JPH0320627B2 - - Google Patents
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- JPH0320627B2 JPH0320627B2 JP387984A JP387984A JPH0320627B2 JP H0320627 B2 JPH0320627 B2 JP H0320627B2 JP 387984 A JP387984 A JP 387984A JP 387984 A JP387984 A JP 387984A JP H0320627 B2 JPH0320627 B2 JP H0320627B2
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- ring
- seal
- seat
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- rotating shaft
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
- F16J15/3484—Tandem seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧力変化に対して良好なシール効果を
発揮し得るコンパクトで経済的な静止型複式メカ
ニカルシールに関するものである。
発揮し得るコンパクトで経済的な静止型複式メカ
ニカルシールに関するものである。
各種の化学工業機器に内蔵される回転軸密封用
の静止型複式メカニカルシール（以下単に複式シ
ールという）においては、密封対象流体の圧力上
昇に伴い、該流体側シール部の歪み量が増大し、
その結果密封端面の接触状態が悪くなりシール性
が低下するという現象が問題とされている。即ち
この種の代表的な複式シールの構成を第３図ａ
（要部縦断面模式図）に基づいて説明すれば次の
通りである。図において３１は回転軸、３２は該
回転軸３１のシールボツクスである。又３３ａ，
３３ｂはシールボツクス３内に所定間隔をおいて
配設される各シートリングである。そしてこの配
設に当たつては、シールボツクス３２内の両端に
固定されたシートリング受け３４ａ，３４ｂに
は、周方向に沿つて夫々複数のピン３６とばね３
７を交互に介在させて嵌装されている。尚ピン３
６は各ピン穴に嵌装されており、ルーズなピン結
合状態を形成せしめている。即ちシートリング３
３ａ，３３ｂ全体は夫々シートリング受け３４
ａ，３４ｂに対して前後上下に多少の移動が可能
である様に取付けられている。そしてシートリン
グ３３ａ，３３ｂは後記する従動リング４０ａ，
４０ｂと接触して複式密封端面を構成する。
の静止型複式メカニカルシール（以下単に複式シ
ールという）においては、密封対象流体の圧力上
昇に伴い、該流体側シール部の歪み量が増大し、
その結果密封端面の接触状態が悪くなりシール性
が低下するという現象が問題とされている。即ち
この種の代表的な複式シールの構成を第３図ａ
（要部縦断面模式図）に基づいて説明すれば次の
通りである。図において３１は回転軸、３２は該
回転軸３１のシールボツクスである。又３３ａ，
３３ｂはシールボツクス３内に所定間隔をおいて
配設される各シートリングである。そしてこの配
設に当たつては、シールボツクス３２内の両端に
固定されたシートリング受け３４ａ，３４ｂに
は、周方向に沿つて夫々複数のピン３６とばね３
７を交互に介在させて嵌装されている。尚ピン３
６は各ピン穴に嵌装されており、ルーズなピン結
合状態を形成せしめている。即ちシートリング３
３ａ，３３ｂ全体は夫々シートリング受け３４
ａ，３４ｂに対して前後上下に多少の移動が可能
である様に取付けられている。そしてシートリン
グ３３ａ，３３ｂは後記する従動リング４０ａ，
４０ｂと接触して複式密封端面を構成する。
従動リング４０ａ，４０ｂはいずれも回転軸３
１に一体的に取付けることによつて該回転軸３１
と共に回転可能とするが、その取付構造は下記の
