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JP2015183790A - mechanical seal - Google Patents

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JP2015183790A
JP2015183790A JP2014061600A JP2014061600A JP2015183790A JP 2015183790 A JP2015183790 A JP 2015183790A JP 2014061600 A JP2014061600 A JP 2014061600A JP 2014061600 A JP2014061600 A JP 2014061600A JP 2015183790 A JP2015183790 A JP 2015183790A
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space
ring
sealed space
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良一 川村
Ryoichi Kawamura
良一 川村
裕士 岡
Yuji Oka
裕士 岡
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Tanken Seal Seiko Co Ltd
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Tanken Seal Seiko Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical seal capable of efficiently removing heat generated at a sliding part and restricting biting of sludge into the sliding surface.SOLUTION: This invention relates to a mechanical seal 10 for sealing around a rotating shaft S through a sliding contact between a rotating ring 22 fixed to the rotating shaft S and a stationary ring 36 connected to a machine side member 14 through which the rotating shaft passes. The mechanical seal comprises a cylindrical space 16 to be sealed where sealing fluid E is stored; a cylindrical shower retainer for dividing the space 16 into a radial inner segment 16a where the rotating ring and the stationary ring are arranged and a radial outer segment 16b; and a circulation device 26 for feeding the sealing fluid from one end side of the spaced to be sealed into the radial inner segment to cause the seal fluid to be circulated within the sealed space. The shower retainer has an opening part formed at the other end side of the sealed space and formed to guide the seal fluid fed from one end side into the radial inner space by the circulation device to the radial outer space at the other end side.

Description

本発明は、メカニカルシールに関し、回転環と静止環が配置された軸封部(被密封空間)内でシール流体が循環する形式のメカニカルシールに関する。   The present invention relates to a mechanical seal, and relates to a mechanical seal in which a sealing fluid circulates in a shaft seal portion (sealed space) in which a rotating ring and a stationary ring are arranged.

メカニカルシールは、回転環と静止環の端面を摺動接触させてシールを行うシール装置として種々の分野に広く用いられている。   A mechanical seal is widely used in various fields as a sealing device that performs sealing by bringing the end faces of a rotating ring and a stationary ring into sliding contact.

このようなメカニカルシールには、回転環と静止環が配置された被密封空間内に液体(シール流体)を収容し、このシール流体が回転環と静止環の間の摺動面で生じる熱を除去し、さらに、摺動面で生じた熱によって加熱されたシール流体が外方位置に配置されたジャケット(ポンプジャケット)内の冷媒によって冷却される構成を有する所謂デッドエンド方式のメカニカルシールが知られている(非特許文献1)。   In such a mechanical seal, a liquid (seal fluid) is accommodated in a sealed space in which the rotating ring and the stationary ring are arranged, and the heat generated by the sealing fluid on the sliding surface between the rotating ring and the stationary ring is stored. A so-called dead-end mechanical seal is known which has a configuration in which the sealing fluid removed and further heated by the heat generated on the sliding surface is cooled by the refrigerant in the jacket (pump jacket) disposed at the outer position. (Non-Patent Document 1).

このようなデッドエンド方式のメカニカルシールは、フラッシング配管やクーラ等の補機類が不要であるため、構成がシンプルであるという利点を備えている。   Such a dead-end mechanical seal has an advantage that the configuration is simple because no auxiliary equipment such as a flushing pipe or a cooler is required.

「メカニカルシールハンドブック」 社団法人 日本産業機械工業会 改訂第3版"Mechanical seal handbook" Japan Industrial Machinery Manufacturers Association revised third edition

しかしながら、上述したような構成を有するデッドエンド方式のメカニカルシールは、使用状況によっては、摺動部で発生した熱が十分に除去されず、この結果、摺動部の温度が上昇し、摺動面に異常摩耗が発生するという問題を有していた。   However, the dead-end type mechanical seal having the above-described configuration does not sufficiently remove the heat generated in the sliding portion depending on the use situation, and as a result, the temperature of the sliding portion rises and the sliding portion There was a problem that abnormal wear occurred on the surface.

さらに、被密封空間内で生じたスラッジを摺動面が噛み込み、摺動面等の摺動部が損傷するという問題も有していた。   Furthermore, the sliding surface bites the sludge generated in the sealed space, and the sliding portion such as the sliding surface is damaged.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、摺動部で発生した熱を効率的に除去するとともに、摺動面へのスラッジの噛み込みを抑制す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 points, and provides a mechanical seal that can efficiently remove heat generated in the sliding portion and suppress sludge biting into the sliding surface. The purpose is to do.

