JP2004257529A

JP2004257529A - メカニカルシール装置

Info

Publication number: JP2004257529A
Application number: JP2003051577A
Authority: JP
Inventors: Masato Doi; 正人土居; Keisuke Nagaoka; 圭介永岡; Kazuo Nishimura; 和夫西村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】簡単な構造により、ポンプ揚液の漏洩を防止するとともに、万一、ポンプ揚液が漏洩しその漏液が腐食性のものやスラリー分のあるものであったとしても、軸受装置などの腐食損傷を確実に防止することができるメカニカルシール装置を提供する。
【解決手段】回転軸１は、ポンプケーシング２の後側に設けたシールハウジング３２に収容されているダブル形のメカニカルシール１３によって回転自在に軸封し、シールハウジング３２を装入したハウジング装入室３３を介して、軸受装置３４を構成しているベアリングボックス４の軸受３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃによって回転自在に支持する。また、ベアリングボックス４の外部にアキュムレータによってなる蓄圧タンク３７を設置し、この蓄圧タンク３７から潤滑・軸封液供給管３８を介してシールハウジング３２に潤滑・軸封液を供給する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メカニカルシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば、ポンプの回転主軸を軸封するメカニカルシールにおける摺動部の冷却を行う標準的な手法として、フラッシング水を外部の水源より導いて封水する手法と、ポンプの自揚水をフラッシング水として封水する手法が知られている。ところが、前者のフラッシング水を外部の水源より導いて封水する手法は、導水設備費用が高くなるばかりか、保全のためのメンテナンスが煩雑になるなどの難点を有している。また、後者の自揚水をフラッシング水として封水する手法は、ポンプの自揚水にスラリー分がある場合には、ポンプ軸受にダメージを与えて、ポンプの運転継続を不能にする難点を有している。
【０００３】
そこで、前者および後者のようなフラッシング水の使用を避けて、ポンプ軸受の潤滑油をメカニカルシールの潤滑油として共用できるように構成したメカニカルシール装置が提案されている。
【０００４】
まず、図３に示すように、ポンプの回転軸１の先端部にポンプケーシング２内に収納したインペラ（羽根車）３を取付け、ポンプケーシング２とベアリングボックス４との間にシリンダーの機能を有する外套筒５を設置して流体収納部６を構成し、回転軸１のポンプケーシング２とベアリングボックス４の間の略中央部にネジポンプによってなる流体加圧装置７を形成し、流体加圧装置７のケースの働きをするピストン８の外周面を外套筒５の内周面に摺動可能かつ液密に接触させ、ピストン８内に逆止弁９を含む圧力流体通路１０を形成し、また圧力調整のために外套筒５の内周面に圧力調整溝１１を設け、インペラ３の取付け位置直後の回転軸１とポンプケーシング２の後壁の貫通孔１２とにメカニカルシール１３を設置し、メカニカルシール１３とピストン８の前面およびシリンダー５の内面とで囲まれた空間を高圧流体室１４となし、ベアリングボックス４の前面とピストン８の後面との間に加圧スプリング１５を介在させ、ベアリングボックス４の前面とピストン８の後面およびシリンダー５の内面によって囲まれた空間を流体収納部６とし、この流体収納部６には、メカニカルシール１３の摺動面を潤滑するとともに、その粘性で摺動面よりの漏液を防ぎ、かつ冷却作用を発揮できる潤滑・軸封液（潤滑油）を充満してなるメカニカルシール装置がある（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、図４に示すように、回転軸１のベアリングボックス４内に位置する部分にネジポンプによってなる流体加圧装置７を設け、この流体加圧装置７と対応して作動するピストン８の内周面は、前記流体加圧装置７の外周面と適宜の間隔をおき、かつその外周面を外套筒５として機能するベアリングボックス４の内周面に摺動可能かつ液密に接触させ、ピストン８の後部に加圧スプリング１５を設けてピストン８に付勢し、ピストン８の後側を低圧室１７、前側を高圧室１８となし、外套筒５の内周面のピストン８の前進停止位置に対応する位置に当たり部１９を設け、外套筒５の外部に設置されたタンク２０と外套筒５との間に２個の連通路２１，２２を設け、その１つを低圧室１７に、他の１つはピストン８が位置する場所に連通させるとともに、ピストン８が高圧流体によって押圧されたとき、ピストン８の外周部に設けた流体通路２３、調圧溝２４および外套筒５に設けた流体逃がし溝２５より移送された流体が、前記連通路２２よりタンク２０内に移送されるようになし、前記外套筒５として機能するベアリングボックス４の前壁２６に貫通孔２７Ａ，２７Ｂを穿設し、ピストン８の前部に設けた逆止弁２８を有する流体通路２９の開口部と合致する位置に前記貫通孔２７Ａを位置させ、前記タンク２０、低圧室１７および高圧室１８に、メカニカルシール１３の潤滑・軸封液（潤滑油）を充満させたメカニカルシール装置がある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００６】
