JPH068310Y2

JPH068310Y2 - ギャポンプの軸封機構

Info

Publication number: JPH068310Y2
Application number: JP14944087U
Authority: JP
Inventors: 靖之岩井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2002-09-30
Also published as: JPS6453481U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、溶融プラスチック等の高温、高粘度流体を移
送する場合に特に好適に用いられるギャポンプの軸封機
構に関するものである。

［従来の技術］この種の用途に利用されるギャポンプでは、移送液の無
駄を削減する上で、外部原動機に接続される駆動ギャの
シャフトまわりに良好なシール性を付与するのが重要と
なる。従来、このギャシャフトの軸封機構には、グラン
ドパッキン、クリアランスシールあるいはメカニカルシ
ールなど、種々の方式のものが適用されて来た。

このうちメカニカルシールを利用する場合について見る
と、高粘度の移送液がその内部に充満するとメカニカル
シールが作動しなくなるため、ギャシャフトを貫通させ
るシールケース内に、メカニカルシールを逆向きにして
二重に装着するダブルメカニカルシール方式を採用し、
かつ両者の間に外部から適当に圧力調整したシール液を
注入することが行なわれている。そして、シールケース
内に注入して充満されるシール液圧は、ポンプ本体側か
らメカニカルシールに加わると予想される移送液の洩出
圧よりも常に高い、或る一定の圧力に調整するのが通例
である。これは、メカニカルシールのシール液圧をポン
プ本体側から洩れ出そうとする移送液圧よりも絶対的に
高く設定することで、高粘度の移送液がメカニカルシー
ル間に洩出するのを確実に阻止し、メカニカルシールの
正常な作動を恒久的に確保するためである。

［考案が解決しようとする問題点］ところが、このような従来のダブルメカニカルシール式
軸封機構では、逆にシール液が多量に洩れ出してギャポ
ンプ内の移送液に混入してしまう問題点が知見される。
この理由としては、シール液圧が前述のように一定化さ
れるのに対し、移送液の洩出圧は移送液粘度、吸入、吐
出圧力、使用回転数などの条件によって大きく変化し、
ポンプ運転条件によってはメカニカルシール間のシール
液圧と移送液の洩出圧との差圧過大になるためと考えら
れる。

この場合、移送液とシール液とが同一であれば問題ない
けれども、高分子重合物のように時間及び温度の経緯と
共に反応が進行するものでは、シール液に移送液と別個
に安定した専用のものを用いるのが普通であるから、ギ
ャポンプ内にシール液が混入されると移送液の純度低下
を来たし、ひいては、移送液を原料とする製品の品質に
悪影響を及ぼすことになる。

本考案は、このような問題点に着目し、特にダブルメカ
ニカルシールを採用するものについて、その移送液の洩
出のみならず、シール液の洩出も最少限に抑制すること
ができるようにしたギャポンプの軸封機構を提供するも
のである。

［問題点を解決するための手段］本考案は、かかる目的を達成するために、移送液を移送
するギャポンプのギャシャフトがポンプ本体から延出す
る部位に適用される軸封機構において、前記ギャシャフ
トを貫通させてなるシールケースと、このシールケース
内に軸心方向に距離を隔てて配置される一対のメカニカ
ルシールと、前記シールケースに開口し両メカニカルシ
ール間にシール液を注入するための注入口と、ポンプ本
体側からメカニカルシールに加わる移送液の洩出圧を測
定する圧力検出器と、両メカニカルシール間に注入され
たシール液の液圧を測定する圧力検出器とを具備してな
り、両圧力検出器の検出値に基づいてシール液の液圧を
移送液の洩出圧よりも相対的に最適差圧相当分だけ高く
保持し得るようにしていることを特徴とする。

［作用］このようにダブルメカニカルシールの内外に圧力検出器
を備えたものであると、シール液圧と移送液の洩出圧と
を測定し、運転中、絶えず両者の差圧を検出して監視す
ることができる。従って、ポンプ運転条件の変更等に伴
って両者の差圧値に異常を生じた場合（過大、過少の双
方を含む）、シールケース内へのシール液注入量やシー
ル液注入圧をコントロールするなどして、その最適差圧
条件（通常２〜3Kg/cm²）を維持するように調整するこ
とができ、これによりポンプ本体側からメカニカルシー
ル内への移送液の洩れを防止すると同時に、シール液の
ポンプ本体内への洩れ量を常時最少限に抑えることがで
きる。

