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JP2018146079A - Mechanical seal for slurry fluid - Google Patents

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JP2018146079A
JP2018146079A JP2017043948A JP2017043948A JP2018146079A JP 2018146079 A JP2018146079 A JP 2018146079A JP 2017043948 A JP2017043948 A JP 2017043948A JP 2017043948 A JP2017043948 A JP 2017043948A JP 2018146079 A JP2018146079 A JP 2018146079A
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正信 二宮
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Abstract

【課題】スラリ流体を密封する静止密封環を保持しているリテーナの調心機能が低下するのを防止できるスラリ流体用メカニカルシールを提供する。【解決手段】スラリ流体用メカニカルシール3は、回転軸61側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環21と、回転軸61を包囲しているシールケース52に取り付けられた環状のリテーナ22と、リテーナ22に保持され回転密封環21が摺接することでスラリ流体を密封する静止密封環23と、リテーナ22を介して静止密封環23を回転密封環21側へ押圧する弾性ベローズ24と、スラリ流体が密封された機内領域Cに面していないリテーナ22の外周面22bとの間に微小隙間をあけた状態でシールケース52に取り付けられているリング部材32を備えている。【選択図】図1To provide a mechanical seal for a slurry fluid capable of preventing the lowering of the aligning function of a retainer holding a stationary sealing ring for sealing slurry fluid. A mechanical seal 3 for a slurry fluid includes a rotary seal ring 21 attached to a rotary shaft 61 so as to be integrally rotatable, and an annular retainer 22 attached to a seal case 52 surrounding the rotary shaft 61. A stationary sealing ring 23 that is held by the retainer 22 and seals the slurry fluid by sliding contact with the rotating sealing ring 21; an elastic bellows 24 that presses the stationary sealing ring 23 toward the rotating sealing ring 21 via the retainer 22; A ring member 32 is provided that is attached to the seal case 52 with a minute gap between the retainer 22 and the outer peripheral surface 22b not facing the in-machine region C where the fluid is sealed. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、スラリ流体用メカニカルシールに関する。   The present invention relates to a mechanical seal for slurry fluid.

従来より、回転機器の内部の被密封流体であるスラリ流体をシールするものとして、図4に示すように、回転軸101側に一体回転可能に設けられた回転密封環102と、ケーシング103側に設けられた金属製の環状のリテーナ104と、回転密封環102と軸方向に対向した状態でリテーナに保持された静止密封環105と、リテーナ104を介して静止密封環105を回転密封環102側に押圧する弾性ベローズ106とを備えたメカニカルシール110が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as shown in FIG. 4, as a seal for a slurry fluid, which is a sealed fluid inside a rotating device, as shown in FIG. 4, a rotary seal ring 102 provided integrally with the rotary shaft 101 and a casing 103 side. An annular retainer 104 made of metal, a stationary seal ring 105 held by the retainer in an axial direction facing the rotary seal ring 102, and the stationary seal ring 105 on the side of the rotary seal ring 102 via the retainer 104 There is known a mechanical seal 110 including an elastic bellows 106 that presses against (see, for example, Patent Document 1).

このようなメカニカルシール110を備えた回転機器には、静止密封環105、リテーナ104及び弾性ベローズ106の内周側に、スラリ流体を密封する機内領域107が形成されており、この機内領域107には、リテーナ104をケーシング103に対して調心(リテーナ104の振れ回りを一定範囲に抑制する振れ止め)する筒状のバッフル108が配置されている。すなわち、リテーナ104の内周面をバッフル108の外周面に接近させることによって、リテーナ104を調心している。バッフル108は、ケーシング103側のシールケース109に固定されている。   In the rotating device provided with such a mechanical seal 110, an in-machine region 107 for sealing slurry fluid is formed on the inner peripheral side of the stationary sealing ring 105, the retainer 104 and the elastic bellows 106. Is arranged with a cylindrical baffle 108 that aligns the retainer 104 with respect to the casing 103 (an anti-swaying that keeps the retainer 104 from swinging within a certain range). That is, the retainer 104 is aligned by bringing the inner peripheral surface of the retainer 104 closer to the outer peripheral surface of the baffle 108. The baffle 108 is fixed to a seal case 109 on the casing 103 side.

特開2016−125597号公報JP 2006-125597 A

上記メカニカルシール110では、機内領域107のスラリ流体に硬質のスラッジが含まれていると、このスラッジがリテーナ104の内周面とバッフル108の外周面との間に形成された隙間に噛み込む場合がある。このようにスラッジの噛み込みが発生すると、リテーナ104及びバッフル108が摩耗することで、バッフル108によるリテーナ104の調心機能が徐々に低下する。そして、リテーナ104の調心機能が低下すると、メカニカルシール110の背面側部材に振れや振動が発生し、それに起因して背面側部材(例えば弾性ベローズ106)が破損し、スラリ流体が外部に漏洩するおそれがあるという問題があった。   In the mechanical seal 110, when hard sludge is contained in the slurry fluid in the in-machine region 107, the sludge bites into a gap formed between the inner peripheral surface of the retainer 104 and the outer peripheral surface of the baffle 108. There is. When sludge is bitten in this way, the retainer 104 and the baffle 108 are worn, and the aligning function of the retainer 104 by the baffle 108 gradually decreases. When the aligning function of the retainer 104 is lowered, the back side member of the mechanical seal 110 is shaken or vibrated, resulting in damage to the back side member (for example, the elastic bellows 106), and the slurry fluid leaks to the outside. There was a problem that there was a risk of doing.