前記図３および図４で説明した従来のメカニカルシール装置では、軸受３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのための潤滑油を回転軸１とインペラ（羽根車）３の回転時、つまりポンプなどの被軸封機器の運転時には、ネジポンプによってなる流体加圧装置７の加圧でメカニカルシール１３に供給し続け、回転軸１が停止しているポンプなどの被軸封機器の運転停止時には、加圧スプリング１５のばね力によって、ピストン８を介してメカニカルシール１３に与えている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−１１３６６０号公報、第２図
【特許文献２】
特開昭５９−１１９０９８号公報、実施例断面図
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、通常は、ポンプ揚液の圧力よりも潤滑油の圧力の方が高いために、メカニカルシール１３では潤滑油がポンプ側に洩れてポンプ揚液に混入する。ところが、ポンプ側へのもれによって潤滑油が不足して、潤滑油の圧力が低下したり、ポンプの締切運転時などにおいてポンプ揚液の圧力が高くなると、ポンプ揚液が潤滑油側に流れて、潤滑油にポンプ揚液が混入したり、あるいは、メカニカルシール１３の摺動部の面荒れが進むことなどによって、潤滑油にポンプ揚液が混入することもある。このように、潤滑油にポンプ揚液が混入したとしても、非腐食性のポンプ揚液や、スラリー分のないポンプ揚液であれば、さほど大きな問題が生じることはない。しかし、腐食性のポンプ揚液が潤滑油に混入すると、耐食材料で構成されていない回転軸１や軸受３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃなどが損傷を受ける重大な問題につながり、スラリー分のあるポンプ揚液が潤滑油に混入すると、軸受３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃなどにダメージを与えて、ポンプの運転継続を不能にする重大な問題につながる。しかも、ネジポンプによってなる流体加圧装置７、加圧スプリング１５、逆止弁９を含む圧力流体通路１０、逆止弁２８を有する流体通路２９などが必要であるので、構造が複雑である難点を有している。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、簡単な構造により、ポンプ揚液の漏洩を防止するとともに、万一、ポンプ揚液が漏洩しその漏液が腐食性のものやスラリー分のあるものであったとしても、軸受装置などの腐食損傷を確実に防止することができるメカニカルシール装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るメカニカルシール装置は、被軸封機器の回転軸を軸封するメカニカルシールと、このメカニカルシールを装入したシールハウジングと、このシールハウジングに潤滑・軸封液を供給する蓄圧タンクとを備え、前記回転軸は前記シールハウジングが装入されているハウジング装入室を介して軸受装置によって回転自在に支持されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、メカニカルシールが装入されているシールハウジングに対して、蓄圧タンクにより揚液の圧力に応じた圧力で潤滑・軸封液（潤滑油）を供給して軸封することができる。また、万一、揚液がシールハウジングから洩れたとしても、洩れた揚液はハウジング装入室で受け止められるので軸受装置に影響がおよばない。したがって、たとえ腐食性の揚液やスラリー分のある揚液が洩れても、軸受装置などの腐食損傷を確実に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す縦断面図、図２は図１の右側面図である。なお、図３，図４の従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して説明する。