通りである。即ちリテーナ４１は両側面が完全な
平面に形成されており、該両平面には夫々従動リ
ング４０ａ，４０ｂの相対向側端面を夫々図に現
われない回り止めピンを介して当接せしめると共
に、これらの従動リング４０ａ，４０ｂは上側従
動リング押え４４及び下側従動リング押え４３に
よりリテーナ４１の左右側に一体的に配設されて
いる。またリテーナ４１の両側面は予めラツプ加
工され、超精密な平面（表面あらさで言えばμ＝
0.0003mm程度、平坦度で言えば0.7μm下程度）に
仕上げられている。尚従動リング４０ａ，４０ｂ
の相対向側端面及び密封端面がラツプ加工されて
いることは勿論である。こうして従動リング４０
ａ，４０ｂを左右に有するリテーナ４１は更に回
転軸３１の段付部３１ａに嵌装して位置決めする
と共に、スリーブ４５及びねじ４６によつて回転
軸３１に固定されている。
１に一体的に取付けることによつて該回転軸３１
と共に回転可能とするが、その取付構造は下記の
通りである。即ちリテーナ４１は両側面が完全な
平面に形成されており、該両平面には夫々従動リ
ング４０ａ，４０ｂの相対向側端面を夫々図に現
われない回り止めピンを介して当接せしめると共
に、これらの従動リング４０ａ，４０ｂは上側従
動リング押え４４及び下側従動リング押え４３に
よりリテーナ４１の左右側に一体的に配設されて
いる。またリテーナ４１の両側面は予めラツプ加
工され、超精密な平面（表面あらさで言えばμ＝
0.0003mm程度、平坦度で言えば0.7μm下程度）に
仕上げられている。尚従動リング４０ａ，４０ｂ
の相対向側端面及び密封端面がラツプ加工されて
いることは勿論である。こうして従動リング４０
ａ，４０ｂを左右に有するリテーナ４１は更に回
転軸３１の段付部３１ａに嵌装して位置決めする
と共に、スリーブ４５及びねじ４６によつて回転
軸３１に固定されている。
又４７ａ，４７′ａは高圧冷却液（以下密封液
という）の入口、４７ｂは密封液の出口であり、
シールボツクス３２内の空間４８には密封液を封
入し密封対象流体より少し高めの圧力を負荷させ
て密封端面における熱歪みの発生を可及的に防止
すると共に、シートリング３３ａ，３３ｂを夫々
従動リング４０ａ，４０ｂに十分押圧付勢せしめ
て、密封端面を安定させるべく配慮がなされてい
る。尚空間４９には所定圧力の密封対象流体が負
荷し、又空間５０には大気圧が負荷するので、密
封端面以外におけるこれらの相互間の遮断を目的
として適所にＯリングを配設せしめている。特に
５１，５２，５４は、密封対象流体と密封液との
間のシールを考慮して配設さされたＯリングであ
り、又５５，５６，５８は密封液と大気圧との間
のシールを考慮して配設されたＯリングである。
以上の様な構成によつて複式密封端面でのシール
性が確保できる様配慮されている。
という）の入口、４７ｂは密封液の出口であり、
シールボツクス３２内の空間４８には密封液を封
入し密封対象流体より少し高めの圧力を負荷させ
て密封端面における熱歪みの発生を可及的に防止
すると共に、シートリング３３ａ，３３ｂを夫々
従動リング４０ａ，４０ｂに十分押圧付勢せしめ
て、密封端面を安定させるべく配慮がなされてい
る。尚空間４９には所定圧力の密封対象流体が負
荷し、又空間５０には大気圧が負荷するので、密
封端面以外におけるこれらの相互間の遮断を目的
として適所にＯリングを配設せしめている。特に
５１，５２，５４は、密封対象流体と密封液との
間のシールを考慮して配設さされたＯリングであ
り、又５５，５６，５８は密封液と大気圧との間
のシールを考慮して配設されたＯリングである。
以上の様な構成によつて複式密封端面でのシール
性が確保できる様配慮されている。
ところでこの様な高圧用複式シールにおいては
装置の運転圧力の上昇に応じて密封対象流体の圧
力を高くしていくとシール性が急激に悪化すると
いう現象が問題となる点については既に述べた通
りである。これは第３図ｂ〔第３図ａの要部作用
説明拡大図〕に示す様に空間４９内の密封対象流
体圧が上昇してくるとリテーナ４１に作用するス
