JP7651176B2

JP7651176B2 - グランドパッキンの交換装置及び交換方法

Info

Publication number: JP7651176B2
Application number: JP2021172665A
Authority: JP
Inventors: 早衛萱野; 勝一江濱
Original assignee: Wadeco Co Ltd
Current assignee: Wadeco Co Ltd
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2025-03-26
Anticipated expiration: 2041-10-21
Also published as: JP2023062601A

Description

本発明は、グランドパッキンの交換装置、並びに前記交換装置を用いて行うグランドパッキンの交換方法に関する。

バルブやポンプ等の流体機械では、摺動部の密閉を目的として、軸部と、軸部が挿通する軸受管との間をシールするグランドパッキンが使用されているが、グランドパッキンは、長時間の使用で変形や破損が起こり、シール性能が低下するため、定期的に新しいものとの交換が行われている。

グランドパッキンの交換の際には、鋭く尖った湾曲する刃先部分である鈷部を先端側に備えた鈷式工具や、尖った雄ねじ部を先端側に備えたスクリュウ式工具等の専用工具が使用されている。そして、グランドパッキンに鈷部を突き刺して引っ掛けたり、雄ねじ部を突き刺してねじ込んだりした後に専用工具を引き上げることによって、グランドパッキンを引き抜くことが行われている。その際、交換される古いグランドパッキンが装着個所に残存していると、新しいグランドパッキンが装着不良を起こしてシール性能が低下するため、古いグランドパッキンを完全に取り除く必要があり、手間や時間、ある程度の熟練を要している。

また、グランドパッキンは、一般的に、軸部の軸方向に複数のグランドパッキンを積層した多段構造となっている。この多段構造のグランドパッキンを交換する際には、古いグランドパッキンを、一層毎に、上記した専用工具を用いて取り除くことになり、手間がかかる。また、専用工具の先端を、隣接するグランドパッキン間にうまく差し込んで引き上げなければ、グランドパッキンが破損したり、途中で切れたりする。

そこで、例えば、特許文献１では、多段構造のグランドパッキンに対して、隣接するグランドパッキンの間に流体の圧力を供給し、少なくとも一つの層のグランドパッキンを装着部の軸方向に移動させ、軸方向に移動したグランドパッキンを取り除く構成の取り外し装置を提案している。

また、高炉に供給された鉄鉱石やコークス等の装入物の堆積状態を検知し、次回の供給量を制御して安定な操業を維持するために、炉内に供給され、高炉内に堆積している装入物の表面プロフィールを検出することが行われている。本出願人も先に、特許文献２に記載の検出装置を提案している。

図５に、特許文献２の図２に記載された検出装置１００を示す。主要部分を説明すると、反射面１４０ａの高炉側への傾斜角度（Ｘ方向）を可変にした角度可変反射板１４０と、角度固定反射板１３８Ａ～１３８Ｃ（１３８）とを備える。回転軸１１０の外周面のギア１１２とモータ１１３のギア１５５とが噛合しており、モータ１１３を駆動させることにより、回転軸１１０がＹ方向に回転し、それに伴って回転板１２０が高炉１の開口部２に対して水平に回転する。角度可変反射板１４０は、リンク機構１１７の第１リンク１１７ａが固定されており、第１リンク１１７ａには第２リンク１１７ｂが連結している。また、第２リンク１１７ｂには、回転軸１１０の内部を貫通する連結棒１１４が連結しており、連結棒１１４がＨ方向に上下動することにより、角度可変反射板１４０の反射面１４０ａがＸ方向に傾斜する。そして、回転軸１１０とともに回転板１２０を回動させながら、角度可変反射板１４０の反射面１４０ａを傾斜させることにより、送受信手段１３０からアンテナ１３５を介して送信される検出波Ｍを、高炉内の装入物の表面プロフィールを線状または面状に走査している。

この検出装置１００では、高炉１の内部の危険ガスが開口部２を通じて回転軸１１０に侵入し、回転軸１１０の内部は高圧になっており、回転軸１１０よりも図中上部側は低圧（大気圧）になっていることから、図中の円で囲まれた部分Ａや部分Ｂ、即ち回転軸１１０の上面と、連結棒１１４やアンテナ１３５の導波管１３３との間が、グランドパッキン（図示せず。図１参照）でシールされている。

特開２０１９－２１８９８３号公報特許第６８５７９３３号公報

しかしながら、専用工具を用いる場合には、上記したように、手間や時間、ある程度の熟練が必要であり、特許文献１の取り外し装置では、流体を供給するための供給管や、流体の供給源、流体の調整バルブ等が必要であり、装置構造が複雑になる。

