JPH0627883Y2 - 缶圧シール機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、缶内の撹拌羽根を回転させるシャフトの軸周
をシールする缶圧シール機構に改良に関する。

〔従来の技術〕

従来から、撹拌機のシャフトに設けられる缶圧シール機
構として、たとえば実公昭53-40599号公報に開示された
ようなもの（第４図参照）が知られている。

すなわち第４図において、１００は缶体の軸封座１０２
にボルト１０４で固定された軸封部ハウジング、１０６
はこの軸封部ハウジング１００に挿通され、ナット１０
８でスラスト方向に対して支持されるとともに缶内Ａの
撹拌羽根（図示せず）を回転させるシャフト、１１０は
軸封部ハウジング１００の内周面に気密的に固定された
非回転の固定環１１２と、この固定環１１２の端面に密
接するとともにシャフト１０６の外周面に気密的かつ軸
方向移動自在に設けられてシャフト１０６とともに回転
する回転環１１４等の部品群からなるメカニカルシー
ル、１１６はこのメカニカルシール１１０からみて缶内
Ａ側にあって、シャフト１０６の外周面に気密的に固定
されたスラストリング１１８と、軸封座１０２に気密的
に固定されて缶内Ａ側からスラストリング１１８に離間
対向するシールフランジ１２０と、このシールフランジ
１２０におけるスラストリング１１８との対向端面に設
けたパッキング１２２とで構成されたシャットダウンシ
ールである。

上記シャットダウンシール１１６は、通常はスラストリ
ング１１８とシールフランジ１２０は非接触状態であっ
て何らシール機能をなさず、メカニカルシール１１０を
交換または修理する等の必要が生じた場合に、ナット１
０８を緩めてシャフト１０６を缶内Ａ側へ移動させると
ともに、軸封座１０２にボルト１２４をねじ込んでスラ
ストリング１１８をシールフランジ１２０の対向端面に
パッキング１２２を介して圧接させることによって、缶
内Ａ中の液およびガスに対する暫定的なシールを行なう
もので、この状態で、軸封部ハウジング１００を軸封座
１０２に固定しているボルト１０４を除去し、メカニカ
ルシール１１０、軸封部ハウジング１００を含む軸封部
ユニットをシャフト１０６から取外して（第５図参
照）、メカニカルシール１１０の交換または修理作業を
行なう。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来構造の缶圧シール機構によると、以下
のような問題があった。

まず第一に、シャットダウンシール１１６を機能させる
ためには、ナット１０８を緩めてシャフト１０６を缶内
Ａ側（下側）へ移動させなければならず、しかもこのシ
ャットダウンシール１１６を機能させる工程と、軸封部
ハウジング１００およびメカニカルシール１１０を含む
軸封部を取外す工程が別工程になるので、作業が煩雑な
ことである。加えて、シャットダウンシール１１６のシ
ール状態を解除するにはシャフト１０６ごと持ち上げな
ければならず、多大な労力を必要とすることである。

またこのため、上記メカニカルシール１１０の交換作業
に際して、シャットダウンシール１１６を作動させる作
業を忘れると、缶内ガスの漏洩事故が起こったり、ある
いは交換作業終了時にシャットダウンシール１１６の解
除を忘れると、そのままの状態でシャフト１０６が駆動
されるので、機器の破損事故が起こる可能性がある。

さらに、シャフト１０６を押し下げることによるシャッ
トダウンシール１１６のシール状態への移行は、メカニ
カルシール１１０の取外しに先立って行なわれ、かつシ
ャットダウンシール１１６のシール解除状態への移行
は、新規または修理後のメカニカルシール１１０の組み
込みが完了した後で行なわれるので、メカニカルシール
１１０は降下したシャフト１０６による大きな圧縮荷重
を受けることになり、修復不可能な変形や破損を来すお
それがあった。

