金属ベローズメカニカルシールとは

金属ベローズメカニカルシールとは

金属ベローズ メカニカル シールは、ポンプ、コンプレッサー、ミキサーなどの回転機器で液体やガスの漏れを防ぐために設計された特殊なシール装置です。これらのシールは、通常は高品質のステンレス鋼で作られた金属ベローズで構成され、固定面と回転面に取り付けられています。金属ベローズは、安定したシール インターフェースを維持しながら、軸方向と角度のずれに対応できる、柔軟で圧力に応答するシールを提供します。

金属ベローズ メカニカル シールの主なコンポーネントには、金属ベローズ、固定面 (通常はシリコン カーバイドやタングステン カーバイドなどの硬質材料で作られています)、回転面 (多くの場合、カーボンまたは類似の材料で作られています)、および O リングやガスケットなどの二次シール要素が含まれます。金属ベローズはスプリングとして機能し、シール面を接触させ、漏れのないシールを維持するために必要な閉鎖力を提供します。

金属ベローズメカニカルシールの仕組み

金属ベローズ メカニカル シールは、固定面と回転面の間に薄い流体膜を維持するという原理で動作します。固定面に溶接された金属ベローズは、シール面の閉じる力を一定に保ちながら、軸方向および角度方向の動きに合わせて曲がります。この閉じる力は、ベローズの有効領域に作用する密封された流体の圧力と、ベローズ自体のバネ力によって生成されます。

回転装置が作動すると、回転面はシャフトとともに動きますが、固定面は固定されたままです。面間の流体膜がシール面を潤滑および冷却し、摩耗を最小限に抑え、面間の直接接触を防ぎます。金属ベローズは、圧力、温度、シャフト位置の変化などのさまざまな動作条件下でも、シール面の接触を最適に保つように継続的に調整します。

金属ベローズメカニカルシールの設計

1. ベローズ材質: 金属ベローズは通常、316L やハステロイ C などの高品質のステンレス鋼で作られており、優れた耐腐食性、柔軟性、耐久性を備えています。
2. シール面材質: 固定面と回転面は、密封された流体との適合性と動作条件に耐える能力に基づいて選択されます。一般的な面材料の組み合わせには、シリコンカーバイド対カーボン、タングステンカーバイド対カーボン、シリコンカーバイド対シリコンカーバイドなどがあります。
3. ベローズ構成: 金属ベローズの渦巻きの数、壁の厚さ、および全体の長さは、特定の用途に必要なバネ力と柔軟性を提供するように設計されています。
4. 二次シール要素O リング、ガスケット、およびその他の二次シール要素は、密封された流体との適合性と、メカニカル シール コンポーネントと機器間の信頼性の高い静的シールを提供する能力に基づいて選択されます。

金属ベローズメカニカルシールの利点

• 優れた密閉性能: 金属ベローズの圧力応答設計により、シール面が最適な接触を維持し、非常に効率的で漏れのないシールを実現します。
• 耐久性と信頼性: ベローズの全金属構造により、エラストマーベローズやその他のシール構造に比べて、優れた耐久性と疲労、腐食、高温に対する耐性が得られます。
• 低メンテナンス: 金属ベローズメカニカルシールは、堅牢な設計で、スプリングやダイナミック O リングなどの摩耗しやすい部品がないため、メンテナンスが最小限で済みます。
• コンパクトなデザインベローズとシーリング面が一体化されているため、コンパクトで省スペースな設計が可能になり、さまざまな機器構成に簡単に設置できます。
• 幅広い用途: 金属ベローズメカニカルシールは、高圧、高温、化学的に攻撃的な環境など、さまざまな業界や用途で使用できます。

金属ベローズメカニカルシールは何に使用されますか

• パンプス: 金属ベローズシールは、液体やガスの漏れを防ぐために、遠心ポンプ、容積式ポンプ、極低温ポンプでよく使用されます。
• コンプレッサーコンプレッサー用途では、高圧ガスを密封し、圧縮媒体の汚染を防ぐために金属ベローズシールが使用されます。
• ミキサーと撹拌機: 金属ベローズシールは、プロセス流体を封じ込め、シャフトの漏れを防ぐために、混合および撹拌装置に使用されます。
• 製油所および石油化学工場石油・ガス業界では、炭化水素、溶剤、その他の腐食性の高い流体を扱うために、ポンプ、コンプレッサー、その他の回転機器に金属ベローズシールが使用されています。
• 化学処理: 金属ベローズシールは、化学製造工場で、腐食性または毒性の化学物質を扱うポンプやその他の機器を密閉するために使用されています。
• 発電発電所では、ボイラー給水ポンプ、循環水ポンプ、その他の重要な機器に金属ベローズシールが使用され、信頼性の高い動作を確保し、漏れを防止します。
• 医薬品および食品加工: 金属ベローズシールは、製品の純度を維持し、汚染を防ぐために、衛生的かつ無菌的な用途で使用されます。

金属ベローズメカニカルシールを選択する際に考慮すべき要素

プレート形状

ベローズに使用される金属プレートの形状は、シールの柔軟性と耐久性に大きな影響を与える可能性があります。平らなプレートはシンプルですが、疲労しやすくなります。一方、成形されたプレートは柔軟性と応力分散が向上します。

角度

金属板を溶接する角度は、ベローズの圧縮能力と拡張能力に影響します。角度が大きいほど圧縮力は大きくなりますが、シールの安定性が低下する可能性があります。逆に、角度が小さいほど安定性は高まりますが、圧縮範囲は制限されます。

溶接の完全性

溶接品質が悪いと、漏れ、腐食、早期故障につながる可能性があります。選択した金属ベローズ メカニカル シールが、アプリケーションの要求に耐えられる高品質で一貫した溶接になっていることを確認してください。

板厚（薄板）

薄い金属板は柔軟性が高く、ベローズの圧縮と拡張が容易になるという利点があります。ただし、薄い板は損傷や摩耗の影響を受けやすくなります。

振動の制御

振動は金属ベローズのメカニカルシールに大きなストレスを与え、疲労や故障につながる可能性があります。減衰材の使用や振動耐性機能を備えたシールの設計などの振動制御対策を実装すると、シールの寿命を延ばし、高振動環境での性能を維持するのに役立ちます。

二重ベローズ

強度と耐久性の向上が求められる用途では、二重ベローズが最適な選択肢となります。これらのベローズは 2 層の金属プレートを備えており、圧力と温度の変動に対する耐性が向上しています。二重ベローズは、単層ベローズでは対応できない高圧または高温の用途に特に適しています。

圧力とシールバランス

圧力とシール性能の適切なバランスを実現することは、金属ベローズ メカニカル シールの成功にとって重要です。圧力が高すぎるとベローズが変形したり故障したりする可能性があります。一方、圧力が低すぎると漏れが生じる可能性があります。