［実施例］以下、第１図から第３図に示す一実施例について説明す
る。

まず、ギャポンプの本体について簡単に説明すると、ポ
ンプ本体Ｉはギャケース３内で、その両側シャフト部を
各々軸受5a,5b、6a,6bに回転自在に支承させた駆動ギャ
１と従動ギャ２とを噛合し、両者の歯先離反側に吸込口
７を、同寄合側に吐出口８を開口するとともに、両側開
口端を前カバー３ａと後カバー３ｂとで蓋封して構成さ
れる。

駆動ギャ１は、前カバー３ａ側に連なるギャシャフト４
を該前カバー３ａを貫通して外部に延出し、図外の外部
原動機から該シャフト４に伝達される入力トルクで駆動
される。また前カバー３ａには、ギャシャフト４上にダ
ブルメカニカルシール１０Ａ、１０Ｂを装着して、ポン
プ本体Ｉ側からギャシャフト４と軸受５ａとの隙間等を
通して洩れ出そうとする移送液をシールするためのシー
ルケース９を連設している。なお、このギャポンプにお
いては、各ギャシャフトの端部やシールケース９内にポ
ンプ本体Ｉの高圧が掛るのを避けるため、第１図に示す
ように、前カバー３ａと後カバー３ｂとにそれぞれ環流
溝１１ａ、１１ｂを設け、ギャケース３には、これら環
流溝１１ａ、１１ｂを吸込口７に連通する環流穴１２
ａ、１２ｂを穿設している。

シールケース９は、ギャシャフト４をその内部に貫通さ
せ、かつその外方開口部をケース蓋９ａで封鎖している
とともに、ギャシャフト４上で逆向きに配した前記メカ
ニカルシール１０Ａ、１０Ｂを二重に装着している。両
メカニカルシール１０Ａ、１０Ｂは、それ自身既知に属
する共通の構成を具備したもので、内方端側のメカニカ
ルシール１０Ｂはポンプ本体Ｉ側からの移送液の洩出を
防ぎ、外方端側のメカニカルシール１０Ａはシール液の
外部への洩出を防止する役目をそれぞれ担っている。第
１図について、一方のメカニカルシール１０Ｂをより具
体的に説明すると、Ｏリングを介してシールケース９に
支持されるフローティングシート１０ａと、このフロー
ティングシート１０ａに当接されるシールリング１０ｂ
と、ギャシャフト４に巻回されるＯリング１０ｃと、こ
のＯリング１０ｃをシールリング１０ｂとの間に挟むコ
ンプレッションリング１０ｄと、このコンプレッション
リング１０ｄをフローティングシート１０ａに向けて付
勢するコイルスプリング１０ｅとの要素を具備してなっ
ている。

そして、ダブルメカニカルシール１０Ａ、１０Ｂを内装
するシールケース９には、その外側メカニカルシール１
０Ａの近傍にシール液の注入口１３Ａを、また内側メカ
ニカルシール１０Ｂの近傍にシール液の抽出口１３Ｂを
それぞれ開口し、図外の供給源から矢印ａのようにシー
ル液を注入して、シールケース９内の両メカニカルシー
ル１０Ａ、１０Ｂの間の空間にシール液を充満させると
ともに、矢印ｂのように抽出させて循環するようにして
いる。

しかして、かかるダブルメカニカルシール方式の軸封機
構において、その前カバー３ａの部分とシールケース９
の部分の２箇所に、各々液圧を測定するための圧力検出
器１４、１８を具備している。圧力検出器１４は、前カ
バー３ａに設けた圧力導出ポート１５に導圧管１６を挿
着して、ギャシャフト４と前カバー３ａとの隙間１７に
臨み、ポンプ本体Ｉ側から内側メカニカルシール１０Ｂ
に掛かる移送液の洩出圧Ｐ_outを測定している。また、
圧力検出器１８は両メカニカルシール１０Ａ、１０Ｂの
中間位置でシールケース９に設けた圧力導出ポート１９
に同じく導圧管２０を挿着して、シールケース９の両メ
カニカルシール１０Ａ、１０Ｂの間に注入されるシール
液圧Ｐ_inを測定している。