そこで、リテーナ104の外径を大きくして、その外周面をシールケース109の内周面に接近させることによって、リテーナ104を調心することが考えられる。しかし、この場合には、リテーナ104がシールケース109に接触することによってシールケース109が損傷し易くなる。このようにシールケース109が損傷すると、リテーナ104の調心機能が低下することによってメカニカルシール110の背面側部材(例えば弾性ベローズ106)が破損し、多量のスラリ流体が外部に漏洩するおそれがあるため、結果的に上記問題を解消することはできない。   Therefore, it is conceivable to align the retainer 104 by increasing the outer diameter of the retainer 104 and bringing its outer peripheral surface closer to the inner peripheral surface of the seal case 109. However, in this case, the seal case 109 is easily damaged when the retainer 104 contacts the seal case 109. When the seal case 109 is damaged in this way, the aligning function of the retainer 104 is lowered, and the back side member (for example, the elastic bellows 106) of the mechanical seal 110 is damaged, and a large amount of slurry fluid may leak to the outside. As a result, the above problem cannot be solved.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スラリ流体を密封する静止密封環を保持しているリテーナの調心機能が低下するのを防止できるスラリ流体用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 such circumstances, and provides a mechanical seal for a slurry fluid that can prevent the aligning function of a retainer holding a stationary sealing ring that seals the slurry fluid from being deteriorated. With the goal.

本発明のスラリ流体用メカニカルシールは、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、前記回転軸を包囲しているケーシング側に取り付けられた環状のリテーナと、前記リテーナに保持され、前記回転密封環が摺接することでスラリ流体を密封する静止密封環と、前記リテーナを介して前記静止密封環を前記回転密封環側へ押圧する弾性ベローズと、前記リテーナの外周面および内周面のうち、前記スラリ流体が密封された機内領域に面していない周面との間に微小隙間をあけた状態で前記ケーシング側に取り付けられているリング部材と、を備える。   The slurry fluid mechanical seal of the present invention is held by the rotary seal ring attached to the rotary shaft side so as to be integrally rotatable, an annular retainer attached to the casing side surrounding the rotary shaft, and the retainer. A stationary sealing ring that seals slurry fluid by sliding contact with the rotating sealing ring; an elastic bellows that presses the stationary sealing ring toward the rotating sealing ring via the retainer; and an outer peripheral surface and an inner periphery of the retainer A ring member attached to the casing in a state where a minute gap is formed between the surface and a peripheral surface not facing the in-machine region where the slurry fluid is sealed.

本発明によれば、静止密封環を保持するリテーナの外周面および内周面のうち、スラリ流体が密封された機内領域に面していない周面との間に微小隙間をあけてリング部材を配置し、このリング部材によってリテーナをケーシング側に対して調心しているので、スラリ流体に含まれる硬質のスラッジがリテーナとリング部材との間に噛み込むことはない。これにより、スラッジの噛み込みに起因してリテーナの調心機能が低下するのを防止できる。また、リテーナは、ケーシング側に取り付けられたリング部材に接触して調心されるので、リテーナがケーシング側に接触することはない。このため、ケーシング側の破損に起因してリテーナの調心機能が低下することも防止できる。   According to the present invention, the ring member is formed with a minute gap between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the retainer that holds the stationary sealing ring and the peripheral surface that does not face the in-machine region where the slurry fluid is sealed. Since the retainer is arranged with respect to the casing side by the ring member, hard sludge contained in the slurry fluid is not caught between the retainer and the ring member. Thereby, it can prevent that the aligning function of a retainer falls due to the biting of sludge. Further, since the retainer is aligned with the ring member attached to the casing side, the retainer does not contact the casing side. For this reason, it is possible to prevent the aligning function of the retainer from being deteriorated due to damage on the casing side.

前記スラリ流体用メカニカルシールにおいて、前記リング部材は、前記リテーナよりも弾性率が小さい材質からなり、前記ケーシング側に対して着脱自在に取り付けられているのが好ましい。
この場合、リング部材はリテーナよりも柔らかい材質からなるため、リテーナがリング部材に接触して摩耗するのを抑制することができる。また、リング部材はケーシング側に着脱自在に取り付けられているため、リング部材がリテーナとの接触により摩耗しても、容易に新しいリング部材と交換することができる。
In the slurry fluid mechanical seal, it is preferable that the ring member is made of a material having a smaller elastic modulus than the retainer and is detachably attached to the casing side.
In this case, since the ring member is made of a material softer than the retainer, the retainer can be prevented from coming into contact with the ring member and being worn. Further, since the ring member is detachably attached to the casing side, even if the ring member is worn by contact with the retainer, it can be easily replaced with a new ring member.