また、装置の小型化に伴ってグランドパッキンの装着個所の周囲の空間が狭くなりつつあり、狭い空間での交換作業がより難しくなっている。特に、特許文献２のような検出装置では、回転軸１１０の上方の空間を狭くして小型化されており、交換作業が難しくなっている。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、古いグランドパッキンの残存もなく確実に、容易に行うことができ、複雑な装置を要することも無いグランドパッキンの交換装置、並びに交換方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、下記のグランドパッキンの交換装置及び交換方法を提供する。
（１）軸または管の外周面と、前記軸または前記管が挿通する筒状の支持部の内周面との間をシールするグランドパッキンの交換装置であって、
主部と、前記主部から二股に分かれた一対の腕部とを有する取り外しアームと、
前記支持部の外側に位置し、前記取り外しアームの前記腕部の先端と係合する係合部と、
前記グランドパッキンと対向するように、前記支持部の上方に固定された円環部材と、
を備えるとともに、
前記取り外しアームの前記腕部の先端を前記係合部に係合させ、かつ、前記腕部を前記支持部の外周面の径方向両端部分に連結させた状態で、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げるともに、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し当てる構成になっていることを特徴とするグランドパッキンの交換装置。
（２）軸または管の外周面と、前記軸または前記管が挿通する筒状の支持部の内周面との間をシールするグランドパッキンの交換方法であって、
上記（１）に記載の交換装置を用いるとともに、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げ、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し付けることにより、前記グランドパッキンを前記支持部から下方に押し出した後、
新たなグランドパッキンを、前記円環部材の側から前記支持部に挿入して補充することを特徴とするグランドパッキンの交換方法。
（３）前記グランドパッキンが、複数のグランドパッキンを多段に積層した多段構造であり、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げ、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し付けることにより、前記グランドパッキンを前記支持部から下方に押し出した後、新たなグランドパッキンを、前記円環部材の側から前記支持部に挿入して補充する一連の操作を、繰り返し行うことを特徴とする上記（２）記載のグランドパッキンの交換方法。

本発明では、取り外しアームを押し上げて古いグランドパッキンを取り外し、新たなグランドパッキンを補充するという簡便な操作により、古いグランドパッキンの残存もなく確実に、新しいグランドパッキンに交換することができる。

図１は、本発明の交換装置の実施形態を示す断面図であり、交換前の状態を示している。図２は、図１に示す交換装置の支持部及び取り外しアームを示す上面図である。図３は、取り外しアームの主部を押し上げた状態を示す図である。図４は、新たなグランドパッキンを補充する状態を示す図である。図５は、特許文献２の図２に示す検出装置の主要部分を説明する図である。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の交換装置の実施形態を示す断面図であり、交換前の状態を示している。軸または管（図の例では管１０）と、管１０を挿通させる支持部２０との間に、グランドパッキン３０が装着されている。

支持部２０は、支持フレーム２５にボルト２６により取り付けられている。また、支持部２０の外側には、円環状の包囲体６０がボルト６６により支持フレーム２５に取り付けられている。

グランドパッキン３０は、ランタンリング４０の上下に、図の例では３層ずつ積層した合計６層の多段構造になっており、グランドパッキン押え３５により上方から押圧され、支持部２０に固定されている。グランドパッキン押え３５は、爪状の突起３６を最上層のグランドパッキン３０（符号「３０Ａ」）に押し付け、押圧状態でボルト３７により支持部２０に取り付けられている。

グランドパッキン押え３５の上方には、グランドパッキン３０と対向する位置に、円環部材５０が設置されている。円環部材５０は、支持フレーム５５に取り付けられ、固定されている。

ランタンリング４０は、支持部２０に設けられた注入孔４５を通じて外部からグランドパッキン３０の装着個所にグリースや油を供給し、管１０と支持部２０との隙間や、グランドパッキン間の隙間を塞いで密封性をより高めるために設けられている。また、ランタンリング４０は、２つ割りにしてある。

また、支持部２０の外周面には、取り外しアーム７０が連結されている。図２に示すように、取り外しアーム７０は、主部７５に連続して二股に分かれた一対の腕部７６を有しており、略Ｙ字状を呈する部材である。また、腕部７６にはそれぞれ、腕部７６の長手方向を長軸とする長孔７７が開口している。そして、長孔から固定ピン８０を挿入し、支持部２０の外周面に固定することにより、取り外しアーム７０が支持部２０に連結する。尚、図２には、簡単のために、支持部２０、包囲体６０及び取り外しアーム７０のみを示している。

