JPH04132268U - mechanical seal device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メカニカルシール装置の寿命を長くすると共
に、部品交換等のメンテナンス期間を長くする。
【構成】 主軸11に装着した回転リング12と、ケー
シング13にOリング14、ばね15と共に装着した固
定リング16とが互いに摺接する端面(相対摺動綿S)
で、圧力流体17をシールする。固定リング16の相対
摺動面Sの一部に、円周方向に溝深さが変化する複数の
溝18を形成する。
(57) [Summary] [Purpose] To extend the life of a mechanical seal device and extend the maintenance period for parts replacement, etc. [Structure] The end surface where the rotating ring 12 attached to the main shaft 11 and the fixed ring 16 attached to the casing 13 together with the O-ring 14 and the spring 15 slide against each other (relative sliding cotton S)
The pressure fluid 17 is sealed. A plurality of grooves 18 whose groove depth changes in the circumferential direction are formed in a part of the relative sliding surface S of the fixed ring 16.
Description
【0001】0001
本考案は、例えば水車、ポンプ等の回転流体機械の軸封部に適用されるメカニ カルシール装置に関する。 This invention is applied to the shaft seal of rotating fluid machines such as water turbines and pumps. Regarding Calseal device.
【0002】0002
図9は、流体機械の軸封部に用いられている従来のメカニカルシール装置の断 面図である。 Figure 9 shows a cross-section of a conventional mechanical seal device used in the shaft seal of fluid machinery. It is a front view.
【0003】 図9において、従来のメカニカルシール装置は、主軸1とケーシング2との間 から圧力流体3が流出しないように、固定リング4かばね5とOリング6と共に ケーシング2に取付けられている。0003 In FIG. 9, the conventional mechanical seal device has a together with the fixing ring 4, spring 5 and O-ring 6 to prevent the pressure fluid 3 from flowing out. It is attached to casing 2.
【0004】 そして、該ばね5により、固定リング4は主軸1に取付けられた回転リング7 に押し付けられて、相対摺動面Sを形成し、圧力流体3を密封している。0004 The spring 5 causes the fixed ring 4 to rotate to the rotating ring 7 attached to the main shaft 1. , forming a relative sliding surface S and sealing the pressure fluid 3.
【0005】[0005]
上記のようなメカニカルシール装置が装着される流体機械の運転は様々で、高 周速,高面圧で正転・逆転を頻繁に行う機種がある。 Fluid machinery equipped with mechanical seal devices such as the one above operates in a variety of ways, including high-speed operation. There are models that frequently perform forward and reverse rotations at high circumferential speeds and high surface pressures.
【0006】 このような場合、図9に示した従来のメカニカルシール装置においては、固定 リング4と回転リング7との相対摺動面Sは接触して摺動したり、また密封され た圧力流体3による流体膜が発生しても非常に薄く、摺動材(固定リング4,回 転リング7)の表面粗度より薄い場合が多い。[0006] In such a case, in the conventional mechanical seal device shown in Fig. 9, the fixed The relative sliding surfaces S between the ring 4 and the rotating ring 7 may contact and slide, or may be sealed. Even if a fluid film is generated by the pressure fluid 3, it is very thin and the sliding material (fixing ring 4, rotating It is often thinner than the surface roughness of the rolling ring 7).
【0007】 したがって、固定リング4と回転リング7は強い接触摺動による摩耗が多く、 寿命が短くなり、摺動する固定リング4、回転リング7の交換等のメンテナンス を頻繁に行う必要があった。[0007] Therefore, the fixed ring 4 and the rotating ring 7 are subject to a lot of wear due to strong contact and sliding. Maintenance such as replacement of the sliding fixed ring 4 and rotating ring 7 due to shortened lifespan had to be done frequently.
【0008】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、寿命 を長くすることができると共に、部品交換等のメンテナンス期間を長くできるよ うにしたメカニカルシール装置を提供することを目的とする。[0008] This invention was devised to solve the problems of the conventional technology. In addition to extending the maintenance period for parts replacement, etc. The purpose of the present invention is to provide a mechanical seal device that has the following characteristics.