前記スラリ流体用メカニカルシールは、機内側および機外側に配置された一対のメカニカルシールの間に封液が導入される封液領域を形成してなるダブル型メカニカルシールにおける機内側のメカニカルシールであり、前記リング部材は、前記リテーナの前記封液領域に面する外周面との間に微小隙間をあけた状態で前記ケーシング側に取り付けられ、前記リング部材の周方向の少なくとも1箇所に、前記封液が通過する封液通路が軸方向に貫通して形成されているのが好ましい。   The mechanical seal for slurry fluid is a mechanical seal inside the machine in a double type mechanical seal formed by forming a sealing liquid region where a sealing liquid is introduced between a pair of mechanical seals arranged inside and outside the machine. The ring member is attached to the casing with a minute gap between the retainer and an outer peripheral surface facing the liquid sealing region, and the seal is attached to at least one place in the circumferential direction of the ring member. It is preferable that the sealing passage through which the liquid passes is formed so as to penetrate in the axial direction.

この場合、ダブル型メカニカルシールの機内側のメカニカルシールにおいて、リテーナをケーシングに対して調心するリング部材は、封液が導入される封液領域に配置されるが、リング部材の周方向の少なくとも1箇所には、封液が通過する封液通路が形成されているので、リング部材によって封液の流通が阻害されることはない。したがって、リテーナ及び弾性ベローズに対する背圧の付与を阻害することなく、リテーナの調心機能が低下するのを防止できる。   In this case, in the mechanical seal inside the double-type mechanical seal, the ring member that aligns the retainer with respect to the casing is disposed in the sealing liquid region where the sealing liquid is introduced, but at least in the circumferential direction of the ring member. Since the sealing liquid passage through which the sealing liquid passes is formed at one place, the circulation of the sealing liquid is not hindered by the ring member. Therefore, it is possible to prevent the aligning function of the retainer from deteriorating without inhibiting the application of back pressure to the retainer and the elastic bellows.

本発明によれば、スラリ流体を密封する静止密封環を保持しているリテーナの調心機能が低下するのを防止できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the aligning function of the retainer holding the stationary sealing ring which seals slurry fluid falls.

本発明の一実施形態に係るスラリ流体用メカニカルシールを備えたダブル型メカニカルシール装置の断面図である。It is a sectional view of a double type mechanical seal device provided with a mechanical seal for slurry fluid concerning one embodiment of the present invention. 機内側の第2メカニカルシールの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 2nd mechanical seal inside a machine. リング部材の正面図である。It is a front view of a ring member. 従来のメカニカルシールの断面図である。It is sectional drawing of the conventional mechanical seal.

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
[全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係るスラリ流体用メカニカルシールを備えたダブル型メカニカルシール装置の断面図である。このダブル型メカニカルシール装置1は、スラリ流体(被密封流体)を取り扱うポンプ等の回転機器において、ケーシング51に取り付けられたシールケース52と、その回転機器の回転軸61との間に設けられている。シールケース52は、機外領域Aと機内領域Cとを区画する区画領域に配置されている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[overall structure]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a double-type mechanical seal device including a slurry fluid mechanical seal according to an embodiment of the present invention. This double type mechanical seal device 1 is provided between a seal case 52 attached to a casing 51 and a rotary shaft 61 of the rotary device in a rotary device such as a pump that handles slurry fluid (sealed fluid). Yes. The seal case 52 is arranged in a partition area that partitions the outside area A and the inside area C.

ダブル型メカニカルシール装置1は、回転軸61の軸方向(以下、単に「軸方向」という)に所定間隔をあけて互いに並列に配置された機外側の第1メカニカルシール2及び機内側の第2メカニカルシール3を備えている。第1メカニカルシール2と第2メカニカルシール3との間には、密封及び冷却用の封液が導入される環状の封液領域Bが形成されている。第1メカニカルシール2は、機外領域Aと封液領域Bとの間をシールするものであり、第2メカニカルシール3は、封液領域Bと機内領域Cとの間をシールするものである。   The double-type mechanical seal device 1 includes a first mechanical seal 2 on the outside of the machine and a second on the inside of the machine that are arranged in parallel with each other at a predetermined interval in the axial direction of the rotation shaft 61 (hereinafter simply referred to as “axial direction”). A mechanical seal 3 is provided. Between the first mechanical seal 2 and the second mechanical seal 3, an annular sealing region B into which a sealing solution for sealing and cooling is introduced is formed. The first mechanical seal 2 seals between the outside area A and the sealed area B, and the second mechanical seal 3 seals between the sealed area B and the inside area C. .

シールケース52は、円環状に形成されたケース円環部53と、このケース円環部53から機内側に延びる円筒状のケース円筒部54とを有している。ケース円環部53は、ケーシング51の外側面とフランジ55との間に挟持された状態で、ボルト56によりケーシング51に固定されている。ケース円筒部54の外周面は、ケーシング51の内周面に嵌合されている。   The seal case 52 has a case ring portion 53 formed in an annular shape and a cylindrical case cylinder portion 54 extending from the case ring portion 53 to the inside of the machine. The case ring portion 53 is fixed to the casing 51 with bolts 56 while being sandwiched between the outer surface of the casing 51 and the flange 55. The outer peripheral surface of the case cylindrical portion 54 is fitted to the inner peripheral surface of the casing 51.