ラスト力（図中矢印で示す如き軸方向力）も無視
できない程度に大きくなり、リテーナ４１の歪み
量もいきおい増大することに起因するものであ
り、その結果リテーナ４１に一体的に抱持されて
いる従動リング４０ｂにもほぼ同程度の歪みが同
じような分布をもつて生じ、従つてガス側密封端
面は図示の如きいわゆる面開き状態となるので密
封流体洩れが急激に増加するためである。
装置の運転圧力の上昇に応じて密封対象流体の圧
力を高くしていくとシール性が急激に悪化すると
いう現象が問題となる点については既に述べた通
りである。これは第３図ｂ〔第３図ａの要部作用
説明拡大図〕に示す様に空間４９内の密封対象流
体圧が上昇してくるとリテーナ４１に作用するス
ラスト力（図中矢印で示す如き軸方向力）も無視
できない程度に大きくなり、リテーナ４１の歪み
量もいきおい増大することに起因するものであ
り、その結果リテーナ４１に一体的に抱持されて
いる従動リング４０ｂにもほぼ同程度の歪みが同
じような分布をもつて生じ、従つてガス側密封端
面は図示の如きいわゆる面開き状態となるので密
封流体洩れが急激に増加するためである。
そこで本発明者等はこの様な不都合を解決する
ための手段として、少なくとも密封対象流体側に
おける従動リングのリテーナ側端面を、密封対象
流体加圧下におけるリテーナの密封流体側々面形
状に予め符合する様に形成配置せしめておくこと
により、メカニカルシール部の構成を特に大きく
することなくしかもシール性の長期安定を保障し
得る様な複式シールの開発に成功し、先に実用新
案登録出願を行なつた（実願昭58−130766号）。
しかしこの先願の複式シールを適用してなる機器
をいわゆるバツチ的に運転する場合、新たな問題
が生じることが明らかとなつた。即ち運転開始か
ら所定の加圧運転に至るまでの間（圧力上昇中）
及び所定の加圧運転から運転停止に至るまでの間
（圧力下降中）は、従動リングのリテーナ側端面
とリテーナの密封端面の側面が正しく対面できる
に至つていないので、密封端面は両開き状態とな
つてやはり密封流体漏れが発生し、特に上記バツ
チ運転が高圧で行なわれるときほど圧力変動巾が
大きいためにその漏れ量が増加するという問題が
起こることが明らかとなつた。この対策として
は、前述した本発明者等の先願考案に係る複式シ
ールのリテーナ及び従動リング等の剛性を高める
ことにより密封流体漏れを許容範囲内に抑えるこ
とも一応考えられるが、その手段では形状が大き
くなり、又材質が高価となつてコンパクト化及び
製作コストの低減化という要請に対応できない。
ための手段として、少なくとも密封対象流体側に
おける従動リングのリテーナ側端面を、密封対象
流体加圧下におけるリテーナの密封流体側々面形
状に予め符合する様に形成配置せしめておくこと
により、メカニカルシール部の構成を特に大きく
することなくしかもシール性の長期安定を保障し
得る様な複式シールの開発に成功し、先に実用新
案登録出願を行なつた（実願昭58−130766号）。
しかしこの先願の複式シールを適用してなる機器
をいわゆるバツチ的に運転する場合、新たな問題
が生じることが明らかとなつた。即ち運転開始か
ら所定の加圧運転に至るまでの間（圧力上昇中）
及び所定の加圧運転から運転停止に至るまでの間
（圧力下降中）は、従動リングのリテーナ側端面
とリテーナの密封端面の側面が正しく対面できる
に至つていないので、密封端面は両開き状態とな
つてやはり密封流体漏れが発生し、特に上記バツ
チ運転が高圧で行なわれるときほど圧力変動巾が
大きいためにその漏れ量が増加するという問題が
起こることが明らかとなつた。この対策として
は、前述した本発明者等の先願考案に係る複式シ
ールのリテーナ及び従動リング等の剛性を高める
ことにより密封流体漏れを許容範囲内に抑えるこ
とも一応考えられるが、その手段では形状が大き
くなり、又材質が高価となつてコンパクト化及び
製作コストの低減化という要請に対応できない。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであ
つてその目的はバツチ運転下の圧力変動運転中に
おいても良好なシール性を維持することのできる
コンバクトで経済的な複式シールを提供すること
にある。
つてその目的はバツチ運転下の圧力変動運転中に
おいても良好なシール性を維持することのできる
コンバクトで経済的な複式シールを提供すること
にある。
しかしてこの様な目的を達成し得た第１発明の
複式シールとは、ほぼ完全な平面に形成された両
側面を有する外輪に、該外輪の厚みより小さな厚
みを有すると共に外径がシートリング受けのシー
ル径と同一の寸法である内輪を軸方向へ摺動可能
に嵌挿することによりリテーナを構成してなる点
に要旨を有するものである。
複式シールとは、ほぼ完全な平面に形成された両
側面を有する外輪に、該外輪の厚みより小さな厚
みを有すると共に外径がシートリング受けのシー
ル径と同一の寸法である内輪を軸方向へ摺動可能
に嵌挿することによりリテーナを構成してなる点
に要旨を有するものである。
以下実施例図面を参照しつつ第１発明の構成及
び作用効果について説明するが、従来例と同一で
ある基本的な構成についてはその重複説明を避
け、本発明の特徴的構成を中心に説明する。
び作用効果について説明するが、従来例と同一で
ある基本的な構成についてはその重複説明を避
け、本発明の特徴的構成を中心に説明する。
第１図ａは第３図ｂの要部説明図に相当する図
面で化学反応容器の加圧運転前における複式シー
ルのセツト状態を示している。リテーナ１１は、
従来のリテーナ（第３図の４１）の周方向に２分
割したような構成と言える。即ちリテーナ１１は
内輪１１ｂに外輪１１ａを軸方向へ摺動可能に嵌
挿してなるが、この外輪１１ａの両側面はほぼ完
全な平面（従来のリテーナと同様の精密仕上面）
が維持されると共に、内輪１１ｂは外輪１１ａの
厚みよりも小さな厚みとされ、且つその外径がシ
ートリング受け３４ｂのシール径Dφmmと同一寸
法となるように構成されている。その結果リテー
ナ１１における外輪１１ａに作用する力はいずれ
も（密封液の圧力P′＋ばね３７の押圧力Ｓ）とな
るので、両作用力は完全にバランスし、外輪１１
ａの両側面にはモーメントが全く加わらない。一
方、リテーナ１１における内輪１１ｂの密封流体
側端面には該密封流体の圧力Ｐが作用し、その大
きさＦはＦ＝π／４（D2−d2）×Ｐ（Kgｆ／mm2） 〔但し、ｄは内輪１１ｂの内径（mm）、Ｄは内
輪１１ｂの外径であり且つシートリング受け３４
ｂのシール径（mm）である〕 となる。
面で化学反応容器の加圧運転前における複式シー
ルのセツト状態を示している。リテーナ１１は、
従来のリテーナ（第３図の４１）の周方向に２分
割したような構成と言える。即ちリテーナ１１は
内輪１１ｂに外輪１１ａを軸方向へ摺動可能に嵌
挿してなるが、この外輪１１ａの両側面はほぼ完
全な平面（従来のリテーナと同様の精密仕上面）
が維持されると共に、内輪１１ｂは外輪１１ａの
厚みよりも小さな厚みとされ、且つその外径がシ
ートリング受け３４ｂのシール径Dφmmと同一寸
法となるように構成されている。その結果リテー
ナ１１における外輪１１ａに作用する力はいずれ
も（密封液の圧力P′＋ばね３７の押圧力Ｓ）とな
るので、両作用力は完全にバランスし、外輪１１
ａの両側面にはモーメントが全く加わらない。一
方、リテーナ１１における内輪１１ｂの密封流体
側端面には該密封流体の圧力Ｐが作用し、その大
きさＦはＦ＝π／４（D2−d2）×Ｐ（Kgｆ／mm2） 〔但し、ｄは内輪１１ｂの内径（mm）、Ｄは内
輪１１ｂの外径であり且つシートリング受け３４
ｂのシール径（mm）である〕 となる。
この作用力のために内輪１１ｂは第１図ｂに示
す如く歪むが、内輪１１ｂがスリーブ４５によつ
て固定されていること及び内輪１１ｂの厚みを外
輪１１ａの厚みより適当に小さくしているため
に、歪んだ状態にある内輪１１ｂの両側面が従動
リング４０ａ，４０ｂの相対向側端面にほとんど
接触しないようにすることができる。
す如く歪むが、内輪１１ｂがスリーブ４５によつ
