專利名稱：機械密封及串聯式密封的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在通常狀態下，使用于干式接觸(干接觸)狀態的機械密封。此夕卜，涉及一種串聯式密封，該串聯式密封例如適于作為在石油化學廠等中使用的泵這樣的、 以液化氣體等作為封止對象的裝置的軸封裝置而使用。
背景技術：
將機械密封在軸向上以兩段相同朝向而配置的串聯式密封將流體的壓力一分為 二，能降低滑動面的壓力負載，因此對高壓密封是有效的。此外，即便當在封止流體側(設 備內側)的密封(一次側密封)產生泄漏時，空氣側的密封(二次側密封)成為后備，能以 2組密封可靠地防止流體的泄漏。因此，串聯式密封例如能作為在石油化學廠等中使用的泵 這樣的、以液化氣體等作為封止對象的裝置的軸封裝置而使用。這種泵用的串聯式密封的二次密封中使用的機械密封中，特別是在通常的使用狀 態下，使用于干式接觸狀態的機械密封中，其滑動特性是非常重要的。以往，為了改善這種機械密封的滑動特性，例如，多使用浸漬有潤滑油的滑動件 (例如多孔質碳等)，或采用在滑動件的滑動面形成槽、利用滑動產生的動壓使浮起力作 用于滑動面間而成為非接觸等方法。此外，還提出有以下方法(例如日本專利申請公開 2006-83889號公報(專利文獻1)及日本專利申請公開2006-83893號公報(專利文獻2))， 即通過貫通孔將一次密封側的壓力導入在滑動面形成的整周槽，利用該壓力降低滑動面的 接觸面壓力，減少負載，提高干式接觸狀態下的滑動特性。專利文獻1 日本專利特開2006-83889號公報專利文獻2 日本專利特開2006-83893號公報發明的公開發明所要解決的技術問題不過，在使用含浸有潤滑油的滑動件的機械密封中，存在以下技術問題在使用時 的溫度比較低的低溫用途中，潤滑油的粘性增加，相反地，在使用時的溫度比較高的高溫用 途中，油漏掉這樣的情形。此外，還存在以下技術問題由于存在油與工藝流體反應的可能 性，因此，其使用條件有限制，可適用的對象受限制。此外，在滑動件的滑動面形成槽、利用滑動所產生的動壓降低滑動面的負載的方 法中，存在以下技術問題當滑動面的速度慢時，浮起力不能充分作用于滑動面，由于接觸 滑動造成性能降低，此外，當通常運轉時，由于有間隙，因而會產生泄漏。此外，即便在將一次密封側的壓力導入在滑動面形成的整周槽的方式的機械密封 中，也存在以下問題當一次密封上作用有高壓時，浮起力變得過大，可能引起滑動面的面 打開，此外相反地，當一次密封的壓力過低時，對滑動面的負載降低作用消失，處于過負載 狀態，早期就不斷磨損。這樣，在以往的干接觸機械密封中，當使用溫度、滑動速度或一次側壓力等變化 時，滑動特性會受到影響，不易維持合適的滑動特性。
本發明鑒于上述技術問題而作，其目的在于提供機械密封及串聯式密封，該機械密封及串聯式密封在低溫用途或高溫用途、滑動面的速度快或慢的情形，或一次側密封的 壓力低或高的情形等任意條件下，或這種條件改變時，也能獲得合適的滑動特性，即可對滑 動面降低負載、以合適的干式接觸狀態對封止流體進行封止。解決技術問題所采用的技術方案為解決上述技術問題，本發明的機械密封是對外殼與穿過該外殼的轉軸之間進行 封止的機械密封，其特征是，包括旋轉環，其設置于上述轉軸，并可與該轉軸一體旋轉，在 上述轉軸的軸向的一方端部具有滑動面；以及固定環，其設置于上述外殼，與上述旋轉環的 上述滑動面相對配置，并具有與該滑動面滑動的滑動面，在上述旋轉環的上述滑動面及上 述固定環的上述滑動面中任意一方或兩方，第一槽和第二槽各形成1個以上，其中，第一槽 在沿周向的規定范圍內形成凹部，并與外部不連通，第二槽在沿周向的規定范圍內形成凹 部，并與外部連通，從而可從外部導入壓力。