(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ・ハウジング（８）、シャフト（６）、該シャフト上に取り付けられた羽根車、密封チャンバ（１２）及び前記シャフト（６）上に装着されたリペラ（１４）を有する動的密封部（４）、及び前記羽根車の方向から見て前記動的密封部（４）の後ろのシャフト空間（４２）に配置された固定シール（２）を備える遠心ポンプであって、前記固定シール（５４、５４’）が静止密封部分を備える軸方向に調整可能なシール・カバー（５６）を備え、前記遠心ポンプがさらに前記シャフト（６）上に配置された回転密封部材を備え、前記静止密封部分が前記シール・カバー（５６）の一部分として設けられた可撓性の密封部分であり、前記静止密封部分が、管状の本体部分（７４、７８、９２）と、前記管状の本体部分（７４、７８、９２）から径方向内側に延出するシール・リップ（８０、９８）とを備え、前記回転密封部材が前記シャフト（６）に配置されたシャフト・スリーブ（６０）に関連して配置され、前記シャフト・スリーブ（６０）が、回転密封表面（６８）を有する径方向外側に延出するカラー（６６）を備え、前記回転密封表面（６８）は前記リペラ（１４）に面していることを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項２】
前記シャフト・スリーブ（６０）が、前記シャフト（６）上のショルダ（６４）と前記リペラ（１４）の間に締結されることを特徴とする、請求項１に記載の遠心ポンプ。
【請求項３】
前記シール・カバー（５６）が管状の本体部分（７４）を備え、それに関連して密封部分（７７）が配置されることを特徴とする、請求項１、又は２に記載の遠心ポンプ。
【請求項４】
前記シール・カバー（５６）がシール部分（９０）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の遠心ポンプ。
【請求項５】
前記密封部分（７７、９０）が少なくとも径方向内側に延出するシール・リップ（８０、９８）を備え、このシール・リップ（８０、９８）が前記シャフト・スリーブ（６０）の前記カラー（６６）上に配置された前記回転密封表面（６８）と動作的に連絡して配置されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の遠心ポンプ。
【請求項６】
前記密封部分（７７、９０）が管状の本体部分（７８、９２）をさらに備え、そこに前記シール・リップ（８０、９８）が配置されることを特徴とする、請求項５に記載の遠心ポンプ。
【請求項７】
前記シール・カバー（５６）が環状のリング（７２）を備え、それに接続して前記シール部分（９０）が配置されることを特徴とする、請求項１、２、４から６までのいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
【請求項８】
前記シール・カバー（５６）が環状のリング（７２）を備え、それに接続して密封部分（７７）を支える管状部分（７４）が配置されることを特徴とする、請求項１〜３、５、及び６までのいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
【請求項９】
前記シール・カバー（５６）が、調整手段（５８、７２）によって、前記ポンプ・ハウジング（８）及び／又は前記ハウジングのカバーに取り付けられることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
【請求項１０】
前記調整手段が、個別の環状のリング（７２）、或いは前記シール部分（９０）及び前記管状部分（７４）のうちの１つ、及び取付けボルト又は無頭ねじ（５８）と組み合わされて配置されたリングを備えることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
【請求項１１】
前記スリーブ（６０）が、前記カラー（６６）の反対側の端部で径方向内側に延出するリング（６２）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の遠心ポンプ。
【請求項１２】
前記回転密封表面（６８）が、前記カラー（６６）上に適切な被覆又は個別のリング形状部材として配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の遠心ポンプ。
【請求項１３】
前記スリーブ（６０）、前記カラー（６６）上の前記回転密封表面（６８）の前記被覆、又は前記個別のリングが金属、セラミック、又は複合材料から作製されることを特徴とする、請求項１、２、１１、及び１２のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。
【請求項１４】
