there is a possibility of being pushed out.
[0023]
The thickness of the lining treatment 11 is preferably about 0.1 to 3 mm.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the part which attached | subjected the same code | symbol represents the part which is the same or corresponds.
[0025]
FIG. 1 shows a first example of the embodiment of the present invention. In order to seal the annular gap formed between two members consisting of the outer member 1 (for example, a cylinder) and the inner member 2 (for example, a plunger or a piston), and to partition the high pressure portion and the low pressure portion, the annular gap A packing box 3 is inserted into the. The packing box 3 includes a top adapter ring 4 disposed in a direction facing the relative movement direction of the inner member 2, an elastic ring 5 in contact with the low pressure portion side of the top adapter ring 4, and the elastic ring 5 as a low pressure portion. A packing ring 6 that is supported on the side, a backup ring 7 that supports the packing ring 6 on the low pressure side, and a backup ring 7 that has a higher yield strength than the packing ring 6, and a backup ring 7 that is supported on the low pressure side. A self-lubricating wear-resistant resin material is formed in an annular gap formed between the bottom adapter ring 8 arranged in a direction facing the moving direction and the bottom adapter ring 8 and the inner member 2. It comprises a bearing sleeve 9. The inner diameter of the bearing sleeve 9 is made smaller than the inner diameter of the bottom adapter ring 8.
[0026]
The packing ring 6 is in sliding contact with the inner member 2 being pressed by the elastic force of the elastic ring 5, and seals leakage of fluid from the high-pressure part side to the low-pressure part side. Accordingly, when part of the packing ring 6 and the backup ring 7 is worn and deformed with the passage of time, a gap (for example, the gap A in FIG. 6) is formed in a part between the inner member 2 and the inner ring. When such a gap is generated, not only the axial direction component but also the vertical direction component of the axial line is generated in the relative movement direction of the inner member 2. As a result, the inner member 2 moves not only relative to the axial direction but also in the direction perpendicular to the axial line. If the bottom adapter ring is of the prior art (8b in FIG. 6), the bottom adapter ring Will bite.
[0027]
However, in the present invention, since the bearing sleeve 9 made of a wear-resistant resin material having self-lubricating property is inserted as shown in FIG. 1, the self-lubricating property is maintained even when the inner member moves in the direction perpendicular to the axis. Therefore, the galling can be prevented, and the life of the packing ring 6 and the inner member 2 can be extended.
[0028]
Further, since the bearing sleeve 9 has self-lubricating properties, it is not necessary to liquid lubricate the sliding contact surface with the inner member 2 from the outside, and the bearing sleeve 9 should be used even in an environment where liquidless lubrication is required. Can do.
[0029]
FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. Here, the description of the part having the same configuration as in FIG. 1 is omitted. In the second embodiment, since the stopper ring 10 for supporting the bottom adapter ring 8 and the bearing sleeve 9 on the low pressure part side is inserted, the bearing sleeve 9 is shifted to the low pressure part side due to the fluid pressure from the high pressure part side. Can be prevented. As a result, the lubrication state of the sliding contact surface between the bearing sleeve 9 and the inner member 2 is always stable, so that galling can be prevented and a longer life can be achieved.
[0030]
It is more preferable that the thickness C of the stopper ring 10 and the thickness B of the bottom adapter ring 8 shown in FIG. 2 are the same or equivalent.
[0031]
Preferably, the thicknesses B and C are about 1 to 5 mm.
[0032]
On the other hand, it is preferable that the clearance D between the high pressure part side metal part of the bottom adapter ring and the stopper ring 10 and the inner member 2 is in a range of about 0.01 to 0.1 mm.
[0033]
FIG. 3 shows a third example of the embodiment of the present invention. Here, the description of the part having the same configuration as in FIGS. 1 and 2 is omitted. In the third embodiment, the bottom adapter ring 8 a has an integral structure having the function of the stopper ring 10.
[0034]
The thickness B and the thickness C of the bottom adapter ring 8a shown in FIG. 3 are manufactured with the same dimensions, and are devised so as not to cause an error in the insertion direction of the bottom adapter ring 8a during the assembly operation. .
[0035]
FIG. 4 shows a fourth example of the embodiment of the present invention. Here, the description of the part having the same configuration as in FIGS. 1, 2 and 3 is omitted. In the fourth embodiment, instead of inserting the bearing sleeve into the bottom adapter ring 8c, a part of the inner surface of the bottom adapter ring 8c (with a metal part on the high-pressure part side) has self-lubrication resistance. Wear resin material is lined. This lining process 11 not only can provide the same function as the bearing sleeve, but can also reduce the number of parts, thereby contributing to improvement in assembly work efficiency.
[0036]
The thickness of the lining treatment 11 is preferably in the range of about 0.1 to 3 mm.
[0037]
Thus, it is possible to provide a high-pressure fluid sealing device that has a long life and can be liquid-free lubricated. In addition, since a synergistic effect of increasing the sealing performance can be obtained if a material having a high sealing performance is used for the bearing sleeve or the lining treatment, it is preferable to select a material for the bearing sleeve or the lining treatment according to the purpose.
[0038]
Although the Example in which the top adapter ring 4 is arrange | positioned was shown in FIGS. 1-4, it is good also as a structure which substitutes the outer side member 1 as a top adapter ring, and does not arrange | position this top adapter ring. In this case, it is desirable to make the corner R portion of the packing box 3 as small as possible.
[0039]
The high-pressure fluid sealing device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the high-pressure fluid sealing device according to claims 1 to 5 of the present invention, it is possible to prevent galling, have a long life, and achieve an excellent effect that liquid-free lubrication is possible. As a result of the present invention, it has been confirmed in the performance test that the packing life has increased by about five times from about 200 hours to about 900 hours compared to the conventional product.