由于這種結構的本發明的機械密封中，在滑動面上形成有第一槽和第二槽，因此， 能提供一種不管在何種狀態，都可降低滑動面的負載、以合適的干式接觸狀態對封止流體 進行封止的機械密封，其中，第一槽與外部不連通，當轉軸旋轉時，起到利用動壓作用降低 滑動面的接觸阻力的作用，第二槽從外部導入壓力，起到始終利用靜壓作用降低滑動面的 接觸阻力的作用。即，能提供一種在低溫用途或高溫用途、滑動面的速度快或慢的情形，或 一次側密封的壓力低或高的情形等任意條件下，或這種條件改變時，也能獲得合適的滑動 特性的機械密封。作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述第二槽與該機械密封所要封止的高 壓側空間連通。根據這種結構的本發明的機械密封，通過使高壓側空間與第二槽連通，能在第二 槽發揮如上所述的靜壓作用。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，形成有上述第二槽的上述旋轉環及 上述固定環具有使上述高壓側空間與上述第二槽連通的連通孔。根據這種結構的本發明的機械密封，通過僅形成連通孔來使高壓側空間與第二槽 連通，能在第二槽發揮如上所述的靜壓作用。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述連通孔是直徑在3mm以下的 孔。根據這種結構的本發明的機械密封，由于連通孔的口徑是小徑，并使連通孔具有 壓力阻力，因此，假設即便在高壓側空間變得過于高壓的情形下，也能防止過大的壓力作用 于滑動面而造成面打開等情形的產生。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述連通孔具有控制被導入上述第 二槽的壓力的節流孔。根據這種結構的本發明的機械密封，由于通過在連通孔設置節流孔而使連通孔具 有壓力阻力，因此，即便在高壓側空間變得過于高壓的情形下，也能防止過大的壓力作用于 滑動面而造成面打開等情形的產生。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述第一槽及上述第二槽都形成于 上述固定環的上述滑動面。
根據這種結構的本發明的機械密封，能提供一種能將密封內的高壓空間的壓力穩 定地導入第二槽、以簡單的結構具有第一槽及第二槽的機械密封。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述第一槽比上述第二槽形成得由于這種結構的本發明的機械密封中，當轉軸旋轉時，動壓作用于作為動壓槽的 第一槽，其強度被滑動面的周向的凹凸的數量、即槽的數量大大影響，因此，通過增加其數 量，能有效地發揮第一槽產生的動壓。此外，作為優選，本發明的機械密封的特征是，上述第二槽在上述滑動面上的各開 口面積比上述第一槽在上述滑動面上的開口面積大。這種結構的本發明的機械密封中，被導入的壓力作用于作為靜壓槽的第二槽，由 于其大小受到作用面積、即槽的開口面積的較大影響，因此，通過增加開口面積，能有效地 發揮第二槽產生的靜壓。此外，作為優選，本發明的串聯式密封是利用將設備內側的一次側機械密封和設 備外側的二次側機械密封在軸向二段配置的機械密封對外殼與穿過該外殼的轉軸之間進 行封止的串聯式密封，其特征是，上述二次側機械密封是技術方案1 8中任一項所述的機 械密封，上述第二槽與上述一次側機械密封和上述二次側機械密封之間的中間室連通，從 而可導入上述中間室的壓力。根據這種結構的本發明的串聯式密封，能提供一種在低溫用途或高溫用途、滑動 面的速度快或慢的情形，或一次側密封的壓力低或高的情形等任意條件下，或這種條件改 變時，也能獲得合適的滑動特性的串聯式密封。
