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JP6612092B2 - mechanical seal - Google Patents
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Description

本発明は、メカニカルシールに関する。   The present invention relates to a mechanical seal.

従来より、回転流体機器の内部の被密封流体をシール(一次シール)するものとして、ケーシング側に固定された金属製の静止密封環と、回転軸側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環とを備え、静止密封環に形成された静止側密封端面と回転密封環に形成された回転側密封端面とが摺接するメカニカルシールが多用されている。このようなメカニカルシールとして、図3に示すように、ケーシング101に静止密封環102が内嵌して固定され、ケーシング101の内周と静止密封環102の外周との間の軸方向両端部を、それぞれゴム製のOリング103と熱伝導性を有するガスケット104とによりシール(二次シール)するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a seal (primary seal) for a sealed fluid inside a rotary fluid device, a metal stationary seal ring fixed to the casing side and a rotary seal ring attached to the rotary shaft side so as to be integrally rotatable. And a mechanical seal in which a stationary side sealing end surface formed on the stationary sealing ring and a rotation side sealing end surface formed on the rotation sealing ring are in sliding contact with each other are often used. As such a mechanical seal, as shown in FIG. 3, a stationary sealing ring 102 is fitted and fixed to the casing 101, and both axial ends between the inner periphery of the casing 101 and the outer periphery of the stationary sealing ring 102 are provided. In some cases, a rubber O-ring 103 and a thermally conductive gasket 104 are used for sealing (secondary sealing) (see, for example, Patent Document 1).

なお、回転軸105には、リテーナ106および回転密封環107が一体回転可能に取り付けられている。回転密封環107の回転側密封端面107aは、リテーナ106に保持されたスプリング108の付勢力によって、静止密封環102の静止側密封端面102aに押し付けられることによって被密封流体をシールしている。   A retainer 106 and a rotary seal ring 107 are attached to the rotary shaft 105 so as to be integrally rotatable. The rotation-side sealing end surface 107 a of the rotation sealing ring 107 seals the fluid to be sealed by being pressed against the stationary-side sealing end surface 102 a of the stationary sealing ring 102 by the urging force of the spring 108 held by the retainer 106.

特開昭64−21272号公報(第1図参照)Japanese Patent Laid-Open No. 64-21272 (see FIG. 1)

一般に、この種のメカニカルシールでは、回転軸105が高速回転すると、静止密封環102の静止側密封端面102aには、回転密封環107の回転側密封端面107aとの摺動による摺動熱が発生する。また、高温の被密封流体をシールする場合には、被密封流体に接する静止密封環102も高温となる。このように静止密封環102が高温になると、静止側密封端面102aに面荒れや異常摩耗などが発生し、一次シールとしてのシール性能が低下するおそれがある。このため、静止密封環102に発生する熱をケーシング101側へ効率的に放熱する必要がある。   Generally, in this type of mechanical seal, when the rotary shaft 105 rotates at high speed, sliding heat is generated on the stationary side sealing end surface 102a of the stationary sealing ring 102 due to sliding with the rotation side sealing end surface 107a of the rotary sealing ring 107. To do. In addition, when sealing a high temperature sealed fluid, the stationary sealing ring 102 in contact with the sealed fluid is also at a high temperature. When the stationary sealing ring 102 becomes high in this manner, surface roughness or abnormal wear may occur on the stationary-side sealing end surface 102a, and the sealing performance as the primary seal may be reduced. For this reason, it is necessary to efficiently radiate the heat generated in the stationary seal ring 102 to the casing 101 side.

しかし、上記メカニカルシールにあっては、Oリング103による二次シール部分では、ケーシング101と静止密封環102との間にゴム製のOリング103が介在するため、静止密封環102で発生した熱をケーシング101側へ効率的に放熱することができない。また、ガスケット104による二次シール部分では、ケーシング101と静止密封環102との間に熱伝導性を有するガスケット104が介在するので、Oリング103に比べて放熱性能は高いが、その反面、Oリング103に比べてシール性能が劣るという問題があった。   However, in the mechanical seal, since the rubber O-ring 103 is interposed between the casing 101 and the stationary seal ring 102 in the secondary seal portion by the O-ring 103, the heat generated in the stationary seal ring 102 is present. Cannot be efficiently radiated to the casing 101 side. Further, since the gasket 104 having thermal conductivity is interposed between the casing 101 and the stationary sealing ring 102 in the secondary seal portion by the gasket 104, the heat dissipation performance is higher than that of the O-ring 103. There was a problem that the sealing performance was inferior to that of the ring 103.

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、シール性能を低下させることなく静止密封環からケーシングへの放熱性能を高めることができるメカニカルシールを提供することを目的とする。     The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mechanical seal capable of enhancing the heat dissipation performance from the stationary seal ring to the casing without deteriorating the seal performance.

