JPH05215243A - 超高圧用シール装置 - Google Patents

超高圧用シール装置

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Publication number
JPH05215243A
JPH05215243A JP4023727A JP2372792A JPH05215243A JP H05215243 A JPH05215243 A JP H05215243A JP 4023727 A JP4023727 A JP 4023727A JP 2372792 A JP2372792 A JP 2372792A JP H05215243 A JPH05215243 A JP H05215243A
Authority
JP
Japan
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ultra
cylinder
high pressure
ring
backup ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP4023727A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaaki Noda
隆明 野田
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Publication of JPH05215243A publication Critical patent/JPH05215243A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高圧室7からの付勢によりシリンダ5の端
面部に微小隙間が空いて該隙間にバックアップリング2
がはみ出して破壊してしまうのを未然に防止しながら、
シールリング1を交換する際のメンテナンス性を向上す
る。 【構成】 バックアップリング2を超高分子量PE等を
用いた軟質樹脂材料で、エンドキャップ3を軸受銅合金
で各々形成し、シリンダ5の開口端部の内周部に径方向
外方に広がる第一テーパ面8を、エンドキャップ3に第
一テーパ面8に圧接する第二テーパ面9をそれぞれ設
け、超高圧室7からの荷重によりエンドキャップ3を軸
方向に圧縮して、第二テーパ面9を径方向外方に張り出
させて第一テーパ面8に強固に圧接し、バックアップリ
ング2の背部に隙間が空くのを防止し、エンドキャップ
3の焼き付き等が起こる箇所を、シリンダ5の内周部か
らテーパ面8,9の部分に遠ざけ、新たなシールリング
1の挿入時、その外周部を焼き付き跡等で傷付けること
がないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウォータージェット用
加圧装置等に適用され、数千kgf/平方センチメート
ル程度もの超高圧流体を封じ込める超高圧シリンダに適
用する超高圧用シール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のシール装置として、例え
ば米国特許第3905608号に記載され且つ図6に示
すものが知られている。このものは、超高圧水を封じ込
める超高圧シリンダSの内周面と、該シリンダSの内部
に突入して超高圧水を押し出すプランジャから成る突入
部材Pの外周面との間で、超高圧室Hに接する前段の保
持リングFから、シリンダSと後方部材Kとのネジ部N
を介した結合により保持させるエンドキャップRにかけ
て、軟質プラスチック等の樹脂材料から成るシールリン
グAと、その背面を受け止めるやや固めの樹脂材料から
成るバックアップリングBとを介装すると共に、バック
アップリングBの外周部に、スチール等の金属から成
り、バックアップリングBの外周部のはみ出しを防止す
るはみ出し防止リングCを介装している。こうして、超
高圧室H側からの付勢により、はみ出し防止リングCを
軸方向に圧縮変形させて、超高圧シリンダSとエンドキ
ャップRとの端面間にネジ部Nの延び等により空く微小
隙間を埋め、バックアップリングBの主としてその背部
外周部Eが微小隙間部にはみ出して食い込むのを防止
し、バックアップリングBの材料の流出を阻止して、ヒ
ビ割れや破壊事故等を未然に防止できるようにしてい
る。尚、図6中、Gはゴム等によるエラストマ製のOリ
ングである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のもので
は、金属から成るはみ出し防止リングCによりバックア
ップリングBのはみ出しを防止できるが、該はみ出し防