本発明によれば、
回転軸に固定された回転環と該回転軸が貫通する機体側部材に連結された静止環との間の摺動接触によって、前記回転軸の周囲をシールするメカニカルシールであって、
前記回転環と静止環とが配置されシール流体が収容された円筒状の軸封部である被密閉空間と、
前記被密閉空間を、前記回転環および静止環が内部に配置される径方向内方部分と、該径方向内方部分の径方向外方に位置する径方向外方部分とに分割する円筒状のシャワーリテーナと、
前記被密封空間の一端側から前記径方向内方部分内に前記シール流体を送り込み、該シール流体を前記被密封空間内で循環させる循環装置と、を備え、
前記シャワーリテーナが、前記被密封空間の他端側に形成された開口を有し、前記循環装置によって、一端側から前記径方向内方空間に送り込まれたシール流体を他端側で前記径方向外方空間に導くように構成されている、
ことを特徴とするメカニカルシールが提供される。
According to the present invention,
A mechanical seal that seals the periphery of the rotating shaft by sliding contact between a rotating ring fixed to the rotating shaft and a stationary ring connected to a body-side member through which the rotating shaft passes;
A sealed space which is a cylindrical shaft seal portion in which the rotating ring and the stationary ring are arranged and a sealing fluid is accommodated;
A cylindrical shape that divides the sealed space into a radially inner portion in which the rotating ring and the stationary ring are disposed, and a radially outer portion located radially outward of the radially inner portion. Shower retainer,
A circulation device that feeds the seal fluid into the radially inner portion from one end side of the sealed space and circulates the seal fluid in the sealed space;
The shower retainer has an opening formed on the other end side of the sealed space, and the sealing fluid fed from one end side to the radially inner space by the circulation device on the other end side in the radial direction. Configured to lead to the outer space,
A mechanical seal is provided.

このような構成によれば、循環装置によって、シール流体が、まず、回転環および静止環が内部に配置された径方向内方部分に被密封空間の一端側から送り込まれ、回転環と静止環の間の摺動面近傍を通って流れた後、被密封空間の他端側で、シャワーリテーナの開口を通して、径方向外方空間に流れ出るように循環するので、摺動部が効率的に冷却されるとともに、摺動部付近のスラッジが除去される。   According to such a configuration, the sealing device first sends the seal fluid from the one end side of the sealed space to the radially inner portion in which the rotating ring and the stationary ring are arranged. After flowing through the vicinity of the sliding surface, the other part of the sealed space circulates through the opening of the shower retainer so that it flows out to the radially outer space, so that the sliding part is efficiently cooled. At the same time, sludge near the sliding portion is removed.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記機体側部材の前記径方向外方空間の外方位置に、ポンプジャケットが形成されている。
According to another preferred embodiment of the invention,
A pump jacket is formed at an outer position of the outer radial space of the airframe side member.

このような構成によれば、循環装置によって、被密封空間の径方向外方部分に導かれたシール流体は、ポンプジャケットに熱伝導で熱を逃がすことによって、効率的に冷却される。   According to such a configuration, the sealing fluid guided to the radially outward portion of the sealed space by the circulation device is efficiently cooled by releasing heat by heat conduction to the pump jacket.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記回転環が、前記径方向内方空間内で前記静止環の一端側位置に配置され、
前記メカニカルシールは、更に、
前記径方向内方空間内で前記静止環の他端側位置に配置され、前記静止環を前記回転環に向けて付勢する付勢手段を備え、
前記開口が、前記付勢手段より他端側に設けられた開口部を備えている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The rotating ring is disposed at one end side position of the stationary ring in the radially inner space;
The mechanical seal further includes:
A biasing means disposed at the other end side position of the stationary ring in the radially inner space, and biasing the stationary ring toward the rotating ring;
The opening includes an opening provided on the other end side from the biasing means.

このような構成によれば、
径方向内方空間に送り込まれたシール流体は、付勢手段近傍に存在するスラッジを同伴しながら、シャワーリテーナの開口を通って径方向外方空間に流入するので、付勢手段近傍からスラッジが除去される。
According to such a configuration,
The seal fluid fed into the radially inner space flows into the radially outer space through the opening of the shower retainer while accompanying the sludge existing in the vicinity of the urging means. Removed.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記付勢手段が、金属ベローズである。
According to another preferred embodiment of the invention,
The biasing means is a metal bellows.