本発明のメカニカルシールは、回転軸に一体回転可能に取り付けられる回転密封環と、前記回転軸を包囲しているケーシング側に固定されるとともに前記回転密封環が摺接する静止密封環と、を備えたメカニカルシールであって、前記ケーシング側の内周に形成された環状の第1シール面と、前記第1シール面に対向するように前記静止密封環の外周に形成された環状の第2シール面との間を密封するシール部を備え、前記シール部は、ゴム製のOリングと、前記Oリングの径方向外側または径方向内側に配置され熱伝導性を有する環状のガスケットと、を備えることを特徴としている。   A mechanical seal according to the present invention includes a rotary seal ring attached to a rotary shaft so as to be integrally rotatable, and a stationary seal ring fixed to a casing side surrounding the rotary shaft and in sliding contact with the rotary seal ring. An annular first seal surface formed on the inner periphery on the casing side, and an annular second seal formed on the outer periphery of the stationary seal ring so as to face the first seal surface A seal portion that seals between the surfaces, and the seal portion includes a rubber O-ring and an annular gasket that is disposed radially outside or radially inside the O-ring and has thermal conductivity. It is characterized by that.

本発明によれば、ケーシング側の第1シール面と静止密封環の第2シール面との間を密封するシール部は、ゴム製のOリングを有するので、第1シール面と第2シール面との間のシール性能を確保することができる。また、前記シール部は、Oリングの径方向外側または径方向内側に配置される熱伝導性を有するガスケットを備えるので、静止密封環で発生した熱をガスケットを介してケーシング側へ効率的に放熱することができる。したがって、シール性能を低下させることなく静止密封環からケーシングへの放熱性能を高めることができる。   According to the present invention, since the seal portion that seals between the first seal surface on the casing side and the second seal surface of the stationary seal ring has the rubber O-ring, the first seal surface and the second seal surface The sealing performance between the two can be ensured. In addition, since the seal portion includes a thermally conductive gasket disposed on the radially outer side or radially inner side of the O-ring, the heat generated in the stationary seal ring is efficiently radiated to the casing side via the gasket. can do. Therefore, the heat dissipation performance from the stationary seal ring to the casing can be enhanced without reducing the seal performance.

前記メカニカルシールにおいて、前記ガスケットは、前記Oリングの径方向外側に配置されるのが好ましい。この場合、ガスケットをOリングの径方向内側に配置する場合に比べて、シール部を容易に組み付けることができる。   In the mechanical seal, it is preferable that the gasket is disposed on a radially outer side of the O-ring. In this case, the seal portion can be easily assembled as compared with the case where the gasket is disposed on the radially inner side of the O-ring.

前記メカニカルシールにおいて、前記第1シール面および前記第2シール面は、前記回転軸の軸方向に対向して配置されており、前記ガスケットの軸方向の一側面が前記第1シール面に直接面接触し、前記ガスケットの軸方向の他側面が前記第2シール面に直接面接触するのが好ましい。
この場合、ガスケットの軸方向の両側面が、ケーシング側の第1シール面および静止密封環の第2シール面にそれぞれ直接面接触するので、静止密封環で発生した熱をガスケットを介してケーシング側へさらに効率的に放熱することができる。
In the mechanical seal, the first seal surface and the second seal surface are disposed so as to face each other in the axial direction of the rotating shaft, and one side surface of the gasket in the axial direction directly faces the first seal surface. It is preferable that the other axial side surface of the gasket is in direct surface contact with the second seal surface.
In this case, since both side surfaces of the gasket in the axial direction are in direct surface contact with the first seal surface on the casing side and the second seal surface of the stationary seal ring, the heat generated in the stationary seal ring is transferred to the casing side via the gasket. It is possible to dissipate heat more efficiently.

本発明のメカニカルシールによれば、シール性能を低下させることなく静止密封環からケーシングへの放熱性能を高めることができる。   According to the mechanical seal of the present invention, the heat dissipation performance from the stationary seal ring to the casing can be enhanced without reducing the seal performance.

本発明の第1実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanical seal which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のメカニカルシールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional mechanical seal.

以下、本発明のメカニカルシールの実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。図1において、メカニカルシール1は、例えば化学プラントにおいて使用されるポンプ等の回転流体機器の内部に設けられ、圧力変動が大きい被密封流体(例えばエチレン)をシールするものである。本実施形態のメカニカルシール1は、回転軸60と、当該回転軸60を包囲している回転流体機器のケーシング50との間に配置されたアウトサイド型メカニカルシールである。なお、本実施形態において、図1の左側を機外側、図1の右側を機内側という。
Hereinafter, embodiments of a mechanical seal of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a mechanical seal according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a mechanical seal 1 is provided in a rotating fluid device such as a pump used in a chemical plant, for example, and seals a sealed fluid (for example, ethylene) having a large pressure fluctuation. The mechanical seal 1 of the present embodiment is an outside type mechanical seal disposed between a rotating shaft 60 and a casing 50 of a rotating fluid device that surrounds the rotating shaft 60. In the present embodiment, the left side in FIG. 1 is referred to as the outboard side, and the right side in FIG.

