バランス型メカニカルシールとアンバランス型メカニカルシールの違い

メカニカルシール

トッド

2024-06-13

メカニカルシールバランスとは

メカニカルシールのバランスとは、シール面に作用する油圧の力の分布を指します。メカニカルシールのバランスは、油圧による閉鎖力と開放力の比率によって決まります。閉鎖力はシール面に作用する密封流体の圧力によって生成され、開放力は通常、スプリングまたはベローズによって提供されます。

バランス比率とは

バランス比は、油圧閉鎖面積と油圧開放面積の比率として定義されます。油圧閉鎖面積は、密封圧力を受けるシール面の部分であり、閉鎖力を生成します。一方、油圧開放面積は、大気圧にさらされるシール面の部分であり、開放力を生成します。

バランス比率は次の式を使用して計算できます。

バランス比 = (油圧閉鎖面積) / (油圧開放面積)

バランス比が 1 より大きいシールは不均衡とみなされ、バランス比が 1 未満のシールは均衡とみなされます。バランス比が 1 に等しい場合、完全に均衡が取れたシールであり、閉じる力と開く力が等しいことを示します。

バランスメカニカルシールとは

バランス型メカニカルシールは、シール面に作用する油圧力をバランスさせて面負荷と熱発生を最小限に抑えるタイプのシール設計です。この設計では、シール面の裏側に作用するシール圧力によって生成される閉鎖力は、シール面の一部をシール圧力にさらすことによって生成される開放力によって相殺されます。

バランスシールは、高圧、高速、または低粘度の流体が関係するアプリケーションでよく使用されます。さまざまなアプリケーション要件に合わせて、シングルシール、ダブルシール、タンデムシールなど、さまざまな構成で利用できます。

バランス型メカニカルシールの利点

シール面の負荷軽減による発熱低減
摩耗の減少によりシール寿命が長くなります
より高い圧力とシャフト速度に対応できる能力
要求の厳しいアプリケーションでのパフォーマンスの向上
ミスアライメントとシャフトの動きに対する許容度の向上
漏洩制御と環境コンプライアンスの強化

バランス型メカニカルシールの欠点

アンバランスシールに比べてより複雑な設計
追加部品と精密製造による初期コストの上昇
動作条件の変化に対する感度の向上
適切にメンテナンスまたは設置されていない場合、漏れが発生する可能性があります
よりクリーンで高品質なバリア液の要求

アンバランスメカニカルシールとは

アンバランスメカニカルシールは、シール面に作用する油圧力がバランスが取れていないタイプのシール設計であり、バランスの取れたシールに比べて面負荷が高くなります。アンバランスシールでは、完全なシール圧力がシール面の裏側に作用し、開く力によって相殺されない閉じる力を生成します。

アンバランスシールは、水ポンプ、HVAC システム、一部の化学処理装置など、圧力と速度の要件が低いアプリケーションでよく使用されます。シングルシール、カートリッジシール、ベローズシールなど、さまざまな構成で使用できます。

アンバランスメカニカルシールの利点

より少ない部品でよりシンプルな設計
バランスシールに比べて初期コストが低い
設置とメンテナンスが簡単
低圧アプリケーションおよび非クリティカルなサービスに適しています
動作条件の変化に対する感受性が低い

アンバランスメカニカルシールの欠点

シール面の負荷が大きいため、圧力処理能力が限られている
発熱と摩耗が増加し、シール寿命が短くなる
高速および高温アプリケーションでのパフォーマンスが低い
バランスシールに比べて漏れ率が高い
シャフトの大きなずれや動きに対応できない

バランス型メカニカルシールを使用する場合

150 psi (10 bar) を超える高圧アプリケーション
400°F (200°C) を超える高温用途
粘性、腐食性、研磨性のある液体の取り扱い
最小限の漏洩と厳格な環境管理を必要とするプロセス
シャフトのずれや動きが大きいアプリケーション
遠心圧縮機やタービンなどの高速回転機器

アンバランスメカニカルシールを使用する場合

150 psi (10 bar) 未満の低圧アプリケーション
400°F (200°C) 未満の中温用途
重要でない、清浄な、または潤滑油の取り扱い
漏洩や環境に対する要件がそれほど厳しくないプロセス
シャフトのずれや動きが最小限のアプリケーション
汎用ポンプ、ミキサー、撹拌機