【0009】[0009]
上記の課題を解決するために、本考案は、固定部材と、該固定部材を貫通し、 正転・逆転自在な回転部材との間に微小隙間を形成して、回転部材と固定部材と が相対摺動することにより、流体を密封するメカニカルシール装置において、前 記回転部材と前記固定部材との相対する一方の摺動面に、円周方向に対し一定幅 で深さが減少する溝と、円周方向に対し一定幅で深さが増加する溝とを設けたも のである。 In order to solve the above problems, the present invention includes a fixing member, a penetrating member that penetrates the fixing member, A small gap is formed between the rotating member that can freely rotate forward and reverse, and the rotating member and fixed member In a mechanical seal device that seals fluid by sliding relative to each other, the front A constant width in the circumferential direction is provided on one of the opposing sliding surfaces of the rotating member and the fixed member. A groove that decreases in depth and a groove that increases in depth with a constant width in the circumferential direction. It is.
【0010】0010
上記の手段によれば、回転部材と固定部材との相対摺動面の溝中には密封流体 が導かれ、該流体は相対摺動する回転力により溝内部を回転方向に移動する。そ の際、回転方向に溝深さが減少している溝では流体が絞り圧縮され、圧力を発生 する。したがって、固定部材と回転部材との強い接触が防止され、摺動面の潤滑 を良好にし摩耗の進行を防止する。 According to the above means, the sealing fluid is in the groove of the relative sliding surface between the rotating member and the stationary member. is guided, and the fluid moves in the rotational direction inside the groove due to the rotational force of relative sliding. So At this time, the fluid is squeezed and compressed in the groove where the groove depth decreases in the direction of rotation, generating pressure. do. Therefore, strong contact between the stationary member and rotating member is prevented, and sliding surfaces are lubricated. and prevents wear from progressing.
【0011】 これは、母機が高面圧、高周速の運転状態で正逆転した場合でも、両回転方向 に溝深さが減少する溝が構成されているため、上記作用は両回転方向に作用し効 果を発揮する。また、摺動面の溝の構成されていない平面は、流体を密封するご とく作用する。[0011] This means that even if the mother machine rotates forward and reverse under high surface pressure and high circumferential speed operating conditions, Since the grooves are configured such that the groove depth decreases, the above action is effective in both directions of rotation. Demonstrate results. In addition, the flat surface of the sliding surface without grooves is designed to seal the fluid. It works especially well.
【0012】0012
以下、図1〜図8を参照して、本考案の実施例について詳細に説明に説明する 。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. .
【0013】 図1は、本考案の第1実施例に係わるメカニカルシール装置を示す断面図であ る。主軸11に装着された回転リング12と、ケーシング13にOリング14、 ばね15と共に装着された固定リング16とが互いに摺接する端面(相対摺動面 S)で、圧力流体17をシールする方式のメカニカルシールを構成している。そ して、この固定リング16の相対摺動面Sの一部には、円周方向に溝深さが変化 する溝18が形成されている。[0013] FIG. 1 is a sectional view showing a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention. Ru. A rotating ring 12 mounted on the main shaft 11, an O-ring 14 on the casing 13, The end surface (relative sliding surface) where the fixed ring 16 attached together with the spring 15 slides against each other. S) constitutes a mechanical seal for sealing the pressure fluid 17. So A part of the relative sliding surface S of this fixed ring 16 has a groove depth that changes in the circumferential direction. A groove 18 is formed.
【0014】 図2は図1のII−II線拡大矢視図で、固定リング16に構成される相対摺 動面S上に形成された溝18(第1の溝18A,第2の溝18B)の配置状態を 示している。第1の溝18A,第2の溝18Bは固定リング16に円周方向に対 し一定幅で同一半径上に交互に複数配置されている。なお、符号19は流体シー ル面を示す。[0014] FIG. 2 is an enlarged view taken along the line II-II in FIG. The arrangement state of the grooves 18 (first groove 18A, second groove 18B) formed on the moving surface S is as follows. It shows. The first groove 18A and the second groove 18B are opposed to the fixing ring 16 in the circumferential direction. A plurality of them are arranged alternately on the same radius with a constant width. Note that numeral 19 is a fluid seam. Shows the side.
【0015】 図3は図2のIII−III線拡大断面図で、溝18の軸方向断面を示してい る。第1の溝18Aは円周方向矢印Aに向かうに従って深さが減少するよう形成 され、かつ第2の溝18Bは反対に矢印Aに向かうに従って深さが増加するよう 形成されている。[0015] FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III in FIG. 2, showing an axial cross section of the groove 18. Ru. The first groove 18A is formed so that the depth decreases toward the circumferential direction arrow A. The depth of the second groove 18B increases in the direction of the arrow A. It is formed.