メカニカルシール1は、回転側ユニットとして、回転軸60に一体回転可能に取り付けられたリテーナ2と、回転軸60に対して一体回転可能かつ軸方向(図中の左右方向)に移動可能に嵌合された環状の回転密封環3と、回転密封環3を機内側に付勢する弾性部材4とを備えている。   The mechanical seal 1 is fitted as a rotation-side unit with a retainer 2 attached to the rotary shaft 60 so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 60 so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 60 and movable in the axial direction (left-right direction in the figure). An annular rotary seal ring 3 and an elastic member 4 that urges the rotary seal ring 3 toward the inside of the machine are provided.

リテーナ2は、円筒状に形成された小径の第1保持部21と、その機外側において円環状に一体形成された大径の第2保持部22とからなる断面L字状の円筒体である。第1保持部21及び第2保持部22は、周方向に複数配置された弾性部材4を保持するものである。第2保持部22は、周方向に配置された所定数のセットスクリュ11により回転軸60に固定されている。   The retainer 2 is a cylindrical body having an L-shaped cross section including a first holding part 21 having a small diameter formed in a cylindrical shape and a second holding part 22 having a large diameter integrally formed on the outer side of the retainer 2. . The first holding part 21 and the second holding part 22 hold a plurality of elastic members 4 arranged in the circumferential direction. The second holding part 22 is fixed to the rotating shaft 60 by a predetermined number of set screws 11 arranged in the circumferential direction.

回転密封環3は、耐摩耗性及びシール性能に優れたセラミックスや超硬合金等の硬質材からなる。回転密封環3は、本体部31と、本体部31の機外側に一体形成された連結部32と、連結部32の機外側に端面に取り付けられたドライブカラーである補強部33とにより構成されている。   The rotary seal ring 3 is made of a hard material such as ceramics or cemented carbide excellent in wear resistance and sealing performance. The rotary seal ring 3 includes a main body 31, a connecting portion 32 that is integrally formed on the outer side of the main body 31, and a reinforcing portion 33 that is a drive collar attached to an end surface on the outer side of the connecting portion 32. ing.

本体部31の内径は、回転軸60の外径よりも若干大きく設定されている。本体部31の機内側の端部には回転側密封端面31aが形成されている。
連結部32の内径は、リテーナ2の第1保持部21の外径よりも若干大きく設定されている。連結部32は、その機内側の内周面が回転軸60の外周面に対してOリング12によりシール(二次シール)された状態で、本体部31及び補強部33と共に軸方向に移動可能に保持されている。
The inner diameter of the main body 31 is set slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft 60. A rotary side sealing end face 31 a is formed at the end of the main body 31 on the machine inner side.
The inner diameter of the connecting portion 32 is set slightly larger than the outer diameter of the first holding portion 21 of the retainer 2. The connecting portion 32 is movable in the axial direction together with the main body portion 31 and the reinforcing portion 33 in a state where the inner peripheral surface on the inside of the machine is sealed (secondary seal) by the O-ring 12 with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 60. Is held in.

補強部33は、ステンレス鋼等の金属材(例えば、SUS316等)で構成されたドライブカラーである。補強部33には、機内側に突出するドライブピン13が固着されており、このドライブピン13は、連結部32の機外側の端部に形成された係合孔32aに係合されている。これにより、補強部33が本体部31及び連結部32に対して相対回転するのを阻止している。   The reinforcing portion 33 is a drive collar made of a metal material such as stainless steel (for example, SUS316). A drive pin 13 protruding to the inside of the machine is fixed to the reinforcing part 33, and this drive pin 13 is engaged with an engagement hole 32 a formed at the end of the connection part 32 on the outside of the machine. Thereby, the reinforcing part 33 is prevented from rotating relative to the main body part 31 and the connecting part 32.

弾性部材4は、例えば圧縮コイルばねからなり、リテーナ2の第2保持部22に保持されている。弾性部材4の機内側の端部は、補強部33の機外側の端面に当接しており、弾性部材4の付勢力によって回転密封環3を軸方向の機内側に付勢している。これにより、回転密封環3の回転側密封端面31aは、弾性部材4の付勢力により後述する静止側密封端面6aに押し付けられている。   The elastic member 4 is made of, for example, a compression coil spring and is held by the second holding portion 22 of the retainer 2. The end of the elastic member 4 on the machine inner side is in contact with the end surface of the reinforcing part 33 on the machine outer side, and the urging force of the elastic member 4 urges the rotary seal ring 3 toward the machine inner side in the axial direction. Thereby, the rotation-side sealing end surface 31 a of the rotation sealing ring 3 is pressed against a stationary-side sealing end surface 6 a described later by the urging force of the elastic member 4.