本考案は、このような点に鑑み、シャットダウンシール
の作動と、メカニカルシールの取外しを同時に行ない得
る缶内シール機構を提供することを課題とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本考案に係る缶圧シール機構
は、缶体側の内径フランジにおける大気側に臨む端面に
配した軸封部ハウジングと、該ハウジングに気密的に装
着された固定環が軸封部ハウジング内周のシャフトに気
密的に装着された回転環に密接してなるメカニカルシー
ルと、このメカニカルシールの缶内側に配したシャット
ダウンシールとを備え、このシャットダウンシールは、
前記内径フランジにおける缶内側に臨む端面に突設した
筒状部に気密的かつ軸方向移動自在に嵌着されるととも
に反内径フランジ側の端面にガスケット部を設けたリテ
ーナと、内径フランジおよび軸封部ハウジングを軸方向
に貫通し一端がリテーナにおける缶内から気密区画され
た面に固着されるとともに軸封部ハウジングから突出し
た他端にナットが螺合されるスタッドボルトと、前記内
径フランジとリテーナの間に圧縮状態に介在させたばね
と、前記リテーナの反内径フランジ側の端面に近接対向
してシャフトに気密的に固定されたスラストリングとか
らなるものである。

また、上記構成において、リテーナの反内径フランジ側
の端面に設けたガスケット部を、前記筒状部の外周面よ
りも外径側に位置させることが一層好ましい。

〔作用〕

上記構成によると、メカニカルシールの固定環が装着さ
れた軸封部ハウジングを缶体側の内径フランジに締付固
定するためのスタッドボルトおよびナットは、シャット
ダウンシールのリテーナを、前記内径フランジに大気側
で締付固定して、シャフトのスラストリングに対して非
接触状態に保持する手段を兼ねているため、メカニカル
シールを交換または修理するに際して、前記スタッドボ
ルトに対するナットの締付けを解除すると、同時に内径
フランジへのリテーナの固定も解除されるので、リテー
ナは圧縮されていたばねの反発力によって軸方向に移動
し、そのガスケット部がスラストリングに圧接するの
で、シャットダウンシールは非シール状態からシール状
態へ移行する。

またこの場合、スラストリングに圧接するリテーナのガ
スケット部を、前記筒状部の外周面よりも外径側に位置
させた構成としておけば、前記ガスケット部の外径側に
おいてスラストリングとリテーナの間の開力として作用
する缶内圧力の受圧面積よりも、リテーナの背面からシ
ール荷重として作用する缶内圧力の受圧面積が大きくな
るので、より効果的なシール状態がなされる。

また、メカニカルシールを組み込む際には、内径フラン
ジから突出したスタッドボルトに、メカニカルシールの
部品を装着した軸封部ハウジングに差し込んでナットで
締付けることによって、同時にシャットダウンシールは
シール状態からシール解除状態に自動的に移行する。

〔実施例〕

以下、本考案を、第１図ないし第３図に示した一実施例
を参照しながら説明する。

まず第１図において、２は缶体、４は缶体２に固定され
た内径フランジ、６は内径フランジ４における大気側Ｂ
に臨む端面に配した軸封部ハウジング、８はこの軸封部
ハウジング６および缶体２に挿通されて缶内Ａの図示し
ない撹拌羽根を回転させるシャフト、１０はシャフト８
を軸封して缶内Ａの流体が大気Ｂ側へ漏洩するのを阻止
するメカニカルシールである。

メカニカルシール１０は、以下のような構成となってい
る。

すなわち、シャフト８の外周面における前記軸封部ハウ
ジング６の内周位置にはスリーブ１２がＯリング１４を
介して外装されるとともに、その大気Ｂ側の端部がセッ
トスクリュ１６で固定されており、このスリーブ１２の
両端部には、回転環１８，２０がそれぞれＯリング２
２，２４を介して気密的かつ固定状態に装着されてお
り、この回転環１８，２０は、ピン２６，２８によりス
リーブ１２と周方向に係合してシャフト８と一体回転す
る。一方、軸封部ハウジング６の両端内径には、前記回
転環１８と２０の間に位置して固定環３０，３２がそれ
ぞれＯリング３４，３６を介して気密的かつ軸方向移動
自在に装着されるとともに、ピン３８，４０により回り
止めされており、この固定環３０，３２はコイルスプリ
ング４２により互いに離間するよう軸方向に付勢され
て、前記回転環１８，２０と密接し、その摺動面におい
て軸封機能を営む。

