JPH02199373A - グランドパッキンボックスの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体機器の軸封部を構成しているグランドパ
ツキンボックスに係り、特に、グランドパツキンに密封
流体圧が不均等に負荷されることによっで生じる種々の
不都合を改善して、シール性の向上と動力損失の低減を
図るとともに、グランドパツキンの延命化を達成できる
グランドパツキンボックスの構造に関する。

［従来の技術］ 流体機器の回転軸を軸封する一般的なパツキンボックス
の構造として、第１１図に示すものが知られている０図
においてパツキンボックスＡには複数のグランドパツキ
ンＢが装入され、パツキン押えＣにより、所定の締付圧
によってグランドパツキンＢを軸方向に押圧することで
、回転軸りの外周とグランドパツキンＢの内周との間に
、密封流体のわずかな漏れを許容する隙間（図示せず）
を形成してシールするように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来のパツキンボックスの構造では、第
１２図において矢印で示すように、グランドパツキンＢ
の内周にのみ密封流体圧が偏って負荷される。つまり半
径方向のそれも一方向にのみ密封流体圧が偏って負荷さ
れる圧力のアンパランスが生じる。

このようなアンバランス状態では、グランドパツキンＢ
の内周が密封流体圧によって拡径する異常変形を生じ易
く、その結果、前述の隙間が拡大され、漏れ量の増大を
招いて、シール性を低下させることになるとともに、グ
ランドパツキンＢの異常変形によりパツキン寿命が短縮
される等の不都合を生じる。

一方、圧力のアンバランスによって、隙間が拡大される
ことを予め見込んで、パツキン押えＣによる締付圧を大
きくして、グランドパツキンＢの内周を回転軸り側に膨
出させることが行なわれているけれども、このようにす
ると、回転軸りに対するグランドパツキンＢの締付面圧
が増大して、動力損失が大きくなり、しかも密封流体に
よる潤滑機能が低下して、異常摩耗あるいはドライ運転
によるシール部の焼付等を招く欠点がある。

また、密封流体圧が高い程グランドパツキンＢの異常変
形が大きく、漏れ量が多くなるため、高圧密封流体のシ
ールが困難である問題点もある。

そこで、密封流体圧を軸方向および半径方向に負荷させ
て、圧力のバランスを確保したものとして、セグメント
シールが提案されているけれども、この種のものは、構
造がきわめて複雑な上、組付性が悪く、シかも実用上の
信頼性に劣る等の欠点を有している。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、簡単
な構造で圧力のバランスを確保することができ、したが
ってグランドパツキンの異常変形が回避されシール性の
低下を防止するとともに、グランドパツキンの延命化を
図り、高圧密封流体のシールが容易になされ、しかも組
付性にすぐれかつ信頼性の高いグランドパツキンボック
スの構造の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、グランドパツキ
ンボックスの内面と前記グランドパツキンの密封流体側
端面および外周面との間ならびに前記パツキン押えとグ
ランドパツキンのパツキン押え側端面との間のそれぞれ
に、密封流体を導入して、該密封流体圧を前記密封流体
側端面、外周面およびパツキン押え側端面に負荷させる
密封流体導入手段を具備したものである。

［作用］ 本発明によれば、密封流体導入手段によって導入された
密封流体の圧力が、グランドパツキンの密封流体側端面
、外周面およびパツキン押え側端面にもそれぞれ負荷さ
れることになる。そのために圧力のバランスが確保され
、グランドパツキンの異常変形を回避できる。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は第１実施例の断面図であり、図において、ｌは
パツキンボックス、２は複数のグランドパツキンで、こ
れらグランドパツキン２はパツキンボックス内において
、回転軸３に外嵌されている。そして、パツキンボック
ス１の奥面１１とグランドパツキン２の密封流体側端面
２Ａの間、パツキンボックス１の内周面１２とグランド
パツキン２の外周面２Ｂとの間およびグランドパツキン
２のパツキン押え側端面２Ｃとパツキン押え５との間に
密封流体導入手段４が介装されている。

密封流体導入手段４は金属線ニット網を加圧成形したも
の、または焼結材等の連続気孔を有する多孔体によって
なり、断面路り形の環状形成された導入手段４Ａと、断
面略正方形の環状に形成された導入手段４Ｂとからなる
。したがって、その組付は、パツキンボックス１内に一
方の導入手段４Ａを装入したのち、複数のグランドパツ
キン２Ａを装入し、ついで他方の導入手段４Ｂを装入す
る手順によってなされる。

