JPS5853698A - ポンプ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプ組立体に関する。

駆動軸によってインペラに接続された原動機により駆動
される一つ又はそれ以上のインペラを有するポンプ組立
体において、メカニカルシール組立体は駆動軸に沿う流
体の漏れを実質的に阻止する。これらのシール組立体は
複数のメカニカルシールを備え、そのメカニカルシール
の各々は互いに向い合うシール面をそれぞれが有する回
転可能シールリングを静止シールリングとを有し、回転
可能シールリングは、駆動軸又は駆動スリーブに接続さ
れ一方静止シールリングはハウジング又はポンプケース
に接続されている。複数のユニットのあるものでは、記
載されているように、第２のシ心 一ル組立体は第１の組立体のバックアップとして作用す
る。複数のユニットの両シール組立体が破損した場合、
くみ上げられた流体は軸に沿って漏れることができかつ
ハウジングから逃げる。

例えば米国特許第３．０９６．９８５号に記載された装
置のようにポンプを第１および第２のメカニカルシール
組立体でつくることが技術的に知られている。この例の
第２のメカニカルシールは、のこ山状にされた縁を有す
るスリーブ部材を備え、その縁は駆動軸のテーパ付き部
分と係合しかつハウジングの外部への軸に沿う漏れを除
去し或は制限するだめに漏洩する流体の圧力を降下する
ラビリンスとして作用する。主シールが破損したとき流
体の漏れを有効に阻止する非係合の、したがって非摩耗
の第２シールが必要である。

ここに記載された本発明は、好ましくは複数のシールの
種類の第１の（主）メカニカルシール組立体と第１のシ
ール組立体が破損したときにポンプハウジングから流体
が漏れるのを阻止するようにつくられた改良されたバッ
クアップすなわち第２のシール装置とを備えているポン
プ組立体に関する。第２のシール装置は好ましくは接触
する複数の部品すなわち部分のリングを備え、そのリン
グは回転しないように保持されかつ駆動軸又は軸スリー
ブを囲む。リングは、その支持により、非摩耗でありか
つ第１のシール組立体が破損した場合にくみ上げられた
流体の圧力下でつぶれる材料でつくられている。そうす
ることにおいて、つぶれたリングは軸とハウジング又は
ケースとの間の間隙をシールしてノ・ウジングの外部に
流体が逃げるのを阻止する。第２のシールリングがつく
られる適当な材料は炭素であり、他の特徴は以後におい
て説明する。この発明は原子力エネルギを使用する動力
発生ステーション用のポンプに特に応用可能であり、図
面は原子力ポンプ設備におけるシール装置を示している
。

以下図面を参照して本発明の実施例につ（・て説明する
。

第１図は、モータ１６によって駆動される遠心インペラ
が中にある複数部分のハウジングすなわちケース１２を
含むポンプ組立体を示している。

モータ軸１８は継手装置２２によりインペラ軸２０に接
続されている。スリーブ２４がインペラ軸２０を囲みか
つ第１（主）のメカニカルシール組立体２６が取り付け
られている。軸スリーブ２４および第１のメカニカルシ
ール組立体２６はカートリッジとして組み立てられかつ
シール組立体の保守が必要なときユニットとして取り替
えられ得る。

第１のシール組立体に近接して第２のメカニカルシール
装置２８がある。第２のメカニカルシールは、第１のメ
カニカルシール組立体２６が破損したときくみ上げた液
体がケースの外部に軸２０に沿って流れるのを実質的に
阻止する作用をする。

インペラ１４は入口すなわち吸入側３０から出口すなわ
ち吐出し側３３までうず室３２内流体をくみ上げる。

第１のメカニカルシール組立体２６は第２図に最も良く
示され、かつ前述したようにインペラ軸２０を囲んでい
る軸スリーブ２４に取り付けられている。シール組立体
２６は、図の下から上に向って、第１のメカニカルシー
ル３６と、第２のメカニカルシールと、第３のメカニカ
ルシール４０とを有している。各シールは、それぞれ回
転シールリングすなわちロータ４２．４４および４６と
、静止シールリングすなわちステータ４８，５０および
５２とを備えている。各シールの回転シールリングおよ
び静止シールリングは研磨された面のある対向するシー
ル面を有している。回転シールリング４２．４４および
４６は、ロータホルダ６０．６２および６４、ばねホル
ダ６６．６８および７０およびＵカップ７８，８０およ
び８２のような従来の装置を介して駆動キー５４，５６
および５８によって軸スリーブ２４に接続されている。