圖1是表示本發明一實施方式的串聯式密封的結構的圖，是以通過軸心的平面切 斷串聯式密封的剖視圖。圖2是圖1所示的串聯式密封的二次側機械密封附近的放大圖。圖3A是表示圖2所示的二次側機械密封的固定環的結構的圖，是固定環的主視 圖。圖3B是表示圖2所示的二次側機械密封的固定環的結構的圖，是沿圖3A的 A-O-A'的剖視圖。圖4A是表示圖2所示的二次側機械密封的固定環的其他例子的圖，是固定環的主 視圖。圖4B是表示圖2所示的二次側機械密封的固定環的其他例子的圖，是沿圖4A的 A-O-A'的剖視圖。
具體實施例方式參照圖1 圖3B對本發明的一實施方式進行說明。在本實施方式中，以作為將液化氣體等作為封止對象的泵的軸封裝置而使用的串 聯式密封為例說明本發明。圖1是表示上述串聯式密封1的結構的圖，是以通過軸心的平面切斷串聯式密封1的剖視圖。串聯式密封1設于泵的軸孔部11與使泵內的泵機構旋轉的轉軸2之間，防止封止流體從泵室泄漏。本實施方式中，轉軸2以其軸心大致成為水平的形式設置。圖1中，圖的左側是存在封止流體的泵室側(設備內側)，圖中右側是空氣側(設 備外側)。如圖1所示，串聯式密封1的主要構成部包括軸封部外殼10、軸套20、一次側機械 密封30及二次側機械密封40。軸封部外殼10以包圍轉軸2的軸封位置的外周的形式設計，具有密封蓋12 14。 軸封部外殼10的密封蓋12 14通過螺釘構件15、16在軸向上彼此連結，并被安裝于泵的 軸孔部11的設備外側。泵軸孔部11及密封蓋12 14之間分別被0形環17 19密封。軸套20套設于轉軸2的設置一次側機械密封30及二次側機械密封40的位置，換 言之，套設于轉軸2的軸封部外殼10的內周側的位置。軸套20通過套環22、固定螺釘23和固定螺釘24與轉軸2固定成一體，其中，套環 22設于設備外側的端部21a的外周，固定螺釘23將套環22固定于設備外側端部21a，固定 螺釘24使該套環22貫通開設于設備外側端部21a的固定用孔并將該套環22固定于轉軸 2。此外，軸套20與轉軸2的外周面之間被0形環25密封。作為串聯式密封1的主體的、軸向上成兩段的機械密封30及40，即設備內側(封 止流體側)的一次側機械密封30和設備外側(空氣側)的二次側機械密封40設于軸封部 外殼10與軸套20之間的軸周空間。一次側機械密封30包括固定于軸套20的設備內側的端部外周、與轉軸2 —起旋 轉的旋轉環31 ；以及設于軸封部外殼10的最設備內側的密封蓋12的內周的不旋轉的固定 環33。旋轉環31與固定環33在彈簧37的軸向的施力作用下，以相對的端面彼此緊貼，形 成滑動面30S。旋轉環31的背面被在軸套30的設備內側的端部形成的凸緣部21b支承，旋轉環 31與軸套20之間被0形環32封止，此外，通過定位銷21c，旋轉環31與軸套20在圓周方 向上卡合，與轉軸2—體旋轉。環狀殼體34通過0形環35與密封蓋12的內周凹部嵌合，并被定位銷12a止轉。 固定環33通過0形環36被上述環狀殼體34支承成可在軸向上移動的狀態。固定環33被 定位銷34a止轉，利用在圓周方向上多個配置于環狀殼體34的彈簧37對固定環33朝旋轉 環31側施力。對于這種結構的一次側機械密封30，設備內部的泵室的被輸送流體(封止流體) 的一部分被送到一次側機械密封30的外周空間A。被送到外周空間A的封止流體通過在環 狀殼體34的外周部開設的通液孔34b及設于密封蓋12的沖洗排出孔51，回流到泵室，藉此 來進行沖洗。即，在本實施方式的串聯式密封1中，由于封止流體的一部分經由一次側機械 密封30的旋轉環31與固定環33的外周流動，因此可潤滑滑動面30S，并可有效地除去滑動 熱。