專利名稱：機(jī)械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使冷卻流體在密封面附近循環(huán)的帶并聯(lián)葉輪(partial impeller)的機(jī)械密封。
背景技術(shù)：
作為將冷卻流體(主要是冷卻水)送至發(fā)熱的滑動(dòng)密封面周圍來對(duì)密封面進(jìn)行冷卻的帶并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封，目前，已知有例如圖12所示的機(jī)械密封(參照美國專利第 4290611號(hào)(專利文獻(xiàn)1)、日本專利特許第3782690號(hào)(專利文獻(xiàn)2))。圖12所示的機(jī)械密封包括具有密封面Sl的旋轉(zhuǎn)環(huán)941和具有密封面S2的固定環(huán)942，在與轉(zhuǎn)軸902嵌接的套筒910的機(jī)內(nèi)側(cè)形成有并聯(lián)葉輪920。另外，在殼體930上形成有貫穿至密封部940附近的冷卻液流入孔931及從并聯(lián)葉輪920附近貫穿至外側(cè)的冷卻液流出孔932。這些冷卻液流入孔931和冷卻液流出孔932通過在機(jī)外與冷卻器950連通的配管而連接，從冷卻液流入孔931流入密封部940附近的冷卻液在對(duì)密封部940進(jìn)行冷卻后從冷卻液流入孔932流出，并被冷卻器950再次冷卻后用以循環(huán)。這種并聯(lián)葉輪920的主要功能是對(duì)在密封部940處產(chǎn)生的熱進(jìn)行冷卻，所要求的性能是以需要的流量供給冷卻液。作為并聯(lián)葉輪920的形狀，存在截面形狀呈大致半圓形的槽、截面形狀呈大致半圓形的圓錐狀的槽、截面形狀呈矩形的槽等(例如，參照日本實(shí)用新型登記平04-17569號(hào) (日本國実用新案登録平04-17569號(hào))(專利文獻(xiàn)3))。另外，并聯(lián)葉輪920靠機(jī)內(nèi)側(cè)的槽前端920a和與殼體930的冷卻液流出孔932相連的槽933靠機(jī)內(nèi)側(cè)的端面大致一致。專利文獻(xiàn)1 美國專利第4290611號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特許第3782690號(hào)專利文獻(xiàn)3 日本實(shí)用新型登記平04-17569號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題如上所述，現(xiàn)有的并聯(lián)葉輪是槽(并聯(lián)葉輪槽)的形狀呈矩形或大致半圓形且槽前端與殼體側(cè)的槽的邊緣大致一致的結(jié)構(gòu)，通過這種形狀及配置，可獲得冷卻密封部所需的流量。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，在形成于殼體側(cè)的槽的擋塊部分可能會(huì)出現(xiàn)腐蝕，而使擋塊破損。一旦擋塊破損，便無法供給冷卻所需的流量的冷卻液，其結(jié)果是，雖然能在運(yùn)轉(zhuǎn)初期獲得冷卻所需的流量，但在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因在殼體側(cè)的擋塊部出現(xiàn)的腐蝕而使擋塊部受到損傷，因而在較短的期間內(nèi)便無法獲得所需的流量。本發(fā)明鑒于上述技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種能確保冷卻滑動(dòng)密封面所需的冷卻流體的流量、并能防止出現(xiàn)腐蝕的帶并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)發(fā)明人通過對(duì)出現(xiàn)腐蝕的情況反復(fù)進(jìn)行基于計(jì)算流體力學(xué)的模擬來分析流體的動(dòng)作，從而發(fā)現(xiàn)在具有截面形狀呈半圓形、矩形的槽的并聯(lián)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在殼體的擋塊部位處，密封流體壓力會(huì)急劇地從蒸氣壓以下向蒸氣壓以上變化。 然后，由此研究得出在流體為蒸氣壓以下的部位處會(huì)出現(xiàn)氣蝕，而在為蒸氣壓以上的部位處消除氣蝕。另外，通過實(shí)驗(yàn)，檢測出在被密封流體的壓力為0. IMI^a至0. 4ΜΙ^的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的殼體的擋塊部位容易出現(xiàn)腐蝕，且進(jìn)行上述模擬分析的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)在被密封流體的壓力小于0. IMPa時(shí)，在擋塊部位處的流體壓力為蒸氣壓以下，而在擋塊附近的流體壓力不在蒸氣壓以上。另外，發(fā)現(xiàn)在被密封流體的壓力大于0. 4MPa時(shí)，在擋塊部位處的壓力不在蒸氣壓以下。此外，還研究得出這給出了氣蝕在任何情況下都不會(huì)在擋塊附近消失的啟示。另夕卜，在氣蝕腐蝕時(shí)，研究得出在氣蝕消失時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖擊性的壓力變化而使材料受到浸蝕，并基于此發(fā)現(xiàn)通過將并聯(lián)葉輪槽的截面形狀規(guī)定為特定的形狀，不僅能確保所需的流量還能防止出現(xiàn)腐蝕，進(jìn)而便想到了本申請(qǐng)發(fā)明的帶并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封。具體而言，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)構(gòu)成并聯(lián)葉輪的槽的寬度(Lgw)與槽的深度(Lgd) 之間的比例(Lgw/Lgd)較小時(shí)，在擋塊部位處容易出現(xiàn)被密封流體從蒸氣壓以下向蒸氣壓以上的變化，因而會(huì)出現(xiàn)腐蝕，在比例(Lgw/Lgd)較大時(shí)，不易確保所需的流量，因而希望是該比例(Lgw/Lgd)處于較佳范圍的結(jié)構(gòu)。另外，還發(fā)現(xiàn)在并聯(lián)葉輪的槽間距離(Lrw)與殼體的擋塊寬度(Ldw)的比例 (Lrw/Ldw)較大時(shí)，在擋塊的部位處容易出現(xiàn)被密封流體從蒸氣壓以下向蒸氣壓以上的變化，因而會(huì)出現(xiàn)腐蝕，在該比例(Lrw/Ldw)較小時(shí)，不易確保所需的流量，因而希望是該比例(Lrw/Ldw)處于較佳范圍的結(jié)構(gòu)。此外，還發(fā)現(xiàn)在槽的寬度的合計(jì)長度(nLgw)占供并聯(lián)葉輪的槽形成的周面的全長Qnr)的比例(nLgW/2Jir)較小時(shí)，在擋塊的部位處容易出現(xiàn)被密封流體從蒸氣壓以下向蒸氣壓以上的變化，因而會(huì)出現(xiàn)腐蝕，在該比例(nLgWA^ir)較大時(shí)，不易確保所需的流量，因而希望是該比例(nLgWA^ir)處于較佳范圍的結(jié)構(gòu)。