止リングCは超高圧室H側からの軸方向荷重により超高
圧シリンダSの内周面側に強く押し付けられて塑性変形
するため、定期的にシール交換を行うメンテナンス時、
このはみ出し防止リングCを超高圧シリンダSから容易
に取り出すことができないと共に、無理に取り出そうと
すると超高圧シリンダSの内周面に傷を付けたり、はみ
出し防止リングCの焼付跡を超高圧シリンダS内に残し
てしまい、交換用の新たなシールリングA等を挿入する
際、その外周部を傷付け、シール性を著しく損なう問題
が起こる。
【0004】この場合、はみ出し防止リングCを、一般
の金属ではなく、タングステンカーバイト等の硬質金属
で形成することも考えられるが、逆にこの種の硬質材料
は変形が極めて小さいため、隙間部を埋めてバックアッ
プリングBのはみ出しを防止する本来の役目を担うこと
ができず、又、バックアップリングB自体をはみ出しの
少ない極硬い硬質樹脂材料で形成することも考えられる
が、材質的にもろくなり、特に、超高圧が繰り返し作用
されるウォータージェット用の超高圧水の加圧装置等に
は採用し難い問題がある。
【0005】本発明の目的は、超高圧シリンダとエンド
キャップとの間の構造等を工夫することにより、バック
アップリングのはみ出しを良好に防止できながら、シー
ル交換の際のメンテナンスを良好に行うことができる超
高圧用シール装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するために、超高圧シリンダ5の内周面と該シリンダ5
の内部に突入する突入部材6の外周面との間に介装され
て、前記シリンダ5の内部に形成する超高圧室7を密閉
するシールリング1と、このシールリング1の背面を受
け止めるバックアップリング2と、このバックアップリ
ング2の背面を受け止め、前記シリンダ5の開口端部に
一体的に保持するエンドキャップ3とを備えた超高圧用
シール装置であって、前記バックアップリング2を軟質
樹脂材料で形成すると共に、前記エンドキャップ3を金
属材料で形成する一方、前記シリンダ5の開口端部の内
周部に、径方向外方に広がる第一テーパ面8を、前記エ
ンドキャップ3に、前記第一テーパ面8に圧接する第二
テーパ面9をそれぞれ設けた。
【0007】
【作用】超高圧室7からの軸方向の荷重により、金属か
ら成るエンドキャップ3は軸方向に圧縮されて、その第
二テーパ面9が径方向外方に張り出して第一テーパ面8
に強固に圧接される。これにより、バックアップリング
2の背部に隙間が殆ど空くことはなく、軟質樹脂材料で
形成したバックアップリング2のはみ出しを防止するこ
とができ、ひび割れや破壊を未然に防止することができ
る。しかも、バックアップリング2は軟質樹脂材料で形
成しているから、硬質樹脂材料で形成した場合に比べて
割れ等の破壊に対しても強い。
【0008】その上、エンドキャップ3が塑性変形して
超高圧シリンダ5側に強固に圧接されて焼き付き等が起
こっても、その箇所は、超高圧シリンダ5の内周部から
径方向外方に広がるテーパ面8,9の部分であるから、
メンテナンス時、超高圧シリンダ5の端部からエンドキ
ャップ3並びにバックアップリング2及びシールリング
1を容易に取り出すことができると共に、交換用の新た
なシールリング1等を挿入する際、その外周部を傷付け
ることも回避することができる。
【0009】
【実施例】図3に示すものは、本発明に係る超高圧用シ
ール装置を適用するウォータージェット切断装置におけ
る超高圧水の加圧装置である。このものは、中央に配置
する油圧シリンダ4の両端部に、継手部材40を介し
て、内筒51及び外筒52をもつ二重管構造とした一対
の超高圧シリンダ5,5を直結している。そして、油圧
ポンプ91から吐出する圧油を、切換弁92の切換操作
をして、油圧シリンダ4における第一及び第二側室4
1,42に対して交互に給排し、油圧ピストン43を往
復動させて、この動きに追従させて、該ピストン43の
両端に延設し、突入部材6を構成する一対のプランジャ
61,61を超高圧シリンダ5,5の内部で可逆的に進
退させるようにしている。こうして、低圧側水配管53
から入口側チェック弁54,54を介して超高圧シリン
ダ5,5の内部に形成する超高圧室7に水を取り込み、
この超高圧室7で3千kgf/平方センチメートル前後
の超高圧水を加圧生成して、出口側チェック弁55,5
5並びに高圧側水配管56を介して噴出ノズル57に導
き、このノズル57から噴出する超高圧水により被加工
物を切断等するようにしている。
【0010】そして、図1に明示するように、超高圧シ
リンダ5における油圧シリンダ4への結合側に、超高圧
