何ですかポンプシャフトシール?
シャフトシールは、回転軸または往復軸からの液体の漏れを防ぎます。これはすべてのポンプにとって重要であり、遠心ポンプの場合は、パッキン、リップシール、そしてカートリッジシールを含むシングル、ダブル、タンデムのあらゆるタイプのメカニカルシールなど、複数のシールオプションが利用可能です。ギアポンプやベーンポンプなどの回転容積型ポンプは、パッキン、リップシール、メカニカルシールの組み合わせで利用可能です。往復ポンプは異なるシールの問題を抱えており、通常はリップシールまたはパッキンに依存しています。磁気駆動ポンプ、ダイヤフラムポンプ、ペリスタルティックポンプなどの一部の設計では、シャフトシールは必要ありません。これらのいわゆる「シールレス」ポンプには、液体の漏れを防ぐための固定シールが含まれています。
ポンプシャフトシールの主な種類は何ですか?
パッキング
パッキン（シャフトパッキンまたはグランドパッキンとも呼ばれる）は、柔らかい材料で構成されており、編組またはリング状に成形されることが多い。これは、ドライブシャフトの周囲にあるスタッフィングボックスと呼ばれるチャンバーに圧入され、シールを形成する（図1）。通常、圧縮はパッキンに対して軸方向に加えられるが、油圧媒体によって半径方向に加えられることもある。
伝統的に、パッキンは革、ロープ、亜麻などで作られていましたが、現在では通常、延伸PTFE、圧縮グラファイト、粒状エラストマーなどの不活性材料で作られています。パッキンは経済的で、樹脂、タール、接着剤など、粘度が高くシールが難しい液体によく使用されます。しかし、特に高圧下では、粘度の低い液体には適していません。パッキンが重大な故障を起こすことは稀であり、計画的な運転停止時に迅速に交換できます。
パッキンシールは、摩擦熱の蓄積を防ぐため、潤滑が必要です。潤滑は通常、ポンプされる液体自体によって供給されますが、この液体はパッキン材を通してわずかに漏れる傾向があります。これは汚れの原因となる可能性があり、腐食性、可燃性、または毒性のある液体の場合は許容されないことがよくあります。このような場合は、安全な外部潤滑剤を塗布することができます。研磨性粒子を含む液体用のポンプのシールには、パッキンは適していません。固形物がパッキン材に埋め込まれ、ポンプシャフトやスタッフィングボックスの壁を損傷する可能性があります。
リップシール
リップシールはラジアルシャフトシールとも呼ばれ、剛性の外側ハウジングによってドライブシャフトに対して所定の位置に保持される単純な円形のエラストマー要素です (図 2)。このシールは「リップ」とシャフト間の摩擦接触によって発生し、多くの場合、スプリングで強化されています。リップシールは油圧業界全体で一般的であり、ポンプ、油圧モーター、アクチュエーターで見られます。リップシールは、メカニカルシールなどの他のシーリングシステムの二次的なバックアップシールとして機能することがよくあります。リップシールは一般に低圧に制限されており、薄い非潤滑性液体には適していません。複数のリップシールシステムは、さまざまな粘性があり、研磨性の低い液体に対して効果的に適用されてきました。リップシールは摩耗しやすく、わずかな損傷でも故障につながる可能性があるため、研磨性液体や固形物を含む流体には適していません。
メカニカルシール
メカニカルシールは、基本的に1組以上の光学的に平坦で高度に研磨された面で構成され、1組はハウジング内に固定され、もう1組は回転し、駆動軸に接続されています（図3）。これらの面は、ポンプで送り出される液体自体、またはバリア流体によって潤滑されます。実際、シール面はポンプが停止しているときのみ接触します。使用中は、潤滑液が対向するシール面の間に薄い流体膜を形成し、摩耗を軽減し、放熱を促進します。
メカニカルシールは、幅広い液体、粘度、圧力、温度に対応できます。しかし、メカニカルシールは空運転してはいけません。メカニカルシールシステムの主な利点は、駆動軸とケーシングがシール機構の一部ではないため（パッキンやリップシールの場合）、摩耗の影響を受けないことです。
二重シール
ダブルシールは、背中合わせに配置された2つのメカニカルシールを使用します（図4）。2組のシール面の内側の空間は、バリア液で油圧加圧することができます。これにより、潤滑に必要なシール面上の膜は、ポンプで送られる媒体ではなく、バリア液となります。また、バリア液はポンプで送られる媒体と適合性を持つ必要があります。ダブルシールは加圧が必要なため操作が複雑であり、通常は人、外部部品、および周囲の環境を危険、毒性、または可燃性の液体から保護する必要がある場合にのみ使用されます。
タンデムシール
タンデムシールはダブルシールに似ていますが、2組のメカニカルシールが背中合わせではなく、同じ方向を向いています。ポンプ流体内で回転するのは製品側シールのみですが、シール面を介した浸透によってバリア潤滑剤が汚染され、大気側シールと周囲の環境に影響を及ぼします。
カートリッジシール
カートリッジシールは、メカニカルシール部品をあらかじめ組み立てたパッケージです。カートリッジ構造により、スプリング圧縮量の測定や設定といった設置上の問題が解消されます。また、シール面は設置時の損傷から保護されます。設計上、カートリッジシールはシングル、ダブル、またはタンデム構成で、グランド内に収納され、スリーブ上に組み付けられます。
ガスバリアシール。
これらはカートリッジ式のデュアルシートで、従来の潤滑液に代わる不活性ガスをバリアとしてシール面に圧力をかけるように設計されています。ガス圧を調整することで、シール面を分離したり、緩い接触状態に維持したりできます。少量のガスが製品および大気中に漏れる場合があります。
まとめ
シャフトシールは、ポンプの回転軸または往復軸からの液体の漏れを防ぎます。多くの場合、パッキン、リップシール、そしてカートリッジシールを含むシングル、ダブル、タンデムといった様々なタイプのメカニカルシールなど、複数のシールオプションが用意されています。
投稿日時: 2023年5月18日