另外，還發(fā)現(xiàn)在并聯(lián)葉輪的槽的前端與殼體側(cè)的槽的端部大致一致時(shí)，在擋塊的部位處容易出現(xiàn)被密封流體從蒸氣壓以下向蒸氣壓以上的變化，因而會(huì)出現(xiàn)腐蝕，當(dāng)增加并聯(lián)葉輪的槽的前端部的突出距離(Lgs)相對(duì)于殼體側(cè)的槽的寬度(Ldl)的比例(Lgs/ Ldl)時(shí)，在擋塊部位的附近會(huì)產(chǎn)生使流體的流動(dòng)整流成朝與滑動(dòng)方向平行的方向的效果， 因而希望是該比例(Lgs/Ldl)處于較佳范圍的結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明的機(jī)械密封對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于上述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征是，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于上述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面；固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與上述旋轉(zhuǎn)環(huán)的上述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；以及并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于上述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，在上述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從上述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽，構(gòu)成上述并聯(lián)葉輪的上述并聯(lián)葉輪槽的寬度(Lgw)與上述并聯(lián)葉輪槽的深度(Lgd)的比例 (Lgw/Lgd)為 2. 0 以上 5. 0 以下。另外，本發(fā)明的另一機(jī)械密封對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于上述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征是，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于上述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面；固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與上述旋轉(zhuǎn)環(huán)的上述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；殼體，該殼體設(shè)置有上述固定環(huán)，并將上述旋轉(zhuǎn)環(huán)收容于內(nèi)部空間，上述殼體安裝于上述外殼的上述孔的周圍；冷卻流體流入孔，該冷卻流體流入孔貫穿上述殼體的外周部與上述內(nèi)部空間之間，并將冷卻流體從上述殼體的外部供給至上述內(nèi)部空間；冷卻流體流出孔， 該冷卻流體流出孔貫穿上述殼體的外周部與上述內(nèi)部空間之間，并將上述冷卻流體從上述內(nèi)部空間排出至外部；并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于上述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在上述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從上述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽；以及冷卻液流出孔，該冷卻液流出孔是沿周向形成在上述殼體的內(nèi)周的與上述并聯(lián)葉輪相對(duì)的面上的環(huán)狀的槽，在該槽的一部分上形成有在寬度方向上覆蓋上述槽的具有規(guī)定寬度的擋塊，并在沿著上述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的上述擋塊前方形成有上述冷卻流體流出孔的靠上述內(nèi)部空間側(cè)的開口，構(gòu)成上述并聯(lián)葉輪的上述并聯(lián)葉輪槽的槽間的距離 (Lrw)相對(duì)于上述殼體的上述擋塊寬度(Ldw)的比例(Lrw/Ldw)為0. 5以上3. 1以下。此外，本發(fā)明的又一機(jī)械密封對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于上述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征是，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于上述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面；固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與上述旋轉(zhuǎn)環(huán)的上述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；以及并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于上述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，在上述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從上述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽，上述并聯(lián)葉輪槽的寬度的合計(jì)長度(nLgw)占上述并聯(lián)葉輪的供上述并聯(lián)葉輪槽形成的周面全長(2 π r)的比例(nLgw/2 π r)為0.觀以上0. 8以下。另外，本發(fā)明的又一機(jī)械密封對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于上述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征是，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于上述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面；固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與上述旋轉(zhuǎn)環(huán)的上述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；殼體，該殼體設(shè)置有上述固定環(huán)，并將上述旋轉(zhuǎn)環(huán)收容于內(nèi)部空間，上述殼體安裝于上述外殼的上述孔的周圍；冷卻流體流入孔，該冷卻流體流入孔貫穿上述殼體的外周部與上述內(nèi)部空間之間，并將冷卻流體從上述殼體的外部供給至上述內(nèi)部空間；冷卻流體流出孔， 該冷卻流體流出孔貫穿上述殼體的外周部與上述內(nèi)部空間之間，并將上述冷卻流體從上述內(nèi)部空間排出至外部；并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于上述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在上述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從上述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽；以及冷卻液流出孔，該冷卻液流出孔是沿周向形成在上述殼體的內(nèi)周的與上述并聯(lián)葉輪相對(duì)的面上的環(huán)狀的槽，在該槽的一部分上形成有在寬度方向上覆蓋上述槽的具有規(guī)定寬度的擋塊，并在沿著上述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的上述擋塊前方形成有上述冷卻流體流出孔的靠上述內(nèi)部空間側(cè)的開口，上述并聯(lián)葉輪的上述并聯(lián)葉輪槽的前端部的突出距離(Lgs)相對(duì)于上述殼體的上述冷卻液排出孔的寬度(Ldl)的比例(Lgs/Ldl)為大于0且為0. 