シリンダ5の内周面とプランジャ61の外周面との間に
介装されて超高圧室7を密閉し、外周部にエラストマ製
のOリング10を装着した前段シールリング11とその
背部に配置する後段シールリング12とから成る樹脂製
のシールリング1と、このシールリング1の背面を受け
止めるバックアップリング2と、このバックアップリン
グ2の背面を受け止め、超高圧シリンダ5と継手部材4
0との間のネジ44部を介した結合により超高圧シリン
ダ5の開口端部に一体的に保持させる一側のエンドキャ
ップ3を構成する第一キャップ体31とを介装してい
る。尚、第一キャップ体31はプランジャ61の外周部
を軸支する軸受部材をも兼用して構成している。
【0011】又、図2に明示するように、超高圧シリン
ダ5の油圧シリンダ4に対する反結合側に、超高圧シリ
ンダ5の内周面と該シリンダ5の内部に突入する突入部
材6を構成する静止ボス部62の外周面との間に介装さ
れて超高圧室7を密閉し、上記同様、外周部にエラスト
マ製のOリング10を装着した前段シールリング11と
その背部に配置する後段シールリング12とから成る樹
脂製のシールリング1と、このシールリング1の背面を
受け止めるバックアップリング2と、このバックアップ
リング2の背面を受け止め、超高圧シリンダ5とその端
部にネジ部54を介して結合する端部部材50との間に
把持されて超高圧シリンダ5の他側開口端部に一体的に
保持させる他端側のエンドキャップ3を構成する第二キ
ャップ体32とを介装している。尚、第二キャップ体3
2は、突入部材6の他側を構成する静止ボス部62と一
体化され、水配管に対する接続部材を構成している。
【0012】以上の構成において、各バックアップリン
グ2をエンジニアリングプラスチックの中でも比較的軟
質系の例えば超高分子量PE等を用いた軟質樹脂材料で
形成する。又、エンドキャップ3を構成する第一及び第
二キャップ体31,32を、一般的な鋼材、好ましくは
軸受銅合金等から成る金属材料で形成する。
【0013】そして、図1又は図2に示すように、超高
圧シリンダ5の両開口端部の内周部に、径方向外方に広
がる第一テーパ面8を、エンドキャップ3を構成する第
一及び第二キャップ体31,32に、第一テーパ面8に
圧接する第二テーパ面9をそれぞれ設ける。
【0014】以上の構成により、超高圧室7からの軸方
向の圧縮荷重により、超高圧シリンダ5の各端面と、継
手部材40又は端部部材50の端面間に、ネジ部44,
45の延び等により微小隙間が空こうとしても、第一及
び第二キャップ体31,32に設けた第二テーパ面9が
弾性又は塑性変形して径方向外方に張り出し、この第二
テーパ面9が第一テーパ面8に強固に圧接されるから、
バックアップリング2の背部に隙間が殆ど空くことはな
く、従って、軟質樹脂材料で形成したバックアップリン
グ2のはみ出しを防止することができ、ひび割れや破壊
を未然に防止することができるのである。
【0015】しかも、バックアップリング2は軟質樹脂
材料で形成しており、硬質樹脂材料で形成するものでな
いから、超高圧室7からの荷重による割れ等の破壊に対
して強く、特に、本実施例で示したウォータージェット
切断装置における加圧装置にように、超高圧シリンダ5
に給水と加圧排水とが繰り返し行われ、超高圧室7の圧
力がパルス的に変化するものにおいて、このパルス的な
衝撃力が加わっても割れ等を生じ難く、その耐久性を向
上できるのである。
【0016】その上、第一及び第二キャップ体31,3
2が塑性変形して超高圧シリンダ5に圧接したり焼き付
き等が起こるのは、超高圧シリンダ5の内周部から径方
向外方に広がるテーパ面8,9の部分であるから、メン
テナンス時、超高圧シリンダ5の各端部から各キャップ
体31,32並びに、バックアップリング2及びシール
リング1を容易に取り出すことができると共に、交換用
の新たなシールリング1等を挿入する際、その外周部を
傷付けることも回避することができ、そのメンテナンス
を良好に行うことができるのである。
【0017】ところで、上記実施例では、プランジャ6
1の軸受部材を構成する第一キャップ体31や、水配管
との接続部材を構成する第二キャップ体32にそれぞれ
第二テーパ面9を設けたが、図4に示すように、プラン
ジャ61の軸受部材33と別体に形成する鍔形キャップ
体34に第二テーパ面9を設けたり、図5に示すよう
に、水配管との接続部材35と別体に形成する凸形キャ
ップ体36に第二テーパ面9を設けてもよく、この場合
にも、上記同様の作用効果を奏する。尚、図4におい
て、軸受部材33はボルト37を介して超高圧シリンダ