ケーシング50は、ケーシング本体51と、ケーシング本体51の機外側の側面に固定されたシールケース52とを有している。メカニカルシール1は、静止側ユニットとして、シールケース52に内嵌された環状の静止密封環6と、シールケース52の内周と静止密封環6の外周との間を密封する一対のシール部7,8とを備えている。   The casing 50 includes a casing body 51 and a seal case 52 fixed to the side surface of the casing body 51 on the outside of the machine. The mechanical seal 1 is, as a stationary side unit, an annular stationary sealing ring 6 fitted in the sealing case 52 and a pair of sealing portions 7 that seal between the inner periphery of the sealing case 52 and the outer periphery of the stationary sealing ring 6. , 8 are provided.

静止密封環6は、カーボン、又はその他の材料を主成分として形成された部材であり、その外周面6bはシールケース52の内周面52aに嵌合して固定されている。静止密封環6の機外側の端面は、回転密封環3の回転側密封端面31aが摺接する静止側密封端面6aとされている。なお、静止密封環6の内周面には、軸方向の機外側から機内側へ向かうに従って漸次拡径する円錐面6cが形成されている。   The stationary seal ring 6 is a member formed of carbon or other material as a main component, and the outer peripheral surface 6 b is fitted and fixed to the inner peripheral surface 52 a of the seal case 52. The end face on the machine outside of the stationary seal ring 6 is a stationary side seal end face 6a with which the rotary side seal end face 31a of the rotary seal ring 3 is in sliding contact. A conical surface 6c is formed on the inner peripheral surface of the stationary seal ring 6 so as to gradually increase in diameter from the outer side in the axial direction toward the inner side.

シールケース52の内周部の機外側には、径方向に延びる環状のシール面(第1シール面)52bが形成されている。静止密封環6の外周部の機外側には、シールケース52のシール面52bに対して軸方向に対向する環状のシール面(第2シール面)6dが形成されている。シール部7は、シールケース52のシール面52bと静止密封環6のシール面6dとの間を密封している。   An annular seal surface (first seal surface) 52b extending in the radial direction is formed on the outer side of the inner peripheral portion of the seal case 52. An annular seal surface (second seal surface) 6 d that is axially opposed to the seal surface 52 b of the seal case 52 is formed on the outer side of the outer peripheral portion of the stationary seal ring 6. The seal portion 7 seals between the seal surface 52 b of the seal case 52 and the seal surface 6 d of the stationary seal ring 6.

シール部7は、ゴム製(例えばニトリルゴム又はフッ素ゴム等の合成ゴム製)のOリング7aと、このOリング7aの径方向外側に配置され熱伝導性を有する材料(銅、アルミニウム、SUS等の金属、又は膨張黒鉛等)からなる環状のガスケット7bとを備えている。ここで、本願発明における「ガスケット」とは、その径方向内側に配置されるOリングよりも熱伝導率が高い材料からなるものをいう。本実施形態のガスケット7bは、例えばブリネル硬さ(HB)が50であって、熱伝導率が400W/(m・K)の銅からなる。   The seal portion 7 is made of rubber (for example, synthetic rubber such as nitrile rubber or fluorine rubber), and a material having heat conductivity (copper, aluminum, SUS, etc.) disposed outside the O-ring 7a in the radial direction. And an annular gasket 7b made of expanded graphite or the like. Here, the “gasket” in the present invention refers to a material made of a material having a higher thermal conductivity than an O-ring arranged on the radially inner side. For example, the gasket 7b of this embodiment is made of copper having a Brinell hardness (HB) of 50 and a thermal conductivity of 400 W / (m · K).

Oリング7aは、断面楕円状に形成されており、その軸方向の寸法は、ガスケット7bの軸方向の寸法よりも長く設定されている。これにより、Oリング7aのつぶし代は、ガスケット7bのつぶし代よりも大きく設定されている。
ガスケット7bの軸方向の一側面7b1は、シールケース52のシール面52bに直接面接触している。また、ガスケット7bの軸方向の他側面7b2は、静止密封環6のシール面6dに直接面接触している。
The O-ring 7a is formed in an elliptical cross section, and its axial dimension is set longer than the axial dimension of the gasket 7b. Thereby, the crushing allowance of the O-ring 7a is set larger than the crushing allowance of the gasket 7b.
One side surface 7b1 in the axial direction of the gasket 7b is in direct surface contact with the seal surface 52b of the seal case 52. Further, the other axial side surface 7 b 2 of the gasket 7 b is in direct surface contact with the sealing surface 6 d of the stationary sealing ring 6.