ばねホルダ内のばね８４．８６および８８はロータをス
テータの方に偏倚している。対向するシール面を横切っ
て漏れるあらゆる流体を除去するため、種々の通路が設
けられている。第１のシール組立体が破損した場合に第
２のメカニカルシール装置２８が設けられる。

第２のシール装置２８は第３図および第４図に最も良（
示されているが、全組立体の他の要素に関するかつ第１
のメカニカルシール組立体に関するその位置は第１図お
よび第２図に示されている。

第２のメカニカルシール装置はスリーブ２４を囲んでい
るがそのスリーブから隔てられた分割されたシールリン
グ１００を有する。シールリング１００は、好ましくは
第４図に示されるように、三つの接触する部分すなわち
セグメント１００Ａ。

１００Ｂおよび１００Ｃでつくられる。シールリングは
本発明の範囲内で一つの部分、それより少ない部分又は
それより多い部分でつ（られ得る。各部分はほぼ同じで
ありかつ本体部分１０２、軸方向フランジ部分１０４お
よび半径方向フランジ部分１０６を備えている。シール
リング１００は、ハウジングすなわちケース１２および
カバー１１４によって画定された空洞１１２内にリング
１００と共に置かれた環状の支持体１１０によって回転
しないように支持されている。支持体１１０は空洞１１
２内に受けられかつ平頭ねじ１２０によってハウジング
すなわちケース１２に固定された環状部材１１８によっ
て保持された一つ又はそれ以上の駆動ピン１１６により
、回転しないように固定されている。部材１１８はコイ
ルばね１２４用の複数のばねポケット１２２を有するば
ねホルダであり、そのばねは支持体１１０をリング１０
０のフランジ１０６に向って軸方向に弾力的に押圧して
いる。リング１００の各部分はキー１２６により支持体
１１０にキー止めされ、かつ部分１００Ａ。

１００Ｂおよび１００Ｃはガータばね等１２８によって
組立状態に保持されている。リング１００は非接触すな
わちスリーブ２４と接触しないので、リングは摩耗しな
いが、リング１００および部分は炭素のような材料でつ
くられ、そのリングは第１のメカニカルシールが破損し
たときポンプ流体の圧力下でつぶれ、ハウジ：・グ又は
ケースカバー１１４間の間隙をシールしてハウジングす
なわちケースの外部にくみ上げられた流体が漏れるのを
実質的に阻止する。示されたようなシールリングの特定
の形状は、好ましくは、つぶれる特性を強くしてかつ第
１のシールが破損する圧力から第１のシールが完全に破
損する全システム圧力までの範囲で圧力に感応するシー
ルを提供するように、コンピュータで設計される。

スリーブ２４はリング１００がつぶれた後でも回転可能
であり、かつり／グは炭素でつくられているので、スリ
ーブはつかまらずシールの通常の停止および補修を許容
している。