このような構成によれば、
スラッジが堆積し易い金属ベローズ近傍からスラッジが効率的に排除される。
According to such a configuration,
Sludge is efficiently excluded from the vicinity of the metal bellows where sludge tends to accumulate.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記開口が、前記付勢手段より一端側に設けられた貫通孔を備えている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The opening includes a through hole provided on one end side with respect to the biasing means.

このような構成によれば、
径方向内方空間に送り込まれたシール流体は、摺動面近傍に存在するスラッジを同伴しながら、シャワーリテーナの開口を通って径方向外方空間に流入するので、スラッジが摺動面近傍に堆積することが抑制される。
According to such a configuration,
The seal fluid fed into the radially inner space flows into the radially outer space through the opening of the shower retainer while accompanying the sludge existing in the vicinity of the sliding surface. Accumulation is suppressed.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記循環装置が、前記回転軸に連結された軸流式循環装置である。
According to another preferred embodiment of the invention,
The circulation device is an axial flow circulation device connected to the rotating shaft.

このような構成によれば、
簡便な構成で、シール流体を循環させることが可能となる。
According to such a configuration,
The seal fluid can be circulated with a simple configuration.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記メカニカルシールが、前記被密閉空間への前記シール流体の注入及び前記被密閉空間からのシール流体の排出が行われないデッドエンド仕様メカニカルシールである。
According to another preferred embodiment of the invention,
The mechanical seal is a dead end type mechanical seal in which the sealing fluid is not injected into the sealed space and the sealing fluid is not discharged from the sealed space.

本発明によれば、摺動部で発生した熱を効率的に除去するとともに、摺動面へのスラッジの噛み込みを抑制することができるメカニカルシールが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while removing the heat | fever which generate | occur | produced in the sliding part efficiently, the mechanical seal which can suppress the biting of the sludge to a sliding surface is provided.

本発明の第1実施形態のメカニカルシールの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the mechanical seal of 1st Embodiment of this invention. 図1のメカニカルシールに使用されるシャワーリテーナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the shower retainer used for the mechanical seal of FIG.

以下、本発明の第1実施形態のメカニカルシールについて図面に沿って説明する。図1は、本実施形態のメカニカルシールの構成を示す断面図である。   Hereinafter, a mechanical seal according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the mechanical seal of the present embodiment.

本実施形態のメカニカルシール10は、回転軸に固定された回転環と、この回転軸が貫通する機体側部材に連結された静止環との間の摺動接触によって、回転軸の周囲をシールするメカニカルシールである。   The mechanical seal 10 of this embodiment seals the periphery of a rotating shaft by sliding contact between a rotating ring fixed to the rotating shaft and a stationary ring connected to a machine body side member through which the rotating shaft passes. It is a mechanical seal.

本実施形態のメカニカルシール10は、モータの回転軸等の回転軸Sと、静止側部材(ハウジング)を構成するメカニカルシールカバー12およびスタッフィングボックス14等とによって画定される肉厚の略円筒状の空間である軸封部(被密封空間)16内に配置される。そして、本実施態様のメカニカルシール10は、この被密封空間16内に、シール流体Eが充填される所謂デッドエンド仕様のメカニカルシールである。   The mechanical seal 10 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape with a wall thickness defined by a rotation shaft S such as a rotation shaft of a motor, a mechanical seal cover 12 and a stuffing box 14 constituting a stationary side member (housing). The shaft seal portion (sealed space) 16 is a space. The mechanical seal 10 according to the present embodiment is a so-called dead-end mechanical seal in which the sealed space 16 is filled in the sealed space 16.

本実施形態のメカニカルシール10は、回転軸Sの連結固定された円筒状のスリーブ18を備えている。スリーブ18の機内側端部である一端部(図1の左側)の端部近傍に外方に向かって延びる環状フランジ18aを有している。このフランジ18aの機外側面に、環状のリテーナ20を介して、回転環22がボルト24によって取付けられている。このような構成によって、回転環22は、回転軸Sと一体的に回転することになる。   The mechanical seal 10 of the present embodiment includes a cylindrical sleeve 18 to which a rotation shaft S is connected and fixed. An annular flange 18a extending outward is provided in the vicinity of the end of one end (the left side in FIG. 1) that is the end of the sleeve 18 on the machine inner side. A rotary ring 22 is attached to the outer surface of the flange 18a by a bolt 24 via an annular retainer 20. With such a configuration, the rotating ring 22 rotates integrally with the rotating shaft S.