二次側機械密封40包括配置于軸封部外殼10的中間的密封蓋13的內周，固定 于軸套20，與轉軸2 —起旋轉的旋轉環41 ；以及配置于軸封部外殼10的最設備外側的密封蓋14的內周的不旋轉的固定環46。旋轉環41與固定環46在彈簧48的軸向的施力作用 下，以相對的端面彼此緊貼，形成滑動面40S。關于本發明的機械密封所涉及的二次側機械密封40，參照圖2、圖3A及圖3B進一 步詳細說明。圖2是圖1所示的串聯式密封1的二次側機械密封40附近的放大圖，圖3A及圖 3B是表示二次側機械密封40的固定環46的結構的圖，圖3A是固定環46的主視圖，圖3B 是沿圖3A的Α-0-Α’的剖視圖。 如圖1及圖2所示，旋轉環41夾有0形環45地被套環42支承，并利用定位銷42a 在圓周方向上卡合，與轉軸2 —體旋轉，其中，套環42以夾有0形環43的方式套設于軸套 20的軸向中間位置，并被固定螺釘44固定。固定環46通過0形環47與密封蓋14的內周凹部嵌合成可在軸向上移動的狀態， 并被定位銷14a止轉，利用在圓周方向上多個配置于密封蓋14的彈簧48對固定環46朝旋 轉環41側施力。如圖3A及圖3B所示，在固定環46的滑動面462上形成有槽(有時也稱第一槽或 動壓槽)463和槽(有時也稱第二槽或靜壓槽)464，其中，槽463作為簡單的凹部形成，而槽 464形成有貫通至固定環46的滑動面462的背面的細孔465。第一槽463換言之是不與固 定環46的背面連結的槽。形成在第二槽464內的細孔465是直徑在3mm以下的小徑的管，貫通在固定環46 的滑動面462側形成的第二槽464的底部和固定環46的背面。如圖1及圖2所示，在將固定環46組裝到串聯式密封1的二次側機械密封40時， 二次側機械密封40的滑動面40S的外周側成為串聯式密封1的后述中間室B，滑動面40S 的內周側成為設備外側空氣空間。如圖所示，固定環46的背面側空間與中間室B連通。通 常，中間室B的壓力比設備外側的大氣壓的壓力的高。在這種結構的固定環46中，中間室B的壓力通過細孔465被導入在滑動面462側 形成的第二槽464，起到降低固定環46與旋轉環41的接觸負載的作用。該狀態與轉軸2是 否旋轉無關，若中間室B的壓力比大氣壓的壓力高，就會一直作用，因此，第二槽464作為靜 壓槽起作用，靜壓槽的作用是一直利用中間室B的壓力來降低接觸負載。另一方面，形成于固定環46的滑動面462的第一槽463、即與中間室B等的高壓空 間不連通的槽463(參照圖3A及圖3B)在轉軸2旋轉時，起到利用進入槽內的流體(本實 施方式中為后述的中間液CL)和滑動面40S相對滑動引起的動壓、使固定環46與旋轉環41 的接觸負載降低的作用。因此，第一槽463在轉軸2旋轉時作為動壓槽起作用，動壓槽的作 用是降低接觸負載。第一槽463及第二槽464的數量，第一槽463及第二槽464分別的長度、寬度、內 徑(外徑)，以及與1個第二槽464對應的細孔465的數量等，根據中間室B的壓力和壓力 變動、轉軸2的轉速、要求的滑動面40S的表面壓力和磨耗性能等，被設定成合適的形式。回到圖1，在串聯式密封1中，由于軸封部外殼10與軸套20之間的軸周空間被一 次側機械密封30和二次側機械密封40隔開，因此，從一次側機械密封30的滑動面30S的 內周空間到二次側機械密封40的滑動面40S的外周空間形成有中間室B。在本實施方式的串聯式密封1中，中間室B處于供給有N2氣體等惰性氣體或空氣的狀態。此外，在本實施方式的串聯式密封1中，在軸封部外殼10的密封蓋13上開設有在中間室B的圓周方向上端位置開口的第一氣體通氣管52。該第一氣體通氣管52與未圖示 的泄漏氣體回收部連接。此外，在串聯式密封1中，當封止流體從一次側機械密封30泄漏到中間室B時，由 于該中間室B比設備內部的泵室的壓力低，因此該封止流體被氣化。