JPH0631251Y2 - メカニカルシール - Google Patents
メカニカルシールInfo
- Publication number
- JPH0631251Y2 JPH0631251Y2 JP17074787U JP17074787U JPH0631251Y2 JP H0631251 Y2 JPH0631251 Y2 JP H0631251Y2 JP 17074787 U JP17074787 U JP 17074787U JP 17074787 U JP17074787 U JP 17074787U JP H0631251 Y2 JPH0631251 Y2 JP H0631251Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- contact ring
- sliding contact
- ring
- sensitive ferrite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 9
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、機体の回転軸部を軸封するメカニカルシール
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種のメカニカルシールの一例として、第６図
に示すように、通常、機体のハウジング（１）内に挿通
された回転軸（２）の軸周にカラー（３）を介してベロ
ーズ（４）でバックアップされた回転摺接環であるシー
ルリング（５）を軸方向に移動自在に配置する一方、前
記機体のハウジング（１）側に固定摺接環であるメイテ
ィングリング（６）をＯリング（７）を介して固定し、
このメイティングリング（６）に、前記シールリング
（５）がベローズ（４）の付勢力により弾性的に押圧さ
れるように摺接させて組み付けてなる構成を有するもの
が知られている。
に示すように、通常、機体のハウジング（１）内に挿通
された回転軸（２）の軸周にカラー（３）を介してベロ
ーズ（４）でバックアップされた回転摺接環であるシー
ルリング（５）を軸方向に移動自在に配置する一方、前
記機体のハウジング（１）側に固定摺接環であるメイテ
ィングリング（６）をＯリング（７）を介して固定し、
このメイティングリング（６）に、前記シールリング
（５）がベローズ（４）の付勢力により弾性的に押圧さ
れるように摺接させて組み付けてなる構成を有するもの
が知られている。
［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のメカニカルシールにあ
っては、シールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面（Ａ）の面圧がベローズ（４）の付勢
力で一定となっているため、流体温度が上昇すると、摺
動面間の流体膜が薄くなり、潤滑不良となって破断し易
くなることから、摺動面間の面圧を下げる必要がある
が、このように摺動面間の面圧を初期時に低く設定する
と、密封性が低下し、これによって、耐熱性と密封性の
両立を図ることが困難であり、しかも、シールリング
（５）あるいはメイティングリング（６）の摺動部材の
耐熱限界を越えるようなトラブルが発生した場合でもそ
のまま運転が継続されるため、互いの摺動面間に適切な
厚さの流体膜が常に保持されていなければ、摺動面に焼
き付き、クラック、ブリスターあるいはピッチング等の
致命的な損傷が発生して故障し易く、シール性を低下さ
せるばかりでなく、高いＰ・Ｖ値に耐えることができな
いといった問題があった。
っては、シールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面（Ａ）の面圧がベローズ（４）の付勢
力で一定となっているため、流体温度が上昇すると、摺
動面間の流体膜が薄くなり、潤滑不良となって破断し易
くなることから、摺動面間の面圧を下げる必要がある
が、このように摺動面間の面圧を初期時に低く設定する
と、密封性が低下し、これによって、耐熱性と密封性の
両立を図ることが困難であり、しかも、シールリング
（５）あるいはメイティングリング（６）の摺動部材の
耐熱限界を越えるようなトラブルが発生した場合でもそ
のまま運転が継続されるため、互いの摺動面間に適切な
厚さの流体膜が常に保持されていなければ、摺動面に焼
き付き、クラック、ブリスターあるいはピッチング等の
致命的な損傷が発生して故障し易く、シール性を低下さ
せるばかりでなく、高いＰ・Ｖ値に耐えることができな
いといった問題があった。
［考案の目的］ 本考案は、上記の事情のもとになされたもので、その目
的とするところは、高温時には低面圧に、また低温時に