ケーシング本体51の機外側の側面には、機外側に突出する環状のシール面(第1シール面)51bが形成されている。静止密封環6の外周部の機内側には、ケーシング本体51のシール面51bに対して軸方向に対向する環状のシール面(第2シール面)6eが形成されている。シール部8は、ケーシング本体51のシール面51bと静止密封環6のシール面6eとの間を密封している。   An annular seal surface (first seal surface) 51 b that protrudes to the outside of the machine is formed on the side surface of the casing body 51 on the outside of the machine. An annular seal surface (second seal surface) 6 e that is axially opposed to the seal surface 51 b of the casing main body 51 is formed on the machine inner side of the outer peripheral portion of the stationary seal ring 6. The seal portion 8 seals between the seal surface 51 b of the casing body 51 and the seal surface 6 e of the stationary seal ring 6.

シール部8は、ゴム製(例えばニトリルゴム又はフッ素ゴム等の合成ゴム製)のOリング8aと、このOリング8aの径方向外側に配置され熱伝導性を有する材料(銅、アルミニウム、SUS等の金属、又は膨張黒鉛等)からなる環状のガスケット8bとを備えている。本実施形態のガスケット8bは、例えばガスケット7bと同様に、ブリネル硬さ(HB)が50であって、熱伝導率が400W/(m・K)の銅からなる。   The seal portion 8 is made of rubber (for example, synthetic rubber such as nitrile rubber or fluorine rubber), and a material (copper, aluminum, SUS, or the like) disposed on the outer side in the radial direction of the O-ring 8a. And an annular gasket 8b made of expanded metal or the like. The gasket 8b of the present embodiment is made of copper having a Brinell hardness (HB) of 50 and a thermal conductivity of 400 W / (m · K), for example, like the gasket 7b.

Oリング8aは、断面楕円状に形成されており、その軸方向の寸法は、ガスケット8bの軸方向の寸法よりも長く設定されている。これにより、Oリング8aのつぶし代は、ガスケット8bのつぶし代よりも大きく設定されている。
ガスケット8bの軸方向の一側面8b1は、ケーシング本体51のシール面51bに直接面接触している。また、ガスケット8bの軸方向の他側面8b2は、静止密封環6のシール面6eに直接面接触している。
The O-ring 8a is formed in an elliptical cross section, and its axial dimension is set longer than the axial dimension of the gasket 8b. Thereby, the crushing margin of the O-ring 8a is set larger than the crushing margin of the gasket 8b.
One side surface 8 b 1 in the axial direction of the gasket 8 b is in direct surface contact with the seal surface 51 b of the casing body 51. Further, the other axial side surface 8 b 2 of the gasket 8 b is in direct surface contact with the sealing surface 6 e of the stationary sealing ring 6.

上記のように構成された本実施形態のメカニカルシール1によれば、ケーシング50側の第1シール面52b(51b)と静止密封環の第2シール面6d(6e)との間を密封するシール部7(8)は、ゴム製のOリング7a(8a)を有するので、第1シール面52b(51b)と第2シール面6d(6e)との間のシール性能を確保することができる。また、シール部7(8)は、Oリング7a(8a)の径方向外側に配置された金属製のガスケット7b(8b)を有するので、静止密封環6で発生した摺動熱等の熱をガスケット7b(8b)を介してケーシング50側へ効率的に放熱することができる。したがって、シール性能を低下させることなく静止密封環6からケーシング50への放熱性能を高めることができる。そのため、メカニカルシール1は、高温の被密封流体をシールする場合やドライ運転等の大きな摺動熱が発生する場合に特に好適である。   According to the mechanical seal 1 of the present embodiment configured as described above, a seal that seals between the first seal surface 52b (51b) on the casing 50 side and the second seal surface 6d (6e) of the stationary seal ring. Since the part 7 (8) has the rubber O-ring 7a (8a), the sealing performance between the first seal surface 52b (51b) and the second seal surface 6d (6e) can be ensured. Further, since the seal portion 7 (8) has a metal gasket 7b (8b) disposed on the outer side in the radial direction of the O-ring 7a (8a), heat such as sliding heat generated in the stationary seal ring 6 is generated. Heat can be efficiently radiated to the casing 50 through the gasket 7b (8b). Therefore, the heat dissipation performance from the stationary seal ring 6 to the casing 50 can be enhanced without reducing the sealing performance. Therefore, the mechanical seal 1 is particularly suitable when sealing a high-temperature sealed fluid or when large sliding heat is generated during dry operation or the like.