65以下。在本發(fā)明的上述任一機(jī)械密封中，均可提供能確保冷卻滑動(dòng)密封面所需的冷卻流體的流量、并能防止出現(xiàn)腐蝕的帶并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示圖1所示的機(jī)械密封裝置的并聯(lián)葉輪(日文^一 * ^ X) 的形狀的立體圖。圖3是表示圖1所示的機(jī)械密封裝置的并聯(lián)葉輪、冷卻液排出槽、擋塊(日文堰) 及冷卻液流出孔的結(jié)構(gòu)和配置的徑向剖視圖。圖4A是與圖4B及圖4C 一起用于說明圖2及圖3所示的并聯(lián)葉輪及冷卻液流路部的尺寸和配置的圖，其是用于說明冷卻液排出槽、擋塊及冷卻液流出孔的開口的配置以及冷卻液排出槽與并聯(lián)葉輪槽在軸向上的配置的圖，其是平面表示殼體內(nèi)周面的冷卻液排出槽的擋塊附近的圖。圖4B是與圖4A及圖4C 一起用于說明圖2及圖3所示的并聯(lián)葉輪及冷卻液流路部的尺寸和配置的圖，其是表示并聯(lián)葉輪槽在大氣側(cè)端部的徑向上的形狀的圖。圖4C是與圖4A及圖4B —起用于說明圖2及圖3所示的并聯(lián)葉輪及冷卻液流路部的尺寸和配置的圖，其是表示冷卻液排出槽及并聯(lián)葉輪槽在深度方向上的剖面的圖。圖5是表示并聯(lián)葉輪槽的寬深比(注寬度與深度之比)與流量之間的關(guān)系的圖。圖6A是表示并聯(lián)葉輪槽的寬深比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示使用軟鋼的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖6B是表示并聯(lián)葉輪槽的寬深比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示采用通常所使用的金屬材料的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖7是表示并聯(lián)葉輪的槽間距離和殼體側(cè)的擋塊寬度之比與流量之間的關(guān)系的圖。圖8A是表示并聯(lián)葉輪的槽間距離和殼體側(cè)的擋塊寬度之比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示使用軟鋼的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖8B是表示并聯(lián)葉輪的槽間距離和殼體側(cè)的擋塊寬度之比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示采用通常所使用的金屬材料的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖9是表示并聯(lián)葉輪的槽的合計(jì)長度占并聯(lián)葉輪的周面長度的比例與流量之間的關(guān)系的圖。圖IOA是表示并聯(lián)葉輪的槽的合計(jì)長度占并聯(lián)葉輪的周面長度的比例與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示使用軟鋼的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖IOB是表示并聯(lián)葉輪的槽的合計(jì)長度占并聯(lián)葉輪的周面長度的比例與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示采用通常所使用的金屬材料的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖IlA是表示并聯(lián)葉輪的槽前端的突出距離相對(duì)于殼體側(cè)冷卻液排出槽的寬度之比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示使用軟鋼的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖IlB是表示并聯(lián)葉輪的槽前端的突出距離相對(duì)于殼體側(cè)冷卻液排出槽的寬度之比與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，其是表示采用通常所使用的金屬材料的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。圖12是表示現(xiàn)有帶并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 圖4C對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，例如示出以卡插(日文力一卜'J ” 形式安裝在貫穿有泵等轉(zhuǎn)軸的裝置的主體外表面上的機(jī)械密封裝置，以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置采用如下結(jié)構(gòu)冷卻流體在滑動(dòng)密封面周圍流動(dòng)以對(duì)滑動(dòng)密封面的發(fā)熱進(jìn)行冷卻， 并且，為了進(jìn)行該冷卻流體循環(huán)，在滑動(dòng)密封面附近設(shè)置有并聯(lián)葉輪。首先，參照?qǐng)D1對(duì)機(jī)械密封裝置100的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置100的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其是表示將機(jī)械密封裝置100安裝在外殼600的外表面601上的狀態(tài)的圖。如圖1所示，在裝置外殼600上形成有供轉(zhuǎn)軸200貫穿的軸孔602，機(jī)械密封裝置 100設(shè)置在該軸孔602周圍的外表面601上。在圖1中，軸孔602側(cè)(圖示右側(cè))為機(jī)內(nèi)側(cè)空間A，其軸向相反側(cè)(圖示左側(cè)) 為機(jī)外側(cè)空間即大氣空間B。機(jī)械密封裝置100具有殼體110、固定環(huán)安裝部121、固定環(huán)支承部122、固定環(huán) 130、套筒141、密封套環(huán)143、旋轉(zhuǎn)環(huán)150、并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170，以作為主要的構(gòu)成部。殼體110具有配置于機(jī)內(nèi)側(cè)的第一殼體111和配置于機(jī)外側(cè)的第二殼體112。第一殼體111具有插入至裝置外殼600的軸孔602中的筒狀部Illa ；在筒狀部Illa靠機(jī)內(nèi)側(cè)的端部沿內(nèi)徑方向形成的機(jī)內(nèi)側(cè)凸緣部Illb ；以及在筒狀部靠機(jī)外側(cè)的端部沿外徑方向形成的機(jī)外側(cè)凸緣部111c。第二殼體112是圓環(huán)狀的構(gòu)件，其配置于第一殼體111的機(jī)外側(cè)，并以緊貼的方式固定設(shè)置于第一殼體111的機(jī)外側(cè)凸緣部Illc的機(jī)外側(cè)端面。上述第一殼體111及第二殼體112被以同軸的方式一體化，第一殼體111的筒狀部Illa與裝置外殼600的軸孔602嵌合，第一殼體111的機(jī)外側(cè)凸緣部Illc與裝置外殼600的外表面 601緊貼，并用螺栓114固定設(shè)置到裝置外殼600上。第一殼體111的機(jī)內(nèi)側(cè)凸緣部Illb及第二殼體112—起以內(nèi)周部配置在靠近轉(zhuǎn)軸200的外周面的位置上的方式形成為直徑比第一殼體111的筒狀部Illa的內(nèi)周部的直徑小，在通過這種方式形成的第一殼體111的筒狀部Illa的內(nèi)部空間C內(nèi)配置后述固定環(huán) 130、旋轉(zhuǎn)環(huán)150及通過這種方式形成的滑動(dòng)密封面S。