メカニカル シールは遠心ポンプの重要なコンポーネントであり、漏れを防ぎ、信頼性の高い動作を保証します。ただし、シールの種類が多岐にわたるため、特定の用途に最適なシールを選択することは困難です。間違ったシールを選択すると、パフォーマンスが低下し、メンテナンス コストが増加し、予期しないダウンタイムが発生する可能性があります。

このブログ記事では、さまざまなタイプの メカニカルシール 遠心ポンプ向けで、産業ニーズに応じた情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

スプリング機構に基づく

シングルスプリングメカニカルシール

シングルスプリングメカニカルシールは、回転シール面と固定シール面の間の接触圧力を維持するために単一のスプリングを使用します。スプリングは通常、回転シール面の後ろに配置されます。 シール面一定の力を加えて面を接触状態に保ちます。シングル スプリング シールは、中程度の圧力と温度が要求される汎用アプリケーションに適しています。

マルチスプリングメカニカルシール

マルチスプリング メカニカル シールは、通常円形パターンで配置された複数のスプリングを使用して、シール面全体に均一な圧力分散を実現します。複数のスプリングを使用することで、単一スプリング設計に比べて安定性と位置合わせが向上します。マルチスプリング シールはより高い圧力に対応でき、振動やシャフトの位置ずれの影響を受けにくくなります。

ウェーブスプリングメカニカルシール

ウェーブ スプリング メカニカル シールは、シール面に圧力をかける波状または正弦波状のスプリングを備えています。ウェーブ スプリング設計により、シール アセンブリをよりコンパクトにしながら、一貫した接触圧力を実現できます。ウェーブ スプリング シールは、スペースが限られた用途でよく使用され、中程度から高圧まで対応できます。

円錐スプリングメカニカルシール

円錐スプリング メカニカル シールには、シール面に圧力をかける円錐形のスプリングが組み込まれています。円錐型設計により、スプリングが圧縮されるにつれて接触圧力が徐々に増加し、さまざまな条件下でシール性能が向上します。円錐スプリング シールは高圧用途に適しており、熱膨張と収縮を補正できます。

バランス調整機能に基づく

バランスシールとアンバランスシール

メカニカルシールは、その設計とシール面全体の圧力分布に基づいて、バランス型とアンバランス型に分類できます。

アンバランスシールでは、回転シール面の裏側に全システム圧力が作用するため、接触圧力が高くなり、摩耗が増加します。

バランスシールには、シール面にかかる有効圧力を低減する段付きまたはテーパー付きの設計が採用されており、接触圧力の低下、摩擦の減少、シール寿命の延長につながります。バランスシールは、高圧用途やエネルギー効率が問題となる場合に適しています。

二次シールと駆動機構に基づく

プッシャーシールと非プッシャーシール

プッシャーシールには、通常 O リングまたは V リングである二次シールがあり、一次シール面とともに軸方向に動きます。二次シールは、一次シール面を固定面に対して「押し付け」、接触圧力を維持します。

ベローズ シールとも呼ばれる非プッシャー シールは、柔軟なベローズ要素を使用して、動的な二次シールを必要とせずに軸方向の動きとシール力を提供します。

従来のシール

従来のメカニカル シールは、個別に組み立てられ、取り付けられる個別のコンポーネントで構成されています。適切な動作を確保するには、取り付け時に慎重に位置合わせと調整を行う必要があります。従来のシールは、材料の選択に関して柔軟性があり、特定の用途に合わせてカスタマイズできます。ただし、他のシール タイプと比較して、取り付けエラーが発生しやすく、メンテナンスも必要になります。

カートリッジシール

カートリッジ シールは、シール面、スプリング、二次シールなど、必要なシール コンポーネントがすべて 1 つのカートリッジ内に収められた組み立て済みユニットです。取り付けと取り外しが簡単に行えるように設計されており、誤った組み立てや位置合わせの問題が発生するリスクが軽減されます。カートリッジ シールは、信頼性、標準化された設計、および簡素化されたメンテナンス手順により、さまざまな業界で広く使用されています。

メカニカルシールを選択する際に考慮すべき要素

流体の種類

化学的に攻撃的または腐食性の流体の場合、シール面と二次シール要素は、攻撃に耐えられる適合性のある材料で作られている必要があります。研磨粒子を含む流体の場合、摩耗に耐え、密閉性を維持するために、シリコンカーバイドなどの硬い表面材料が必要です。

結晶化したり堆積物を残したりする傾向がある流体では、詰まりを防ぐために、流路の拡大やフラッシュ ポートなどの機能を考慮する必要があります。高純度のアプリケーションでは、熱の発生と流体の粒子汚染を最小限に抑えるために、摩擦が少なく接触しない面を持つシールが好まれます。

流体圧力

一般的に、圧力が高くなると、シール面の材質がより強固になり、スプリングも強くなり、シール面の冷却と潤滑も改善される必要があります。

アンバランス シールは、通常、低圧用途に限定されますが、バランス シール設計では、シール面の油圧負荷を軽減することで、高圧でも信頼性の高い動作が可能になります。非常に高圧の場合は、ポンプ圧力よりも高い圧力に維持されたバリア流体を備えた二重シールが必要になる場合があります。

温度

二次シールに使用されるエラストマーは、予想される動作温度において柔軟性と耐薬品性を維持する必要があります。

高温では、シール面には、熱の蓄積を防ぎ潤滑を維持するために、断熱スリーブ、熱を放散する面材、内部フロー調整剤などの特別な機能が必要です。極端に高温または低温の場合は、シール面で許容可能な動作条件を維持するために、冷却ジャケットまたは熱交換器を備えたコンポーネント シールまたはカートリッジ シールの使用が必要になる場合があります。