動作において、つぶれ得るリング１００は通常第３図に
示されるように、スリーブ２４と接触しない。リング１
００とスリーブ２４との間の間隙内にはわずかに流体が
蓄積される。しかしながら、もし第１の（主）メカニカ
ルシールが破損すると、分割されたシールリング１００
と外側の部材１１０および１１８との間の区域１３２内
に流体が急激に流れる。この比較的大きな急激に蓄積す
る流体の体積は分割されたリングを横切って圧力の不釣
合を招き、その不釣合は第２のシール１００をつぶし、
それを内側に動かしてスリーブ２４に抗して保持しかつ
スリーブに沿ってのあらゆる流体の流れを停止する。こ
の作用は、ハウジングすなわちケースの外部へのあらゆ
るくみ上げられた流体の漏れを実質的に阻止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み込んだ典型的なポンプ組立体の断
面図、第２図は第１図に比して拡大して第１のメカニカ
ルシール組立体および第２のシール装置を示している本
発明の断面図、第３図は本発明の第２のシール装置の拡
大断面図、第４図は第３図の線４−４に沿って見た断面
図である。 １０：ポンプ組立体　　　１２：ケース１６：モータ　
　　　　　２０：インベラ軸２６：メカ二カ化シール組
立体 ２８：メカニカルシール　３ｏ：入口 ３３：出口　　　　　　　１００　：シールリング２４
ニスリーブ １１０．１１８　：部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入口（３０）および出口（３３）を限定するノ・ウ
   ジングと、入口から出口に流体をくみ出すためのインペ
   ラと、インペラを駆動するだめの軸（１８）を有する装
   置と、軸に沿うくみ出された流体の漏れをほぼ阻止する
   ためにノ・ウジング内で駆動装置とインペラとの間に配
   置されたメカニカルシール組立体（２６）とを備えだポ
   ンプ組立体（１０）において、 メカニカルシール組立体と前記駆動装置との間にかつ前
   記ハウジングの外部に隣接して配置された第２のメカニ
   カルシール装置（２８）を備え、前記第２のメカニカル
   シール装置が、前記軸を所定の間隙をもって囲んでいる
   シールリング（１００）と、不回転支持体（１０）と、
   前記シールリングを前記支持体に接続する装置（１１６
   ，１１８，１２０）と、前記支持体を前記シールリング
   に向って偏倚する装置とを備え、前記シールリングが、
   前記シールリングと前記軸との間で前記所定の間隙をシ
   ールして前記軸に沿うかつ前記ノ・ウジングの外部への
   流体の漏れを実質的に阻止するために、前記メカニカル
   シールが破損したときにくみ上げられた流体の圧力下で
   破損する材料でつくられていることを特徴としたポンプ
   組立体。 ２、前記シールリングが炭素でつくられている特許請求
   の範囲１に記載のポンプ組立体。 ３、−　前記シールリングがセグメント（１００Ａ。 １００Ｂ　、　１００Ｃ）としてつくられ、そのセグメ
   ントの隣接するものが互いに接する特許請求の範囲１に
   記載のボ′ンプ組立体。 ４、更に、前記シールリングのセグメントを接触関係に
   保っている装置（１２８）を備えている特許請求の範囲
   １に記載のポンプ組立体。 ５、前記保持装置がガータばね（１２８）を有している
   特許請求の範囲４に記載のポンプ組立体。 ６　前記シールリングの各セグメン）　（１００Ａ。 １００Ｂ　、　１００Ｃ）が本体部分（１０２）と、軸
   方向に伸びている部分（１０４）および半径方向に伸び
   ている部分（１０６）とを有している特許請求の範囲３
   に記載のポンプ組立体。 ７、前記偏倚装置がコイルばねを含む特許請求の範囲１
   に記載のポンプ組立体。 ８、更に、空洞内に不回転的に配置されているばねホル
   ダ（１１８）と、前記支持装置内に伸びてその支持装置
   の前記シールリングへ向っての偏倚を許容している、前
   記ばねホルダ内に支持されたピン（１１６）とを備えて
   いる特許請求の範囲７に記載のポンプ組立体。 ９、前記シールリングが三つの部分でつくられその各々
   がほぼ１２０＠の円弧にわたって伸びている特許請求の
   範囲３に記載のポンプ組立体０１０　第１のメカニカル
   シール装置が破損した場合にくみ上げた流体が回転可能
   ポンプ軸に沿ってポンプの外部に逃げるのを阻止するた
   めの遠心ポンプ用の第２のメカニカルシール装置におい
   て、前記軸を囲みかつ軸から隔てられた炭素の部品でつ
   くられたシールリングと、 前記部品を前記軸の回りで組立状態に支持するだめの装
   置と、 前記シールリングを前記軸と回転しないように支持する
   装置と、 を備え、前記炭素のシールリング部品が、くみ上げられ
   た流体の圧力下で破壊しかつ前記第１のメカニカルシー
   ル装置が破損したとき軸をシールするが同時に前記ポン
   プが停止するまで軸の回転を許容するようにつくられて
   いる第２のメカニカルシール装置。