パツキン押え５には、その先端部に環状突部５Ａが形成
されており、この環状突部５Ａに密封流体導入手段４Ｂ
が外嵌される。そのために、グランドパツキン２はパツ
キン押え５における環状突部５Ａの先端によって、所定
の締付圧でパツキン押え側端面２Ｃの内周部を局部的に
軸方向に強く押圧されるとともに、密封流体導入手段４
Ｂを介してパツキン押え５の前端押圧面５Ｂによって所
定の締付圧でパツキン押え側端面２Ｃの内周部を除く領
域の殆どが前記押圧力よりも若干小さい押圧力で軸方向
に押圧されることになる。その結果、回転軸３の外周と
グランドパツキン２の内周との間に、密封流体のわずか
な漏れを許容する隙間（図示せず）が形成され、この隙
間から密封流体を若干漏出させ、この漏出する流体に潤
滑機能と冷却機能をもたせて回転軸２の異常摩耗あるい
はドライ運転による焼付を防止してシールするようにな
っている。

前記構成によれば、密封流体は前述の回転軸３の外周と
グランドパツキン２の内周との間に形成される隙間を通
って漏出する過程で、グランドパツキン２の内周にその
圧力を負荷するとともに。

金属線ニット網を加圧成形したものまたは焼結材等によ
ってなる密封流体導入手段４Ａ　、４Ｂの連続気孔に密
封流体が導入されることになる。その結果、第２図に示
す分布状態でグランドパツキン２の密封流体側端面２Ａ
、外周面２Ｂおよびパツキン押え側端面２Ｃのそれぞれ
にその圧力を負荷させることになる。つまり、グランド
パツキン２の圧力バランスが確保されることになる。し
たがって、グランドパツキン２には、従来のような異常
変形、つまり内周が密封流体圧によって拡径される変形
を生じない、そのために前述の隙間の拡大を回避して、
シール性が低下するのを防止できるとともに、グランド
パツキン２が異常変形しないので、グランドパツキンの
延命化を図ることができる。

また、圧力バランスを確保することで隙間の拡大が回避
されることにより、従来のように予め隙間の拡大を見込
んでパツキン押え５による締付圧を大きくすることが不
要になる。したがって２回転軸３に対するグランドパツ
キン２の締付面圧が増大し、その結果、動力損失の増大
、密封流体による潤滑機能および冷却機能の低下による
異常摩耗あるいはドライ運転によるシール部の焼付等の
不都合を回避することができる。これらのことは、パツ
キン押え５の先端部に形成した環状突部５Ａの先端で、
グランドパツキン２のパツキン押え側端面２Ｃの内周部
を局部的に押圧した構成、即ち、小さい締付荷重で締付
圧を高めるようにした構成によっても助長される。

さらに、密封流体圧が高くなっても、高圧流体によって
前述の圧力バランスが確保されるので。

流体圧の高低に関係なく確実にシールすることができる
。

第３図は本発明の第２実施例を示す、この実施例では、
密封流体導入手段４がパツキンボックスｌの奥面１１と
グランドパツキン２の密封流体側端面２Ａとの間に介装
される密封流体導入手段４Ａｌ、パフキングランド１の
内周面１２とグランドパツキン２の外周面２Ｂとの間に
介装される密封流体導入手段４Ａ２８よびグランドパツ
キン２のパツキン押え側端面２Ｃとパツキン押え５との
間に介装される密封流体導入手段４Ｂによって構成され
、密封流体導入手段４ＡＩ、４Ｂそれぞれのパツキン当
接面を軸方向に変位して形成している。したがって、グ
ランドパツキン２は軸方向変位部を備えた密封流体導入
手段４Ａ１，４Ｂによって挟着されて軸方向に変位する
から、前記第１実施例と同様の作用効果を奏する上、さ
らに隙間および密封流体導入手段４Ａ２に導入された流
体は、回転軸３の回転にともなって、グランドパツキン
２の内周面における軸方向オーバラップ領域にも送り込
まれることになり、この部分の潤滑と冷却を一層有効に
行うことになる。