能利用二次側機械密 封40防止氣化后的氣體泄漏到設備外部，氣化所產生的氣體(泄漏氣體)從開口于中間室 B的上端位置的第一氣體通氣管52有效地排出。此外，在本實施方式的串聯式密封1中，在中間室B的一次側機械密封30與二次 側機械密封40之間配置有環狀的隔板54，該隔板54通過螺栓55固定于軸封部外殼10的 密封蓋12。該隔板54的內周緣與轉軸2的軸套20的外周面隔著徑向的微小間隙G靠近相 對。此外，在軸封部外殼10的密封蓋12中開設有在比中間室B的隔板54還靠近一次 側機械密封30側處開口的第二氣體通氣管57，該第二氣體通氣管57與未圖示的泄漏氣體 回收部連接。若朝中間室B供給N2氣體，則中間室的泄漏氣體濃度降低，泄漏氣體的大部分被 引向在一次側機械密封30側開口的第二氣體通氣管57排出，并被回收到設備外部的未圖 示的泄漏氣體回收部。因此，在這種結構中，封止流體的壓力高，對于可能產生從一次側機械密封30泄 漏的情形極其有效。此外，在軸封部外殼10的密封蓋14的內周部形成有在圓周方向連續的冷卻水套 管C，在該冷卻水套管C中，來自外部的冷卻水能通過通水孔58流通。利用該冷卻水的冷卻 有時需要考慮泄漏氣體的燃點高低來進行，但不是必須的。通過使來自外部的冷卻水在該冷卻水套管C中經過通水孔58而流通，從而能借助 密封蓋14的內周壁進行中間室B的冷卻。其結果是，能有效地除去二次側機械密封40的 滑動面40S的滑動發熱。本實施方式的串聯式密封1具有上述結構，該串聯式密封1能通過定位夾具60組 裝到泵的軸孔部11。可將多個定位夾具60分別通過螺栓61安裝于軸封部外殼10的密封蓋14的設備 外側的端部。此外，定位夾具60的內周部能與形成于套環22的外周面的卡合突起22a在 軸向上卡合。在組裝串聯式密封1時，使定位夾具60的內周部與套管22的卡合突起22a卡合， 并將密封蓋12 14通過螺栓61固定于軸封部外殼10，從而能利用定位夾具60及套管22 限制軸套20與軸封部外殼10在軸向的相對位置。此外，由于一次側機械密封30的旋轉環31被固定于軸套20的凸緣部21b，二次側 機械密封40的旋轉環41通過套管42被固定于軸套20的臺階部21d，因此，能利用定位夾 具60限制軸套20與軸封部外殼10在軸向的相對位置，從而也能限定上述旋轉環31、41的 軸向安裝位置。此外，藉此，在軸封部外殼10側保持的兩機械密封30及40的固定環33、46的背面側的螺旋彈簧37、48被壓縮到規定的軸向長度，使得兩機械密封30及40的滑動面30S、 40S上作用有規定的緊貼負載。在串聯式密封被組裝成圖1所示的狀態后，將定位夾具60卸下。
如上述說明，在本實施方式的串聯式密封1中，在二次側機械密封40的固定環46 的滑動面462上，通過細孔465與相對高壓的中間室B連通的第二槽464和沒有形成這種 連通孔的第一槽463混合配置。此外，該細孔465形成直徑在3mm以下的小徑。因此，在由于一次側機械密封30的設備內側與中間室B的壓力條件等使得中間室 B的壓力最終成為高壓的情形下，壓力通過細孔465被導入第二槽464，并通過第二槽464 將高壓作用于旋轉環41與固定環46之間的滑動面40S。其結果是，滑動面40S的接觸負載 下降，處于表面壓力極低的接觸滑動狀態，能獲得所期望的干式運轉狀態。另一方面，即便中間室B的壓力變得過高，由于細孔465的直徑限制在規定的小 徑，因此，通過細孔465的第二槽464處的中間室B的壓力作用產生壓力損失。其結果是， 作用于滑動面40S的過大的浮起力降低，能防止面分開和過度的中間液B的泄漏等。