上記メカニカルシール１０からみて缶内Ａ側となる位置
にはシャットダウンシール４４が配されていて、以下の
ように構成されている。

すなわち、缶体２の内径フランジ４における缶内Ａ側に
臨む端面には筒状部４６が突設されており、この筒状部
４６にはその内外周を取り囲むように、断面略コ字形を
呈するリテーナ４８が軸方向移動自在に嵌着されてい
る。前記筒状部４６の外周面４６ａとこれに対向するリ
テーナ４８の外径部内周面との間にはＯリング５０が介
在しており、同じく筒状部４６の内周面４６ｂとこれに
対向するリテーナ４８の内径部外周面との間にはＯリン
グ５２が介在しており、リテーナ４８と、内径フランジ
４の筒状部４６との間には、コイルスプリング５４が軸
方向に圧縮された状態で内蔵されており、さらに、この
リテーナ４８の反内径フランジ４側、すなわち缶内Ａ側
の端面４８ａには、前記筒状部４６の外周面４６ａより
も外径側に位置してガスケット部としてのＯリング５６
が嵌着されている。一方、シャフト８の外周面における
前記スリーブ１２の缶内Ａ側位置には、Ｏリング５８を
介して気密を保持された状態でスラストリング６０が固
定されており、このスラストリング６０は、前記リテー
ナ４８の端面４８ａと対向している。

６２は、軸封部ハウジング６とリテーナ４８の両方を、
缶体２の内径フランジ４に対して大気Ｂ側で締付固定し
てなる螺子手段である。この螺子手段６２は、内径フラ
ンジ４および軸封部ハウジング６に跨がって軸方向に挿
通され、基端６４ａがＯリング５０，５２で缶内Ａに対
して大気Ｂ側へ気密区画されたリテーナ４８の断面コ字
状の凹部４８ｂに溶接または打込みにより固着されたス
タッドボルト６４と、軸封部ハウジング６の端面から突
出したこのスタッドボルト６４の先端６４ｂに螺合され
たナット６６とで構成され、ナット６６を締付けること
によって、軸封部ハウジング６を内径フランジ４に締付
固定する一方、リテーナ４８を前記内径フランジ４に引
き寄せてスラストリング６０から後退した状態に固定す
るものである。６８は内径フランジ４と軸封部ハウジン
グ６の間を気密保持するＯリングである。

上記構成になる本実施例の缶圧シール機構によると、通
常、シャットダウンシール４４はスラストリング６０に
対してリテーナ４８が非接触状態に保持されているの
で、何らシール機能をなしておらず、軸周での缶内Ａに
対するシールはメカニカルシール１０が担当している。

ここで、互いに密接摺動する回転環１８，２０と固定環
３０，３２の摩耗の進行等により、このメカニカルシー
ル１０を交換または修理する必要が生じた場合には、ス
タッドボルト６４からナット６６を緩めて除去すること
によって螺子手段６２による締付けを解除すると、これ
までリテーナ４８と内径フランジ４の筒状部４６との間
で圧縮状態にあったコイルスプリング５４の反発によっ
て、リテーナ４８は、Ｏリング５０，５２により内径フ
ランジ４との気密を保持しつつスタッドボルト６４とと
もに缶内Ａ側へ移動し、該リテーナ４８の端面４８ａに
設けたガスケット部であるＯリング５６がスラストリン
グ６０と圧接するので、シャットダウンシール４４はシ
ール状態に移行する（第２図参照）。

しかも、前記螺子手段６２による締付けの解除は、同時
に、固定環３０，３２およびコイルスプリング４２等メ
カニカルシール１０の静止側部品群が装着された軸封部
ハウジング６を内径フランジ４から釈放することになる
ので、あとは回転環１８，２０等メカニカルシール１０
の回転側部品群が装着されたスリーブ１２をシャフト８
に固定しているセットスクリュ１６を緩めるだけで、軸
封部ハウジング６およびスリーブ１２と共に、メカニカ
ルシール１０の全ての部品を一度に抜き出すことができ
る。

また、上記シャットタウンシール４４によるシール状態
において、リテーナ４８のガスケット部としてのＯリン
グ５６は、リテーナ４８の外径部内周面に設けたＯリン
グ５０と密接状態にある内径フランジ４の筒状部４６の
外周面よりも外径側に位置しているので、第３図に示す
ように、Ｏリング５６の外径側においてスラストリング
６０とリテーナ４８の間に軸方向の開力として作用する
缶内圧力Ｐの受圧面積S₁よりも、リテーナ４８の背面か
らシール荷重として作用する缶内圧力Ｐの受圧面積S₂が
大きい。このため、コイルスプリング５４の荷重ばかり
でなく、缶内圧力Ｐもシール力を高めるよう作用し、良
好なシール状態がなされる。

