プッシャーメカニカルシールとは

プッシャー 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の流体漏れを防ぐために設計された特殊なシール装置です。このタイプのシールは、スプリング式メカニズムを使用してシール面間の接触を一定に保ち、要求の厳しい産業用途で最適なパフォーマンスと信頼性を確保します。

このブログ投稿では、プッシャー メカニカル シールの複雑な部分を詳しく調べ、そのコンポーネント、機能原理、主な利点について説明します。

プッシャーメカニカルシールとは

プッシャーメカニカルシールは、回転軸と固定ハウジング間の流体またはガスの漏れを防ぐために設計されたメカニカルシールの一種です。回転軸と固定ハウジングで構成されています。 シール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い材料で作られたシール面と、通常はカーボンやセラミックなどの柔らかい材料で作られた固定シール面があります。

回転シール面はシャフトに取り付けられ、固定シール面はハウジングに固定されています。スプリング機構がシール面に圧力をかけ、シール面を押し合わせて密閉状態を作ります。このスプリング力により、圧力や温度が変化する状況でもシール面の接触が維持されます。

プッシャー メカニカルシール スプリング機構がシール面を「押し付ける」方法にちなんで名付けられています。スプリングは固定シール面の後ろにあり、動作中に発生する可能性のある摩耗やずれを補正します。シール面が摩耗しても、スプリングはシール面を押し付け続け、一貫したシール状態を維持します。

プッシャーメカニカルシールの仕組み

プッシャー メカニカル シールの動作原理は、そのコンポーネント間の正確な相互作用に依存します。通常、ステーターはシール ハウジングに取り付けられ、ローターは回転シャフトに取り付けられます。シール面は、油圧とスプリング力の組み合わせによって密着した状態に保たれます。

シャフトが回転すると、ローター面も一緒に動き、シール面の間に薄い流体膜が保たれます。この流体膜は、通常わずか数ミクロンの厚さで、面同士の直接接触を防ぎ、摩耗を最小限に抑えます。シール圧力は、ローター面をステーター面に押し付けるスプリング力と、ローターの背面に作用する油圧によって維持されます。

シャフトの軸方向の動きと位置ずれに対応するために、プッシャー メカニカル シールには O リングや V リングなどの二次シール要素が組み込まれています。これらの要素はローターとスリーブの間に配置され、シールの完全性を維持しながらある程度の動きを可能にします。

プッシャーメカニカルシールの利点

コンパクトでコスト効率に優れています

プッシャーシールの主な利点の 1 つは、他のメカニカルシール タイプと比較してシンプルでコンパクトな設計です。プッシャーシールの基本コンポーネント (シール リング、メイティング リング、およびセカンダリ シール) は、スペース効率に優れたアセンブリを実現し、大幅な変更なしでさまざまなタイプの回転機器に簡単に後付けできます。

このシンプルでコンパクトな設計により、プッシャーシールは非常にコスト効率に優れています。プッシャーシールは製造コストが安く、多くの場合、最も安価なタイプのメカニカルシールです。

多用途で信頼性が高い

プッシャー メカニカル シールは、幅広い一般的な用途で非常に汎用性が高く、信頼性も高いシールです。極度の圧力には適していませんが、約 200 psi までのほとんどの用途で信頼性の高いシール性能と長い耐用年数を提供します。ダイナミック O リングはシャフトの動きに対応し、シール接触を維持して信頼性の高い機能を実現します。

プッシャーメカニカルシールの欠点

限られた圧力能力

プッシャー メカニカル シールの欠点の 1 つは、ベローズやダイヤフラム シールなどの他のタイプのシールに比べて、高圧に耐える能力が限られていることです。プッシャー シールで軸方向の荷重を提供する動的 O リングは、通常 200 psi を超える非常に高い圧力下では押し出されて破損する傾向があります。この圧力制限により、プッシャー シールは要求の厳しい高圧用途には適していません。

ドライランニングに弱い

プッシャー メカニカル シールは、非プッシャー設計よりもドライ ランニングによる損傷を受けやすくなります。シール面が密封された流体からの適切な潤滑なしでドライ ランニングすると、高い摩擦と熱によってカーボンおよびセラミック シール面がすぐに破損する可能性があります。ダイナミック セカンダリ シールもドライ ランニング状態では燃えやすい傾向があります。

漏洩率の上昇

プッシャー メカニカル シールのもう 1 つの潜在的な欠点は、プッシャー シール以外のシールに比べて、特に経年劣化により漏れ率がわずかに高くなる傾向があることです。プッシャー シールの軸方向荷重機構は、スプリングやベローズ荷重よりも面接触の精度が低くなります。

プッシャーメカニカルシールの用途

石油化学処理

プッシャー メカニカル シールは、ポンプ、ミキサー、コンプレッサーなどの石油化学処理装置で広く使用されています。製油所や化学工場でよく使用される有機化学物質、炭化水素、その他の流体のシールに最適です。

パルプ・紙

パルプおよび製紙業界では、プッシャー メカニカル シールも広く使用されています。これらは、パルプ蒸解釜、製紙機ロール、撹拌機、ファン ポンプなどに使用されています。適切なエラストマーで作られたプッシャー シールは、製紙業界の化学薬品やプロセス流体の厳しい流体適合性要件を確実に満たします。

水と廃水

プッシャーシールは、水処理および廃水処理設備でも一般的な選択肢です。ほとんどの水処理用途における中程度の圧力と無害な流体特性は、プッシャーシールに最適です。コンパクトで経済的な設計のため、市水および工業用水と廃水の処理に使用される多くのポンプ、ミキサー、その他の回転装置にとって実用的な選択肢となっています。