図１および図２において、ポンプの回転軸１の先端部にポンプケーシング２内に収納したインペラ（羽根車）３を取付け、回転軸１は、ポンプケーシング２の後側に設けたシールハウジング３２に収容されているメカニカルシール１３によって回転自在に軸封されており、このメカニカルシール１３は、ポンプケーシング側の前段のメカニカルシール１３Ａと、ベアリングボックス４側の後段のメカニカルシール１３Ｂとを備えた２箇所の摺動部を有するダブル形のメカニカルシール１３によって構成されている。また、シールハウジング３２を装入したハウジング装入室３３を介して、軸受装置３４を構成しているベアリングボックス４の軸受３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃによって回転自在に支持されている。
【００１４】
ベアリングボックス４の外部には、支持棒３５，３５と支持板３６とを介して、たとえばアキュムレータによってなる蓄圧タンク３７が設置されており、この蓄圧タンク３７から潤滑・軸封液供給管３８を介してシールハウジング３２に潤滑・軸封液を供給し、メカニカルシール１３における前段のメカニカルシール１３Ａと後段のメカニカルシール１３Ｂの摺動面を潤滑し、粘性で摺動面よりの漏液を防ぎ、かつ冷却作用を発揮できるように構成してある。また、ハウジング装入室３３の底部には、排液孔３９が設けられ、ベアリングボックス４には、軸受３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ潤滑用の潤滑油を注油する注油孔４０Ａと排油孔４０Ｂを設けてある。なお、図中４１はバルブを示し、潤滑・軸封液供給管３８に介設してある。また、４２はＶリングを示し、ベアリングボックス４の前端に取り付けたシール押えで被冠されて、ベアリングボックス４内を循環する潤滑油がハウジング装入室３３に漏洩するのを防止している。
【００１５】
このような構成であれば、メカニカルシール１３が装入されているシールハウジング３２に対して、たとえばアキュムレータによってなる蓄圧タンク３７により潤滑・軸封液（潤滑油）を供給して軸封することができる。しかも、万一、揚液がシールハウジング３２から漏洩したとしても、漏洩した揚液は、シールハウジング３２が装入されているハウジング装入室３３で受け止められたのち、その底部に設けられている排液孔３９から排出して適宜回収することが可能であるため、軸受装置３４の軸受３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに影響がおよぶことはない。したがって、たとえ腐食性の揚液が洩れても、耐食材料で構成されていない回転軸１や軸受３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃなどが損傷を受けることはない。また、スラリー分のある揚液が洩れても、軸受３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃがダメージを受けることはないので、ポンプの適性運転を継続することができる。しかも、図３および図４で説明した従来例で必要とされるネジポンプによってなる流体加圧装置７、加圧スプリング１５、逆止弁９を含む圧力流体通路１０、逆止弁２８を有する流体通路２９などを全て省略して、構造を大幅に簡単にすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るメカニカルシール装置は構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００１７】
すなわち、メカニカルシールが装入されているシールハウジングに対して、蓄圧タンクにより潤滑・軸封液を供給して軸封することができる。しかも、万一、揚液がシールハウジングから漏洩したとしても、漏洩した揚液は、シールハウジングが装入されているハウジング装入室で受け止めることができるので、軸受装置に影響がおよぶことはない。したがって、腐食性の揚液が洩れても、耐食材料で構成されていない回転軸や軸受装置などが損傷を受けることはない。また、スラリー分のある揚液が洩れても、軸受装置がダメージを受けることはないので、ポンプの適性運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】第１従来例の縦断面図である。
【図４】第２従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
１回転軸
１３メカニカルシール
３２シールハウジング
３３ハウジング装入室
３４軸受装置
３７蓄圧タンク

Claims

被軸封機器の回転軸を軸封するメカニカルシールと、このメカニカルシールを装入したシールハウジングと、このシールハウジングに潤滑・軸封液を供給する蓄圧タンクとを備え、前記回転軸は前記シールハウジングが装入されているハウジング装入室を介して軸受装置によって回転自在に支持されていることを特徴とするメカニカルシール装置。