カートリッジシールとリップシールの違いは何ですか

カートリッジ シールとリップ シールは、さまざまな業界の回転機器で一般的に使用されている 2 つの異なるタイプのシーリング ソリューションです。どちらも漏れや汚染を防ぐ役割を果たしますが、設計、材料、および用途の適合性が異なります。

カートリッジ シールは、複数のコンポーネントを組み合わせた、組み立て済みの自己完結型のシール ユニットを提供します。一方、リップ シールは、シャフト表面に対してバリアを作成する柔軟なシール要素で構成されています。このブログ投稿では、これらのシール技術の詳細を詳しく調べ、その独自の特性、パフォーマンス機能、および産業機械における一般的な使用例を調べます。

カートリッジシールとは

カートリッジシールは、カートリッジメカニカルシールとも呼ばれ、 メカニカルシール 組み立て済みユニットとして設計されています。この完全なシール アセンブリは、固定シート、回転シール リング、二次シール、グランド プレートで構成され、すべてが 1 つのカートリッジ ユニットに組み合わされています。カートリッジ内のシール コンポーネントの配置により、コンポーネント シールに比べて取り付けが簡単になり、組み立て時間が短縮されます。

カートリッジ シールは、回転シャフトに沿った流体の漏れを防ぐために、ポンプやその他の回転機器でよく使用されます。水、石油、化学処理産業など、幅広い用途に信頼性の高いシーリング ソリューションを提供します。カートリッジ シールの設計により、機器を分解せずにユニット全体を交換できるため、メンテナンスと交換が容易になります。

カートリッジ シールの利点の 1 つは、その汎用性です。用途の要件に応じて、シングル シール、ダブル シール、またはタンデム シールとして構成できます。シングル カートリッジ シールは 1 セットのシール面で構成され、ダブル シールは 2 セットのシール面で構成され、その間にバッファー フルイドが配置されているため、安全性と信頼性が向上します。一方、タンデム シールは 2 つのシールが背中合わせに取り付けられているため、プライマリ シールが故障した場合の冗長性を確保できます。

リップシールとは

リップシールは、オイルシールまたは回転軸シールとも呼ばれ、回転機器の液体やガスの漏れを防ぐためによく使用されるシールの一種です。ニトリルゴムやフルオロエラストマーなどのエラストマー材料で作られた柔軟なリップまたは複数のリップで構成され、回転軸に押し付けられてシール効果を生み出します。

リップ シールの主な機能は、オイルやグリースなどの潤滑剤をベアリング チャンバー内に保持し、外部環境からの汚染物質の侵入を防ぐことです。リップ シールは、ギアボックス、ポンプ、モーターなど、圧力と速度が比較的低い用途でよく使用されます。

リップシールのシール作用は、回転シャフトとの接触を維持するエラストマーリップに依存しています。リップは通常、ガータースプリングまたはその他のタイプのスプリングを使用して成形され、シャフトに対するシール力を一定に保ちます。シャフトが回転すると、リップが曲がり、シャフトのずれや偏心を吸収して、連続的なシールインターフェースを確保します。

リップ シールは、さまざまなアプリケーション要件に合わせて、さまざまな設計と構成で提供されています。リップ シールの一般的なタイプには、次のものがあります。

1. シングルリップシール: シャフトに接触する 1 つのシールリップを備えており、ほとんどの汎用アプリケーションに適しています。
2. ダブルリップシール: 2 つのシールリップを備え、漏れに対する追加のバリアを提供し、より厳しい条件でもシール性能が向上します。
3. カセットシール: リップシールとベアリングまたはその他のコンポーネントを組み合わせた組み立て済みのユニットで、設置とメンテナンスが簡単になります。
4. V リング シール: V 字型の断面を持ち、シャフトとハウジングのボアに対してシールするように設計されており、半径方向と軸方向の両方のシールを提供します。

カートリッジシールとリップシールの主な違い

デザインと構造

カートリッジ シールは、固定シート、回転シール リング、二次シール、グランド プレートで構成される、組み立て済みのメカニカル フェイス シール ユニットです。シール コンポーネントの配置はカートリッジ ユニット内に収められており、完全なシール アセンブリとなっています。

対照的に、リップシールは、シャフト表面に接触する 1 つ以上のシールリップを備えた、通常はエラストマーまたは PTFE などの柔軟なシール要素を備えた回転シャフトシールの一種です。

設置とメンテナンス

カートリッジ シールの取り付けプロセスは、通常、非カートリッジ メカニカル シールに比べて簡単です。カートリッジ シール ユニットは事前に組み立てられ、工場でテストされているため、組み立て時間が短縮され、誤った取り付けの可能性が最小限に抑えられます。この取り付けの容易さは、メンテナンスのダウンタイムの短縮につながります。

一方、リップシールは、適切な位置合わせとシール張力を確保するために慎重に取り付ける必要があります。時間の経過とともにシールリップが摩耗するため、より頻繁に交換が必要になる場合があります。

アプリケーション

カートリッジ シールは、希薄な非潤滑液体を含むさまざまな流体を扱う、さまざまなポンプ、ミキサー、その他の回転機器で広く使用されています。カートリッジ シールは、信頼性の高い動作と最小限の漏れが求められる用途に適しています。

リップ シールは、ギアボックス、ベアリング チャンバー、潤滑剤の効果的な密封や汚染物質の排除が必要なその他の機械などの機器で一般的に使用されています。自動車のウォーター ポンプ シール カートリッジや土木機械でよく使用されます。

コストの考慮

カートリッジ シールは、設計が複雑で、事前に組み立てられているため、通常、リップ シールに比べて初期コストが高くなります。ただし、カートリッジ シールはパフォーマンスと信頼性が優れているため、メンテナンスの削減、シール交換の減少、ダウンタイムの最小化により、長期的なコスト削減につながります。

リップシールは、最初はより経済的なシーリングソリューションを提供しますが、時間の経過とともに交換およびメンテナンスのコストが高くなる可能性があります。

パフォーマンスと信頼性

カートリッジ シールは、要求の厳しい用途において優れた性能と信頼性を提供します。事前組み立て済みの設計により、適切な位置合わせとシール面の材料選択が保証され、早期故障のリスクが軽減されます。カートリッジ シールは、リップ シールに比べて、より高い圧力、温度、および幅広い流体に効果的に対応できます。また、漏れ制御が優れ、シール寿命が長くなります。

リップシールは、特定の用途では信頼性が高いものの、特に厳しい条件下や腐食性の高い媒体にさらされる場合には、漏れや摩耗が発生しやすくなる可能性があります。