JPH083761Y2 - ダブルメカニカルシール - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案はラテックス、カチオン塗料、モノマー、ポ
リマー等の粘度が大きく、重合性、凝固性、結晶析出
性、付着性の高い流体を密封液（シール対象液）とする
ダブルメカニカルシールに関する。

〈従来の技術〉 上記したラテックス等の重合性、高粘性流体のシール
には従来よりダブルメカニカルシールが主として採用さ
れ、ダブルメカニカルシール内に密封液（シール対象
液）の流体より高圧の封液を満たして、シール面への高
粘性流体の侵入を防止する手法が知られている。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかし上記した重合性流体や高粘性流体をシールする
場合、封液の圧力に抗して拡散現象によりシール面に高
粘性流体が浸入し、この浸入した流体が重合してフイル
ムを形成し、これが漏れの原因になる問題があった。

本考案は上記拡散現象による重合性流体等のシール面
への浸入を防止することの可能なダブルメカニカルシー
ルを提供することを目的とする。

〈考案の概要〉 上記した目的のために本考案のダブルメカニカルシー
ルは、大気側と密封液側にそれぞれ従動環と非従動環及
び従動環を押圧するスプリングとを有するメカニカルシ
ールを備え、該２つのメカニカルシールの間に密封液圧
より高圧の封液を満たしたダブルメカニカルシールにお
いて、前記密封液側シールを外流形とし、該密封液側シ
ールの従動環の封液側の受圧面を該従動環を前記非従動
環と反対方向に押すように形成し、これにより該密封液
側のシール面から封液を密封液側に漏洩させ、更に該封
液の圧力を所定値に保つように封液を供給する装置を設
けた、ことを基本的な特徴とするものである。

〈実施例〉 以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、非回転従動環１及び非従動回転環２
と固定環51及び回転従動環52によりダブルメカニカルシ
ールを形成しており、このシール内には圧力P2の封液が
充填されている。このダブルメカニカルシール内部は定
量ポンプ５及び封液源４と連通し常に一定容量の封液Ｚ
の注入が維持されるように構成されており、後に説明す
るように封液Ｚの漏洩に伴って、封液圧P2が低下しない
ように構成されている。

大気Ｙ側のシールはケーシング側に固定された固定環
51と、回転軸50に装着された回転従動環52及びスプリン
グ53とスプリング受け54から形成されている。

密封液Ｘ側のシールは非回転従動環１と非従動の回転
環２から外向き流れ形のシールを形成し、シール面Ｆを
形成している。非回転従動環１はＯリング19を介してケ
ーシングに従動可能に装着されており、スプリング18に
より回転環２側に押圧されている。一方回転環２は回転
軸50上にＯリング29を介して装着され、回転軸50に形成
された段差とスリーブ28により軸線方向の動きを固定さ
れている。

本考案ではこのような構成の密封液Ｘ側のシールの従
動環１に封液受圧面３を形成してシール面Ｆを漏れ勝手
に構成している。

第３図に示すようにシール面Ｆには高圧の封液圧P2に
より、シール面Ｆを開口させようとする開口力が働いて
おり、シール面に形成されるフイルムの圧力分布が図示
するように直線的であると仮定するならば、この開口力
は （P2-P1）・As/2 で表せる。ここで、Asはシール面Ｆの面積。

一方非回転従動環１の背端面14は密封液Ｘ側に露出
し、密封液Ｘの圧力P1を受けており、非回転従動環１を
回転環２側に押圧してシール面Ｆを接触させようとする
力は次のように表せる。

P2・Ar＋S1・P1＋スプリング18の押付力 但し、Ar:従動環１の受圧面積、P2により従動環１を
回転環２と反対方向に押す受圧面の場合は負とする。

S1:従動環１の背端面14の面積 したがって、シール面を開口させるためには、 （P2-P1）・As/2≧P2・Ar＋S1・P1＋スプリング18の押
付力 …… となる様に諸値を設定すればよい。