ケース円環部53には、封液領域Bに封液を供給する供給路53aと、封液領域B内の封液を外部に排出する排出路53bとが形成されており、回転機器の運転中に供給路53aから封液領域Bに供給された封液により、第1及び第2メカニカルシール2,3を冷却することができる。また、第1及び第2メカニカルシール2,3を冷却した封液は、排出路53bから外部に排出される。封液領域B内の封液の圧力は、機内領域C内のスラリ流体の圧力よりも高く設定されており、機内領域Cのスラリ流体が封液領域Bに漏洩するのを防止している。   The case ring portion 53 is provided with a supply path 53a for supplying the sealing liquid to the sealing liquid area B and a discharge path 53b for discharging the sealing liquid in the sealing liquid area B to the outside. The first and second mechanical seals 2 and 3 can be cooled by the sealing liquid supplied into the sealing liquid region B from the supply path 53a. Moreover, the sealing liquid which cooled the 1st and 2nd mechanical seals 2 and 3 is discharged | emitted outside from the discharge path 53b. The pressure of the sealing liquid in the sealing liquid area B is set higher than the pressure of the slurry fluid in the in-machine area C, and the slurry fluid in the in-machine area C is prevented from leaking into the sealing liquid area B.

[第1メカニカルシール]
機外側の第1メカニカルシール2は、回転軸61側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環5と、ケーシング51側に取り付けられた静止密封環6とを備えている。回転密封環5は、例えばSiC焼結体からなり、その機外側の端部にはシール面5aが形成されている。回転密封環5は、その外周側がOリング7によりシールされた状態でドライブリング8に嵌合して固定されている。ドライブリング8には、機外側に突出するピン8aが周方向に所定間隔をあけて複数(図1では1個のみ図示)突設されている。各ピン8aは、回転密封環5に形成された係合孔5bに係合している。これにより、回転密封環5は、ドライブリング8に対する相対回転が規制されている。
[First mechanical seal]
The first mechanical seal 2 on the outside of the machine includes a rotary seal ring 5 attached to the rotary shaft 61 side so as to be integrally rotatable, and a stationary seal ring 6 attached to the casing 51 side. The rotary seal ring 5 is made of, for example, a SiC sintered body, and a seal surface 5a is formed at an end portion outside the machine. The rotary seal ring 5 is fitted and fixed to the drive ring 8 with its outer peripheral side sealed by an O-ring 7. The drive ring 8 is provided with a plurality of pins 8a (only one is shown in FIG. 1) protruding at a predetermined interval in the circumferential direction. Each pin 8 a is engaged with an engagement hole 5 b formed in the rotary seal ring 5. Thereby, the rotation seal ring 5 is restricted from rotating relative to the drive ring 8.

また、ドライブリング8には、径方向に貫通するネジ孔8bが周方向に所定間隔をあけて複数(図1では1個のみ図示)形成されており、各ネジ孔8bにはセットスクリュー9が螺合されている。このセットスクリュー9を締め付けることで、その先端部がスリーブ10の外周面を押し付けている。スリーブ10は、その機外側の端部に配置されたストッパリング16に螺合されているセットスクリュー17を締め付けることで、回転軸61の外周面に一体回転可能に嵌合されている。これにより、ドライブリング8は、回転軸61側に固定されている。なお、ドライブリング8の内周面とスリーブ10の外周面との間はOリング11によりシールされている。また、スリーブ10の内周面の軸方向両端部と回転軸61の外周面との間はOリング18,19によりシールされている。   The drive ring 8 is formed with a plurality of screw holes 8b (only one is shown in FIG. 1) with a predetermined interval in the circumferential direction, and a set screw 9 is provided in each screw hole 8b. It is screwed. By tightening the set screw 9, the tip portion presses the outer peripheral surface of the sleeve 10. The sleeve 10 is fitted to the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 so as to be integrally rotatable by tightening a set screw 17 screwed into a stopper ring 16 disposed at an end portion outside the machine. Thereby, the drive ring 8 is fixed to the rotating shaft 61 side. A space between the inner peripheral surface of the drive ring 8 and the outer peripheral surface of the sleeve 10 is sealed with an O-ring 11. Further, the axially opposite ends of the inner peripheral surface of the sleeve 10 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 61 are sealed by O-rings 18 and 19.

静止密封環6は、例えばSiC焼結体からなり、その機内側の端部には、回転密封環5のシール面5aが摺接するシール面6aが形成されている。静止密封環6は、保持リング12に焼き嵌めにより固定されている。保持リング12には、軸方向に貫通する挿通孔12aが周方向に所定間隔をあけて複数(図1では1個のみ図示)形成されており、各挿通孔12aには、ドライブピン13が挿通されてフランジ55の側面に固定されている。これにより、保持リング12は、静止密封環6と共にフランジ55に対して軸方向へ移動可能に保持されながら、フランジ55に対する相対回転が規制されている。   The stationary seal ring 6 is made of, for example, a SiC sintered body, and a seal surface 6a with which the seal surface 5a of the rotary seal ring 5 is slidably contacted is formed at the inner end of the machine. The stationary seal ring 6 is fixed to the holding ring 12 by shrink fitting. A plurality of insertion holes 12a (only one is shown in FIG. 1) are formed in the holding ring 12 at predetermined intervals in the circumferential direction. The drive pins 13 are inserted into the insertion holes 12a. And fixed to the side surface of the flange 55. Thereby, the relative rotation with respect to the flange 55 is regulated while the holding ring 12 is held so as to be movable in the axial direction with respect to the flange 55 together with the stationary sealing ring 6.