また、ガスケット7b(8b)は、Oリング7a(8a)の径方向外側に配置されているので、ガスケット7b(8b)をOリング7a(8a)の径方向内側に配置する場合に比べて、シール部7(8)を容易に組み付けることができる。   Further, since the gasket 7b (8b) is disposed on the outer side in the radial direction of the O-ring 7a (8a), compared with the case where the gasket 7b (8b) is disposed on the inner side in the radial direction of the O-ring 7a (8a), The seal portion 7 (8) can be easily assembled.

また、ガスケット7b(8b)の軸方向の両側面7b1,7b2(8b1,8b2)が、ケーシング50側の第1シール面52b(51b)および静止密封環6の第2シール面6d(6e)にそれぞれ直接面接触しているので、静止密封環6で発生した摺動熱等をガスケット7b(8b)を介してケーシング50側へさらに効率的に放熱することができる。   Further, both axial side surfaces 7b1, 7b2 (8b1, 8b2) of the gasket 7b (8b) are formed on the first seal surface 52b (51b) on the casing 50 side and the second seal surface 6d (6e) of the stationary seal ring 6. Since they are in direct surface contact with each other, sliding heat generated in the stationary seal ring 6 can be radiated more efficiently to the casing 50 side via the gasket 7b (8b).

図2は、本発明の第2実施形態に係るメカニカルシールを示す断面図である。本実施形態のメカニカルシール1は、インサイド型メカニカルシールである点で第1実施形態と相違する。なお、本実施形態において、図2の右側を機内側、図2の左側を機外側という。   FIG. 2 is a sectional view showing a mechanical seal according to the second embodiment of the present invention. The mechanical seal 1 of the present embodiment is different from the first embodiment in that it is an inside type mechanical seal. In the present embodiment, the right side of FIG. 2 is referred to as the inside of the machine, and the left side of FIG. 2 is referred to as the outside of the machine.

図2において、本実施形態のメカニカルシール1は、回転側ユニットとして、回転軸60に一体回転可能に取り付けられたリテーナ2と、回転軸60に対して一体回転可能かつ軸方向(図中の左右方向)に移動可能に嵌合された環状の回転密封環3と、回転密封環3を機外側に付勢する弾性部材4とを備えている。   In FIG. 2, the mechanical seal 1 of the present embodiment includes a retainer 2 attached to a rotary shaft 60 so as to be integrally rotatable with a rotary shaft 60 as a rotary side unit, and can rotate integrally with the rotary shaft 60 in the axial direction (left and right in the figure). And an annular rotary seal ring 3 that is movably fitted in the direction) and an elastic member 4 that biases the rotary seal ring 3 toward the outside of the machine.

リテーナ2は、円筒状に形成されており、周方向に配置された所定数のセットスクリュ11により回転軸60に固定されている。また、リテーナ2は、弾性部材4を保持している。
回転密封環3は、本体部31と、本体部31の機内側に固定された連結部32と、連結部32の機内側に端面に取り付けられたドライブカラーである補強部33とにより構成されている。
The retainer 2 is formed in a cylindrical shape, and is fixed to the rotating shaft 60 by a predetermined number of set screws 11 arranged in the circumferential direction. The retainer 2 holds an elastic member 4.
The rotary seal ring 3 includes a main body 31, a connecting part 32 fixed to the machine inner side of the main body part 31, and a reinforcing part 33 that is a drive collar attached to the end face of the connecting part 32 on the machine inner side. Yes.

本体部31の機外側の端面は回転側密封端面31aとされている。連結部32は、その機内側の内周面が回転軸60の外周面に対してOリング12によりシール(二次シール)された状態で、本体部31及び補強部33と共に軸方向に移動可能に保持されている。
連結部32には、機内側に突出するドライブピン13が固着されており、このドライブピン13は、補強部33に形成された係合孔33aに係合されている。これにより、補強部33が本体部31及び連結部32に対して相対回転するのを阻止している。
An end surface on the machine outside of the main body 31 is a rotation-side sealed end surface 31a. The connecting portion 32 is movable in the axial direction together with the main body portion 31 and the reinforcing portion 33 in a state where the inner peripheral surface on the inside of the machine is sealed (secondary seal) by the O-ring 12 with respect to the outer peripheral surface of the rotary shaft 60. Is held in.
A drive pin 13 protruding to the inside of the machine is fixed to the connecting portion 32, and the drive pin 13 is engaged with an engagement hole 33 a formed in the reinforcing portion 33. This prevents the reinforcing portion 33 from rotating relative to the main body portion 31 and the connecting portion 32.

