| 【発明の名称】 |
ポンプの軸封装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】稲場 克博
【氏名】江田 利行
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| 【要約】 |
【課題】被送流体の圧力変動が大きい場合でも、シール室内のシール用流体が被送流体と置換されるのを防止し、軸封装置の耐久性を向上させる。
【解決手段】渦巻ポンプの回転軸１とスタフィングボックス２との間にシール室３を形成し、シール室３の被送流体Ｆ側に複数の弾性シール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、大気側にメカニカルシール６を設け、シール室３内にグリースＧを加圧供給するポンプの軸封装置において、前記複数の弾性シール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、中の被送流体Ｆ側の弾性シール４Ａ、４Ｂは被送流体Ｆ側に対してシールする向きに装着し、メカニカルシール６側の弾性シール４Ｃ、４Ｄはメカニカルシール６側に対してシールする向きに装着し、向きの異なる弾性シール４Ｂ、４Ｃの間にグリースＧの供給孔８を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 渦巻ポンプの回転軸とスタフィングボックスとの間にシール室を形成し、シール室の被送流体側に複数の弾性シール、大気側にメカニカルシールを設け、シール室内にシール用流体を加圧供給するポンプの軸封装置であって、前記複数の弾性シール中の被送流体側の弾性シールは被送流体側に対してシールする向きに装着し、メカニカルシール側の弾性シールはメカニカルシール側に対してシールする向きに装着し、向きの異なる弾性シールの間にシール用流体の供給孔を設けたことを特徴とするポンプの軸封装置。
【請求項２】 シール室内の圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器による検出圧力が所定圧力以下に低下したときシール用流体をシール室内に補給するシール用流体供給装置とを設けたことを特徴とする請求項１記載のポンプの軸封装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリーポンプやサンドポンプ等の、微粒懸濁物、土砂、砂、小石等の固体粒子を含む流体を輸送するポンプの軸封装置、特に、外部からの清水の注水確保が困難なところで、直列運転や、被送流体の状態変化により圧力変動が大きい条件下において使用されるポンプの軸封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポンプの軸封装置には、主としてグランドパッキン、メカニカルシール、リップ部で密封するオイルシール等が使用されている。これらの軸封装置では、軸封部への固体粒子を含む摩耗性の被送流体の影響を避けるためには、別系統の洗浄水の供給が必要である。
【０００３】これに対し、外部からの清水の注水確保が困難な、大深度・長距離のトンネル掘削等に使用される高圧高濃度スラリー輸送用のポンプでは、シール室の被送流体側に弾性シール、大気側にメカニカルシールを設け、メカニカルシール側からシール用流体を加圧供給して、被送流体の軸封部への侵入を防ぐ軸封装置が用いられている。
【０００４】この軸封装置は、図３に示すように、渦巻ポンプの回転軸１と、スタフィングボックス２との間にシール室３を形成し、ケーシング９と隣接するシール室３の被送流体Ｆ側に複数の弾性シール４を回転軸１のスリーブ５にリップが摺接するように装着し、シール室３の大気側にはメカニカルシール６を設けて、シールカバー７で覆っている。
【０００５】スタフィングボックス２のメカニカルシールと対向する位置には、加圧されたシール用流体Ｓをシール室３内へ供給するための供給孔８を設けている。この軸封装置では、弾性シール４は、被送流体Ｆ側に対してシールする向き、即ちリップを被送流体Ｆ側に向けた状態で装着されており、被送流体Ｆ側が高圧であるときには十分なシール効果を発揮する。しかし、被送流体Ｆ側が負圧になると、図４に示すように、シール室３内に供給されたシール用流体Ｓが被送流体Ｆ側に吸い込まれてシール室３に真空部Ｖを生じ、被送流体Ｆ側に高圧と負圧とが繰返し発生するとシール室３内のシール用流体Ｓが被送流体Ｆと置換される。
【０００６】このため、メカニカルシール６は置換された固体粒子を含む摩耗性の被送流体Ｆの中で回転することになるので、摺動面が早期に摩耗し、安定したシール寿命を確保することが困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポンプの軸封装置における上記問題を解決するものであって、被送流体の圧力変動が大きい場合でも、シール室内のシール用流体が被送流体と置換されるのを防止でき、メカニカルシールが摩耗せず耐久性に優れたポンプの軸封装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を解決するため、渦巻ポンプの回転軸とスタフィングボックスとの間にシール室を形成し、シール室の被送流体側に複数の弾性シール、大気側にメカニカルシールを設け、シール室内にシール用流体を加圧供給するポンプの軸封装置において、前記複数の弾性シール中の被送流体側の弾性シールは被送流体側に対してシールする向きに装着し、メカニカルシール側の弾性シールはメカニカルシール側に対してシールする向きに装着し、向きの異なる弾性シールの間にシール用流体の供給孔を設けている。