保持リング12とフランジ55との間には、保持リング12を機内側へ押圧するスプリング14が周方向に所定間隔をあけて複数(図1では1個のみ図示)設けられている。これにより、静止密封環6は、スプリング14により回転密封環5側へ押圧されている。なお、保持リング12の外周面とフランジ55の内周面との間はOリング15によりシールされている。   A plurality of springs 14 (only one is shown in FIG. 1) are provided between the holding ring 12 and the flange 55 at predetermined intervals in the circumferential direction to press the holding ring 12 toward the inside of the machine. As a result, the stationary seal ring 6 is pressed toward the rotary seal ring 5 by the spring 14. A space between the outer peripheral surface of the holding ring 12 and the inner peripheral surface of the flange 55 is sealed with an O-ring 15.

[第2メカニカルシール]
機内側の第2メカニカルシール(スラリ流体用メカニカルシール)3は、回転軸61側に一体回転可能に取り付けられた回転密封環21と、ケーシング51側に取り付けられた環状のリテーナ22と、リテーナ22に保持された静止密封環23と、リテーナ22に一端部が取り付けられた弾性ベローズ24と、弾性ベローズ24の他端部が取り付けられた環状のアダプタ25とを備えている。
[Second mechanical seal]
The second mechanical seal (slurry fluid mechanical seal) 3 inside the machine includes a rotary seal ring 21 attached to the rotary shaft 61 so as to be integrally rotatable, an annular retainer 22 attached to the casing 51, and a retainer 22. A stationary seal ring 23 held on the retainer 22, an elastic bellows 24 having one end attached to the retainer 22, and an annular adapter 25 to which the other end of the elastic bellows 24 is attached.

回転密封環21は、例えばSiC焼結体からなり、その機内側の端部にはシール面21aが形成されている。回転密封環21は、その外周側が金属製の保持リング26に焼き嵌めにより固定されている。保持リング26には、外周側を開口した環状溝26aが形成されており、この環状溝26aに環状のカラー27が挿入されている。カラー27には、図示を省略するが、軸方向に貫通するネジ孔が周方向に所定間隔をあけて複数形成されており、これらのネジ孔には、スリーブ10の鍔部10a及び保持リング26を軸方向に貫通したボルト28の先端部が螺合されている。これにより、保持リング26は、スリーブ10に対する相対回転が規制されている。なお、保持リング26と鍔部10aとの間はガスケット34によりシールされている。   The rotary seal ring 21 is made of, for example, a SiC sintered body, and a seal surface 21a is formed at an end portion inside the machine. The outer periphery of the rotary seal ring 21 is fixed to the metal holding ring 26 by shrink fitting. The holding ring 26 is formed with an annular groove 26a having an outer peripheral side opened, and an annular collar 27 is inserted into the annular groove 26a. Although not shown, the collar 27 is formed with a plurality of screw holes penetrating in the axial direction at predetermined intervals in the circumferential direction, and the collar portion 10a of the sleeve 10 and the holding ring 26 are formed in these screw holes. The tip of a bolt 28 that passes through the shaft in the axial direction is screwed. Thereby, the holding ring 26 is restricted from rotating relative to the sleeve 10. The holding ring 26 and the flange portion 10a are sealed with a gasket 34.

図2は、第2メカニカルシール3の拡大断面図である。第2メカニカルシール3の静止密封環23は、例えばSiC焼結体からなり、その機外側の端部には、回転密封環21のシール面21aが摺接することで機内領域Cのスラリ流体を密封するシール面23aが形成されている。静止密封環23の外周は、金属製のリテーナ22に焼き嵌めにより固定されている。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the second mechanical seal 3. The stationary sealing ring 23 of the second mechanical seal 3 is made of, for example, a SiC sintered body, and the sealing surface 21a of the rotary sealing ring 21 is slidably contacted with an end portion on the outside of the machine to seal the slurry fluid in the in-machine region C. A sealing surface 23a is formed. The outer periphery of the stationary seal ring 23 is fixed to the metal retainer 22 by shrink fitting.