一方、スタッフィングボックス14の機外側に配置されているメカニカルシールカバー12の径方向内方には、環状部材であるカラー30が連結固定されている。このカラー30の機内側には、ベローズ32を介して、アダプタ34が配置され、さらに、このアダプタ34の機内側には、静止環36が取付けられている。   On the other hand, a collar 30, which is an annular member, is connected and fixed to the inner side in the radial direction of the mechanical seal cover 12 disposed outside the stuffing box 14. An adapter 34 is disposed inside the collar 30 via a bellows 32, and a stationary ring 36 is attached to the inside of the adapter 34.

従来技術のメカニカルシールと同様に、本実施形態のメカニカルシール10も、静止環36は、先端面(機内側面)が、回転環22の先端面(機外側面)と摺動接触し、シール面(摺動面)38を形成するように構成されている。   Similar to the mechanical seal of the prior art, in the mechanical seal 10 of the present embodiment, the stationary ring 36 has a tip surface (inside surface) that is in sliding contact with a tip surface (outside surface) of the rotating ring 22, and a sealing surface. (Sliding surface) 38 is formed.

ベローズ32は、打抜き加工等によって波形環状に形成した複数枚の金属製のダイヤフラムを一列に並べ、隣接するダイヤフラムを溶接等で連結して、全体を蛇腹状に形成したものである。このベローズ32が、アダプタ34を介して、静止環36を回転環22に向けて付勢するように構成される。このような構成によって、本実施態様のメカニカルシール10では、回転環22が、軸線方向に移動しないメイティングリングとなり、静止環36が軸線方向に移動可能なシーリングリングとなる。   The bellows 32 is formed by aligning a plurality of metal diaphragms formed in a corrugated ring shape by punching or the like and connecting adjacent diaphragms by welding or the like to form a bellows shape as a whole. The bellows 32 is configured to urge the stationary ring 36 toward the rotating ring 22 via the adapter 34. With such a configuration, in the mechanical seal 10 of this embodiment, the rotating ring 22 becomes a mating ring that does not move in the axial direction, and the stationary ring 36 becomes a sealing ring that can move in the axial direction.

また、回転環22および静止環36は、従来技術のメカニカルシール同様に、カーボン等の耐摩耗性が高い材料で形成されている。   Further, the rotating ring 22 and the stationary ring 36 are formed of a material having high wear resistance such as carbon, like the mechanical seal of the prior art.

本実施形態のメカニカルシール10は、さらに、円筒状のシャワーリテーナ40を備えている。図2は、シャワーリテーナ40の構成を示す斜視図である。
シャワーリテーナ40は、被密封空間16の外径より小さい外径と、軸流式循環装置24の外径より大きな内径を有し、軸流式循環装置24からベローズ32に至るメカニカルシール10の構成要素を覆う軸線方向長さを有している。
The mechanical seal 10 of this embodiment further includes a cylindrical shower retainer 40. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the shower retainer 40.
The shower retainer 40 has an outer diameter smaller than the outer diameter of the sealed space 16 and an inner diameter larger than the outer diameter of the axial flow circulation device 24, and the configuration of the mechanical seal 10 extending from the axial flow circulation device 24 to the bellows 32. It has an axial length that covers the element.

このような寸法形状を有するシャワーリテーナ40は、軸流式循環装置24からベローズ32を径方向外方位置で覆うにように、回転軸Sの中心軸Xを中心として、回転軸Sと同心状態でハウジングに連結固定されている。   The shower retainer 40 having such a dimensional shape is concentric with the rotary shaft S around the central axis X of the rotary shaft S so as to cover the bellows 32 from the axial flow circulation device 24 at a radially outward position. It is connected and fixed to the housing.

シャワーリテーナ10は、金属材料で構成された部材であり、図2に示されているように、一端側部分は円筒形状を有し、他端側部分は外周面に外方に向かって延びるフランジ状の断面矩形の突出部42を有している。また、突出部42には、約90度の角度間隔で、突出部42を厚さ(シャワーリテーナ10の軸線)方向に貫通する切り欠き部44が形成されている。さらに、シャワーリテーナ10の他端側部分は、内径が小さな肉厚部分46とされている。   The shower retainer 10 is a member made of a metal material, and, as shown in FIG. 2, one end side portion has a cylindrical shape, and the other end side portion has a flange extending outwardly on the outer peripheral surface. It has a protrusion 42 having a rectangular cross section. Further, the projecting portion 42 is formed with a notch 44 that penetrates the projecting portion 42 in the thickness (axis of the shower retainer 10) direction at an angular interval of about 90 degrees. Furthermore, the other end portion of the shower retainer 10 is a thick portion 46 having a small inner diameter.