固定環(huán)安裝部121是用于將固定環(huán)130安裝于殼體110的剖面呈L字形的環(huán)狀構(gòu)件。通過用螺栓將凸緣狀的徑向面部固定在第二殼體112的機(jī)內(nèi)側(cè)端面內(nèi)周部，從而將固定環(huán)安裝部121設(shè)置于殼體110。在這種狀態(tài)下，固定環(huán)安裝部121的筒狀部分以與第二殼體112的內(nèi)周部大致相同的內(nèi)徑配置在靠近轉(zhuǎn)軸200外周面的位置上，在該筒狀部分的外周側(cè)嵌合設(shè)置有固定環(huán)支承部122及固定環(huán)130。在固定環(huán)安裝部121上沿周向等間隔地在多處設(shè)置有彈簧124，這些彈簧IM朝軸向機(jī)內(nèi)側(cè)(旋轉(zhuǎn)環(huán)150側(cè))彈性按壓固定環(huán)支承部122，另外，在一處或多處設(shè)置定位銷125，該定位銷125被用于止轉(zhuǎn)以使固定環(huán)支承部 122在周向上不旋轉(zhuǎn)。固定環(huán)支承部122是嵌合設(shè)置于固定環(huán)安裝部121的筒狀部外周的環(huán)狀構(gòu)件，是用以保持固定環(huán)130的構(gòu)件。在固定環(huán)支承部122的靠固定環(huán)130側(cè)的端面上形成有內(nèi)周側(cè)沿周向突出的臺(tái)階，該臺(tái)階與形成在外周側(cè)沿周向突出的臺(tái)階上的固定環(huán)130的背面 (密封面131的與軸向相反一側(cè)的面)嵌合。
在固定環(huán)支承部122靠固定環(huán)130 —側(cè)的端面的外周側(cè)的凹面上，在一處或多處形成有突起部，該突起部與形成在固定環(huán)130背面的外周側(cè)的凸面上的缺口卡合，藉此，使得固定環(huán)130得以止轉(zhuǎn)。另外，在固定環(huán)支承部122的與靠固定環(huán)130側(cè)相反一側(cè)的端面上分別固定有設(shè)置于固定環(huán)安裝部121的多個(gè)彈簧IM的端部，另外，還形成有用于供設(shè)置于固定環(huán)支承部 122的定位銷125插入的缺口。固定環(huán)130是構(gòu)成機(jī)械密封裝置100的滑動(dòng)密封面S的靠固定側(cè)的密封環(huán)，其是在機(jī)內(nèi)側(cè)端面具有密封面131的環(huán)狀構(gòu)件。該密封面131以能滑動(dòng)的方式與后述旋轉(zhuǎn)環(huán) 150的密封面151緊貼，用以對(duì)與機(jī)內(nèi)側(cè)空間A連通的外周側(cè)和與大氣空間B連通的內(nèi)周側(cè)進(jìn)行密封。固定環(huán)130的背面?zhèn)葍?nèi)周部形成于直徑比滑動(dòng)密封面S側(cè)的直徑大的臺(tái)階面，通過使該臺(tái)階面與固定環(huán)安裝部121的機(jī)內(nèi)側(cè)前端部嵌合，來使固定環(huán)130同軸保持于固定環(huán)安裝部121。此外，固定環(huán)130的與固定環(huán)安裝部121嵌合的背面?zhèn)榷瞬窟€如上所述形成于外周側(cè)沿周向突出的臺(tái)階，該臺(tái)階與固定環(huán)支承部122的機(jī)內(nèi)側(cè)端面的內(nèi)周側(cè)突出的臺(tái)階嵌合。此時(shí)，在嵌合于固定環(huán)支承部122的固定環(huán)130的臺(tái)階面(內(nèi)周面)與固定環(huán)安裝部 121的外周面之間，即在固定環(huán)支承部122內(nèi)周側(cè)的突出部的機(jī)內(nèi)側(cè)端面與和該機(jī)內(nèi)側(cè)端面相對(duì)的固定環(huán)130內(nèi)周側(cè)的臺(tái)階部的大氣側(cè)端面之間設(shè)置有0形環(huán)，該0形環(huán)用以對(duì)固定環(huán)130與固定環(huán)安裝部121之間進(jìn)行密封。在固定環(huán)130的大氣側(cè)端部的外周部形成有與設(shè)置于固定環(huán)支承部122的突起部卡合的缺口，通過使該缺口與固定環(huán)支承部122的突起部卡合，從而使固定環(huán)130相對(duì)于固定環(huán)支承部122止轉(zhuǎn)。藉此，固定環(huán)130以沿軸向在規(guī)定范圍內(nèi)自由移動(dòng)、但沿周向相對(duì)于固定環(huán)安裝部121及固定環(huán)支承部122止轉(zhuǎn)的方式設(shè)置于殼體110。套筒141是夾著0形環(huán)而以緊貼的方式嵌合于轉(zhuǎn)軸200周面的筒狀構(gòu)件。套筒 141在機(jī)外側(cè)端部被套筒套環(huán)142固定設(shè)置于轉(zhuǎn)軸200，并在機(jī)內(nèi)側(cè)端部與密封套環(huán)142 — 起對(duì)旋轉(zhuǎn)環(huán)150進(jìn)行夾持。套筒套環(huán)142將套筒141及密封套環(huán)143以能與轉(zhuǎn)軸200 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)的方式固定設(shè)置于轉(zhuǎn)軸200。密封套環(huán)143與套筒141 一體地固定設(shè)置于轉(zhuǎn)軸200，在密封套環(huán)143與套筒141 之間夾住旋轉(zhuǎn)環(huán)150。密封套環(huán)143具有沿轉(zhuǎn)軸200的徑向立設(shè)的圓環(huán)狀的套環(huán)部144 ； 以及從套環(huán)部144的外周部形成于機(jī)外側(cè)(固定環(huán)130側(cè))的筒狀部145。旋轉(zhuǎn)環(huán)150被設(shè)置成其背面(在軸向上與密封面151相反一側(cè)的端面、機(jī)內(nèi)側(cè)端面)與密封套環(huán)143抵接。藉此，密封套環(huán)143對(duì)旋轉(zhuǎn)環(huán)150朝軸向機(jī)內(nèi)側(cè)的移動(dòng)進(jìn)行了限制，并限定了旋轉(zhuǎn)環(huán)150的軸向位置。另外，在密封套環(huán)143上，旋轉(zhuǎn)環(huán)150與筒狀部145的內(nèi)周面嵌合，并將旋轉(zhuǎn)環(huán)150 夾在密封套環(huán)143與套筒141之間。另外，在密封套環(huán)143的筒狀部145的外周面上形成有本發(fā)明的并聯(lián)葉輪160。旋轉(zhuǎn)環(huán)150是構(gòu)成機(jī)械密封裝置100的滑動(dòng)密封面S的靠旋轉(zhuǎn)一側(cè)的密封環(huán)，其是在大氣側(cè)端面具有密封面151的環(huán)狀構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)環(huán)150的密封面151是通過從環(huán)狀的大氣側(cè)端面152沿周向突出一臺(tái)階而形成的，該密封面151以能滑動(dòng)的方式與上述固定環(huán)130 的密封面131緊貼，從而對(duì)與機(jī)內(nèi)側(cè)空間A連通的外周側(cè)和與大氣空間B連通的內(nèi)周側(cè)進(jìn)行密封。旋轉(zhuǎn)環(huán)150被嵌入并夾持在套筒141的外周面與密封套環(huán)143的筒狀部145的內(nèi)周面之間，其中，上述套筒141被設(shè)置成能與轉(zhuǎn)軸200 —體轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，旋轉(zhuǎn)環(huán)150的背面與密封套環(huán)143的套環(huán)部144抵接。