此外，在中間室B的壓力處于與大氣壓大致同等程度的低壓狀態時，基本不會獲 得第二槽464的如上所述的滑動面的負載降低效果，但由于在固定環46的滑動面462中形 成有與其他空間不連通的第一槽463，因此，在轉軸2旋轉時產生動壓，從而能降低滑動面 的負載。因此，在這種情形下也可進行良好的干式接觸運轉。這種作用效果在固定環46的滑動面462上設有遍及整周的槽的情形下是無法獲 得的，是利用本實施方式這樣的串聯式密封1、沿周向限定規定長度的槽才獲得的。此外，這種結構的串聯式密封1 (或機械密封)中，由于滑動面的負載始終保持于 低的狀態，因此，不需要進行使旋轉環41或固定環46浸漬潤滑油等的處理、或將浸漬這種 潤滑油的碳等作為滑動構件使用等。因此，能提供簡單且低成本的機械密封及串聯式密封。此外，在這種結構的串聯式密封1中，通過調整形成于滑動面462的槽的數量、長 度、寬度、內徑(外徑)、與1個第二槽464對應的細孔465的數量、細孔465的直徑等壓力 阻力，能構成任意滑動特性的機械密封。例如，對于希望在變成高壓為止極力抑制滑動面打 開這樣的要求、在周速快時也能實現特別低的表面壓力這樣的要求等、針對所應用的裝置 不同所提出的各種要求，能合適地調整特性，構成所期望性能的機械密封。因此，能提供適 用性極高的機械密封，并能提供使用該機械密封的串聯式密封。上述實施方式是為使本發明易于理解記述的述文，并不對本發明作任何限定。本 發明中公開的各要素，包括屬于本發明的技術范圍的全部的設計變更和均等物，此外任何 適宜的種種改變都是可能的。例如，在上述串聯式密封1的二次側機械密封40的固定環46中，通過將細孔465 的直徑限制為小徑，使細孔465具有壓力阻力，即便中間室B的壓力變得過高，中間室B的 壓力也不會直接作用于第二槽464。不過，對細孔465或第二槽464賦予壓力阻力的方法也 可以是其他方法。例如，也可將節流孔安裝于細孔465的任意位置，藉此，即便中間室B的壓力變得 過高，也可防止中間室B的壓力直接作用于第二槽464，從而可防止過大的浮起力作用于滑 動面40S。此外，形成于固定環46的滑動面462的第一槽463及第二槽464的形狀、配置等是任意的。作為這種變形的一例，與圖3A及圖3B所示的固定環46不同結構的固定環46b如 圖4A及圖4B所示。圖4A及圖4B是表示二次側機械密封40的固定環的其他例子(46b)的圖，圖4A是固定環46b的主視圖，圖4B是沿圖4A的Α-0-Α，的剖視圖。在圖4A及圖4B所示的固定環46b中，在滑動面462b上也形成有第一槽463b和 第二槽464b，其中，第一槽463b作為簡單的凹部形成，而第二槽464b形成有貫通至滑動面 462b背面的細孔465b。不過，這種第一槽463b及第二槽464b的周向的長度、數量及配置 與圖3A及圖3B所示的固定環46不同。圖4A及圖4B所示的固定環46b與圖3A及圖3B所示的固定環46相比較，第一槽 463b的周向的長度變短，數量增加，第二槽464b的周向的長度變長，數量減少。作為動壓槽的第一槽463b是轉軸2旋轉時產生動壓的構件，壓力的大小受到周向 的凹凸、即槽的數量較大的影響。另一方面，由于作為靜壓槽的第二槽464b使從中間室B 導入的壓力作用于滑動面462b，因此，其壓力大小受到作用面積、即槽的開口面積的較大影 響。因此，為有效地發揮作為動壓槽的第一槽463b及作為靜壓槽的第二槽464b的性能，例 如，最好采用如圖4A及圖4B所示的固定環46b的結構。此外，在如圖4A及圖4B所示的固定環46b中，在細孔465b的背面側端部形成有 擴徑部466b。該擴徑部466b是用于設置節流孔而形成的。如上所述，在利用節流孔等控制 細孔465b的壓力阻力的情形下，例如，最好將用于控制的構件設于這種擴徑部466b。此外，在上述實施方式中，將作為動壓槽的第一槽463及作為靜壓槽的第二槽464 都形成于固定環46的滑動面462。