は高面圧となるように摺動面の温度変化に伴い面圧を自
動制御し、互いの摺動面間の流体膜を適切な厚さに保持
して軸封部における摺動面の熱による故障を確実に防止
することにより、耐熱性及び密封性を高めることができ
るようにしたメカニカルシールを提供することにある。
的とするところは、高温時には低面圧に、また低温時に
は高面圧となるように摺動面の温度変化に伴い面圧を自
動制御し、互いの摺動面間の流体膜を適切な厚さに保持
して軸封部における摺動面の熱による故障を確実に防止
することにより、耐熱性及び密封性を高めることができ
るようにしたメカニカルシールを提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記した問題点を解決するために、本考案は、固定摺接
環に対し弾性的に押圧付勢された軸方向に移動自在な回
転摺接環の摺動面の背面部に配置された感温フェライト
と、この感温フェライトの背面側に軸方向に近接対向し
て配置された磁石とを備え、前記感温フェライトのキュ
リー温度未満での温度変化に伴う磁力変化で前記固定摺
接環と回転摺接環との面圧を自動的に制御してなる制御
機構を備えてなる構成としたものである。
環に対し弾性的に押圧付勢された軸方向に移動自在な回
転摺接環の摺動面の背面部に配置された感温フェライト
と、この感温フェライトの背面側に軸方向に近接対向し
て配置された磁石とを備え、前記感温フェライトのキュ
リー温度未満での温度変化に伴う磁力変化で前記固定摺
接環と回転摺接環との面圧を自動的に制御してなる制御
機構を備えてなる構成としたものである。
［作用］ 感温フェライトは、その固有のキュリー温度以上の高温
条件では磁石との吸着力が失われるが、キュリー温度未
満の温度領域においては、温度の上昇に伴って磁石との
吸着力が増大する性質を有する。本考案においては、感
温フェライトと磁石の互いの磁気吸引力は、回転摺接環
を固定摺接環に弾性的に押し付ける付勢力に抗する方向
に作用する。したがって、前記キュリー温度未満の温度
領域において、回転摺接環と固定摺接環の摺動面の面圧
を、高温時には低面圧に、また低温時には高面圧に自動
的に制御することができるため、互いの摺動面間の流体
膜を適切な厚さに保持することができ、これによって、
軸封部における摺動面の熱による故障を確実に防止する
ことができるとともに、耐熱性及び密封性を向上させる
ことが可能になる。
条件では磁石との吸着力が失われるが、キュリー温度未
満の温度領域においては、温度の上昇に伴って磁石との
吸着力が増大する性質を有する。本考案においては、感
温フェライトと磁石の互いの磁気吸引力は、回転摺接環
を固定摺接環に弾性的に押し付ける付勢力に抗する方向
に作用する。したがって、前記キュリー温度未満の温度
領域において、回転摺接環と固定摺接環の摺動面の面圧
を、高温時には低面圧に、また低温時には高面圧に自動
的に制御することができるため、互いの摺動面間の流体
膜を適切な厚さに保持することができ、これによって、
軸封部における摺動面の熱による故障を確実に防止する
ことができるとともに、耐熱性及び密封性を向上させる
ことが可能になる。
［実施例］ 以下、本考案を第１図から第５図に示す一実施例を参照
しながら説明する。なお、本考案に係る図示の実施例に
おいて、第６図に示す従来のメカニカルシールと構成が
重複する部分は同一符号を用いて説明する。
しながら説明する。なお、本考案に係る図示の実施例に
おいて、第６図に示す従来のメカニカルシールと構成が
重複する部分は同一符号を用いて説明する。
本考案に係るメカニカルシールは、第１図に示すよう
に、シールリング（５）の摺動面（Ａ）の背面部に、互
いの摺動面間の面圧を制御する制御機構（１１）を設け
てなるもので、この制御機構（１１）は、第２図に概略
的に示すように、前記シールリング（５）の摺動面
（Ａ）の背面部に配置した感温フェライト（１２）と、
この感温フェライト（１２）に対向位置するように前記
カラー（３）に離間させて設けた永久磁石（１３）とか
ら構成されているものである。
に、シールリング（５）の摺動面（Ａ）の背面部に、互
いの摺動面間の面圧を制御する制御機構（１１）を設け
てなるもので、この制御機構（１１）は、第２図に概略
的に示すように、前記シールリング（５）の摺動面
（Ａ）の背面部に配置した感温フェライト（１２）と、
この感温フェライト（１２）に対向位置するように前記
カラー（３）に離間させて設けた永久磁石（１３）とか
ら構成されているものである。
すなわち、上記した制御機構（１１）の作動は、摺動面
（Ａ）の温度変化による感温フェライト（１２）の磁力
変化に応じてシールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面間の面圧を調整してなるもので、その