5の一端部に結合し、図5において、接続部材35はボ
ルト38を介して超高圧シリンダ5の他端部に結合して
おり、これらボルトを介した結合により、各キャップ体
34,36に設ける第二テーパ面9を超高圧シリンダ5
に設ける第一テーパ面8に圧接させている。又、各シー
ルリング1には、Oリング10をそのリップ部間に把持
させたU字型リング13を用いている。
【0018】
【発明の効果】以上、本発明によれば、バックアップリ
ング2を軟質樹脂材料で、エンドキャップ3を金属材料
で各々形成し、超高圧シリンダ5の開口端部の内周部
に、径方向外方に広がる第一テーパ面8を、エンドキャ
ップ3に、第一テーパ面8に圧接する第二テーパ面9を
それぞれ設けたから、超高圧室7からの付勢によっても
バックアップリング2の背部に隙間が殆ど空くことはな
く、バックアップリング2のはみ出しを良好に防止でき
て、そのひび割れや破壊を未然に防止することができる
と共に、焼き付き等が起こる可能性のある箇所を、超高
圧シリンダ5の内周部から径方向外方に広がるテーパメ
ンテナンス8,9の部分に遠ざけることができ、シール
リング1等の交換を容易に行えると共に新たなシールリ
ング1等の挿入時にその外周部を傷付けることも回避す
ることができ、メンテナンスを良好に行うことができる
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明超高圧用シール装置の第一実施例に係る
運動側シール構造の断面図。
【図2】同第一実施例に係る静止側シール構造の断面
図。
【図3】同第一実施例を適用したウォータージェット切
断装置における超高圧水の加圧装置の断面図。
【図4】同第二実施例に係る運動側シール構造の断面
図。
【図5】同第二実施例に係る静止側シール構造の断面
図。
【図6】従来の超高圧用シール装置の断面図。
【符号の説明】
1;シールリング 2;バックアップリング 3;エ
ンドキャップ 5;超高圧シリンダ 6;突入部材 7;超
高圧室 8;第一テーパ面 9;第二テーパ面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超高圧シリンダ5の内周面と該シリンダ5
    の内部に突入する突入部材6の外周面との間に介装され
    て、前記シリンダ5の内部に形成する超高圧室7を密閉
    するシールリング1と、このシールリング1の背面を受
    け止めるバックアップリング2と、このバックアップリ
    ング2の背面を受け止め、前記シリンダ5の開口端部に
    一体的に保持するエンドキャップ3とを備えた超高圧用
    シール装置であって、前記バックアップリング2を軟質
    樹脂材料で形成すると共に、前記エンドキャップ3を金
    属材料で形成する一方、前記シリンダ5の開口端部の内
    周部に、径方向外方に広がる第一テーパ面8を、前記エ
    ンドキャップ3に、前記第一テーパ面8に圧接する第二
    テーパ面9をそれぞれ設けていることを特徴とする超高
    圧用シール装置。
JP4023727A 1992-02-10 1992-02-10 超高圧用シール装置 Pending JPH05215243A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1019131A (ja) * 1996-07-01 1998-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd トランスミッションのピストンのシール装置
JP2006526123A (ja) * 2003-04-25 2006-11-16 フロー インターナショナル コーポレイション 超高圧流体システムを密封するための方法および装置
JP2008510935A (ja) * 2004-08-18 2008-04-10 ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド 高圧シールのための画成された漏れ経路
US8960071B2 (en) 2004-08-18 2015-02-24 Waters Technologies Corporation Piston pump with leak diagnostic port
JP2018162842A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 Nok株式会社 密封装置およびこれに使用されるシール部材

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