JP2014062609A - Shaft seal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸封装置に関するものである。 The present invention relates to a shaft seal device.
バルブにおいて、ステム部からリークを防ぐために、軸封装置が用いられている(特許文献1参照)。この軸封装置は、図6に示すように、ステム2と、パッキン箱3と、グランドパッキン9と、パッキン押さえ5からなる。
In the valve, a shaft seal device is used in order to prevent leakage from the stem portion (see Patent Document 1). As shown in FIG. 6, the shaft seal device includes a stem 2, a
グランドパッキン9は駆動時にシール性を保つ部品で、面に圧力をかけることで変形する樹脂材料からなる。グランドパッキン9はパッキン押え5により面圧をかけることで横方向へ拡がり、ステム2とパッキン箱3に密着しシール性を得る。シール性を得るため、図6で示す様に複数のグランドパッキン9を重ねて用いる。面圧が大きすぎると動作抵抗が大きくなり駆動が困難となる。シール性と駆動のバランスを保つために組付け時の面圧を管理している。
The
更に、2種以上の異なる材料のグランドパッキン、例えば硬い樹脂からなるグランドパッキン9aと柔らかい樹脂からなるグランドパッキン9bを重ねて用いることでシール性と駆動が良好となることが知られている。
Further, it is known that a gland packing of two or more different materials, for example, a
動作流体が低温となると、軸封装置の構成物品間の材料物性による収縮率の違いが大きいためリークが発生する。例えば、動作流体が水素の場合、軸封装置を備えたバルブが設置された環境との温度差が50℃を越えるとリークが発生する。対策として、ボルト6の増し締めを実施しているが、上部グランドパッキン9のクリープが激しく、下部のグランドパッキン9まで面圧が伝わらずリークが解消しない。
When the working fluid becomes low temperature, a leak occurs because the difference in shrinkage rate due to material properties between the components of the shaft seal device is large. For example, when the working fluid is hydrogen, leakage occurs when the temperature difference from the environment where the valve equipped with the shaft seal device is installed exceeds 50 ° C. As a countermeasure, the
ステム2と、パッキン箱3と、柔らかい樹脂材料からなる外皮部材と硬い樹脂材料からなるコア部材で形成したグランドパッキン4と、パッキン押さえ5からなる軸封装置とする。このグランドパッキン4は、外皮の柔らかい樹脂材料でシール性を有し、コアの硬い樹脂材料で面圧を伝える。
A shaft seal device including a stem 2, a
本発明によれば、増し締めによりパッキン押え5から下部のグランドパッキン4まで面圧が伝わり、上部から下部まですべてのグランドパッキン9が横方向へ拡がり、ステム2とパッキン箱3に密着しシール性を得る。シール性と駆動が良好にバランスされた状態になる。
According to the present invention, the surface pressure is transmitted from the
動作流体が、低温となる動作環境においても、シール性と駆動がともに良好なバランスを得られる。 Even in an operating environment where the working fluid is at a low temperature, a good balance between sealing performance and driving can be obtained.
さらに、グランドパッキンの個数の減少および形状の縮小を行っても、シール性と駆動の容易さが得られるので、パッキン箱の体積を減少することができる、軸封装置全体の形状も小さくなる。 Furthermore, even if the number of gland packings is reduced and the shape is reduced, sealing performance and ease of driving can be obtained, so that the volume of the packing box can be reduced, and the shape of the entire shaft seal device is also reduced.
加えて、軸封装置に使用するグランドパッキンが1種類となるので、グランドパッキンの種類誤りが無くなり、組みつけが容易となる。 In addition, since there is only one type of gland packing used in the shaft seal device, there is no error in the type of gland packing, and assembly is facilitated.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1に示す、ステム2と、パッキン箱3と、グランドパッキン4と、パッキン押さえ5からなる軸封装置において、さらに図2、図3に示すように、グランドパッキン4の柔らかい樹脂材料からなる外皮部材7をUPE、PTFEまたは熱可塑性エラストマーを用い、硬い樹脂材料からなるコア部材8をPEEK、PPSなどのスーパーエンジニアリングプラスチック(ただしPTFEを除く)を用いた2重構造に形成する。
In the shaft sealing device including the stem 2, the
ステム2は、グローブバルブやバタフライバルブなどバルブの弁を動かす。グローブバルブでは摺動し、バタフライバルブでは回転する。また、バルブ以外には、ポンプにも用いられ、回転動作や往復動作で駆動力を伝える。 The stem 2 moves valves such as a globe valve and a butterfly valve. The globe valve slides and the butterfly valve rotates. In addition to valves, it is also used for pumps and transmits driving force by rotating and reciprocating.