作動原理は、まず、第２図に示すように、ＦＥＭ等の解
析を使って摺動面温度がＴ０に達した時に摺動面（Ａ）
からＬの距離にある感温フェライト（１２）の位置の温
度（Ｔ１）を算出する。ところで、このような感温フェ
ライト（１２）は、第３図に例示するように、ＮｉＦｅ
２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＭＦｅ２Ｏ４、あるいはＭＦ
ｅ２Ｏ４−ＺｎＦｅ２Ｏ４系スピネル固溶体などの組成
分を変えることにより、第４図に示すような温度特性と
なるようにキュリー温度（Ｔｃ）を任意に変えることが
できる。そこで、このような温度特性に設定された感温
フェライト（１２）を摺動面（Ａ）からＬの距離に配置
すると、ベローズ（３）の付勢力をＦｓとし、感温フェ
ライト（１２）と永久磁石（１３）との間の磁力をＴ１
の関数としてＦ（Ｔ１）とし、また、シールリング
（５）とメイティングリング（６）との摺動面間の面圧
をＦｔとすると、 Ｆｔ＝Ｆｓ−｜Ｆ（Ｔ１）｜ の関係式が成立するもので、このとき、ベローズ（３）
の付勢力（Ｆｓ）は定数であり、感温フェライト（１
２）と永久磁石（１３）との間の磁力Ｆ（Ｔ１）は、第
４図に示すような特性を有するために、Ｆｔ、Ｆｓ、Ｆ
（Ｔ１）は第５図のような変化を示すことになり、した
がって、流体膜が破断し易い高温時には、摺動面間の面
圧を低下させることができ、これによって、適切な流体
膜の厚さに保持することを可能にしてなるものである。
（Ａ）の温度変化による感温フェライト（１２）の磁力
変化に応じてシールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面間の面圧を調整してなるもので、その
作動原理は、まず、第２図に示すように、ＦＥＭ等の解
析を使って摺動面温度がＴ０に達した時に摺動面（Ａ）
からＬの距離にある感温フェライト（１２）の位置の温
度（Ｔ１）を算出する。ところで、このような感温フェ
ライト（１２）は、第３図に例示するように、ＮｉＦｅ
２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＭＦｅ２Ｏ４、あるいはＭＦ
ｅ２Ｏ４−ＺｎＦｅ２Ｏ４系スピネル固溶体などの組成
分を変えることにより、第４図に示すような温度特性と
なるようにキュリー温度（Ｔｃ）を任意に変えることが
できる。そこで、このような温度特性に設定された感温
フェライト（１２）を摺動面（Ａ）からＬの距離に配置
すると、ベローズ（３）の付勢力をＦｓとし、感温フェ
ライト（１２）と永久磁石（１３）との間の磁力をＴ１
の関数としてＦ（Ｔ１）とし、また、シールリング
（５）とメイティングリング（６）との摺動面間の面圧
をＦｔとすると、 Ｆｔ＝Ｆｓ−｜Ｆ（Ｔ１）｜ の関係式が成立するもので、このとき、ベローズ（３）
の付勢力（Ｆｓ）は定数であり、感温フェライト（１
２）と永久磁石（１３）との間の磁力Ｆ（Ｔ１）は、第
４図に示すような特性を有するために、Ｆｔ、Ｆｓ、Ｆ
（Ｔ１）は第５図のような変化を示すことになり、した
がって、流体膜が破断し易い高温時には、摺動面間の面
圧を低下させることができ、これによって、適切な流体
膜の厚さに保持することを可能にしてなるものである。
なお、上記した実施例において、ベローズ（３）の付勢
力（Ｆｓ）、シールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面間の面圧（Ｆｔ）、感温フェライト
（１２）の位置の温度（Ｔ１）などの値は、使用条件、
摺動部材の材質、密封流体等の各要因により適宜決定さ
れるものである。
力（Ｆｓ）、シールリング（５）とメイティングリング
（６）との摺動面間の面圧（Ｆｔ）、感温フェライト
（１２）の位置の温度（Ｔ１）などの値は、使用条件、
摺動部材の材質、密封流体等の各要因により適宜決定さ
れるものである。
その他、本考案は、本考案の要旨を変えない範囲で種々
変更実施可能なことは勿論である。
変更実施可能なことは勿論である。
［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案によれば感温フ
ェライトと磁石の互いの磁気吸引力を、回転摺接環を固
定摺接環に弾性的に押し付ける付勢力に抗する方向に作
用させることによって、感温フェライトのキュリー温度
未満の温度領域において、回転摺接環と固定摺接環の摺
動面の面圧を、高温時には低面圧に、また低温時には高
面圧に自動的に制御することができるため、互いの摺動
面間の流体膜を適切な厚さに保持することができ、これ
によって、軸封部における摺動面の熱による故障を確実
に防止することができるとともに、耐熱性及び密封性を
向上させることができるというすぐれた効果を奏するも