【０００９】被送流体側が高圧の場合、被送流体側の弾性シールと加圧供給されたシール用流体によって、被送流体のシール室内への侵入が防止される。被送流体側が負圧になった場合は、メカニカルシール側の弾性シールによってシール用流体が被送流体側へ吸い込まれるのが阻止される。従って、被送流体側に高圧と負圧とが繰返し発生するような条件下でもシール室内のシール用流体が被送流体と置換されることはなく、メカニカルシールの摺動面が固体粒子を含む摩耗性の被送流体と直接接触しないので、安定したシール寿命を確保することができる。
【００１０】シール室内の圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器による検出圧力が所定圧力以下に低下したときシール用流体をシール室内に補給するシール用流体供給装置を設けると、被送流体側が負圧になった場合にシール用流体が若干吸い込まれたとしても、吸い込まれた量と同等の若干量のシール用流体が直ちにシール室内に補給されるので、シール効果がより確実となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の一形態であるポンプの軸封装置の構成を示す縦断面図、図２は軸封装置の作用の説明図である。この軸封装置は、渦巻ポンプの回転軸１と、スタフィングボックス２との間にシール室３を形成し、ケーシング９と隣接するシール室３の被送流体Ｆ側に複数の弾性シール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄを回転軸１のスリーブ５にリップが摺接するように装着し、シール室３の大気側にはメカニカルシール６を設けて、シールカバー７で覆っている。
【００１２】複数の弾性シール４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ中の被送流体Ｆ側の弾性シール４Ａ、４Ｂは被送流体Ｆ側に対してシールする向き、即ちリップを被送流体Ｆ側に向けた状態で装着されており、メカニカルシール６側の弾性シール４Ｃ、４Ｄはメカニカルシール６側に対してシールする向き、即ちリップをメカニカルシール６側に向けた状態で装着されている。
【００１３】向きの異なる弾性シール４Ｂ、４Ｃ間には封水リング１０が設けられ、この封水リング１０にシール用流体の供給孔８が開口しており、シール室３内には、シール用流体供給装置１１からシール用流体としてグリースＧが加圧供給される。このグリースＧは、微量づつ連続的に加圧供給したり、間欠的に加圧供給したり、運転条件によって適宜供給方法を選択することができる。
【００１４】また、この軸封装置には、シール室３内の圧力を検出する圧力検出器１２が設けられており、圧力検出器１２による検出圧力が所定圧力以下に低下したときには、シール用流体供給装置１１がグリースＧをシール室３内に補給するようになっている。被送流体Ｆ側が高圧であるときには、シール用流体供給装置１１からシール室３内へ加圧供給されたグリースＧは、シール室３のメカニカルシール６側に充填されると共に、一部は被送流体Ｆ側の弾性シール４Ａ、４Ｂのリップとスリーブ５との摺接面を通って被送流体Ｆ側に押し出され、被送流体Ｆ内の固体粒子がシール室３内へ侵入するのを防止する。
【００１５】被送流体Ｆ側が負圧になると、図２に示すように、封水リング１０より被送流体Ｆ側のグリースＧは被送流体Ｆ側に吸い込まれるが、封水リング１０よりメカニカルシール６側のグリースＧは、メカニカルシール６側の弾性シール４Ｃ、４Ｄによって阻止されるので、被送流体Ｆ側へ吸い込まれることはない。また、封水リング１０付近に真空部Ｖを生じるような場合には、圧力検出器１２が圧力の低下を検出して、シール用流体供給装置１１からグリースＧがシール室３内に補給されるが、被送流体Ｆ側に吸い込まれるグリースＧの量は少量であるので、シール用流体供給装置１１から供給するグリースＧも少量でよいため、真空部Ｖは速やかに解消される。
【００１６】従って、被送流体Ｆ側が負圧になった後で高圧に変化しても、シール室３内のグリースＧが被送流体Ｆと置換されることはなく、メカニカルシール６が固体粒子を含む摩耗性の被送流体Ｆと直接接触して摩耗するような事態は生じないので、シール効果が良好で安定したシール寿命を確保することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のポンプの軸封装置は、被送流体の圧力変動が大きい場合でも、シール室内のシール用流体が被送流体と置換されるのを防止できるので、メカニカルシールが摩耗せず耐久性に優れている。また、シール室内の圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器による検出圧力が所定圧力以下に低下したときシール用流体をシール室内に補給するシール用流体供給装置を設けると、被送流体側が負圧になった場合にシール用流体が若干吸い込まれたとしても、シール用流体が直ちにシール室内に補給されるので、シール効果がより確実となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１６５９７４
【氏名又は名称】古河機械金属株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３７９４（Ｐ２００１−１７３７９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３５９６８８ |
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