て固定されていること及び内輪１１ｂの厚みを外
輪１１ａの厚みより適当に小さくしているため
に、歪んだ状態にある内輪１１ｂの両側面が従動
リング４０ａ，４０ｂの相対向側端面にほとんど
接触しないようにすることができる。
従つてリテーナ１１の主要部を占める外輪１１
ａは密封対象流体圧力Ｐによる影響を受けないの
でバツチ運転下の圧力変動運転中においても密封
端面の垂直平面度は十分均一に保持され、良好な
シール性を維持することができる。
ａは密封対象流体圧力Ｐによる影響を受けないの
でバツチ運転下の圧力変動運転中においても密封
端面の垂直平面度は十分均一に保持され、良好な
シール性を維持することができる。
ところがこの様な第１発明に係る複式シールに
おいても100Kgｆ／cm2程度以上の圧力条件下でバ
ツチ運転を行なうと、シール性が必ずしも良好と
は言えなくなり、特に200Kgｆ／cm2前後でバツチ
運転される重合反応容器の回転軸の密封に用いた
場合にはシール性低下の不安が大きくなることが
確認された。
おいても100Kgｆ／cm2程度以上の圧力条件下でバ
ツチ運転を行なうと、シール性が必ずしも良好と
は言えなくなり、特に200Kgｆ／cm2前後でバツチ
運転される重合反応容器の回転軸の密封に用いた
場合にはシール性低下の不安が大きくなることが
確認された。
本発明者等はこうした不安を解消すべく上記第
１発明に係る複式シールの挙動をつぶさに観察し
たところ、下記の知見及び解決指針が得られた。
即ち第１図ｂに基づいて説明すると、シートリン
グ３３ａ，３３ｂとしては一般にWC等の超硬質
材料が採用されているので、カーボン等の軟質材
料からなる従動リング４０ａ，４０ｂに比べる
と、その剛性は極めて高いと言える。このため
100Kgｆ／cm2程度以下の圧力が該従動リング４０
ａ，４０ｂに作用してもリテーナや従動リング４
０ａ，４０ｂにおけるような歪み発生の問題はほ
ぼ無視できていた。従つてその程度の圧力条件で
あればリテーナ４１や従動リング４０ａ，４０ｂ
に歪みが生じないようにさえすればシール性を良
好に維持できるはずであり、この様な方針の下に
検討を進めた結果上記第１発明を完成し得たこと
は前述した通りである。しかし密封液の圧力P′が
100Kgｆ／cm2程度以上、特に200Kgｆ／cm2前後にな
ると、各シートリング３３ａ，３３ｂのリテーナ
寄り端部Ａ，Ｂに作用する矢印方向のモーメント
が無視できなくなり、該端部Ａ，Ｂに多少の歪み
が生じることが分かつた。この対策としてシート
リング３３ａ，３３ｂそのものを大きくすること
も可能ではあるが、それではシール構成が結局大
きくなつてしまい、又製作コストの上昇につなが
つてしまう。そこでシートリング３３ａ，３３ｂ
そのものを特に大きくせずともリテーナ寄り端部
Ａ，Ｂに上記モーメントが生じないようにするた
めには該端部Ａ，Ｂが圧力の影響を受けない即ち
圧力的にバランスするような構造にすればよいと
の指針が得られた。
１発明に係る複式シールの挙動をつぶさに観察し
たところ、下記の知見及び解決指針が得られた。
即ち第１図ｂに基づいて説明すると、シートリン
グ３３ａ，３３ｂとしては一般にWC等の超硬質
材料が採用されているので、カーボン等の軟質材
料からなる従動リング４０ａ，４０ｂに比べる
と、その剛性は極めて高いと言える。このため
100Kgｆ／cm2程度以下の圧力が該従動リング４０
ａ，４０ｂに作用してもリテーナや従動リング４
０ａ，４０ｂにおけるような歪み発生の問題はほ
ぼ無視できていた。従つてその程度の圧力条件で
あればリテーナ４１や従動リング４０ａ，４０ｂ
に歪みが生じないようにさえすればシール性を良
好に維持できるはずであり、この様な方針の下に
検討を進めた結果上記第１発明を完成し得たこと
は前述した通りである。しかし密封液の圧力P′が
100Kgｆ／cm2程度以上、特に200Kgｆ／cm2前後にな
ると、各シートリング３３ａ，３３ｂのリテーナ
寄り端部Ａ，Ｂに作用する矢印方向のモーメント
が無視できなくなり、該端部Ａ，Ｂに多少の歪み
が生じることが分かつた。この対策としてシート