のである。
ェライトと磁石の互いの磁気吸引力を、回転摺接環を固
定摺接環に弾性的に押し付ける付勢力に抗する方向に作
用させることによって、感温フェライトのキュリー温度
未満の温度領域において、回転摺接環と固定摺接環の摺
動面の面圧を、高温時には低面圧に、また低温時には高
面圧に自動的に制御することができるため、互いの摺動
面間の流体膜を適切な厚さに保持することができ、これ
によって、軸封部における摺動面の熱による故障を確実
に防止することができるとともに、耐熱性及び密封性を
向上させることができるというすぐれた効果を奏するも
のである。
第１図は本考案に係るメカニカルシールの一実施例を示
す要部概略的断面図、第２図は同じく制御機構の概略的
要部説明図、第３図は感温フェライトの組成によるキュ
リー温度変化を示す説明図、第４図は感温フェライトの
温度変化による磁力変化を示す説明図、第５図は本考案
に係るメカニカルシールの制御機構の温度特性を示す説
明図、第６図は従来のメカニカルシールを示す要部概略
的断面図である。 （１）機体（ハウジング）、（２）回転軸、 （５）回転摺接環（シールリング）、 （６）固定摺接環（メイティングリング）、 （１１）制御機構、 （１２）感温フェライト、 （１３）永久磁石、 （Ａ）摺動面。
す要部概略的断面図、第２図は同じく制御機構の概略的
要部説明図、第３図は感温フェライトの組成によるキュ
リー温度変化を示す説明図、第４図は感温フェライトの
温度変化による磁力変化を示す説明図、第５図は本考案
に係るメカニカルシールの制御機構の温度特性を示す説
明図、第６図は従来のメカニカルシールを示す要部概略
的断面図である。 （１）機体（ハウジング）、（２）回転軸、 （５）回転摺接環（シールリング）、 （６）固定摺接環（メイティングリング）、 （１１）制御機構、 （１２）感温フェライト、 （１３）永久磁石、 （Ａ）摺動面。
Claims (1)
- 【請求項１】固定摺接環に対し弾性的に押圧付勢された
軸方向に移動自在な回転摺接環の摺動面の背面部に配置
された感温フェライトと、この感温フェライトの背面側
に軸方向に近接対向して配置された磁石とを備え、前記
感温フェライトのキュリー温度未満での温度変化に伴う
磁力変化で前記固定摺接環と回転摺接環との面圧を自動
的に制御してなる制御機構を備えたことを特徴とするメ
カニカルシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17074787U JPH0631251Y2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | メカニカルシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17074787U JPH0631251Y2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | メカニカルシール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0175663U JPH0175663U (ja) | 1989-05-23 |
| JPH0631251Y2 true JPH0631251Y2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=31461964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17074787U Expired - Lifetime JPH0631251Y2 (ja) | 1987-11-10 | 1987-11-10 | メカニカルシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631251Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2985296B1 (fr) * | 2012-01-04 | 2014-02-28 | Jspm | Dispositif d'etancheite a l'arret passif pour systeme de joints d'arbre d'un groupe motopompe primaire |
-
1987
- 1987-11-10 JP JP17074787U patent/JPH0631251Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0175663U (ja) | 1989-05-23 |
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