パッキン箱3は、内径が途中で変わる貫通穴で内径が変わる箇所に1個又は2個以上のグランドパッキンを収納する部分である。多数のグランドパッキンを収納しさらにパッキン押え5を取付るために、貫通項の径が大きい方から内径が変わる位置までの距離は内径に比べて大きく、奥まったところに設けられる。
The
グランドパッキン4は、図2に示される様に断面が4角形のドーナツ状の形態であり、内径の面がステム2表面に密着し、外径の面がパッキン箱3の側面に密着し、シールする。内径の面はステム2表面対し、ステムの移動に伴い摺れる。外径の面は、パッキン箱3の側面対して動かない。断面形状は、正方形である必要はなく、例えば平行四辺形や他の形状でもよい。グランドパッキン4は、組立の際、貫通項の径が大きい方からグランドパッキン4を内径が変わる箇所まで押しこんで設置し、反対に修理交換の際は、内径が変わる箇所からグランドパッキン4を取り出したのち、新たたなグランドパッキン4を押しこんで設置する。グランドパッキン4は、1種類である。優れた特性であるので、従来に比べて少ない個数でも望ましいシール性と駆動性が得られる。
As shown in FIG. 2, the
グランドパッキン4の硬い樹脂部材からなるコア部材8は、ひずみに対して応力の大きい弾性率の大きい部材を選択し、49MPa以上の引っ張り強度と2.5GPa以上の曲げ弾性率と耐熱温度150℃以上のスーパーエンジニアリングプラスチックは、弾性率をはじめとする機械的強度が高く本発明のコア部材8として望ましい。その中でもPEEK、PPSは、クリープに強く最も望ましい。
For the
グランドパッキン4の柔らかい樹脂部材からなる外皮部材7は、コア部材8に比べて弾性率の小さい部材を選択する。応力により大きくひずむことがシール性にとって望ましい。グランドパッキン4の内径の面は、ステムの移動に対して摺れるため、摺動性のよい材料が望ましい。UPE、PTFEまたは熱可塑性エラストマーは、摺動性に優れた材料であり外皮部材7として望ましい。
As the
シール性と駆動の容易さ有するなら、外皮部材7は別の樹脂材料でも良い。面圧を良好に伝えるのであれば、コア部材8は別の樹脂材料でも良い。その場合でも、コア部材8は、外皮部材7より硬い材料でなければならない。たとえば、外皮部材7がPTFEの場合、コア部材8はPTFEよりも硬い材料でなければならない。
As long as it has sealing properties and ease of driving, the
図3で表わす様に外皮部材7とコア部材8を2層構造に形成するには、一体成型を用いる。例えば、高融点のPEEKでリング形状のコア部材8を成型した後、所定の容器に針を用いて浮かして設置し、周りに低融点のUPEを充填して外皮部材8を一体成型する。硬い材料であるスーパーエンジニアリングプラスチックは、耐熱温度が高いためコア部材8を形成したのちその外側に外皮部材7を形成するのは容易である。コア部材8を浮かす針の位置は、グランドパッキン4の内径の面と外径の面でない箇所とすることで、シール性に対する影響は生じない。
As shown in FIG. 3, integral molding is used to form the
次に、図4で示す様に、シート状の2以上の部材を上下に貼り合わせて形成してもよいし、図5に示す様、コア部材7と外皮部材8からなる紐を作成した後、切断しリング状にすることで形成してもよい。ここで示さなかった方法でもよい。その中で、一体成型して作成したグランドパッキン4が、面圧が外皮材料7に均等に伝わるので最も望ましい。シート状の2以上の部材を上下に貼り合わせて場合や、紐を作成した後に切断しリング状にした場合は、切れ目あるため面圧にばらつきが生じ、その箇所からリークする場合がある。
Next, as shown in FIG. 4, two or more sheet-like members may be bonded to each other, or after forming a string made of the
パッキン押え5は、片側にフランジのある円管である。グランドパッキン4に接する側の形状は、グランドパッキンと同じにする。形状が小さいと、グランドパッキンに均一に面圧を伝えられず望ましいシール性と駆動性が得られない。形状が大きいと、グランドパッキン4まで面圧が伝わりグランドパッキンが横方向へ拡がり、ステム2とパッキン箱3に密着しシール性を得る際にパッキン押え5が障害となって望ましいシール性と駆動性が得られない。プランジに貫通穴が開けられている。ボルト6を通し、軸封装置のボディに切られたネジ穴に入れ締めることで、グランドパッキン4に面圧をかける。
The
1 軸封装置
2 ステム
3 パッキン箱
4 外皮部材とコア部材で形成されるグランドパッキン
5 パッキン押さえ
6 ボルト
7 外皮部材
8 コア部材
9 グランドパッキン
9a 硬い樹脂からなるグランドパッキン
9b 柔らかい樹脂からなるグランドパッキン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft seal device 2
Claims (5)
ステムと、
パッキン押さえと、
柔らかい樹脂材料からなる外皮部材と硬い樹脂材料からなるコア部材で形成されるグランドパッキンと、を備えることを特徴とする軸封装置。 Packing box,
Stem,
Packing presser,
A shaft seal device comprising: an outer skin member made of a soft resin material; and a gland packing formed of a core member made of a hard resin material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012208694A JP2014062609A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Shaft seal device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012208694A JP2014062609A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Shaft seal device |
Publications (1)
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JP2014062609A true JP2014062609A (en) | 2014-04-10 |
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ID=50618014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012208694A Pending JP2014062609A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Shaft seal device |
Country Status (1)
Country | Link |
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2012
- 2012-09-21 JP JP2012208694A patent/JP2014062609A/en active Pending
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