弾性ベローズ24は蛇腹筒状に形成されており、一端部はリテーナ22の機内側(軸方向においてシール面23aと反対側)の端面に溶接により固定され、他端部はアダプタ25の機外側(軸方向においてシール面23a側)の端面に溶接により固定されている。すなわち、リテーナ22、弾性ベローズ24及びアダプタ25は、一体化されており、広義のベローズの構成要素である。ケース円筒部54の機内側の端部には、径方向内方に延びる環状の屈曲部54aが形成されており、この屈曲部54aの機外側の側面には、アダプタ25の機内側の端面が当接した状態でボルト29(図1参照)により屈曲部54aに固定されている。   The elastic bellows 24 is formed in a bellows cylinder shape, one end is fixed to the end surface of the retainer 22 on the machine inner side (the side opposite to the seal surface 23a in the axial direction) by welding, and the other end is the machine outer side of the adapter 25 ( It is fixed to the end surface on the seal surface 23a side in the axial direction by welding. That is, the retainer 22, the elastic bellows 24, and the adapter 25 are integrated, and are constituent elements of a broad sense. An annular bent portion 54a extending inward in the radial direction is formed at the end of the case cylindrical portion 54 on the machine inner side, and the end surface of the adapter 25 on the machine inner side is formed on the side surface of the bent portion 54a on the machine outer side. The bolt 29 (see FIG. 1) is fixed to the bent portion 54a in the contact state.

これにより、弾性ベローズ24は、リテーナ22を介して静止密封環23を回転密封環21側へ押圧している。また、上述のように、封液領域B内の封液の圧力は、機内領域C内のスラリ流体の圧力よりも高く設定されているため、リテーナ22及び弾性ベローズ24には背圧が作用する。したがって、静止密封環23には、弾性ベローズ24の押圧力に加えて、封液による背圧が作用するので、第2メカニカルシール3のシール性能を高めことができる。   Thereby, the elastic bellows 24 presses the stationary sealing ring 23 toward the rotary sealing ring 21 via the retainer 22. Further, as described above, the pressure of the sealing liquid in the sealing liquid region B is set higher than the pressure of the slurry fluid in the in-machine region C, so that the back pressure acts on the retainer 22 and the elastic bellows 24. . Therefore, in addition to the pressing force of the elastic bellows 24, the back pressure by the sealing liquid acts on the stationary seal ring 23, so that the sealing performance of the second mechanical seal 3 can be enhanced.

[調心機構]
第2メカニカルシール3は、リテーナ22をケーシング51側のシールケース52に対して調心するリング部材32をさらに備えている。ここで、調心とは、リテーナの振れ回りを一定範囲に抑制する振れ止めを指す。リング部材32は、金属製のリテーナ22よりも弾性率が小さい材質、すなわち金属製のリテーナ22よりも柔らかい材質からなる。本実施形態のリング部材32は、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる。
[Alignment mechanism]
The second mechanical seal 3 further includes a ring member 32 that aligns the retainer 22 with respect to the seal case 52 on the casing 51 side. Here, the alignment refers to a steady rest that suppresses the swing of the retainer within a certain range. The ring member 32 is made of a material having a smaller elastic modulus than the metal retainer 22, that is, a material softer than the metal retainer 22. The ring member 32 of the present embodiment is made of PTFE (polytetrafluoroethylene), for example.

リング部材32は、リテーナ22の機内領域Cに面していない周面との間に微小隙間をあけて配置されている。本実施形態のリング部材32は、その内周面32aと、封液領域Bに面する外周面22bとの間に微小隙間をあけた状態で配置されている。リング部材32の外周面は、ケース円筒部54の内周に形成された環状の凹部54bに対して着脱自在に嵌合されている。これにより、リング部材32は、リテーナ22の外周側をシールケース52(ケース円筒部54)に対して調心している。   The ring member 32 is disposed with a minute gap between the retainer 22 and the peripheral surface not facing the in-machine region C. The ring member 32 according to the present embodiment is arranged with a minute gap between the inner peripheral surface 32a and the outer peripheral surface 22b facing the sealing region B. The outer peripheral surface of the ring member 32 is detachably fitted to an annular recess 54 b formed on the inner periphery of the case cylindrical portion 54. Thereby, the ring member 32 aligns the outer peripheral side of the retainer 22 with respect to the seal case 52 (case cylindrical portion 54).

図3は、リング部材32の正面図である。本実施形態のリング部材32は有端環状に形成されており、その周方向両側の端面32b,32c同士の間には、封液が軸方向(図3の紙面垂直方向)に通過する封液通路33が形成されている。つまり、リング部材32の周方向の1箇所には、封液が通過する封液通路33が軸方向に貫通して形成されている。   FIG. 3 is a front view of the ring member 32. The ring member 32 of the present embodiment is formed in an end ring shape, and the sealing liquid passes between the end faces 32b, 32c on both sides in the circumferential direction in the axial direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 3). A passage 33 is formed. That is, a sealing liquid passage 33 through which sealing liquid passes is formed in one place in the circumferential direction of the ring member 32 so as to penetrate in the axial direction.

封液通路33の大きさは、本発明において特に限定されるものではないが、好ましくは、リング部材32の中心点Xを中心とする前記端面32b,32c同士のなす角度αが10°以上かつ20°以下である。前記角度αは、封液の流通を阻害しないという観点では10°以上であることが望ましい。また、前記角度αは、リング部材32によりリテーナ22の調子機能を効果的に発揮させるという観点では20°以下であることが望ましい。   The size of the sealing liquid passage 33 is not particularly limited in the present invention. Preferably, the angle α formed by the end faces 32b and 32c centering on the center point X of the ring member 32 is 10 ° or more and It is 20 degrees or less. The angle α is preferably 10 ° or more from the viewpoint of not inhibiting the flow of the sealing liquid. In addition, the angle α is desirably 20 ° or less from the viewpoint that the ring member 32 can effectively exert the function of the retainer 22.