さらに、シャワーリテーナ40は、突出部42の一端側に、約60度の角度間隔で形成された6つの貫通孔48を備え、他端側には、約90度の角度間隔で形成された4つの開口部50を備えている。貫通孔48および開口部50は、何れも、シャワーリテーナ40の壁を貫通しており、シャワーリテーナ40の環状の外周壁の内部(径方向内部)と外部(径方向外部)とを部分的に連通させる機能を備えている。   Furthermore, the shower retainer 40 includes six through holes 48 formed at an angular interval of about 60 degrees on one end side of the projecting portion 42, and 4 formed at an angular interval of about 90 degrees on the other end side. Two openings 50 are provided. Each of the through hole 48 and the opening 50 penetrates the wall of the shower retainer 40, and partially connects the inside (radially inside) and the outside (diameter outside) of the annular outer peripheral wall of the shower retainer 40. Has a function to communicate.

本実施形態のメカニカルシール10では、貫通孔48は円形形状を有し、また、開口部50は、シャワーリテーナ40の他端縁を半円形の切り欠いた形状を有している。   In the mechanical seal 10 of the present embodiment, the through hole 48 has a circular shape, and the opening 50 has a shape in which the other end edge of the shower retainer 40 is cut out in a semicircular shape.

図1に示されているように、シャワーリテーナ40は、シール流体Eが充填され肉厚の略円筒形状を有する被密閉空間(軸封部)16を、回転環22および静止環36が内部に配置される径方向内方部分16aと、径方向内方部分16aの径方向外方に位置する径方向外方部分16bとに、径方向に2分割するように配置されている。   As shown in FIG. 1, the shower retainer 40 has a sealed space (shaft seal) 16 filled with a sealing fluid E and having a substantially cylindrical shape, and a rotary ring 22 and a stationary ring 36 inside. It arrange | positions so that it may divide | segment into 2 radially at the radial direction inner part 16a arrange | positioned, and the radial direction outer part 16b located in the radial direction outer side of the radial direction inner part 16a.

図1に示されているように、シャワーリテーナ40は、突出部42の一端(図1における左側の端部)がスタッフィングボックス14に当接し、シャワーリテーナ40の他端(図1における右側端)がメカニカルシールカバー12に当接することにより、スタッフィングボックス14とメカニカルシールカバー12との間に挟持され、メカニカルシール10に取付けられている。   As shown in FIG. 1, in the shower retainer 40, one end of the protrusion 42 (the left end in FIG. 1) abuts the stuffing box 14, and the other end of the shower retainer 40 (the right end in FIG. 1). Is held between the stuffing box 14 and the mechanical seal cover 12 and attached to the mechanical seal 10.

図1に示されているように、組み立て状態において、シャワーリテーナ40の貫通孔48は、静止環36の径方向外方位置に、開口部50はカラー30とベローズ32との接続部分の径方向外方位置(ベローズ32より他端側の位置)に、それぞれ、配置されるように構成されている。さらに、組み立て状態において、シャワーリテーナ40の内径が小さな肉厚部分46の先端は、環状のアダプタ34の径方向外方位置に配置される。   As shown in FIG. 1, in the assembled state, the through hole 48 of the shower retainer 40 is at a radially outward position of the stationary ring 36, and the opening 50 is in the radial direction of the connecting portion between the collar 30 and the bellows 32. It is configured to be arranged at the outward position (position on the other end side from the bellows 32). Further, in the assembled state, the distal end of the thick portion 46 having a small inner diameter of the shower retainer 40 is disposed at a radially outward position of the annular adapter 34.

また、径方向内方空間では、回転環22が静止環36の一端側位置に配置され、ベローズ(付勢手段)32が静止環36の他端側位置に配置されることになる。   In the radially inner space, the rotating ring 22 is disposed at one end side position of the stationary ring 36, and the bellows (biasing means) 32 is disposed at the other end side position of the stationary ring 36.

また、軸流式循環装置26は、回転軸Sに固定され、回転環Sと一体的に回転する公知のパーシャルインペラ装置である。この軸流式循環装置26は、シャワーリテーナ40の径方向内方に配置されるので、回転軸Sと一体的に回転することによって、被密封空間16内のシール流体Eを、被密封空間の一端側(機内側すなわち図1の左側)から、矢印Aで示すように、径方向内方空間16a内に送り込むことになる。   The axial flow circulation device 26 is a known partial impeller device that is fixed to the rotation shaft S and rotates integrally with the rotation ring S. Since this axial flow type circulation device 26 is disposed radially inward of the shower retainer 40, by rotating integrally with the rotation shaft S, the sealing fluid E in the sealed space 16 is allowed to flow in the sealed space. As shown by an arrow A from one end side (inside the machine, that is, the left side in FIG. 1), it is fed into the radial inner space 16a.