なお、これらの圧力検出器１４、１８は、第４図に示す
ように、前カバー３ａ又はシールケース９に一体に装着
してもよい。

このように二つの圧力検出器１４、１８を具備し、移送
液の洩出圧Ｐ_outとシール液圧Ｐ_inとを測定可能にして
いるので、内側メカニカルシール１０Ｂのシール部を挟
んだ両側の差圧ΔＰ（Ｐ_in−Ｐ_out）を常時検出して監
視しながらギャポンプを運転することができる。

従って、ポンプ運転条件により、差圧ΔＰが前述の最適
条件を逸脱する場合は、既述のようにシール液の注入条
件をコントロールする等の制御手段により最適の差圧条
件に調整でき、差圧が大き過ぎてシール液がポンプ本体
Ｉ側に洩れ出したり、逆に小さ過ぎて移送液がメカニカ
ルシール間に洩れ出してくるといった、いずれの不具合
も有効に防止することができる。なお、その際必要な差
圧検出機構やシール液の注入可変機構等はもとより両者
を系統化して自動制御することができる。また、このよ
うにシール液圧と移送液の洩出圧との差圧を一定に収束
させることに伴い、従前のシールケース内圧を予想の下
で、必要以上に高く設定したことに起因する弊害も解除
される。具体的には、メカニカルシールの設計圧力を低
く出来るので、よりコンパクトなものの使用が可能とな
り、またそのシール部に必要最小限の圧力が加えられる
から使用寿命も延長される。

次に、本考案をより発展させた改良実施例について言及
する。例えば、ギャポンプの移送液が高分子重合物であ
る場合、温度変化に対する粘度変化が相当大きいことが
認められる。そこで、メカニカルシールのシール部に温
度検出器を装着し、シール部に最適の液粘度、温度を発
現するようにシール液の液温コントロール手段を併設す
れば、シール効果を高める上で一層有効な方策となる。

また、移送液の純度を保ち品質管理を徹底する上では、
シール液の供給量に対する戻り量を監視するシステムを
併設するのが有効となる。すなわち、このシステムを追
加すれば、その値からポンプ本体内へのシール液の洩れ
込み量を直接把握することができるからである。

［考案の効果］以上に述べた如く、本考案によると圧力検出器を具備
し、メカニカルシール内外での差圧を検出できるように
したものであるから、最適差圧条件を満足させることが
でき、メカニカルシール内への移送液の混入を防止する
と同時に、不都合なポンプ本体側へのシール液の洩れ出
しを最少限に抑えることができる。この結果、ギャポン
プが送る移送液の純度低下が軽減され、併せて軸封機構
で使用するメカニカルシールのコンパクト化や寿命延長
の効果も付帯される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本考案の一実施例を図示している。第
１図はギャポンプ本体とその軸封機構とを示す断面図
で、第２図のＢ−Ｂ線矢視断面（便宜上、軸封機構部の
図示方向を９０°位相をずらせて示す）に相当してい
る。第２図はギャポンプの正面図である。第３図はギャ
ポンプ本体の断面図で、第２図のＡ−Ａ線矢視断面に相
当するものである。第４図は圧力検出器の取付態様の変
形例を示すシールケース等の部分断面図である。Ｉ…ポンプ本体、１…駆動ギャ３…ギャケース、４…ギャシャフト３ａ…前カバー、３ｂ…後カバー５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂ…軸受７…吸込口、８…吐出口９…シールケース、９ａ…ケース蓋１０Ａ、１０Ｂ…メカニカルシール１３Ａ…注入口、１３Ｂ…抽出口１４、１８…圧力検出器、１７…隙間１５、１９…圧力導出ポート１６、２０…導圧管

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】移送液を移送するギャポンプのギャシャフ
トがポンプ本体から延出する部位に適用される軸封機構
であって、前記ギャシャフトを貫通させてなるシールケ
ースと、このシールケース内に軸心方向に距離を隔てて
配置される一対のメカニカルシールと、前記シールケー
スに開口し両メカニカルシール間にシール液を注入する
ための注入口と、ポンプ本体側からメカニカルシールに
加わる移送液の洩出圧を測定する圧力検出器と、両メカ
ニカルシール間に注入されたシール液の液圧を測定する
圧力検出器とを具備してなり、両圧力検出器の検出値に
基づいてシール液の液圧を移送液の洩出圧よりも相対的
に最適差圧相当分だけ高く保持し得るようにしているこ
とを特徴とするギャポンプの軸封機構。