【0016】 上記のように構成されたメカニカルシール装置においては、回転リング12は 主軸11と共に回転し、圧力流体17は固定リング16との相対摺動面Sの平面 部及びケーシング13と固定リング16との間に設置されたOリング14により 密封される。[0016] In the mechanical seal device configured as described above, the rotating ring 12 is The pressure fluid 17 rotates together with the main shaft 11, and the plane of the sliding surface S relative to the fixed ring 16 and the O-ring 14 installed between the casing 13 and the fixing ring 16. sealed.
【0017】 また、圧力流体17は溝18の中へも導かれ、回転リング12の回転力により 回転方向へ溝18中を移動する。その際、溝深さが回転方向に向かい減少する溝 18A又は18Bでは圧力流体17は圧縮され、圧力が発生する。この圧力によ り固定リング16と回転リング12とは接触せず、その摺動部に図4に示す如く 流体膜厚hが形成される。[0017] In addition, the pressure fluid 17 is also guided into the groove 18 due to the rotational force of the rotating ring 12. It moves in the groove 18 in the direction of rotation. At that time, the groove depth decreases in the direction of rotation. At 18A or 18B, the pressure fluid 17 is compressed and pressure is generated. This pressure The fixed ring 16 and the rotating ring 12 do not come into contact with each other, and their sliding parts are covered as shown in FIG. A fluid film thickness h is formed.
【0018】 今、この図4を参照して作用について説明すると、横軸は回転リング12の正 ,逆転の回転速度で、縦軸は固定リング16と回転リング12との間に形成され る流体膜厚hを示す。[0018] Now, to explain the operation with reference to FIG. 4, the horizontal axis is the positive direction of the rotating ring 12. , with a reverse rotational speed, the vertical axis is formed between the fixed ring 16 and the rotating ring 12. shows the fluid film thickness h.
【0019】 本実施例の場合、実線20で示すように、正,逆転共回転速度の上昇と共に流 体膜厚hは増加し、摺動面を構成する表面粗度以上となり、高周速で摩耗を防止 する効果を有する。これに対し、従来のものは、点線21で示すように、回転に より微小な水膜しか発生せず、摺動面の摩耗が進行する。なお、一点鎖線22は 摺動面の表面粗度を示す。[0019] In the case of this embodiment, as shown by the solid line 20, the flow increases as the forward and reverse rotational speeds increase. The body film thickness h increases and exceeds the surface roughness of the sliding surface, preventing wear at high circumferential speeds. It has the effect of On the other hand, the conventional one, as shown by the dotted line 21, Only a finer water film is generated, and the wear of the sliding surface progresses. In addition, the dashed-dotted line 22 Indicates the surface roughness of the sliding surface.
【0020】 本実施例では、図2に示すごとく、第1の溝18A、第2の溝18Bが交互に 配置されているため、回転リング12の回転方向に影響されず、正,逆転する母 機において、上記の効果が同様に得られる。[0020] In this embodiment, as shown in FIG. 2, the first groove 18A and the second groove 18B are arranged alternately. Because of the arrangement, it is not affected by the direction of rotation of the rotating ring 12, and the motherboard rotates in the forward and reverse directions. In the machine, the above effects can be obtained in the same way.
【0021】 次に、図5は本考案の第2実施例を示し、固定リング16への溝18の配置が 半径方向に2重(第1の溝18A,第2の溝18B)となっているもので、第1 の溝18Aが一定幅で円周方向に深さが減少している溝で、かつ第2の溝18B が一定幅で円周方向に深さが増加している溝である。このように構成することに より、回転リング12の正,逆転共に先に述べたように流体膜は形成される。ま た、流体は平面(流体シール面19)の部分で密封される。なお、Sは相対摺動 面である。[0021] Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the arrangement of the groove 18 on the fixing ring 16 is It is double grooved in the radial direction (first groove 18A, second groove 18B), and the first The groove 18A has a constant width and the depth decreases in the circumferential direction, and the second groove 18B is a groove with a constant width and increasing depth in the circumferential direction. To configure it like this As a result, a fluid film is formed as described above both in the forward and reverse directions of the rotating ring 12. Ma In addition, the fluid is sealed at the flat surface (fluid sealing surface 19). Note that S is relative sliding. It is a surface.
【0022】 また、図6,図7はそれぞれ本考案の第3,第4実施例を示すもので、固定リ ング16に設けられた溝18が半径方向に2重(第1の溝18A,第2の溝18 B)に配置構成されているもので、このような構成としても上述した実施例と同 様の効果を有する。なお、図6,図7において、19は流体シール面、Sは相対 摺動面を示す。[0022] Furthermore, FIGS. 6 and 7 show the third and fourth embodiments of the present invention, respectively. The groove 18 provided in the ring 16 is doubled in the radial direction (first groove 18A, second groove 18 B), and even with this configuration, it is the same as the embodiment described above. It has similar effects. In addition, in FIGS. 6 and 7, 19 is a fluid sealing surface, and S is a relative surface. Shows the sliding surface.
