[发明专利]机械密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可对高压力或压力变动的被密封流体进行密封、并可牢固地保持密封环的安装状态以发挥滑动密封面的密封能力的机械密封装置。另外，还涉及一种可防止因密封环在滑动时的发热而导致滑动密封面变得不良的机械密封装置。

背景技术

近年来，随着使用压力变动或高压力的被密封流体的机械装置的增加，需要针对其机械密封装置中的被密封流体的泄漏量的对策。另外，由机械密封装置的安装构造引起的被密封流体的泄漏也是问题。其中，来自一对组合密封环的被密封流体的泄漏是由将一方的密封环安装在密封壳体上时对该安装面之间进行密封的垫圈的安装构造引起的。特别地，在承受高压力或压力变动的被密封流体的压力时，保持在橡胶状弹性材料制成的垫圈上的密封环的密封面有时会产生复杂的变位。例如，为了对密封壳体与安装在密封壳体上的一方的密封环间的间隙进行密封，若安装在这些零件之间的橡胶材料制成的截面呈L形的垫圈被一对相对的密封环中的另一方紧紧地推压或受到被密封流体的高压力的推压，则会与一方的密封环一起沿轴向弹性变形。涉及这种技术的现有技术例如在下面的专利文献1中有记载。另外，一对密封环彼此的密封面之间因作用于一对密封环上的外力而在推压方向上微小地相对变位。其结果是，存在被密封流体会因该密封面之间的微小的变位而从密封面之间泄漏的问题。

另外，由于安装在密封壳体上的密封环与密封壳体之间在整个面上被截面呈L形的垫圈覆盖，因此密封环在滑动时产生的热量很难向密封壳体传递。因此，滑动时产生的热量会在密封环中积累，在密封环中可能会产生热应力。该热应力会导致密封环的密封面产生裂纹，或构成使密封面变形的原因。另外，对密封环与密封壳体间的间隙进行密封的垫圈会因密封环产生的滑动发热而变得很难支撑密封环，并会构成被密封流体从垫圈的接合间隙泄漏、使密封能力下降的原因。

图11是作为工业用泵的轴封装置的机械密封装置100。该机械密封装置100与下面的专利文献1的图3同样地构成，但垫圈110的结构不同。另外，图11的右侧所省略的部分与专利文献1的图3的部分同样地构成。而且，图11的机械密封装置100是在安装在轴上的状态下沿轴向剖开的单侧的局部剖视图。该机械密封装置100将固定用密封部100A和旋转用密封装置100B组合而成。其中，固定用密封部100A设置在密封壳体160的贯穿孔与插设于该贯穿孔内的转轴150之间，与旋转用密封装置100B互动，从而防止装置内的被密封流体向装置外A泄漏。

该固定用密封部100A的固定用密封环102将安装在其与密封壳体160之间的垫圈110夹着嵌合。该垫圈110安装在密封壳体160与固定用密封环102之间，对两个零件的嵌合面进行密封。另外，垫圈110的第一橡胶层110C与加强环111的内周粘结。在加强环111的外周粘结有第二橡胶层110D。加强环111的装置内侧的一端部被薄橡胶层覆盖，形成压入端部110A。第一橡胶层110C和第二橡胶层110D的另一端部形成为与金属端部111A大致在同一个面上的橡胶端部110B。

另外，垫圈110的轴向长度形成为与固定用密封环102的轴向尺寸大致相同。将该垫圈110的内周面与固定用密封环102的外周面嵌合，并将垫圈110的外周面110D1与密封壳体160的嵌合面160C嵌合。在该垫圈110插入时，使橡胶端部110B与固定用密封环102的背面102B大致成为同一个面，使它们与密封壳体160的支撑面160A抵接。另外，在固定用密封环102的与背面102B相反的端面上设置有固定用密封面102A。

另一方面，与固定用密封部100A相对的旋转用密封装置100B与下面的专利文献1的附图所示的内容大致相同。即，旋转用密封装置100B包括：旋转用密封环120、对该旋转用密封环120与转轴150间的间隙进行密封的未图示的波纹管、以及弹性地推压旋转用密封环120的未图示的螺旋弹簧。

在所述机械密封装置100中，如上所述，固定用密封环102的固定用密封面102A与旋转用密封环120的旋转用密封面120A紧密接触，遮断被密封流体，以使其不向装置外A泄漏。另外，利用垫圈110对密封壳体160与固定用密封环102间的间隙进行密封，遮断被密封流体，以使其不从该间隙向装置外A泄漏。而且，对于固定用密封面102A和旋转用密封面120A，若两个密封面102A、120A彼此紧密接触地滑动，则各密封面102A、120A会随着滑动而发热。特别地，在被密封流体中含有杂质那样的场合，或是在被密封流体为化学液体那样的场合，密封面会因夹有含杂质的被密封流体而发热。