さらに、ケーシング14は、軸流式循環装置26の径方向外方位置に、ポンプジャケット52を備えている。このポンプジャケット52は、従来のポンプジャケットと同様に、内部に冷媒が循環させられるように構成され、被密封空間16、特に、径方向外方空間16b内のシール流体Eを熱伝導によって冷却する。   Further, the casing 14 includes a pump jacket 52 at a radially outward position of the axial flow type circulation device 26. Like the conventional pump jacket, the pump jacket 52 is configured so that the refrigerant is circulated therein, and cools the sealing fluid E in the sealed space 16, in particular, the radially outer space 16 b by heat conduction. .

次に、本実施形態のメカニカルシール10の動作について、説明する。
上述したように、回転軸Sが回転すると、軸流式循環装置26を構成するパーシャルインペラ装置も回転軸Sと一体的に回転し、被密封空間16内のシール流体Eを、被密封空間の一端側(機内側すなわち図1の左側)から、矢印Aで示すように、径方向内方空間16a内に送り込む。
Next, operation | movement of the mechanical seal 10 of this embodiment is demonstrated.
As described above, when the rotating shaft S rotates, the partial impeller device constituting the axial flow type circulation device 26 also rotates integrally with the rotating shaft S, and the sealing fluid E in the sealed space 16 is allowed to flow in the sealed space. From one end side (inside the machine, that is, the left side in FIG. 1), as shown by an arrow A, the air is fed into the radial inner space 16a.

径方向内方空間16a内に送り込まれたシール流体Eは、矢印Bで示されるように、径方向内方空間16a内を被密封空間16の他端側(機外側すなわち図1の右側)方向に流れ、回転環22、静止環36の近傍を通過する。   As indicated by an arrow B, the sealing fluid E fed into the radial inner space 16a moves in the radial inner space 16a in the direction of the other end side of the sealed space 16 (the outside of the machine, that is, the right side in FIG. 1). And passes near the rotating ring 22 and the stationary ring 36.

この際、シール流体Eは、回転環22、静止環36、および回転環22と静止環36の間に形成されたシール面38等から熱を奪うとともに、回転環22と静止環36の近傍、および回転環22と静止環36の間に形成されたシール面38近傍に存在するスラッジ等を同伴し、これらスラッジを、回転環22と静止環36の近傍、および回転環22と静止環36の間に形成されたシール面38近傍から除去する。   At this time, the seal fluid E removes heat from the rotating ring 22, the stationary ring 36, the seal surface 38 formed between the rotating ring 22 and the stationary ring 36, and the vicinity of the rotating ring 22 and the stationary ring 36. And sludge existing in the vicinity of the seal surface 38 formed between the rotary ring 22 and the stationary ring 36, and the sludge is adjoined between the rotary ring 22 and the stationary ring 36 and between the rotary ring 22 and the stationary ring 36. It is removed from the vicinity of the seal surface 38 formed therebetween.

上述したように、シャワーリテーナ40の肉厚部分46の先端は、環状のアダプタ34の径方向外方位置に配置されるので、径方向内方空間16aは、アダプタ34の径方向外方位置より他端側で肉薄となる。この結果、回転環22と静止環36の近傍等から、この肉薄部に流れ込んできたシール流体Eは、ベローズ方向に流れにくくなり、その多くが、貫通孔48を通して径方向外部空間16bに流れ込む。   As described above, since the distal end of the thick portion 46 of the shower retainer 40 is disposed at the radially outer position of the annular adapter 34, the radially inner space 16 a is more than the radially outer position of the adapter 34. It becomes thin on the other end side. As a result, the seal fluid E that has flowed into the thin portion from the vicinity of the rotating ring 22 and the stationary ring 36 becomes difficult to flow in the bellows direction, and most of the fluid flows into the radial outer space 16 b through the through holes 48.

この結果、回転環22と静止環36の近傍、および回転環22と静止環36の間に形成されたシール面38近傍から同伴されてきたスラッジも、ベローズ32側に流れ込み難くなる。   As a result, sludge accompanied by the vicinity of the rotating ring 22 and the stationary ring 36 and the vicinity of the seal surface 38 formed between the rotating ring 22 and the stationary ring 36 is difficult to flow into the bellows 32 side.

