メカニカルシールとダイナミックシールの違いは何ですか

産業機械において、シールとは、液体やガスの漏れや汚染を防ぐ重要な部品です。さまざまな用途で使用される一般的なシールには、メカニカル シールとダイナミック シールの 2 種類があり、それぞれに異なる特性と利点があります。

この記事では、メカニカルシールとダイナミックシールの主な違いについて、設計の複雑さ、サポートされる動作の種類、一般的な用途、耐久性、コスト要因に焦点を当てて詳しく説明します。これらの違いを理解することで、エンジニアやメンテナンス担当者は、特定の機械要件に最も適したシールを選択する際に、十分な情報に基づいた決定を下すことができます。

メカニカルシールとは

あ メカニカルシール 相対的に動く 2 つの表面間の流体の漏れを防ぐために使用される装置です。ステータと呼ばれる固定部分と、ローターと呼ばれる回転部分の 2 つの主要コンポーネントで構成されます。通常、ステータはハウジングに取り付けられ、ローターはシャフトに取り付けられます。

シール作用は、ステータ面とローター面の間に小さな隙間を維持することで実現します。これらの面は高度に研磨され、ラップ仕上げされて非常に平坦な表面を形成します。この隙間は、多くの場合、シールされるプロセスから生じる薄い液体の膜で満たされます。この液体の膜は面の潤滑に役立ち、面間の直接接触を防ぎ、摩耗を最小限に抑えます。

メカニカルシールは、プロセス流体を封じ込めて環境汚染を防ぐために、ポンプ、ミキサー、コンプレッサー、その他の回転機器で広く使用されています。信頼性の高いシール性能を備え、幅広い圧力、温度、流体タイプに対応できます。

ダイナミックシールとは

ダイナミック シールは、ロータリー シールまたはシャフト シールとも呼ばれ、固定ハウジングと回転シャフト間の漏れを防止するように設計されています。平らなシール面に依存するメカニカル シールとは異なり、ダイナミック シールはシャフト表面との接触を維持する柔軟なシール要素を採用しています。

最も一般的なダイナミックシールの種類は次のとおりです。

1. リップ シール: シャフト表面に押し付ける柔軟なエラストマー リップで構成されています。リップには、接触圧力を維持し、摩耗を補正するために、スプリングが組み込まれていることがよくあります。リップ シールはシンプルでコンパクト、コスト効率に優れているため、幅広い用途に適しています。
2. パックド グランド: パックド グランドは、編組繊維やグラファイト リングなどの圧縮されたパッキング材料を使用して、シャフトの周囲を密閉します。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 ボルトを調整することで圧縮されます。パックド グランドは多用途で、高温や高圧にも耐えることができます。
3. 迷宮の封印ラビリンス シールは、一連の密接したリングまたは溝を使用して、流体の曲がりくねった経路を作成します。完全なシールではありませんが、シール全体で圧力降下を発生させることで漏れを大幅に削減します。ラビリンス シールは非接触式で、高速用途に適しています。

ダイナミックシールは、ギアボックス、タービン、ベアリングハウジングなど、さまざまな機械で使用されています。一般的に、ダイナミックシールはメカニカルシールよりも複雑ではなく、コスト効率に優れていますが、圧力、速度、流体の適合性に関して制限がある場合があります。

メカニカルシールとダイナミックシールの主な違い

デザインの複雑さ

メカニカル シールは、ダイナミック シールに比べて設計が複雑です。 メカニカル シールは、プライマリ シール面、セカンダリ シール面、スプリング、その他の精密に設計および製造する必要がある部品など、複数のコンポーネントで構成されています。

対照的に、O リングやリップ シールなどの動的シールは構造がより単純で、多くの場合、単一のエラストマー材料から作られています。

サポートされているモーションタイプ

メカニカルシールは回転運動に対応するように設計されており、ポンプ、ミキサー、撹拌機などの回転軸を備えた機器に適しています。軸の連続回転に対応しながら、漏れを効果的にシールできます。

一方、ダイナミックシールは汎用性が高く、回転、往復、振動などさまざまな動きに対応できます。この汎用性により、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、バルブ、アクチュエータなど、幅広い機械に適用できます。

アプリケーション

メカニカル シールは、高圧、高温、高速に対応できるため、要求の厳しい産業用途で広く使用されています。石油・ガス、化学処理、製薬、発電の各業界で広く使用されており、プロセスの完全性と安全性を確保するには信頼性の高いシーリングが不可欠です。

ダイナミックシールは、自動車、航空宇宙、製造、油圧システムなど、幅広い業界で使用されています。さまざまな動作条件で液体やガスを密封するのに適しているため、多くの汎用シール用途でよく使用されています。

耐久性

メカニカル シールの耐久性は、適切な取り付け、メンテナンス、動作条件などの要因によって異なります。正しく取り付け、メンテナンスすれば、メカニカル シールは長期間のシール性能を発揮します。ただし、設計パラメータ内で動作しなかったり、研磨性または腐食性の媒体にさらされたりすると、摩耗や損傷を受けやすくなります。

ダイナミックシール、特に高品質のエラストマーで作られたものは、優れた耐久性と弾力性を備えています。幅広い動作条件に耐えることができ、長期間にわたって信頼性の高いシーリングを提供します。設計がシンプルなため、故障や摩耗の恐れがある部品が少なくなり、耐久性が向上します。

料金

メカニカル シールは、複雑な設計と精密な製造要件のため、一般的にダイナミック シールよりも高価です。メカニカル シールのコストには、シール自体だけでなく、適切な機能を確保するための設置およびメンテナンス費用も含まれます。

一方、ダイナミック シールはコスト効率に優れています。シンプルな設計と幅広い入手性により、多くのシーリング アプリケーションで経済的な選択肢となります。ダイナミック シールはコストが低いため、大量生産やシールの頻繁な交換が必要なアプリケーションでの使用に適しています。