可是，也可將第一槽463及第二槽464形成于旋轉環41 的滑動面。此外，也可形成于旋轉環41的滑動面和固定環46的滑動面兩方。若第一槽463 及第二槽464的各相對的面是平面，則第一槽463及第二槽464能以任意配置設于旋轉環 41和固定環46的任意一方。此外，在上述實施方式中，采用第二槽464通過細孔465與串聯式密封1的中間室 連通、將中間室的壓力導入第二槽464的結構。不過，作用于第二槽464的壓力的壓力源并 不限定于此，可使用任意的壓力源。例如，可導入具有更高壓力的可能性高的設備內側的壓 力，也可另外設置壓力源，導入來自該壓力源的壓力。此外，上述實施方式是將本發明所涉及的機械密封應用于串聯式密封1的二次側 機械密封40的例子。不過，本發明的適用范圍并不限定于此。可適用于串聯式密封1的一 次側機械密封30，也可適用于單獨的密封裝置。工業上的應用領域本發明的密封裝置能適用于石油化學廠等中使用的泵、送風機及攪拌機等中。
權利要求
一種機械密封，對外殼與穿過該外殼的轉軸之間進行封止，其特征在于，包括旋轉環，該旋轉環設置于所述轉軸，并可與該轉軸一體旋轉，在所述轉軸的軸向的一方端部具有滑動面；以及固定環，該固定環設置于所述外殼，具有與所述旋轉環的所述滑動面相對配置并與該滑動面滑動的滑動面，在所述旋轉環的所述滑動面及所述固定環的所述滑動面中任意一方或兩方，第一槽和第二槽各形成1個以上，其中，第一槽在沿周向的規定范圍內形成凹部，并與外部不連通，第二槽在沿周向的規定范圍內形成凹部，并與外部連通，從而可從外部導入壓力。
2.如權利要求1所述的機械密封，其特征在于，所述第二槽與該機械密封所要封止的 高壓側空間連通。
3.如權利要求2所述的機械密封，其特征在于，形成有所述第二槽的所述旋轉環及所 述固定環具有使所述高壓側空間與所述第二槽連通的連通孔。
4.如權利要求3所述的機械密封，其特征在于，所述連通孔是直徑在3mm以下的孔。
5.如權利要求3所述的機械密封，其特征在于，所述連通孔具有對導入所述第二槽的 壓力進行控制的節流孔。
6.如權利要求1至5中任一項所述的機械密封，其特征在于，所述第一槽及所述第二槽 都形成于所述固定環的所述滑動面。
7.如權利要求1至6中任一項所述的機械密封，其特征在于，所述第一槽比所述第二槽 形成得多。
8.如權利要求1至8中任一項所述的機械密封，其特征在于，所述第二槽在所述滑動面 上的各開口面積比所述第一槽在所述滑動面上的各開口面積大。
9.一種串聯式密封，利用將設備內側的一次側機械密封和設備外側的二次側機械密封 在軸向二段配置的機械密封對外殼與穿過該外殼的轉軸之間進行封止，其特征在于，所述二次側機械密封是技術方案1至8中任一項所述的機械密封，所述第二槽與所 述一次側機械密封和所述二次側機械密封之間的中間室連通，從而可導入所述中間室的壓 力。
全文摘要
一種機械密封，在密封的壓力低或高的情形等任何條件下，都能獲得合適的滑動特性。由于本發明中，在固定環(46)的滑動面(462)上形成有第一槽(463)和第二槽(464)，因此，能提供一種不管在何種狀態下，都可降低滑動面的負載、以合適的干式接觸狀態對封止流體進行封止的機械密封，其中，第一槽(463)與外部不連通，當轉軸旋轉時，起到利用動壓作用降低滑動面的接觸阻力的作用，第二槽(464)從外部導入壓力，起到始終利用靜壓作用降低滑動面的接觸阻力的作用。
文檔編號F16J15/34GK101861485SQ20088011749
公開日2010年10月13日 申請日期2008年11月18日 優先權日2007年11月20日
發明者押井要二, 渡邊浩二, 秋山浩二, 金子敦 申請人:伊格爾工業股份有限公司