包囲体６０の内周面には、取り外しアーム７０の腕部７６の先端と係合する一対の突起部６８を有する。また、包囲体６０には、突起部６８と対向する側に開口部６９が開口しており、取り外しアーム７０の主部７５を突出させている。なお、図示は省略するが、突起部６８の他にも、取り外しアーム７０の腕部７６の先端が挿通する孔が開口していてもよい。この孔や突起部６８が「係合部」である。

このように構成される交換装置５を用いてグランドパッキン３０を交換するには、次の一連の操作を行う。

先ず、ボルト３７を外し、グランドパッキン押え３５を支持部２０から取り外す。また、支持部２０を支持フレーム２５に取り付けているボルト２６を取り外す。

次に、取り外しアーム７０を、包囲体６０の開口部６９から挿入し、腕部７６の先端を包囲体６０の突起部６８に係合する。それとともに、長孔７７に固定ピン８０を挿入して支持部２０の外周面に固定する。

そして、図３に示すように、取り外しアーム７０の主部７５を、図１の矢印ａで示すように円環部材５０の側に回動する。これにより、取り外しアーム７０の腕部７６の先端と、包囲体６０の突起部６８との係合個所を支点とする「てこの原理」により、グランドパッキン３０が支持部２０ごと円環部材５０の側に押し上げられる。なお、図の例では、取り外しアーム７０の主部７５を包囲体６０の開口部６９から突出させているが、主部７５が包囲体６０の開口部６９から突出していなくてもよい。この押し上げにより、最上層のグランドパッキン３０Ａが円環部材５０で押圧され、それと同時に、最下層のグランドパッキン３０（符号「３０Ｂ」）が支持部２０から下方に押し出される。

次いで、図４に示すように、取り外しアーム７０の主部７５を元の位置まで戻す。この状態では、図４に示すように、支持部２０には、最下層のグランドパッキン３０Ｂが押し出された５層のグランドパッキン３０が残存している。そこで、新たなグランドパッキン３０（符号「３０Ｃ」）を、円環部材５０の側から支持部２０に挿入して補充する。

このような取り外しアーム７０の昇降と、新たなグランドパッキン３０Ｃの補充とを、それぞれ３回繰り返し、更にランタンリング４０を支持部２０から押し出した後、押し出したランタンリング４０を、円環部材５０の側から支持部２０に再配置する。そして、ランタンリング４０の上部に３層分のグランドパッキン３０を補充する。

そして、支持部２０を支持フレーム２５にボルト２６で取り付けた後、グランドパッキン押え３５によりグランドパッキン３０を押圧した状態にてボルト３７で支持部２０に取り付けて、交換作業を完了する。

なお、図１～４では、取り外しアーム７０が図中の右側に位置しているが、これに限らず、支持部２０に対して全方位で行うことができる。

上記した交換装置５は、バルブやポンプ等の流体機械や特許文献２の検出装置等のシール部分に広く適用することができる。

５交換装置
１０管
２０支持部
３０グランドパッキン
３５グランドパッキン押え
４０ランタンリング
５０円環部材
６０包囲体
６８突起部（係合部）
７０取り外しアーム
７５主部
７６腕部
８０固定ピン

Claims

軸または管の外周面と、前記軸または前記管が挿通する筒状の支持部の内周面との間をシールするグランドパッキンの交換装置であって、
主部と、前記主部から二股に分かれた一対の腕部とを有する取り外しアームと、
前記支持部の外側に位置し、前記取り外しアームの前記腕部の先端と係合する係合部と、
前記グランドパッキンと対向するように、前記支持部の上方に固定された円環部材と、
を備えるとともに、
前記取り外しアームの前記腕部の先端を前記係合部に係合させ、かつ、前記腕部を前記支持部の外周面の径方向両端部分に連結させた状態で、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げるともに、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し当てる構成になっていることを特徴とするグランドパッキンの交換装置。
軸または管の外周面と、前記軸または前記管が挿通する筒状の支持部の内周面との間をシールするグランドパッキンの交換方法であって、
請求項１に記載の交換装置を用いるとともに、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げ、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し付けることにより、前記グランドパッキンを前記支持部から下方に押し出した後、
新たなグランドパッキンを、前記円環部材の側から前記支持部に挿入して補充することを特徴とするグランドパッキンの交換方法。
前記グランドパッキンが、複数のグランドパッキンを多段に積層した多段構造であり、
前記取り外しアームの前記主部を前記円環部材の側に回動させ、前記係合部を支点として前記グランドパッキンを前記支持部ごと押し上げ、前記グランドパッキンを前記円環部材に押し付けることにより、前記グランドパッキンを前記支持部から下方に押し出した後、新たなグランドパッキンを、前記円環部材の側から前記支持部に挿入して補充する一連の操作を、繰り返し行うことを特徴とする請求項２記載のグランドパッキンの交換方法。