弾性部材4は、例えば圧縮コイルばねからなり、リテーナ2に保持されている。弾性部材4の機外側の端部は、補強部33の機内側の端面に当接しており、弾性部材4の付勢力によって回転密封環3を軸方向の機外側に付勢している。これにより、回転密封環3の回転側密封端面31aは、弾性部材4の付勢力により後述する静止側密封端面6aに押し付けられている。   The elastic member 4 is made of, for example, a compression coil spring and is held by the retainer 2. The end of the elastic member 4 on the outside of the machine is in contact with the end surface of the reinforcing part 33 on the inside of the machine, and the urging force of the elastic member 4 biases the rotary seal ring 3 toward the outside of the machine in the axial direction. Thereby, the rotation-side sealing end surface 31 a of the rotation sealing ring 3 is pressed against a stationary-side sealing end surface 6 a described later by the urging force of the elastic member 4.

メカニカルシール1は、静止側ユニットとして、ケーシング50に内嵌された環状の静止密封環6と、ケーシング50の内周と静止密封環6の外周との間を密封するシール部9とを備えている。
静止密封環6の機外側の端部は、ケーシング50から機内側に突出するピン14によりケーシング50との相対回転が阻止されている。静止密封環6の機内側の端部には、回転密封環3の回転側密封端面31aが摺接する静止側密封端面6aが形成されている。
The mechanical seal 1 includes, as a stationary side unit, an annular stationary sealing ring 6 fitted in the casing 50, and a seal portion 9 that seals between the inner periphery of the casing 50 and the outer periphery of the stationary sealing ring 6. Yes.
The end of the stationary seal ring 6 on the outside of the machine is prevented from rotating relative to the casing 50 by a pin 14 protruding from the casing 50 to the inside of the machine. At the end of the stationary seal ring 6 on the inside of the machine, a stationary side seal end face 6a is formed in which the rotary side seal end face 31a of the rotary seal ring 3 is in sliding contact.

ケーシング50の内周部には、径方向に延びる環状のシール面(第1シール面)52cが形成されている。静止密封環6の外周部の機外側には、ケーシング50のシール面52cに対して軸方向に対向する環状のシール面(第2シール面)6fが形成されている。
シール部9は、ケーシング50のシール面52cと静止密封環6のシール面6fとの間を密封している。シール部9は、ゴム製のOリング9aと、このOリング9aの径方向外側に配置され熱伝導性を有する材料からなる環状のガスケット9bとを備えている。
An annular seal surface (first seal surface) 52 c extending in the radial direction is formed on the inner peripheral portion of the casing 50. An annular seal surface (second seal surface) 6 f that is opposed to the seal surface 52 c of the casing 50 in the axial direction is formed on the outer side of the outer peripheral portion of the stationary seal ring 6.
The seal portion 9 seals between the seal surface 52 c of the casing 50 and the seal surface 6 f of the stationary seal ring 6. The seal portion 9 includes a rubber O-ring 9a and an annular gasket 9b made of a material having thermal conductivity and disposed outside the O-ring 9a in the radial direction.

Oリング9aは、断面楕円状に形成されており、その軸方向の寸法は、ガスケット9bの軸方向の寸法よりも長く設定されている。これにより、Oリング9aのつぶし代は、ガスケット9bのつぶし代よりも大きく設定されている。
ガスケット9bの軸方向の一側面9b1は、ケーシング50のシール面52cに直接面接触している。また、ガスケット9bの軸方向の他側面9b2は、静止密封環6のシール面6fに直接面接触している。なお、第2実施形態において説明を省略した点は、第1実施形態と同様である。
The O-ring 9a is formed in an elliptical cross section, and its axial dimension is set longer than the axial dimension of the gasket 9b. Thereby, the crushing margin of the O-ring 9a is set larger than the crushing margin of the gasket 9b.
One side surface 9b1 in the axial direction of the gasket 9b is in direct surface contact with the sealing surface 52c of the casing 50. Further, the other axial side surface 9 b 2 of the gasket 9 b is in direct surface contact with the sealing surface 6 f of the stationary sealing ring 6. In addition, the point which abbreviate | omitted description in 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment.

上記のように構成された本実施形態のメカニカルシール1においても、シール部9は、ゴム製のOリング9aを有するので、第1シール面52cと第2シール面6fとの間のシール性能を確保することができる。また、シール部9は、Oリング9aの径方向外側に配置された金属製のガスケット9bを有するので、静止密封環6で発生した摺動熱等の熱をガスケット9bを介してケーシング50側へ効率的に放熱することができる。したがって、シール性能を低下させることなく静止密封環6からケーシング50への放熱性能を高めることができる。   Also in the mechanical seal 1 of the present embodiment configured as described above, the seal portion 9 includes the rubber O-ring 9a, so that the sealing performance between the first seal surface 52c and the second seal surface 6f is improved. Can be secured. Further, since the seal portion 9 has a metal gasket 9b disposed on the outer side in the radial direction of the O-ring 9a, heat such as sliding heat generated in the stationary seal ring 6 is transferred to the casing 50 side via the gasket 9b. Heat can be radiated efficiently. Therefore, the heat dissipation performance from the stationary seal ring 6 to the casing 50 can be enhanced without reducing the sealing performance.

