ダブルメカニカルシールのコンポーネント

ダブルメカニカルシールは、ポンプやコンプレッサーなどの回転機器で流体の漏れを防ぐために広く使用されています。概念は単純ですが、システムとして連携して機能するいくつかの重要な要素で構成されています。

この記事では、シールの配置、面、グランド、スリーブ、フラッシュ システム、バリア液、エラストマー、ハードウェアなど、一般的なダブル メカニカル シールの主要コンポーネントについて説明します。各部品の役割と設計上の考慮事項を理解することで、読者はこれらの複雑なシール ソリューションに対する理解を深めることができます。

シールの手配

ダブル メカニカルシール 背中合わせ、対面、タンデムの 3 つの主要な配置で構成できます。

続けて

背中合わせの配置では、2 つのシールの回転面が互いに離れる方向に取り付けられます。バリアまたはバッファ流体はシール間に導入され、圧力はプロセス流体の圧力よりも高く維持されます。この配置は高圧用途に最適で、プロセス流体がバリア/バッファ流体システムに入るのを防ぎます。

面と向かって

対面配置では、2 つのシールの回転面が互いに向き合います。バリアまたはバッファ流体は、プロセス流体よりも低い圧力に維持されます。この構成は低圧アプリケーションに適しており、バリア/バッファ流体システムの漏れを簡単に監視できます。

タンデム

タンデム シール アレンジメントは、回転面が同じ方向に取り付けられた 2 つのシールを特徴としています。バリアまたはバッファ流体はシール間に導入され、圧力は通常、プロセス流体の圧力よりも低いレベルに維持されます。タンデム シールは、漏れに対する追加の保護層を提供し、環境に敏感な用途や危険な用途でよく使用されます。

ダブルメカニカルシールのコンポーネント

シールフェイス

シール面は、 ダブルメカニカルシールこれらは、プライマリシールとセカンダリシールの 2 つの部分で構成されます。

プライマリシール

プライマリ シール (インボード シールとも呼ばれる) は、漏れに対する最初の防御線です。通常、シリコン カーバイド、タングステン カーバイド、セラミックなどの硬くて耐摩耗性のある材料で作られています。プライマリ シールの面は、漏れを最小限に抑えながら互いにかみ合うことができるように、正確に重ね合わせて滑らかで平らな表面になっています。

一次シール面は、スプリング圧力と密封された流体からの油圧の組み合わせによって所定の位置に保持されます。密封された流体の圧力が増加すると、シール面にかかる油圧力が増大し、シール面がよりしっかりと閉じて漏れを防止します。

二次シール

二次シールはアウトボードシールとも呼ばれ、ダブルメカニカルシールのバックアップシール要素です。通常は一次シールと同じ材料で作られており、一次シールが故障した場合の冗長シールポイントとして機能します。

二次シール面はシールされた流体と直接接触しないため、一次シール面のような摩耗や損傷は受けません。ただし、二次シール面は依然として環境にさらされており、腐食、温度変動、その他の環境要因に対する耐性が必要です。

シール腺

シール グランドは、メカニカル シール コンポーネントを収容するハウジングです。通常はステンレス鋼やハステロイなどの耐腐食性材料で作られており、密封された流体の圧力と温度に耐えられるように設計されています。

シール グランドは、シール面の取り付け面と、フラッシュ液およびバリア/バッファ液を導入するためのポートを提供します。また、発生する可能性のある漏れをシステムから安全に除去するための排水ポートも備えています。

シャフトスリーブ

シャフト スリーブは、回転装置のシャフトにフィットし、シール グランドの取り付け面を提供する円筒形の部品です。通常はステンレス鋼や炭化タングステンなどの硬くて耐摩耗性のある材料で作られており、メカニカル シールによる損傷からシャフトを保護するように設計されています。

シャフト スリーブは、シール面の適切な位置合わせを維持する上でも重要な役割を果たします。シャフトの位置ずれや振れがあると、シール面の位置がずれ、漏れが増加し、シールが早期に故障する原因となります。

フラッシュシステム

フラッシュ システムは、ダブル メカニカル シールの重要なコンポーネントであり、シール面の冷却と潤滑に役立ち、シールの故障の原因となる汚染物質の蓄積を防ぎます。フラッシュ システムは、プライマリ シール フラッシュとセカンダリ シール フラッシュの 2 つの部分で構成されています。

プライマリシール（インボード）

プライマリ シール フラッシュは、プライマリ シール面を冷却および潤滑するために使用されます。通常、これはクリーンで互換性のある流体であり、シール グランドのポートからシール グランドに導入されます。フラッシュ流体はプライマリ シール面を流れ、熱と汚染物質を除去してから、ドレン ポートから排出されます。

セカンダリシール（アウトボード）

二次シール フラッシュは、二次シール面を冷却および潤滑するために使用されます。これは通常、一次シール フラッシュと同じ流体であり、別のポートからシール グランドに導入されます。二次シール フラッシュは二次シール面を流れ、その後ドレン ポートから排出されます。

バリア/バッファ流体システム

バリア/バッファ流体システムは、ダブルメカニカルシールで使用できる追加コンポーネントであり、漏れに対する追加の保護層を提供します。バリア/バッファ流体は、密封された流体よりも高い圧力に維持されるクリーンで互換性のある流体であり、シール面全体に正の圧力差を生み出します。

バリア/バッファ流体システムは、リザーバ、圧力制御バルブ、循環ポンプで構成されています。リザーバはバリア/バッファ流体の供給を保持し、圧力制御バルブは流体を一定の圧力に保ちます。循環ポンプはシール グランドを通して流体を循環させ、シール面全体に清潔で冷たい流体を連続的に流します。

シールエラストマー

シール エラストマーは、さまざまなシール コンポーネント間の静的シールを提供するダブル メカニカル シールの重要なコンポーネントです。シール エラストマーは通常、フルオロエラストマー (FKM)、パーフルオロエラストマー (FFKM)、エチレン プロピレンジエン モノマー (EPDM) などの柔軟で弾力性のある材料で作られており、アプリケーションの圧力、温度、および化学的適合性の要件に耐えられるように設計されています。

シール エラストマーは、メカニカル シール内のさまざまな場所で使用されます。

• シール面とシールグランド間のOリング
• シールグランドと機器ハウジング間のガスケット
• シール面の軸方向の動きを提供するベローズまたはダイヤフラム

シールハードウェア

シール ハードウェアとは、シール面やその他のコンポーネントをシール グランド内に固定するさまざまな機械コンポーネントを指します。これらのコンポーネントは通常、ステンレス鋼やハステロイなどの耐腐食性材料で作られており、密封された流体の圧力と温度に耐えられるように設計されています。

シール ハードウェアの一般的な例には次のものがあります。

• シール面に必要な閉鎖力を提供するスプリング
• シャフトからシール面へトルクを伝達するドライブカラー
• シールグランド内でシール部品を固定する保持リング