如上所述，固定環(huán)130被彈簧IM朝旋轉(zhuǎn)環(huán)150方向彈性按壓，藉此，旋轉(zhuǎn)環(huán)150也通過滑動(dòng)密封面S (密封面131及密封面151)被朝周向機(jī)內(nèi)側(cè)按壓。其結(jié)果是，旋轉(zhuǎn)環(huán)150被維持在背面與密封套環(huán)143的套環(huán)部144抵接的狀態(tài)下， 且其軸向位置得以確定。在旋轉(zhuǎn)環(huán)150與套筒141之間及旋轉(zhuǎn)環(huán)150與密封套環(huán)143之間恰當(dāng)?shù)嘏渲糜? 形環(huán)，藉此，來使旋轉(zhuǎn)環(huán)150的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)得以密封。并聯(lián)葉輪160是用于使冷卻流體以期望的流量高效地在供固定環(huán)130的密封面 131與旋轉(zhuǎn)環(huán)150的密封面151緊貼滑動(dòng)的密封面的外周側(cè)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中， 并聯(lián)葉輪160形成于在旋轉(zhuǎn)環(huán)150的外周側(cè)配置的密封套環(huán)143的筒狀部145的外周部。 具體而言，如圖2所示，并聯(lián)葉輪160由形成于筒狀部145的外周面的多個(gè)槽(并聯(lián)葉輪槽)161構(gòu)成。各并聯(lián)葉輪槽161是具有將圓柱傾斜切割成如下形狀的槽大氣側(cè)端面的截面呈大致半圓形且深度朝機(jī)內(nèi)側(cè)端面逐漸變淺。關(guān)于該并聯(lián)葉輪槽161的尺寸確定，將與形成于殼體110并具有冷卻液流入孔 171、筒狀構(gòu)件172、冷卻液排出槽174及冷卻液流出孔176的后述冷卻液流路部170的尺寸確定一起，在下文中進(jìn)行詳細(xì)說明。冷卻液流路部170是形成于殼體110等的冷卻液的流路結(jié)構(gòu)，具有以下流路將從設(shè)置于殼體110外部的未圖示的冷卻器供給而來的冷卻液供給至殼體110的內(nèi)部空間C，并將殼體110的內(nèi)部空間C的冷卻液排出至殼體110的外部后返回到冷卻器中。在殼體110 的內(nèi)部空間C中，冷卻液被供給至固定環(huán)130的密封面131與旋轉(zhuǎn)環(huán)150的密封面151彼此的滑動(dòng)密封面S的外周側(cè)，并以吸收滑動(dòng)密封面S的發(fā)熱來冷卻密封面的方式流動(dòng)。冷卻液流路部170具有冷卻液流入孔171、筒狀構(gòu)件172、冷卻液排出槽174及冷卻液流出孔176。冷卻液流入孔171是從殼體110的外周面與內(nèi)部空間C連通的流體流路，其是用于將從未圖示的冷卻器經(jīng)由配管供給而來的冷卻液供給至殼體110的內(nèi)部空間C中的流路。冷卻液流入孔171的靠殼體110表面一側(cè)端部的開口形成在具有能與未圖示的配管連接在一起的管用螺釘孔的端口處。在本實(shí)施方式中，形成有一個(gè)冷卻液流入孔171，后述包括一個(gè)冷卻液流出孔176的兩條流體流路沿著殼體110的周向等間隔地設(shè)置。筒狀構(gòu)件172是如下所述的構(gòu)件沿著殼體110內(nèi)部空間C的內(nèi)周面且與該內(nèi)周面隔著微小的間隔地配置于旋轉(zhuǎn)環(huán)150的大氣側(cè)的周圍，并用于將經(jīng)由冷卻液流入孔171 流入殼體110的內(nèi)部空間C的冷卻液直接朝滑動(dòng)密封面S的外周側(cè)引導(dǎo)。經(jīng)由冷卻液流入孔171而被供給至殼體110的內(nèi)部空間C的冷卻液與筒狀構(gòu)件172的外周面接觸并沿著其外周面流動(dòng)，并從形成于筒狀構(gòu)件172的靠滑動(dòng)密封面S —側(cè)的冷卻液導(dǎo)入口 173導(dǎo)入至滑動(dòng)密封面附近。藉此，能將冷卻液直接供給至滑動(dòng)密封面S的外周部。形成于筒狀構(gòu)件172的靠滑動(dòng)密封面S —側(cè)的冷卻液導(dǎo)入口 173的數(shù)量不受任何限定，可以是任意數(shù)量。冷卻液排出槽174是在殼體110的內(nèi)周面的與形成有并聯(lián)葉輪160的密封套環(huán) 143的筒狀部145的外周面相對(duì)的面上沿周向形成規(guī)定的寬度及深度的槽。參照?qǐng)D3對(duì)冷卻液排出槽174及其附近的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3是表示并聯(lián)葉輪160、冷卻液排出槽174、擋塊175和冷卻液流出孔176的結(jié)構(gòu)及配置的徑向剖視圖。如圖3所示，冷卻液排出槽174沿殼體110的內(nèi)周面形成在除一處擋塊175的部位之外的全周上。擋塊175是以橫穿過冷卻液排出槽174的方式維持在高度與殼體110的內(nèi)周面(沒有形成冷卻液排出槽174的部位的內(nèi)周面)的高度相同的部位，并且，擋塊175 是用于使冷卻液排出槽174不用旋轉(zhuǎn)就可被分割的結(jié)構(gòu)。另外，在冷卻液排出槽174的底面且沿著轉(zhuǎn)軸200的旋轉(zhuǎn)方向位于擋塊175前側(cè)的部位處形成有冷卻液流出孔176的靠殼體110的內(nèi)部空間C 一側(cè)的開口 177。藉此，被并聯(lián)葉輪160整流成沿徑向方向流動(dòng)的冷卻液在冷卻液排出槽174的內(nèi)部沿著轉(zhuǎn)軸200的旋轉(zhuǎn)方向在周向上流動(dòng)。此外，通過與擋塊175接觸來限制沿冷卻液排出槽174的流動(dòng)，但上述冷卻液會(huì)從形成于該部位的冷卻液流出孔176的開口 177被引導(dǎo)至冷卻液流出孔176，并經(jīng)由冷卻液流出孔176而被排出至殼體110的外部。通過冷卻液排出槽174、冷卻液流出孔176及冷卻液流出孔176的開口 177將流動(dòng)至少朝上述方向引導(dǎo)， 從而能增加冷卻液的流量。參照?qǐng)D3及圖4A 圖4C來對(duì)這種結(jié)構(gòu)的并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的尺寸和配置進(jìn)行說明。圖4A 圖4C是用于對(duì)并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的尺寸和配置進(jìn)行說明的圖，圖4A是為說明冷卻液排出槽174、擋塊175和冷卻液流出孔176的開口 177的配置以及冷卻液排出槽174與并聯(lián)葉輪槽161在軸向上的配置而平面表示殼體110內(nèi)周面的冷卻液排出槽174的擋塊175附近的圖，圖4B是表示并聯(lián)葉輪槽161的大氣側(cè)端部在徑向上的形狀的圖，圖4C是表示冷卻液排出槽174及并聯(lián)葉輪槽161的最深部在各自軸向上的剖面的圖。在本實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置100中，作為用于確保例如600L/h(升/小時(shí))這樣的流量的結(jié)構(gòu)，對(duì)并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的尺寸和配置進(jìn)行如下限制。首先，對(duì)于構(gòu)成并聯(lián)葉輪160的并聯(lián)葉輪槽161，將并聯(lián)葉輪槽161的寬度Lgw與深度Lgd之比Lgw/Lgd設(shè)為2. 0以上5. 0以下的范圍來作為最大范圍。另外，對(duì)于并聯(lián)葉輪160及冷卻液排出槽174中的槽以外的部分的寬度，將并聯(lián)葉輪160的槽間的距離Lrw與冷卻液排出槽174的擋塊175的寬度Ldw之比Lrw/Ldw設(shè)為 0. 5以上3. 1以下來作為最大范圍。另外，將曲部葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw與并聯(lián)葉輪160的周面長度2 π r 之比nLgw/2Jir設(shè)為0. 28以上0. 8以下的范圍來作為最大范圍。此外，將并聯(lián)葉輪160的槽161的前端的突出距離Lgs與冷卻液排出槽174靠殼體110 —側(cè)的寬度Ldl之比Lgs/Ldl設(shè)為大于0且0. 65以下的范圍來作為最大范圍。以下，示出實(shí)施例，并參照表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖5 圖IlB對(duì)將并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的尺寸和配置確定為上述值是優(yōu)選的根據(jù)進(jìn)行說明。