回転環22と静止環36の近傍等から流れてきたシール流体Eの残部は、ベローズ32近傍を通過し、ベローズ32近傍に存在するスラッジ等を同伴し、矢印Dで示されるように、シャワーリテーナ40の開口部50を通して、径方向外部空間16bに流れ込み、さらに、突出部42に形成された切り欠き部44を通し、一端側方向に流れる。   The remaining portion of the seal fluid E that flows from the vicinity of the rotating ring 22 and the stationary ring 36 passes through the vicinity of the bellows 32 and accompanies sludge or the like existing in the vicinity of the bellows 32, and as shown by the arrow D, the shower retainer. It flows into the radial outer space 16b through the opening 50 of the 40, and further flows in the one end side direction through the notch 44 formed in the protrusion 42.

シャワーリテーナ40の貫通孔48を通して径方向外部空間16bに流れ込んだシール流体E、およびシャワーリテーナ40の開口部50を通して径方向外部空間16bに流れ込んだシール流体Eの両者は、矢印Eで示されるように、径方向外部空間16bを被密封空間16の一端側(機内側即ち図1の左側)方向に流れる。   Both the seal fluid E flowing into the radial outer space 16b through the through hole 48 of the shower retainer 40 and the seal fluid E flowing into the radial outer space 16b through the opening 50 of the shower retainer 40 are indicated by arrows E. Then, the radial outer space 16b flows in the direction of one end of the sealed space 16 (inner side, that is, the left side in FIG. 1).

回転環22、静止環36、および回転環22と静止環36の間に形成されたシール面38等から熱を奪うことにより温度が上昇していたシール流体Eは、ケーシング14を介して、ポンプジャケット52内の冷媒によって冷却される。   The seal fluid E whose temperature has been increased by removing heat from the rotary ring 22, the stationary ring 36, and the seal surface 38 formed between the rotary ring 22 and the stationary ring 36 is pumped through the casing 14. It is cooled by the refrigerant in the jacket 52.

そして、冷却され、被密封空間の一端に戻されたシール流体Eは、軸流式循環装置26によって、再び、被密封空間の一端側(機内側すなわち図1の左側)から、矢印Aで示すように、径方向内方空間16a内に送り込む。   Then, the sealing fluid E cooled and returned to one end of the sealed space is again indicated by an arrow A from the one end side of the sealed space (the inside of the machine, that is, the left side in FIG. 1) by the axial flow circulation device 26. Thus, it is fed into the radial inner space 16a.

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。   Without being limited to the above-described embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

上記実施形態メカニカルシール10では、ベローズを付勢手段として使用したが、スプリングなどの他の付勢手段も使用可能である。   In the mechanical seal 10 of the above embodiment, the bellows is used as the urging means, but other urging means such as a spring can be used.

上記実施形態のメカニカルシール10では、シャワーリテーナ40に貫通孔46と開口部50とが設けられているが、いずれか一方が形成された構成でもよい。
また、貫通孔46と開口部50の形状、位置および数は、上記実施形態のシャワーリテーナの例に限定されるものではなく、使用状況等に応じて適宜設定可能ある。
In the mechanical seal 10 of the above embodiment, the through hole 46 and the opening 50 are provided in the shower retainer 40, but a configuration in which either one is formed may be used.
Moreover, the shape, position, and number of the through-hole 46 and the opening 50 are not limited to the example of the shower retainer of the above-described embodiment, and can be set as appropriate according to the use situation and the like.

上記実施形態のメカニカルシール10では、シャワーリテーナ40の他端側に肉厚部分46が形成されていたが、大きなスラリーが存在しない場合等には、肉厚部分を設けない構成でもよい。   In the mechanical seal 10 of the above embodiment, the thick portion 46 is formed on the other end side of the shower retainer 40. However, when there is no large slurry, the thick portion 46 may be omitted.

さらに、上記実施形態では、フラッシングを行わない構成であるが、本発明は、運転中にフラッシングを行うメカニカルシールにも適用可能である。この場合、フラッシング流量を減少させることができるというメリットがある。   Furthermore, in the said embodiment, although it is the structure which does not perform flushing, this invention is applicable also to the mechanical seal which performs flushing during a driving | operation. In this case, there is an advantage that the flushing flow rate can be reduced.