リング３３ａ，３３ｂそのものを大きくすること
も可能ではあるが、それではシール構成が結局大
きくなつてしまい、又製作コストの上昇につなが
つてしまう。そこでシートリング３３ａ，３３ｂ
そのものを特に大きくせずともリテーナ寄り端部
Ａ，Ｂに上記モーメントが生じないようにするた
めには該端部Ａ，Ｂが圧力の影響を受けない即ち
圧力的にバランスするような構造にすればよいと
の指針が得られた。
第２発明は上記指針を基に更に検断を重ねた結
果なされたものであつて、100Kgｆ／cm2程度以上
特に200Kgｆ／cm2前後でバツチ運転される化学装
置類の圧力変動運転中においても良好なシール性
を保持することのできるコンパクトで経済的な複
式シールを提供しようとするものである。
果なされたものであつて、100Kgｆ／cm2程度以上
特に200Kgｆ／cm2前後でバツチ運転される化学装
置類の圧力変動運転中においても良好なシール性
を保持することのできるコンパクトで経済的な複
式シールを提供しようとするものである。
しかしてこの様な第２発明の複式シールとは、
ほぼ完全な平面に形成された両側面を有する外輪
に、該外輪の厚みより小さな厚みを有すると共に
外径がシートリング受けのシール径と同一の寸法
である内輪を軸方向へ摺動可能に嵌挿してリテー
ナを構成し、更に各シートリングを軸直角方向に
分割すると共にゆるやかにピン結合して当接せし
め、且つ該当接面部にはシール外径が密封端面外
径と同一寸法となるようにシール部材を配置して
なる点に要旨を有するものである。
ほぼ完全な平面に形成された両側面を有する外輪
に、該外輪の厚みより小さな厚みを有すると共に
外径がシートリング受けのシール径と同一の寸法
である内輪を軸方向へ摺動可能に嵌挿してリテー
ナを構成し、更に各シートリングを軸直角方向に
分割すると共にゆるやかにピン結合して当接せし
め、且つ該当接面部にはシール外径が密封端面外
径と同一寸法となるようにシール部材を配置して
なる点に要旨を有するものである。
以下実施例図面を参照しつつ第２発明の構成及
び作用効果について説明するが、第２発明につい
てもその特徴的構成を中心に説明する。
び作用効果について説明するが、第２発明につい
てもその特徴的構成を中心に説明する。
第２図は第１図ａの要部断面説明図に相当する
図面で重合反応容器の加圧運転前における複式シ
ールのセツト状態を示している。シートリング２
１ａ，２１ｂはいずれも軸直角方向に分割して摺
り合い部２１a1，２１b1と支持部２１a2，２１b2
が形成されると共に、各一対の摺り合い部と支持
部の構成は、両者がＯリング２３ａ，２３ｂを挾
持して（Ｏリングでシールされつつ）下部で当接
し、且つ上部でピン２２ａ，２２ｂを介してルー
ズに結合されており、更に上記Ｏリング２３ａ，
２３ｂの挾持位置を、シール径d0φmmが密封端面
外径と同一寸法となるように構成している。その
結果各シートリング２１a1，２１b1は両側面から
圧力（密封液の圧力P′）を均等に受けることにな
るので、第１図ｂに示した様な矢印方向のモーメ
ントは全く生じない。尚各シートリング２１a1，
２１b1が半径方向に多少歪むことがあつても、こ
のことは密封端面の垂直平面度に何ら影響を与え
ないので問題とはならない。こうしてリテーナ１
１の周方向分割による圧力バランス方式の基本的
効果（従動リング４０ａ，４０ｂに歪みが生じな
いようにして密封端面の垂直平面度を保持し得る
効果）に加えて、各シートリング２１ａ，２１ｂ
の軸直角方向分割による圧力バランス方式の基本
的効果（摺合部２１a1，２１b1にモーメントが生
じないようにして密封端面の垂直平面度を保持し
得る効果）を享受することができる。従つて前述
した様に100Kgｆ／cm2程度以上特に200Kgｆ／cm2前
後でバツチ運転される重合反応容器の圧力変動運
転中においても良好なシール性を維持することが
できる。
図面で重合反応容器の加圧運転前における複式シ
ールのセツト状態を示している。シートリング２