【0023】 本考案に係わる溝は、上記実施例のみに限定されるものではなく、例えば図8 に示すように固定リング16の相対摺動面Sに設けられる溝18の深さが矢印B で示す回転方向に対してステップ状に浅く形成したり、あるいは図示はしないが スローブ状に形成したり、またはそれらを組み合わせた溝形状としてもよい。[0023] The grooves according to the present invention are not limited to the above embodiments, for example, FIG. As shown in FIG. Formed shallowly in a step-like manner in the direction of rotation shown in It may be formed into a slobe shape or a groove shape that is a combination thereof.
【0024】[0024]
以上述べたように、本考案に係わるメカニカルシール装置によれば、母機の正 転・逆転に係わらず、シール面である固定部材と回転部分との相対摺動面に流体 膜が発生し、摺動面での固体同士の直接強い接触が防止されるので、耐焼付性が 向上する。また、摺動面の密封流体による潤滑が良好となるため、高圧面,高周 速でも摩耗が極力抑制される。 As described above, according to the mechanical seal device according to the present invention, the mother machine can be Regardless of rotation or reversal, fluid will not be present on the relative sliding surface between the fixed member, which is the sealing surface, and the rotating part. A film forms and prevents strong direct contact between solids on the sliding surface, resulting in improved seizure resistance. improves. In addition, since the sealing fluid on the sliding surfaces provides good lubrication, high-pressure surfaces and high-circumference Wear is minimized even at high speeds.
【0025】 従って、本考案によれば、メカニカルシール装置の寿命が長くなると共に、部 品交換等のメンテナンス期間も長くなるという種々の優れた効果を有する。[0025] Therefore, according to the present invention, the life of the mechanical seal device is extended, and the parts This has various excellent effects such as lengthening maintenance periods such as product replacement.
【図1】本考案の第1実施例に係わるメカニカルシール
装置を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a mechanical seal device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II線拡大矢視図である。FIG. 2 is an enlarged view taken along the line II-II in FIG. 1;
【図3】図2のIII−III線拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III in FIG. 2;
【図4】本考案の作用説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the present invention.
【図5】本考案の第2実施例に係わる固定リングの要部
平面図である。FIG. 5 is a plan view of main parts of a fixing ring according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本考案に係わる第3実施例に係わる固定リング
の要部平面図である。FIG. 6 is a plan view of main parts of a fixing ring according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本考案の第4実施例に係わる固定リングの要部
平面図である。FIG. 7 is a plan view of main parts of a fixing ring according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本考案の第5実施例に係わる固定リングの要部
断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part of a fixing ring according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】従来のメカニカルシール装置を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional mechanical seal device.
11 主軸 12 回転リング 13 ケーシング 14 Oリング 15 ばね 16 固定リング 17 圧力流体 18 溝 18A 第1の溝 18B 第2の溝 19 流体シール面 S 相対摺動面 11 Main shaft 12 Rotating ring 13 Casing 14 O-ring 15 Spring 16 Fixed ring 17 Pressure fluid 18 Groove 18A 1st groove 18B Second groove 19 Fluid seal surface S Relative sliding surface
Claims (1)
逆転自在な回転部材との間に微小隙間を形成して、回転
部材と固定部材とが相対摺動することにより、流体を密
封するメカニカルシール装置において、前記回転部材と
前記固定部材との相対する一方の摺動面に、円周方向に
対し一定幅で深さが減少する溝と、円周方向に対し一定
幅で深さが増加する溝とを設けたことを特徴とするメカ
ニカルシール装置。Claim 1: A fixed member;
In a mechanical seal device that seals a fluid by forming a minute gap between the rotary member and the fixed member and sliding the rotary member and the fixed member relative to each other, the rotating member and the fixed member are opposed to each other. A mechanical seal device characterized in that one sliding surface is provided with a groove whose depth decreases with a constant width in the circumferential direction and a groove whose depth increases with a constant width in the circumferential direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4737991U JPH04132268U (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | mechanical seal device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4737991U JPH04132268U (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | mechanical seal device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04132268U true JPH04132268U (en) | 1992-12-07 |
Family
ID=31926478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4737991U Withdrawn JPH04132268U (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | mechanical seal device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04132268U (en) |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP4737991U patent/JPH04132268U/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19950810 |