[作用効果]
以上、本実施形態のスラリ流体用メカニカルシール(第2メカニカルシール3)によれば、静止密封環23を保持するリテーナ22の機内領域Cに面していない外周面22bとの間に微小隙間をあけてリング部材32を配置し、このリング部材32によってリテーナ22をシールケース52に対して調心しているので、スラリ流体に含まれる硬質のスラッジが、リテーナ22とリング部材32との間に噛み込むことはない。これにより、スラッジの噛み込みに起因してリテーナ22の調心機能が低下するのを防止できる。また、リテーナ22は、シールケース52に取り付けられたリング部材32に接触して調心されるので、リテーナ22がシールケース52に接触することはない。このため、シールケース52の破損に起因してリテーナ22の調心機能が低下することも防止できる。以上により、リテーナ22の調心機能の低下に伴い、第2メカニカルシール3の背面側部材であるリテーナ22、弾性ベローズ24、アダプタ25(広義のベローズ)に振れや振動が発生し、それに起因して背面側部材(例えば弾性ベローズ24)が破損し、機内領域Cのスラリ流体が外部に漏洩するのを効果的に抑制することができる。
[Function and effect]
As described above, according to the mechanical seal for the slurry fluid (second mechanical seal 3) of the present embodiment, a minute gap is formed between the retainer 22 that holds the stationary seal ring 23 and the outer peripheral surface 22b that does not face the in-machine region C. Since the ring member 32 is opened and the retainer 22 is aligned with the seal case 52 by the ring member 32, hard sludge contained in the slurry fluid is caught between the retainer 22 and the ring member 32. There is nothing. Thereby, it can prevent that the aligning function of the retainer 22 falls due to the biting of sludge. Further, since the retainer 22 is aligned with the ring member 32 attached to the seal case 52, the retainer 22 does not contact the seal case 52. For this reason, it is possible to prevent the aligning function of the retainer 22 from being deteriorated due to breakage of the seal case 52. As described above, as the aligning function of the retainer 22 is lowered, the retainer 22, the elastic bellows 24, and the adapter 25 (broad bellows), which are the back side members of the second mechanical seal 3, generate vibrations and vibrations. Thus, it is possible to effectively prevent the back side member (for example, the elastic bellows 24) from being damaged and the slurry fluid in the in-machine region C from leaking outside.

また、リング部材32は、リテーナ22よりも弾性率が小さい材質、すなわちリテーナ22よりも柔らかい材質からなるため、リテーナ22がリング部材32に接触して摩耗するのを抑制することができる。また、リング部材32はシールケース52に着脱自在に取り付けられているため、リング部材32がリテーナ22との接触により摩耗しても、容易に新しいリング部材32と交換することができる。   Further, since the ring member 32 is made of a material having a smaller elastic modulus than the retainer 22, that is, a material softer than the retainer 22, it is possible to suppress the retainer 22 from coming into contact with the ring member 32 and being worn. Further, since the ring member 32 is detachably attached to the seal case 52, even if the ring member 32 is worn due to contact with the retainer 22, it can be easily replaced with a new ring member 32.

また、リング部材32は、封液が導入される封液領域Bに配置されているが、リング部材32には、封液が通過する封液通路33が形成されているので、リング部材32によって封液の流通が阻害されることはない。したがって、リテーナ22及び弾性ベローズ24に対する背圧の付与を阻害することなく、リテーナ22の調心機能が低下するのを防止できる。   The ring member 32 is disposed in the sealing liquid region B where the sealing liquid is introduced. The ring member 32 has a sealing liquid passage 33 through which the sealing liquid passes. The distribution of the sealing liquid is not hindered. Therefore, it is possible to prevent the aligning function of the retainer 22 from deteriorating without inhibiting the application of back pressure to the retainer 22 and the elastic bellows 24.

[その他]
上記実施形態におけるリング部材32は、リテーナ22の機内領域Cに面していない外周面との間に微小隙間をあけて配置されているが、リテーナ22の外周側が機内領域Cである場合には、リテーナ22の内周面との間に微小隙間をあけて配置してもよい。
また、上記実施形態における封液通路33は、有端環状のリング部材32の周方向両側の端面32b,32c同士の間に形成されているが、リング部材32を無端環状に形成し、その厚み方向(軸方向)に貫通した貫通孔や貫通溝を封液通路としてもよい。この場合、封液通路である貫通孔や貫通溝を周方向に複数形成してもよい。
[Others]
The ring member 32 in the above embodiment is arranged with a small gap between the retainer 22 and the outer peripheral surface that does not face the in-machine region C. However, when the outer peripheral side of the retainer 22 is the in-machine region C, Further, a minute gap may be provided between the retainer 22 and the inner peripheral surface.
Further, the sealing passage 33 in the above embodiment is formed between the end faces 32b, 32c on both sides in the circumferential direction of the end-ring ring member 32, but the ring member 32 is formed in an endless ring shape and its thickness. A through hole or a through groove penetrating in the direction (axial direction) may be used as the sealed liquid passage. In this case, a plurality of through-holes or through-grooves that are sealed liquid passages may be formed in the circumferential direction.