１ａ，２１ｂはいずれも軸直角方向に分割して摺
り合い部２１a1，２１b1と支持部２１a2，２１b2
が形成されると共に、各一対の摺り合い部と支持
部の構成は、両者がＯリング２３ａ，２３ｂを挾
持して（Ｏリングでシールされつつ）下部で当接
し、且つ上部でピン２２ａ，２２ｂを介してルー
ズに結合されており、更に上記Ｏリング２３ａ，
２３ｂの挾持位置を、シール径d0φmmが密封端面
外径と同一寸法となるように構成している。その
結果各シートリング２１a1，２１b1は両側面から
圧力（密封液の圧力P′）を均等に受けることにな
るので、第１図ｂに示した様な矢印方向のモーメ
ントは全く生じない。尚各シートリング２１a1，
２１b1が半径方向に多少歪むことがあつても、こ
のことは密封端面の垂直平面度に何ら影響を与え
ないので問題とはならない。こうしてリテーナ１
１の周方向分割による圧力バランス方式の基本的
効果（従動リング４０ａ，４０ｂに歪みが生じな
いようにして密封端面の垂直平面度を保持し得る
効果）に加えて、各シートリング２１ａ，２１ｂ
の軸直角方向分割による圧力バランス方式の基本
的効果（摺合部２１a1，２１b1にモーメントが生
じないようにして密封端面の垂直平面度を保持し
得る効果）を享受することができる。従つて前述
した様に100Kgｆ／cm2程度以上特に200Kgｆ／cm2前
後でバツチ運転される重合反応容器の圧力変動運
転中においても良好なシール性を維持することが
できる。
尚上記第１発明及び第２発明の各実施例は、い
ずれも代表例であつて本発明を限定する性質のも
のではなく、前述の趣旨に沿つて各部品の材質、
形状、大きさ等の設計を変更することは全て本発
明の技術的範囲に属する。
ずれも代表例であつて本発明を限定する性質のも
のではなく、前述の趣旨に沿つて各部品の材質、
形状、大きさ等の設計を変更することは全て本発
明の技術的範囲に属する。
又本発明のメカニカルシールは上記の様な化学
装置の回転軸への適用に限られることなく、あり
ゆる産業機械をはじめ自動車、航空用タービン等
の回転軸に適用可能であり、密封流体も水溶液、
潤滑油、気体等がいずれも適用対象となり得る。
装置の回転軸への適用に限られることなく、あり
ゆる産業機械をはじめ自動車、航空用タービン等
の回転軸に適用可能であり、密封流体も水溶液、
潤滑油、気体等がいずれも適用対象となり得る。
本発明は以上の様に構成されるが、要は低圧か
ら高圧までの広範囲に亘つて圧力が変動しても密
封端面の垂直平面度を確保できるようにしたの
で、シール性を長期に亘り安定して維持すること
のできるコンパクト且つ経済的な高圧バツチ運転
用の静止型複式メカニカルシールを提供できるこ
ととなつた。
ら高圧までの広範囲に亘つて圧力が変動しても密
封端面の垂直平面度を確保できるようにしたの
で、シール性を長期に亘り安定して維持すること
のできるコンパクト且つ経済的な高圧バツチ運転
用の静止型複式メカニカルシールを提供できるこ
ととなつた。
第１図ａは第１発明に係るメカニカルシールを
例示する要部断面模式構成図、第１図ｂは同模式
作用図、第２図は第２発明に係るメカニカルシー
ルを例示する要部断面模式構成図、第３図ａは従
来のメカニカルシールを示す要部断面模式構成
図、第３図ｂは同模式作用図である。 １１，４１……リテーナ、１１ａ……外輪、１
１ｂ……内輪、２１ａ，２１ｂ，３３ｃ，３３ｄ
……シートリング、３１……回転軸、３２……シ
ールボツクス、３４ａ，３４ｂ……シートリング
受け、４０ａ，４０ｂ……従動リング。
例示する要部断面模式構成図、第１図ｂは同模式
作用図、第２図は第２発明に係るメカニカルシー
ルを例示する要部断面模式構成図、第３図ａは従
来のメカニカルシールを示す要部断面模式構成
図、第３図ｂは同模式作用図である。 １１，４１……リテーナ、１１ａ……外輪、１
１ｂ……内輪、２１ａ，２１ｂ，３３ｃ，３３ｄ
……シートリング、３１……回転軸、３２……シ
ールボツクス、３４ａ，３４ｂ……シートリング
