シャフトシールとスタッフィングボックスの違いは何ですか

機械業界では、回転シャフトを効果的にシールすることが、機器の信頼性と性能にとって最も重要です。一般的に使用される 2 つのシール ソリューションは、シャフト シールとスタッフィング ボックスであり、それぞれに異なる特性と用途があります。

どちらも漏れを防止し、汚染から保護する役割を果たしますが、シャフトシールとスタッフィングボックスは、シール機構、メンテナンス要件、漏れ率、適切な用途、耐久性、コストが異なります。

シャフトシールとは

シャフト シールは、回転シャフトに沿った液体やガスの漏れを防ぐために設計された機械装置です。シャフトと、ポンプ、コンプレッサー、タービンなどの機械のハウジングまたはケーシングとの間にシールを形成します。シャフト シールは通常、シャフトがハウジングに出入りする箇所に設置されます。

シャフト シールの主な機能は、シャフトが自由に回転できるようにしながら、プロセス流体を装置内に閉じ込めることです。漏れを最小限に抑え、汚染を減らし、外部汚染物質がシステム内に侵入するのを防ぎます。

シャフトシールには様々な種類があり、 メカニカルシール、リップシール、ラビリンスシールがあり、それぞれ独自の設計とシール機構を備えています。

スタッフィングボックスとは

スタッフィング ボックスは、可動シャフトまたはロッドの周囲での漏れを防ぐために使用されるシールの一種です。ポンプ、バルブ、その他の機械設備によく使用されます。スタッフィング ボックスはシャフトを囲む円筒形の空洞で構成され、パッキングと呼ばれる圧縮可能な材料が詰められています。

パッキン材は、通常、グラファイト、PTFE、編組繊維などの柔らかくしなやかな素材で作られています。パッキン材はスタッフィング ボックスに挿入され、調整可能なグランドまたはフォロワーを使用してシャフトの周囲に圧縮されます。パッキンが圧縮されると、シャフトとハウジングの間に密閉状態が生まれ、液体やガスが漏れるのを防ぎます。

シャフトシールとスタッフィングボックスの主な違い

シール機構

シャフト シールとスタッフィング ボックスは、シールの仕組みが異なります。シャフト シールでは通常、スプリングで押し付けられた 2 つの平面で構成されるメカニカル シールが使用されます。1 つの面はシャフトとともに回転し、もう 1 つの面は固定されたままです。シール面は、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くて耐摩耗性のある素材で作られています。

対照的に、スタッフィング ボックスでは、編組繊維やグラファイト リングなどのパッキング材料をシャフトの周りに圧縮して密閉します。パッキングはグランド フォロワーによって所定の位置に保持され、グランド ナットを使用して調整されます。

メンテナンス

スタッフィング ボックスは、シャフト シールに比べてより頻繁なメンテナンスが必要です。適切な圧縮を維持し、漏れを防ぐために、スタッフィング ボックス内のパッキング材を定期的に調整する必要があります。時間が経つと、パッキングは摩耗し、交換する必要があります。

一方、シャフトシールは耐用年数が長く、メンテナンスの必要性も少なくなります。ただし、シャフトシールが故障した場合はユニット全体を交換する必要があり、パッキンの交換よりも時間がかかる場合があります。

漏れ

シャフト シールは、スタッフィング ボックスに比べて、より効果的なシールを提供し、漏れが少なくなります。シャフト シールのメカニカル シール面は、しっかりとした一定の接触を維持し、漏れを最小限に抑えます。

スタッフィング ボックスは、適切に調整されていても、制御された少量の漏れを許容します。この漏れは、パッキング材料を潤滑し、冷却するために必要です。ただし、パッキングが適切に圧縮されていなかったり、摩耗したりすると、過度の漏れが発生する可能性があります。

アプリケーション

シャフト シールとスタッフィング ボックスのどちらを選択するかは、用途によって異なります。シャフト シールは、ポンプ、コンプレッサー、タービンなどの高圧、高温、高速の用途でよく使用されます。また、汚染を最小限に抑えられるため、製品の純度が重要となる用途でも好まれます。

スタッフィング ボックスは、バルブ ステム、往復ポンプ、ミキサーなどの低圧および低速の用途でよく使用されます。また、ある程度の漏れが許容されるか、潤滑のために漏れが望ましい用途にも適しています。

耐久性

シャフトシールは、一般的にスタッフィングボックスに比べて耐用年数が長くなります。メカニカルシールに使用される硬くて耐摩耗性のある素材は、過酷な条件に耐え、長期間にわたってシール効果を維持できます。

一方、詰め物箱は梱包材に依存しており、時間の経過とともに摩耗や劣化が生じます。適切な密閉を確保するには、梱包材を定期的に交換する必要があります。

料金

シャフト シールの初期コストは、通常、スタッフィング ボックスの初期コストよりも高くなります。シャフト シールは精密に設計された部品であり、厳しい公差と高品質の材料が求められるため、価格が高くなります。

スタッフィング ボックスは設計がシンプルで、安価な材料を使用しているため、初期費用はより経済的です。ただし、長期的なコストも考慮する必要があります。スタッフィング ボックスはメンテナンスや交換が頻繁に必要になるため、長期的には運用コストが高くなる可能性があります。