實(shí)驗(yàn)按以下方式進(jìn)行在并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的各條件下，使用兩種泵即泵A及泵B，另外，還使用兩種殼體材料，并將上述泵與殼體各自組合，對(duì)并聯(lián)葉輪160 的流量進(jìn)行檢測，并進(jìn)行數(shù)小時(shí) 數(shù)百小時(shí)的泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)來確認(rèn)腐蝕的狀況。泵A是在被密封流體的壓力為0. 235MPa、流體溫度為25°C、轉(zhuǎn)速為3600rpm這樣的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，泵B是在被密封流體的壓力為0. 127MPa、流體溫度為25°C、轉(zhuǎn)速為 4520rpm這樣的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的泵。對(duì)于任意泵的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，將被密封流體的壓力設(shè)定為會(huì)出現(xiàn)腐蝕的0. 1 0. 4MPa的范圍內(nèi)。另外，作為殼體，準(zhǔn)備以通常所使用的金屬材料(α)作為材料的殼體和以軟鋼 (β)作為材料的殼體，并將其應(yīng)用于各泵來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用以軟鋼(β)作為材料的殼體是為了進(jìn)行使腐蝕加速的加速試驗(yàn)。將使用軟鋼(β)的殼體的試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為5小時(shí)， 來對(duì)腐蝕深度的趨勢進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，將采用通常所使用的金屬材料(α)的殼體的試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為300小時(shí)，來檢驗(yàn)出現(xiàn)腐蝕的狀況。在任意條件下，均以獲得流量600L/h作為目的。首先，通過實(shí)驗(yàn)，來對(duì)構(gòu)成并聯(lián)葉輪160的一個(gè)并聯(lián)葉輪槽161的寬深比(寬度 Lgw與深度Lgd之比)Lgw/Lgd與流量及單位時(shí)間的腐蝕深度之間的關(guān)系進(jìn)行檢測。并聯(lián)葉輪槽161的形狀使用如圖2所示的將圓柱傾斜切割而成的形狀。在圖5、圖6A及圖6B中示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖5是表示并聯(lián)葉輪槽161的寬深比 (寬度Lgw與深度Lgd之比)Lgw/Lgd與流量之間的關(guān)系的圖，圖6A和圖6B均是表示并聯(lián)葉輪槽161的寬深比(寬度Lgw與深度Lgd之比)Lgw/Lgd與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，圖 6A是表示使用軟鋼(β)的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖，圖6Β是表示采用通常所使用的金屬材料(α)的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。由圖5可知，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的任意條件下，流量均超過600L/h，可確保必要流量。然而，在觀察相似線后可知，隨著葉輪槽161的寬度Lgw與深度Lgd之比Lgw/Lgd變大，流量減小，當(dāng)Lgw/Lgd為5. 0時(shí)，流量為大約600L/h。因此可知，為了確保必要流量，需將并聯(lián)葉輪槽161的寬度Lgw與深度Lgd之比Lgw/Lgd設(shè)為5. 0以下。另外，由圖6A可知如下趨勢隨著并聯(lián)葉輪槽161的寬度Lgw與深度Lgd之比 Lgw/Lgd的值變大，腐蝕深度變小。此外，由圖6B可知如下趨勢在并聯(lián)葉輪槽161的寬度Lgw與深度Lgd之比Lgw/ Lgd較小時(shí)也會(huì)出現(xiàn)腐蝕，并且Lgw/Lgd越小，單位時(shí)間的腐蝕深度越大。因此，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，為將單位時(shí)間的腐蝕深度抑制為零(測定臨界值以下)，需將并聯(lián)葉輪槽161的寬度 Lgw與深度Lgd之比Lgw/Lgd設(shè)為至少2. 0以上。接著，通過實(shí)驗(yàn)，來對(duì)并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw (參照?qǐng)D3)和殼體110側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比Lrw/Ldw，與流量及單位時(shí)間的腐蝕深度之間的關(guān)系進(jìn)行檢測。在圖7、圖8A及圖8B中示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖7是表示并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw和殼體110側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比Lrw/Ldw與流量之間的關(guān)系的圖，圖8A和圖8B均是表示并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw和殼體110側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比 Lrw/ldw與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，圖8A是表示使用軟鋼(β)的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖，圖8Β是表示采用通常所使用的金屬材料(α)的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。