尚、パツキン押え５の先端部に形成した環状突部５Ａの
先端断面形状は、第１図のような円弧状、第２図のよう
な平坦状の他に、第４図に示すように、鋸歯状に形成し
てもよい。

前記第１および第２実施例では密封流体導入手段４を、
金属線ニット網を加圧成形したものまたは焼結材等の連
続気孔を有する多孔体によって形成して説明しているが
、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではなく、
第１実施例の場合には、第５Ａ図および第５Ｂ図に示す
ように、パツキンボックス１の奥面１１に、周方向の間
隔が密な溝４ａを多数放射状に形成し、かつ第５Ａ図お
よび第６図に示すように、パツキンボックスｌの内周面
１２に周方向の間隔が密な溝４ｂを多数軸方向に沿って
形成するとともに、第５Ａ図および第７図に示すように
、パツキン押え５の前端抑圧面５Ｂに、周方向の間隔が
密な溝４Ｃを多数放射状に形成することで密封流体導入
手段４とした構成としてもよい。

また、第２実施例の場合は、第８Ａ図および第８Ｂ図に
示すように、グランドパツキン２との対向面に周方向の
間隔が密な溝４ａを多数放射状に形成したネックブツシ
ュ６をパツキンボックス１に装入し、第８Ａ図および第
９図に示すように、パツキンボックス１の内周面１２に
、周方向の間隔が密な溝４１）を多数軸方向に沿って形
成するとともに、第８Ａ図および第１０図に示すように
、パツキン押え５の前端押圧面５Ｂに、周方向の間隔が
密な溝４ｃを多数放射状に形成することで密封流体導入
手段４とした構成としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によれば、グランドパツキ
ンボックスの内面と前記グランドパツキンの密封波体側
端面および外周面との間ならびに前記パツキン押えとグ
ランドパツキンのパツキン押え側端面との間のそれぞれ
に、密封流体を導入して、該密封流体圧を前記密封流体
側端面、外周面およびパツキン押え側端面に負荷させる
密封流体導入手段を具備した構成としているので、密封
流体導入手段によって導入された密封流体の圧力が、グ
ランドパツキンの密封流体側端面、外周面およびパツキ
ン押え側端面にもそれぞれ負荷されることになる。その
ために圧力のバランスが確保されるから、グランドパツ
キンに異常変形が生じないので、グランドパツキンの内
周と回転軸の外周との間の隙間の拡大を回避して、シー
ル性の低下するのを防止でき、かつグランドパツキンの
延命化を図ることができる。

また、パツキン押えによりグランドパツキンを不必要に
締付て回転軸側に膨出させなくてもよいから、動力損失
の増大、密封流体による潤滑機能および冷却機能の低下
による異常摩耗あるいはドライ運転によるシール部の焼
付等の不都合が発生しない。

さらに、密封流体圧の値に関係なく確実にシールするこ
とができるとともに、構造が簡単で組付性にすぐれ、か
つ信頼性が高い等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は本発明の実施例を示し、第１図
は第１実施例の断面図、第２図はグランドパツキンに負
荷される圧力分布状態の説明図、第３図は第２実施例の
断面図、第４図はパツキン押え先端部の変形例を示す拡
大断面図、第５Ａ図ないし第７図は第１実施例に採用可
能な密封流体導入手段の他の実施例を示す説明図、第８
八図ないし第１Ｏ図は第２実施例に採用可能な密封流体
導入手段の他の実施例を示す説明図、第１１図は従来例
の断面図、第１２図は従来のグランドパツキンに負荷さ
れる圧力分布状態の説明図である。 ｌ・・・パツキンボックス ２・・・グランドパツキン ２Ａ・・・密封流体側端面 ２Ｂ・・・外周面 ２Ｃ・・・パツキン押え側端面 ３・・・回転軸 ４・・・密封流体導入手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）パッキン押えにより軸方向に押圧されて、回転軸
   に対するシールがなされるグランドパッキンを装入する
   グランドパッキンボックスであって、このグランドパッ
   キンボックスの内面と前記グランドパッキンの密封流体
   側端面および外周面との間ならびに前記パッキン押えと
   グランドパッキンのパッキン押え側端面との間のそれぞ
   れに、密封流体を導入して、該密封流体圧を前記密封流
   体側端面、外周面およびパッキン押え側端面に負荷させ
   る密封流体導入手段を具備していることを特徴とするグ
   ランドパッキンボックスの構造。