[0041]
In addition, since the maintenance cycle becomes longer, it is possible to achieve excellent effects such as cost reduction and improvement of the reliability of the entire apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a high-pressure fluid sealing apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a high-pressure fluid sealing device showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a high-pressure fluid sealing device showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a high-pressure fluid sealing device showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a conventional high-pressure fluid sealing device.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a high-pressure fluid sealing device for explaining that an inner member is gnawed.
[Explanation of symbols]
1: Outer member 2: Inner member 3: Packing box 4: Top adapter ring 5: Elastic ring 6: Packing ring 7: Backup ring 8, 8a, 8b, 8c: Bottom adapter ring 9: Bearing sleeve 10: Stopper ring 11: Lining process

Claims (5)

相対移動する外側部材と内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙を封止して高圧部と低圧部とを仕切るために前記環状間隙内に設けられる高圧流体封止装置であって、
前記外側部材の内周と前記内側部材の外周との間の間隙で前記高圧部と低圧部との間に前記相対移動方向に対面する向きに挿入された弾性リングと、
該弾性リングを低圧部側で支承するパッキンリングと、
該パッキンリングを低圧部側で支承し、該パッキンリングより高い降伏強度を有したバックアップリングと、
該バックアップリングを低圧部側で支承し、前記相対移動方向に対面する向きに配置されたボトムアダプタリングと、
を少なくとも備えた高圧流体封止装置において、
前記ボトムアダプタリングと前記内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙の一部に、自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料のベアリングスリーブが、その高圧部側にボトムアダプタリングの一部金属部を設けて前記内側部材と摺接する状態で挿入され、該金属部と前記内側部材とに間に予め定められた間隙を有していることを特徴とする高圧流体封止装置。
A high-pressure fluid sealing device provided in the annular gap for sealing an annular gap formed between two members consisting of an outer member and an inner member that move relative to each other to partition a high-pressure part and a low-pressure part. ,
An elastic ring inserted in a direction facing the relative movement direction between the high-pressure part and the low-pressure part in a gap between the inner periphery of the outer member and the outer periphery of the inner member;
A packing ring for supporting the elastic ring on the low-pressure part side;
A backup ring that supports the packing ring on the low-pressure part side and has a higher yield strength than the packing ring;
A bottom adapter ring that supports the backup ring on the low-pressure part side and is arranged in a direction facing the relative movement direction;
In a high pressure fluid sealing device comprising at least
A bearing sleeve made of a wear-resistant resin material having self-lubricating property is formed in a part of an annular gap formed between the two members including the bottom adapter ring and the inner member, and a bottom adapter ring is provided on the high-pressure part side. A high-pressure fluid sealing device , wherein a metal part is provided and inserted in a state of sliding contact with the inner member, and a predetermined gap is provided between the metal part and the inner member .
前記ボトムアダプタリングと前記ベアリングスリーブとを低圧部側で支承するストッパーリングを備えたことを特徴とする請求項1に記載の高圧流体封止装置。The high-pressure fluid sealing device according to claim 1, further comprising a stopper ring that supports the bottom adapter ring and the bearing sleeve on the low-pressure part side. 前記ベアリングスリーブの内径が、前記ボトムアダプタリングの内径と同じか、若しくは小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の高圧流体封止装置。3. The high-pressure fluid sealing device according to claim 1, wherein an inner diameter of the bearing sleeve is the same as or smaller than an inner diameter of the bottom adapter ring. 前記ボトムアダプタリングと前記ストッパーリングとが一体構造であることを特徴とする請求項2又は3に記載の高圧流体封止装置。The high-pressure fluid sealing device according to claim 2 or 3, wherein the bottom adapter ring and the stopper ring have an integral structure. 相対移動する外側部材と内側部材とからなる二部材間に形成された環状間隙を封止して高圧部と低圧部とを仕切るために前記環状間隙内に設けられる高圧流体封止装置であって、
前記外側部材の内周と前記内側部材の外周との間の間隙で前記高圧部と低圧部との間に前記相対移動方向に対面する向きに挿入された弾性リングと、
該弾性リングを低圧部側で支承するパッキンリングと、
該パッキンリングを低圧部側で支承し、該パッキンリングより高い降伏強度を有したバックアップリングと、
該バックアップリングを低圧部側で支承し、前記相対移動方向に対面する向きに配置されたボトムアダプタリングと、
を少なくとも備えた高圧流体封止装置において、
前記ボトムアダプタリングの内表面で前記内側部材と摺接する面の一部に、その高圧部側に一部金属部を設けて自己潤滑性を有する耐摩耗性樹脂材料がライニング処理され、該金属部と前記内側部材とに間に予め定められた間隙を有していることを特徴とする高圧流体封止装置。
A high-pressure fluid sealing device provided in the annular gap for sealing an annular gap formed between two members consisting of an outer member and an inner member that move relative to each other to partition a high-pressure part and a low-pressure part. ,
An elastic ring inserted in a direction facing the relative movement direction between the high-pressure part and the low-pressure part in a gap between the inner periphery of the outer member and the outer periphery of the inner member;
A packing ring for supporting the elastic ring on the low-pressure part side;
A backup ring that supports the packing ring on the low-pressure part side and has a higher yield strength than the packing ring;
A bottom adapter ring that supports the backup ring on the low-pressure part side and is arranged in a direction facing the relative movement direction;
In a high pressure fluid sealing device comprising at least
Wherein a portion of said inner member and sliding contact surface with the inner surface of the bottom adapter ring, wear-resistant resin material having self-lubricating property is provided some metal part on its high pressure side is lined, the metal portion A high-pressure fluid sealing device having a predetermined gap between the inner member and the inner member .
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