10:メカニカルシール
12:メカニカルシールカバー
14:スタッフィングボックス
16:被密封空間(軸封部)
16a:径方向内方部分
16b:径方向外方部分
18:スリーブ
20:リテーナ
22:回転環
26:軸流式循環装置(パーシャルインペラ)
32:ベローズ
36:静止環
38:シール面(摺動面)
40:シャワーリテーナ
42:突出部
44:切り欠き部
46:肉厚部分
48:貫通孔
50:開口部
S:回転軸
E:シール流体
10: Mechanical seal 12: Mechanical seal cover 14: Stuffing box 16: Sealed space (shaft seal)
16a: radially inward portion 16b: radially outward portion 18: sleeve 20: retainer 22: rotating ring 26: axial flow circulation device (partial impeller)
32: Bellows 36: Stationary ring 38: Sealing surface (sliding surface)
40: Shower retainer 42: Protruding part 44: Notch part 46: Thick part 48: Through hole 50: Opening part S: Rotating shaft E: Sealing fluid

Claims (7)

回転軸に固定された回転環と該回転軸が貫通する機体側部材に連結された静止環との間の摺動接触によって、前記回転軸の周囲をシールするメカニカルシールであって、
前記回転環と静止環とが配置されシール流体が収容された円筒状の軸封部である被密閉空間と、
前記被密閉空間を、前記回転環および静止環が内部に配置される径方向内方部分と、該径方向内方部分の径方向外方に位置する径方向外方部分とに分割する円筒状のシャワーリテーナと、
前記被密封空間の一端側から前記径方向内方部分内に前記シール流体を送り込み、該シール流体を前記被密封空間内で循環させる循環装置と、を備え、
前記シャワーリテーナが、前記被密封空間の他端側に形成された開口を有し、前記循環装置によって、一端側から前記径方向内方空間に送り込まれたシール流体を他端側で前記径方向外方空間に導くように構成されている、
ことを特徴とするメカニカルシール。
A mechanical seal that seals the periphery of the rotating shaft by sliding contact between a rotating ring fixed to the rotating shaft and a stationary ring connected to a body-side member through which the rotating shaft passes;
A sealed space which is a cylindrical shaft seal portion in which the rotating ring and the stationary ring are arranged and a sealing fluid is accommodated;
A cylindrical shape that divides the sealed space into a radially inner portion in which the rotating ring and the stationary ring are disposed, and a radially outer portion located radially outward of the radially inner portion. Shower retainer,
A circulation device that feeds the seal fluid into the radially inner portion from one end side of the sealed space and circulates the seal fluid in the sealed space;
The shower retainer has an opening formed on the other end side of the sealed space, and the sealing fluid fed from one end side to the radially inner space by the circulation device on the other end side in the radial direction. Configured to lead to the outer space,
A mechanical seal characterized by that.
前記機体側部材の前記径方向外方空間の外方位置に、ポンプジャケットが形成されている、
請求項1に記載のメカニカルシール。
A pump jacket is formed at an outer position of the outer radial space of the airframe side member.
The mechanical seal according to claim 1.
前記回転環が、前記径方向内方空間内で前記静止環の一端側位置に配置され、
前記メカニカルシールは、更に、
前記径方向内方空間内で前記静止環の他端側位置に配置され、前記静止環を前記回転環に向けて付勢する付勢手段を備え、
前記開口が、前記付勢手段より他端側に設けられた開口部を備えている、
請求項1または2に記載のメカニカルシール。
The rotating ring is disposed at one end side position of the stationary ring in the radially inner space;
The mechanical seal further includes:
A biasing means disposed at the other end side position of the stationary ring in the radially inner space, and biasing the stationary ring toward the rotating ring;
The opening includes an opening provided on the other end side from the biasing means.
The mechanical seal according to claim 1 or 2.
前記付勢手段が、金属ベローズである、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
The biasing means is a metal bellows;
The mechanical seal according to any one of claims 1 to 3.
前記開口が、前記付勢手段より一端側に設けられた貫通孔を備えている、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
The opening includes a through hole provided at one end side from the biasing means.
The mechanical seal according to any one of claims 1 to 4.
前記循環装置が、前記回転軸に連結された軸流式循環装置である、
静止環1ないし3のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
The circulation device is an axial flow type circulation device connected to the rotating shaft.
The mechanical seal according to any one of the stationary rings 1 to 3.
前記メカニカルシールが、前記被密閉空間への前記シール流体の注入及び前記被密閉空間からのシール流体の排出が行われないデッドエンド仕様メカニカルシールである、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のメカニカルシール。
The mechanical seal is a dead end specification mechanical seal in which the sealing fluid is not injected into the sealed space and the sealing fluid is not discharged from the sealed space.
The mechanical seal according to any one of claims 1 to 6.
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