由圖7可知，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的任意條件下，流量均超過600L/h，可確保必要流量。然而，在觀察相似線后可知，隨著并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw與殼體110側(cè)的擋塊175 寬度Ldw之比Lrw/Ldw變小，流量減小，當(dāng)Lrw/Ldw為0. 5時(shí)，流量變?yōu)榇蠹s600L/h。因此可知，為了確保必要流量，需將并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw與殼體110側(cè)的擋塊175 寬度Ldw之比Lrw/Ldw設(shè)為0. 5以上。另夕卜，由圖8A可知如下趨勢隨著并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw與殼體110 側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比Lrw/Ldw的值變大，腐蝕深度變大。另外，由圖8B可知如下趨勢在并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw與殼體110側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比Lrw/Ldw較大時(shí)會(huì)出現(xiàn)腐蝕，并且Lrw/Ldw越大，單位時(shí)間的腐蝕深度越大。因此，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，為了將單位時(shí)間的腐蝕深度抑制為零(測定臨界值以下)，需將并聯(lián)葉輪160的槽161間距離Lrw與殼體110側(cè)的擋塊175寬度Ldw之比Lrw/ Ldw設(shè)為至少3. 1以下。接著，通過實(shí)驗(yàn)，來對(duì)并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度ηXLgwOiLgw)占并聯(lián)葉輪160的大氣側(cè)端面部的周面長度2 π ΧΗ2 π r)的比例(之比)nLgw/2 π r與流量及單位時(shí)間的腐蝕深度之間的關(guān)系進(jìn)行檢測。在圖9、圖IOA及圖IOB中示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖9是表示并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度2 π r的比例nLgW//2 π r與流量之間的關(guān)系的圖， 圖IOA及圖IOB均是表示并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度2 Jir的比例nLgw/2 Jir與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，圖IOA是表示使用軟鋼(β)的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖，圖IOB是表示采用通常所使用的金屬材料(α )的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。由圖9可知，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的任意條件下，流量均超過600L/h，從而確保必要流量。 然而，在觀察相似線后可知，隨著并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160 的周面長度2 π r的比例nLgw/2 π r變大，流量減小，當(dāng)nLgw/2 π r為0. 8時(shí)，流量為大約 600L/h。因此可知，為了確保必要流量，需將并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度2 π r的比例nLgw/2 π r設(shè)為0. 8以下。另外，由圖IOA可知如下趨勢隨著并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度2 π r的比例nLgW//2 π r的值變大，腐蝕深度變小。另外，由圖IOB可知如下趨勢在并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度2 311~的比例111^ //2 311~較小時(shí)，腐蝕變大，并且111^ //2 311~越小，單位時(shí)間的腐蝕深度越大。因此，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，為了將單位時(shí)間的腐蝕深度抑制為零(測定臨界值以下)，需將并聯(lián)葉輪160的槽161的合計(jì)長度nLgw占并聯(lián)葉輪160的周面長度 2 π r的比例nLgw/2 π r設(shè)為0. 28以上。接著，通過實(shí)驗(yàn)，來對(duì)并聯(lián)葉輪160的槽161前端的突出距離Lgs相對(duì)于殼體110 側(cè)的冷卻液排出槽174的寬度Ldl之比Lgs/Ldl與單位時(shí)間的腐蝕深度之間的關(guān)系進(jìn)行檢測。在圖IlA及圖IlB中示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖IlA及圖IlB均是表示并聯(lián)葉輪160的槽161的前端突出距離Lgs相對(duì)于殼體110側(cè)的冷卻液排出槽174的寬度Ldl之比Lgs/Ldl 與單位時(shí)間的腐蝕深度的圖，圖IlA是表示使用軟鋼(β)的殼體的加速試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖，圖IlB是表示采用通常所使用的金屬材料(α)的殼體的試驗(yàn)中的腐蝕深度的圖。由圖IlA可知，隨著并聯(lián)葉輪160的槽161的前端突出距離Lgs相對(duì)于殼體110 側(cè)的冷卻液排出槽174的寬度Ldl之比Lgs/Ldl的數(shù)值變大，腐蝕深度變小，但在Lgs/Ldl 的數(shù)值處于某一恒定的數(shù)值以上時(shí)，腐蝕深度變大。另外，由圖IlB可知，在并聯(lián)葉輪160的槽161的前端突出距離Lgs相對(duì)于殼體 110側(cè)的冷卻液排出槽174的寬度Ldl之比Lgs/Ldl較小和較大時(shí)，腐蝕深度均會(huì)變大。因此，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，為將單位時(shí)間的腐蝕深度抑制為零(測定臨界值以下)，需將并聯(lián)葉輪160的槽161的前端突出距離Lgs相對(duì)于殼體110側(cè)的冷卻液排出槽174的寬度Ldl之比Lgs/Ldl設(shè)為至少大于0且為0. 65以下。這樣，在本實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置100中，通過如上所述對(duì)并聯(lián)葉輪160及冷卻液流路部170的尺寸和配置進(jìn)行限制，不僅能確保冷卻滑動(dòng)密封面所需的冷卻流體的流量，還能防止出現(xiàn)腐蝕。上述實(shí)施方式是為使本發(fā)明易于理解而記載的，并不對(duì)本發(fā)明作任何限定。本實(shí)施方式中公開的各要素包括屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍的全部的設(shè)計(jì)變更和類似設(shè)計(jì)，另外， 還能進(jìn)行任何適當(dāng)?shù)母鞣N改變。例如，作為構(gòu)成并聯(lián)葉輪的槽，在上述實(shí)施方式等中，例示出將圓柱傾斜切割成后如圖2所示的形狀的槽。然而，槽的形狀不局限于此，也可以同樣使用圓柱狀的槽、圓錐狀的槽。另外，槽的截面形狀并不局限于半圓形狀，也能使用二次曲線等。此外，在上述實(shí)施方式中，在冷卻液排出槽174上僅在一處設(shè)置擋塊175，另外，在殼體110上也僅在一處形成冷卻液流出孔176。然而，也可具有多個(gè)擋塊及冷卻液流出孔。另外，在上述實(shí)施方式中，冷卻流體為水，但也可根據(jù)需要將任意的流體用于冷卻。工業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域本發(fā)明能適用于對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行密封的任意的機(jī)械密封，特別地，能適用于需使冷卻液循環(huán)而為此包括并聯(lián)葉輪的機(jī)械密封。