また、ガスケット9bは、Oリング9aの径方向外側に配置されているので、ガスケット9bをOリング9aの径方向内側に配置する場合に比べて、シール部9を容易に組み付けることができる。
また、ガスケット9bの軸方向の両側面9b1,9b2が、ケーシング50側の第1シール面52cおよび静止密封環6の第2シール面6fにそれぞれ直接面接触しているので、静止密封環6で発生した摺動熱等をガスケット9bを介してケーシング50側へさらに効率的に放熱することができる。
Further, since the gasket 9b is arranged on the outer side in the radial direction of the O-ring 9a, the seal portion 9 can be easily assembled as compared with the case where the gasket 9b is arranged on the inner side in the radial direction of the O-ring 9a.
Further, since both side surfaces 9b1 and 9b2 in the axial direction of the gasket 9b are in direct surface contact with the first seal surface 52c on the casing 50 side and the second seal surface 6f of the stationary seal ring 6, respectively, the stationary seal ring 6 The generated sliding heat or the like can be radiated more efficiently to the casing 50 side via the gasket 9b.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、上記実施形態におけるシール部は、Oリングの径方向外側にガスケットを配置しているが、Oリングの径方向内側にガスケットを配置してもよい。また、上記実施形態におけるガスケットは、第1及び第2シール面に直接面接触しているが、いずれか一方のシール面に直接面接触してもよいし、両シール面とも間接的に接触していてもよい。   For example, in the seal portion in the above embodiment, the gasket is disposed on the radially outer side of the O-ring, but the gasket may be disposed on the radially inner side of the O-ring. In addition, the gasket in the above embodiment is in direct surface contact with the first and second seal surfaces, but may be in direct surface contact with either one of the seal surfaces or indirectly with both seal surfaces. It may be.

1 メカニカルシール
3 回転密封環
6 静止密封環
6d〜6f シール面(第2シール面)
7〜9 シール部
7a〜9a Oリング
7b〜9b ガスケット
7b1〜9b1 一側面
7b2〜9b2 他側面
50 ケーシング
51b シール面(第1シール面)
52b シール面(第1シール面)
52c シール面(第1シール面)
60 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mechanical seal 3 Rotating seal ring 6 Static seal ring 6d-6f Seal surface (2nd seal surface)
7-9 Seal portion 7a-9a O-ring 7b-9b Gasket 7b1-9b1 One side 7b2-9b2 Other side 50 Casing 51b Seal surface (first seal surface)
52b Seal surface (first seal surface)
52c Seal surface (first seal surface)
60 axis of rotation

Claims (2)

回転軸に一体回転可能に取り付けられる回転密封環と、前記回転軸を包囲しているケーシング側に固定されるとともに前記回転密封環が摺接する静止密封環と、を備えたメカニカルシールであって、
前記ケーシング側の内周において径方向に延びて形成された環状の第1シール面と、前記第1シール面に対して環状空間を挟んで前記回転軸の軸方向に対向するように前記静止密封環の外周に形成された環状の第2シール面との間を密封するシール部を備え、
前記シール部は、前記環状空間に配置されたゴム製のOリングと、前記環状空間において前記Oリングの径方向外側に配置され熱伝導性を有する環状のガスケットと、を備えることを特徴とするメカニカルシール。
A mechanical seal comprising: a rotary seal ring attached to the rotary shaft so as to be integrally rotatable; and a stationary seal ring fixed to a casing side surrounding the rotary shaft and in sliding contact with the rotary seal ring,
It said to be opposite to the first sealing surface of the annular formed extending in Oite radially inner periphery of the casing side, in the axial direction of the rotary shaft across the annular space for the first sealing surface A seal portion that seals between the annular second seal surface formed on the outer periphery of the stationary seal ring;
The seal portion includes a comprising: a rubber O-ring disposed in said annular space, and a ring-shaped gasket having disposed thermally conductive radially outer side of the O-ring in said annular space Mechanical seal.
記ガスケットの軸方向の一側面が前記第1シール面に直接面接触し、前記ガスケットの軸方向の他側面が前記第2シール面に直接面接触する請求項1に記載のメカニカルシール Mechanical seal according to claim 1 which before direct contact faces one side in the axial direction of the outs basket within the first sealing surface, the other side of the axial direction of the gasket is in direct contact surface with the second sealing surface.
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