受け、４０ａ，４０ｂ……従動リング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸のシールボツクス内に所定間隔をおい
て配置された各シートリング受けに弾性体を介在
させてゆるやかにピン結合されてなる各シートリ
ングの相対向側端面と、該回転軸に固定されたリ
ング状リテーナの左右側に従動リング押えにより
夫々一体的に配設された各従動リングの相背面側
端面とが夫々接触することにより各密封端面を構
成してなる静止型複式メカニカルシールにおい
て、前記リング状のリテーナは、ほぼ完全な平面
に形成された両側面を有する外輪に、該外輪の厚
みより小さな厚みを有すると共に外径が前記シー
トリング受けのシール径と同一の寸法である内輪
が軸方向へ摺動可能に嵌挿されてなることを特徴
とする静止型複式メカニカルシール。 ２ 回転軸のシールボツクス内に所定間隔をおい
て配置された各シートリング受けに弾性体を介在
させてゆるやかにピン結合されてなる各シートリ
ングの相対向側端面と、該回転軸に固定されたリ
ング状リテーナの左右側に従動リング押えにより
夫々一体的に配設された各従動リングの相背面側
端面とが夫々接触することにより各密封端面を構
成してなる静止型複式メカニカルシールにおい
て、前記リング状のリテーナは、ほぼ完全な平面
に形成された両側面を有する外輪に、該外輪の厚
みより小さな厚みを有すると共に外径が前記シー
トリング受けのシール径と同一の寸法である内輪
が軸方向へ摺動可能に嵌挿されてなり、更に前記
各シートリングは、軸直角方向に分割されると共
にゆるやかにピン結合して当接され、且つ該当接
面部にはシール外径が密封端面外径と同一寸法と
なるようにシール部材が配置されてなることを特
徴とする静止型複式メカニカルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387984A JPS60146961A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 静止型複式メカニカルシ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387984A JPS60146961A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 静止型複式メカニカルシ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146961A JPS60146961A (ja) | 1985-08-02 |
| JPH0320627B2 true JPH0320627B2 (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=11569468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP387984A Granted JPS60146961A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 静止型複式メカニカルシ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146961A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109237036A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-18 | 安徽安密机械密封有限公司 | 一种小弹簧双端面机械密封装置的制造方法 |
-
1984
- 1984-01-12 JP JP387984A patent/JPS60146961A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60146961A (ja) | 1985-08-02 |
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