いま、封液圧P2が密封液圧より十分に大であるとし、
スプリング圧力を無視すれば、上式は次の様に書き換
えられる。

P2・As/2≧P2・Ar …… 即ち、P2が十分に大きく、スプリング18の圧力を０と
した場合に、そのバランスフアクタＢは上式から Ｂ＝Ar/As≦0.5 とする必要があることがわかる。

従って、バランスフアクタＢを0.5以下とすれば、上
式をほぼ満足することが可能であり、シール面Ｆを漏
れ勝手にすることができるが、本考案では該密封液側シ
ールの従動環の封液側の受圧面を該従動環を前記非従動
環と反対方向に押すように形成することにより、確実に
封液を密封液側に漏洩させるようにしている。

第２図に示すように、この実施例では、回転環２の外
径ライン20と非回転従動環１の密封液側Ｘ外径ライン12
は同一レベルに設定されており、また回転環２の内径ラ
イン21は非回転従動環１の封液側外径ライン11より上方
に設定され、非回転従動環１の前端面13側（シール面
側）に封液Ｚの圧力P2をシール面Ｆを開く方向に受圧す
る封液受圧面３が形成されている。この構成により、上
式のP2・Arをマイナスに設定し、シール面Ｆからの封
液の漏れを確実なものにしている。また、定量ポンプ５
により封液は一定の圧力を保つから、上式の関係は維
持され、確実な漏れが維持される。

以上の構成によりシール面Ｆは漏れ勝手になり、封液
Ｚが圧力P2を維持する限り密封液Ｘ側へ常に漏れる。更
に非回転従動環１と回転環２は外流形を形成しているか
ら、常に外向きの流れが形成され、その結果拡散現象に
よる密封液Ｘのシール面Ｆへの浸入が完全に防止され
る。

以上説明したように上記構成では密封液Ｘ側のメカニ
カルシールを外向き流れ形とし、該密封液側シールの従
動環の封液側の受圧面を該従動環を前記非従動環と反対
方向に押すように形成することにより、封液Ｚを密封液
Ｘ側に漏洩するように構成しているため、非回転従動環
１と回転環２の外周側のシール面Ｆ近傍には絶えず封液
Ｚの外向きの流れが形成され、拡散作用による密封液Ｘ
のシール面Ｆへの浸入を防ぎ、摺動面への重合による皮
膜の発生を防止できる。そのため封液の急激な多量の漏
れ込み及び密封液Ｘの漏れを完全に防止し、シール面Ｆ
での密封液Ｘによる重合、凝固、析出、付着を防止する
ことが可能になる。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案のダブルメカニカルシール
は、密封液側シールを外流形とし、該密封液側シールの
従動環の封液側の受圧面を該従動環を前記非従動環と反
対方向に押すように形成し、これにより該密封液側のシ
ール面から封液を密封液側に漏洩させ、更に該封液の圧
力を所定値に保つように封液を供給する装置を設けたた
め、拡散作用による摺動面への重合による皮膜の発生を
防ぎ、封液の急激な漏れ込み防止と密封液の漏れを防止
することが可能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す半断面図、第２図はそ
の部分拡大図、第３図はバランスフアクタの説明図であ
る。 1:非回転従動環、2:回転環、3:封液受圧面、4:封液源、
5:定量ポンプ、10:内径ライン、11:封液側外径ライン、
12:密封液側外径ライン、13:前端面、14:背端面、18:ス
プリング、19:Oリング、20:外径ライン、21:内径ライ
ン、28:スリーブ、29:Oリング、50:回転軸、51:固定
環、52:回転従動環、53:スプリング、54:スプリング受
け。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】大気側と密封液側にそれぞれ従動環と非従
   動環及び従動環を押圧するスプリングとを有するメカニ
   カルシールを備え、該２つのメカニカルシールの間に密
   封液圧より高圧の封液を満たしたダブルメカニカルシー
   ルにおいて、 前記密封液側シールを外流形とし、 該密封液側シールの従動環の封液側の受圧面を該従動環
   を前記非従動環と反対方向に押すように形成し、これに
   より該密封液側のシール面から封液を密封液側に漏洩さ
   せ、 更に該封液の圧力を所定値に保つように封液を供給する
   装置を設けた、 ことを特徴とするダブルメカニカルシール。