また、取外した軸封部ハウジング６とスリーブ１２との
間に、新規または修理後の固定環３０，３２および回転
環１８，２０等メカニカルシール１０の各部品を取付け
た後、これを缶体２とシャフト８の間に再び取付ける際
には、軸封部ハウジング６をスタッドボルト６４に差し
込んでナット６６を締付ければ、これによってスタッド
ボルト６４が大気Ｂ側へ軸方向に移動し、これと一体の
リテーナ４８がスラストリング６０から後退して第１図
に示す非接触状態となるので、メカニカルシール１０の
組み込み作業とシャットダウンシール４４の解除作業が
同時に行われる。

さらに、上記シャットダウンシール４４はシャフト８の
重量等を利用してシール荷重を得るものではないので、
シャフト８が鉛直に延びる機器に限らず、水平軸におい
ても有効に機能させることができ、シャットダウンシー
ル４４のシール状態または解除状態への移行は、シャフ
ト８の軸方向移動に依存するものではないので、メカニ
カルシール１０が圧縮を受けるようなことは全くなくな
る。

なお、本考案は図示の実施例に限定されるものではな
い。たとえば、メカニカルシール１０としては種々の構
造のものが適用可能であり、その他リテーナ４８の形状
なども種々の変形が考えられる。

〔考案の効果〕

以上、本考案の缶圧シール機構によると、メカニカルシ
ールを交換するに際して、該メカニカルシール外周の軸
封部ハウジング固定用のスタッドボルトとナットの締付
けを解除するだけで、同時にシャットダウンシールがシ
ール状態に移行するので、メカニカルシールを取外す際
にシャットダウンシールを作動させるのを忘れてしまう
といったことがなく、逆に、メカニカルシールを組み込
む際には、前記スタッドボルトとナットを締付けるだけ
で、シャットダウンシールが非接触状態に移行するの
で、シャットダウンシールの圧接状態のままで機器の運
転が再開されるようなこともなく、メカニカルシール交
換作業の工程を大幅に削減することができる。

また、前記シャットダウンシールは、シャフトが水平方
向に延びる機器においても機能させることができ、その
作動がシャフトの移動に依存するものではないので、メ
カニカルシールが過大な圧縮を受けて破損するようなこ
ともなくなる。

加えて、前記シャットダウンシールは、リテーナのガス
ケット部を、缶体側の内径フランジの筒状部とのシール
位置よりも外径側に位置させることによって、缶内圧力
をシール荷重として作用させることができるので、優れ
たシール機能を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案缶圧シール機構の一実施例を示す半裁断
面図、第２図は同じくシャットダウンシールの作動状態
を示す半裁断面図、第３図は同じく作用説明図、第４図
は従来例を示す断面図、第５図は同従来例におけるシャ
ットダウンシールの作動状態を示す断面図である。 ２……缶体、４……内径フランジ ６……軸封部ハウジング、８……シャフト １０……メカニカルシール、１８，２０……回転環 ３０，３２……固定環 ４４……シャットダウンシール、４６……筒状部 ４８……リテーナ、５０，５２……Ｏリング ５４……コイルスプリング ５６……Ｏリング（ガスケット部） ６０……スラストリング ６４……スタッドボルト、６６……ナット Ａ……缶内、Ｂ……大気

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】缶体側の内径フランジにおける大気側に臨
   む端面に配した軸封部ハウジングと、該ハウジングに気
   密的に装着された固定環が軸封部ハウジング内周のシャ
   フトに気密的に装着された回転環に密接してなるメカニ
   カルシールと、このメカニカルシールの缶内側に配した
   シャットダウンシールとを備え、このシャットダウンシ
   ールは、前記内径フランジにおける缶内側に臨む端面に
   突設した筒状部に気密的かつ軸方向移動自在に嵌着され
   るとともに反内径フランジ側の端面にガスケット部を設
   けたリテーナと、内径フランジおよび軸封部ハウジング
   を軸方向に貫通し一端がリテーナにおける缶内から気密
   区画された面に固着されるとともに軸封部ハウジングか
   ら突出した他端にナットが螺合されるスタッドボルト
   と、前記内径フランジとリテーナの間に圧縮状態に介在
   させたばねと、前記リテーナの反内径フランジ側の端面
   に近接対向してシャフトに気密的に固定されたスラスト
   リングとからなることを特徴とする缶圧シール機構。
2. 【請求項２】請求項１の記載において、リテーナの反内
   径フランジ側の端面に設けたガスケット部が、前記筒状
   部の外周面よりも外径側に位置することを特徴とする缶
   圧シール機構。