また、上記実施形態においては、リテーナ22の内周側にはバッフルが設けられていないが、リテーナ22の内周面との間に微小隙間をあけた状態でバッフルを配置し、リテーナ22の外周面に加えて内周側においても調心するようにしてもよい。この場合、リテーナ22とバッフルとの間にスラッジが噛み込んで、リテーナ22の内周側の調心機能が低下又は喪失した場合であっても、リテーナ22の外周側の調心機能は維持されるため、スラッジの噛み込みに起因してリテーナ22の調心機能が低下するのを防止できる。   Further, in the above embodiment, the baffle is not provided on the inner peripheral side of the retainer 22, but the baffle is disposed with a minute gap between the retainer 22 and the outer periphery of the retainer 22. In addition to the surface, alignment may be performed on the inner peripheral side. In this case, even when sludge is caught between the retainer 22 and the baffle and the aligning function on the inner peripheral side of the retainer 22 is reduced or lost, the aligning function on the outer peripheral side of the retainer 22 is maintained. Therefore, it is possible to prevent the aligning function of the retainer 22 from being reduced due to sludge biting.

また、本発明のスラリ流体用メカニカルシールは、ダブル型メカニカルシール装置の機内側のメカニカルシールとして説明したが、静止密封環を保持しているリテーナを弾性ベローズにより回転密封環側へ押圧するものであれば、シングル型のメカニカルシールにも適用することができる。   Moreover, although the mechanical seal for slurry fluid of the present invention has been described as a mechanical seal inside the double type mechanical seal device, the retainer holding the stationary seal ring is pressed against the rotary seal ring side by an elastic bellows. If there is, it can be applied to a single-type mechanical seal.

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.

1 ダブル型メカニカルシール装置
2 第1メカニカルシール
3 第2メカニカルシール(スラリ流体用メカニカルシール)
21 回転密封環
22 リテーナ
22b 外周面
23 静止密封環
24 弾性ベローズ
32 リング部材
33 封液通路
51 ケーシング
61 回転軸
B 封液領域
C 機内領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double type mechanical seal apparatus 2 1st mechanical seal 3 2nd mechanical seal (mechanical seal for slurry fluid)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Rotating sealing ring 22 Retainer 22b Outer peripheral surface 23 Stationary sealing ring 24 Elastic bellows 32 Ring member 33 Sealing passage 51 Casing 61 Rotating shaft B Sealing area C In-machine area

Claims (3)

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、
前記回転軸を包囲しているケーシング側に取り付けられた環状のリテーナと、
前記リテーナに保持され、前記回転密封環が摺接することでスラリ流体を密封する静止密封環と、
前記リテーナを介して前記静止密封環を前記回転密封環側へ押圧する弾性ベローズと、
前記リテーナの外周面および内周面のうち、前記スラリ流体が密封された機内領域に面していない周面との間に微小隙間をあけた状態で前記ケーシング側に取り付けられているリング部材と、を備えるスラリ流体用メカニカルシール。
A rotary seal ring attached to the rotary shaft side so as to be integrally rotatable;
An annular retainer attached to the casing surrounding the rotating shaft;
A stationary sealing ring that is held by the retainer and seals slurry fluid by sliding contact with the rotary sealing ring;
An elastic bellows that presses the stationary seal ring toward the rotary seal ring through the retainer;
A ring member attached to the casing side with a minute gap between an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the retainer and a peripheral surface not facing an in-machine region where the slurry fluid is sealed; A mechanical seal for slurry fluid.
前記リング部材は、前記リテーナよりも弾性率が小さい材質からなり、前記ケーシング側に対して着脱自在に取り付けられている、請求項1に記載のスラリ流体用メカニカルシール。   The mechanical seal for a slurry fluid according to claim 1, wherein the ring member is made of a material having a smaller elastic modulus than the retainer and is detachably attached to the casing side. 前記スラリ流体用メカニカルシールは、機内側および機外側に配置された一対のメカニカルシールの間に封液が導入される封液領域を形成してなるダブル型メカニカルシールにおける機内側のメカニカルシールであり、
前記リング部材は、前記リテーナの前記封液領域に面する外周面との間に微小隙間をあけた状態で前記ケーシング側に取り付けられ、
前記リング部材の周方向の少なくとも1箇所に、前記封液が通過する封液通路が軸方向に貫通して形成されている、請求項1又は2に記載のスラリ流体用メカニカルシール。
The mechanical seal for slurry fluid is a mechanical seal inside the machine in a double type mechanical seal formed by forming a sealing liquid region where a sealing liquid is introduced between a pair of mechanical seals arranged inside and outside the machine. ,
The ring member is attached to the casing side with a minute gap between the retainer and the outer peripheral surface facing the liquid sealing region,
The mechanical seal for slurry fluid according to claim 1 or 2, wherein a sealing liquid passage through which the sealing liquid passes is formed in at least one place in a circumferential direction of the ring member so as to penetrate in an axial direction.
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