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械密封，對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于所述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸，并在軸向的至少一個(gè)面上形成有密封面； 固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的所述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；以及并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于所述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在所述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從所述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽，所述并聯(lián)葉輪槽的寬度(Lgw)與構(gòu)成所述并聯(lián)葉輪的所述并聯(lián)葉輪槽的深度(Lgd)的比例(Lgw/Lgd)為2. 0以上5. 0以下。
2.一種機(jī)械密封，對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于所述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面； 固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的所述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面； 殼體，該殼體設(shè)置有所述固定環(huán)，并將所述旋轉(zhuǎn)環(huán)收容于內(nèi)部空間，所述殼體安裝在所述外殼的所述孔的周圍；冷卻流體流入孔，該冷卻流體流入孔貫穿所述殼體的外周部與所述內(nèi)部空間之間，并將冷卻流體從所述殼體的外部供給至所述內(nèi)部空間；冷卻流體流出孔，該冷卻流體流出孔貫穿所述殼體的外周部與所述內(nèi)部空間之間，并將所述冷卻流體從所述內(nèi)部空間排出至外部；并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于所述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在所述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從所述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽；以及冷卻液流出孔，該冷卻液流出孔是沿周向形成在所述殼體內(nèi)周的與所述并聯(lián)葉輪相對(duì)的面上的環(huán)狀的槽，在該槽的一部分上形成有在寬度方向上覆蓋所述槽的具有規(guī)定寬度的擋塊，并在沿著所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的所述擋塊前方形成有所述冷卻流體流出孔的靠所述內(nèi)部空間側(cè)的開口，構(gòu)成所述并聯(lián)葉輪的所述并聯(lián)葉輪槽的槽間距離(Lrw)相對(duì)于所述殼體的所述擋塊寬度(Ldw)的比例(Lrw/Ldw)為0. 5以上3. 1以下。
3.一種機(jī)械密封，對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于所述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面； 固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的所述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；以及并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于所述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在所述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從所述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽，所述并聯(lián)葉輪槽的寬度的合計(jì)長度(nLgw)占所述并聯(lián)葉輪的供所述并聯(lián)葉輪槽形成的周面的全長(2 π r)的比例(nLgw/2 π r)為0. 28以上0. 8以下。
4.一種機(jī)械密封，對(duì)裝置的外殼與貫穿形成于所述外殼的孔的轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸，并在軸向上的至少一個(gè)面上形成有密封面； 固定環(huán)，該固定環(huán)形成有與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的所述密封面緊貼且滑動(dòng)的密封面；殼體，該殼體設(shè)置有所述固定環(huán)，并將所述旋轉(zhuǎn)環(huán)收容于內(nèi)部空間，所述殼體安裝在所述外殼的所述孔的周圍；冷卻流體流入孔，該冷卻流體流入孔貫穿所述殼體的外周部與所述內(nèi)部空間之間，并將冷卻流體從所述殼體的外部供給至所述內(nèi)部空間；冷卻流體流出孔，該冷卻流體流出孔貫穿所述殼體的外周部與所述內(nèi)部空間之間，并將所述冷卻流體從所述內(nèi)部空間排出至外部；并聯(lián)葉輪，該并聯(lián)葉輪形成在安裝于所述轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀體的外周部，并在所述環(huán)狀體的外周部上沿周向等間隔地形成有多個(gè)從所述環(huán)狀體的一個(gè)端面至外周面的并聯(lián)葉輪槽；以及冷卻液流出孔，該冷卻液流出孔是沿周向形成在所述殼體內(nèi)周的與所述并聯(lián)葉輪相對(duì)的面上的環(huán)狀的槽，在該槽的一部分上形成有在寬度方向上覆蓋所述槽的具有規(guī)定寬度的擋塊，并在沿著所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向的所述擋塊前方形成有所述冷卻流體流出孔的靠所述內(nèi)部空間側(cè)的開口，所述并聯(lián)葉輪的所述并聯(lián)葉輪槽的前端部的突出距離(Lgs)相對(duì)于所述殼體的所述冷卻液排出槽的寬度(Ldl)的比例(Lgs/Ldl)為大于0且為0.65以下。
全文摘要
一種機(jī)械密封，能確保冷卻滑動(dòng)密封面所需的冷卻流體的流量，并能防止出現(xiàn)腐蝕。在本發(fā)明的機(jī)械密封中，將并聯(lián)葉輪槽的深度與寬度之比設(shè)為2.0以上5.0以下、或?qū)⒉⒙?lián)葉輪槽的槽間距離與殼體的擋塊寬度的比例設(shè)為0.5以上3.1以下、或?qū)⒉⒙?lián)葉輪槽的寬度的合計(jì)長度占供并聯(lián)葉輪槽形成的周面全長的比例設(shè)為0.28以上0.8以下、或?qū)⒉⒙?lián)葉輪槽的前端部的突出距離相對(duì)于殼體的冷卻液排出槽的寬度之間的比例設(shè)為大于0且為0.65以下。
文檔編號(hào)F16J15/34GK102472393SQ20108002915
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者中村勝, 井上秀行, 手島芳博, 松木琢史, 武野弘紀(jì), 青池浩 申請(qǐng)人:伊格爾工業(yè)股份有限公司