遠心ポンプの動的密封部（４）に関して使用される固定シール用の静止密封部分であって、前記静止密封部分が、前記シール・カバー（５６）の一部分として設けられた軸方向の調整を可能にする可撓性の密封部分（７７，９０）であり、前記静止密封部分が、管状の本体部分（７４、７８、９２）、及び前記本体部分（７８、９２）から径方向内側に延出するシール・リップ（８０、９８）を備えることを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項１５】
前記密封部分（７７）が、前記密封部分（７７）をポンプ・ハウジング（８）に取り付ける手段（７４、８４、８６、９２）をさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載の静止密封部分。
【請求項１６】
前記取付け手段が、前記本体部分（７８）内の管状の本体部分（７４）、突起（８４）、及び前記管状の本体部分（７４）の窪み（８６）であることを特徴とする、請求項１５に記載の静止密封部分。
【請求項１７】
前記密封部分（９０）が、前記密封部分（９０）を前記ポンプ・ハウジング（８）に締結する手段（９６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載の静止密封部分。
【請求項１８】
前記締結手段が、前記管状の本体部分（７４、９２）のうちの１つに関連して配置された個別のリング（７２）であることを特徴とする、請求項１７に記載の静止密封部分。
【請求項１９】
前記締結手段が、前記管状の本体部分（７４、９２）のうちの１つの一体の部分として配置されたリング（７２）であることを特徴とする、請求項１７に記載の静止密封部分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ポンプ、シャフト・スリーブ、及び遠心ポンプの動的密封部に関連して使用される固定シール用の静止密封部分に関する。本発明は、ポンプが運転している間に間隙が調整できる固定シールに関する。特に、本発明はそのような固定シールの新規の構造を論じる。
【背景技術】
【０００２】
動的密封部は、シャフトに沿いポンプ軸受及びポンプ・ドライブに向かって液体が漏れないように、動作中に遠心ポンプを機械的接触なく密封することが可能な密封装置である。同じ目的の他の密封装置は例えば、ブレード・パッキン及びスライド・リング・シールであり、両方とも回転表面と静止表面の間の機械的接触を必要とする。すなわち、連続した機械的接触に基づく上記に示した密封タイプは、寿命周期のある時点で磨耗の問題があることが明らかである。
【０００３】
動的密封部は、ポンプの後部壁面に関連して配置された、動的密封チャンバ（室）とも呼ばれる、環状チャンバ内で（ポンプ入口開口の方向から見て）ポンプ軸受の前でポンプ渦巻きの後ろに配置されている。このチャンバは、ポンプ羽根車が回転しているポンプ渦巻きに直接流連通している。ポンプ・シャフト上に取り付けられた回転ディスクは、前記チャンバを羽根車側キャビティ及びポンプ軸受側キャビティに分割する。回転ディスクは軸受側キャビティに面する羽根を備えており、これはリペラと呼ぶこともでき、それに対してディスクの反対側は平らである。環状チャンバが液体を入れており、かつリペラが回転している場合を考慮して、リペラ・ディスク上の羽根は液体を最初径方向外側に、その後ディスクの外縁部の周りでチャンバの羽根車側キャビティまで汲み上げる傾向がある。しかし、ポンプが動作しているので、羽根車によってポンプ渦巻き内で発生する圧力は反対方向に作用し、すなわち羽根車は液体を軸受に押し込む。それによって、上記に示したリペラ羽根によって回転した液体リングが羽根車によって発生する圧力を補償し、ポンプが環状チャンバとポンプ軸受の間のシャフト空間に液体が入らないように密封される場合に、平衡を得ることができる。
【０００４】
しかし、ポンプが運転していない場合、汲み上げられる液体は、適切な様式で防がれない限り、リペラ・ディスクの外縁部の周りで（ポンプ入口開口の方向から見て）動的密封チャンバの後ろのシャフト空間内へ、及びそれを通して大気に自由に流れることができる。いくつかの異なる変種がある、いわゆる固定シールによってこれは行われる。特に、特許及び実用新案文献、カナダ特許第ＣＡ−Ｃ−１，３１７，３２９号、ドイツ特許第Ａ１−１０１  ５９  ６３８号、ドイツ実用新案第Ｕ１−２０３  １２  ４２２号、ドイツ実用新案Ｕ１−２０  ２００４  ００７  ５０５号、欧州特許第Ａ１−１  ７２４  ４７０号、英国特許第１１７４６３６号、及び国際出願特許公開ＷＯ−Ａ１−０３／０４０５９８号は、固定シールに関する。以下に、２つの基本的なタイプの固定シールを論じる。
【０００５】
図１は、例えばドイツ実用新案第Ｕ１−２０３  １２  ４２２号、及びドイツ実用新案Ｕ１−２０  ２００４  ００７  ５０５号に論じられる動的密封部及び固定シールを利用する遠心ポンプのシール部分を示す。図１の固定シールは、例えばプラスチックなどの材料で製造された環状のディスクから形成され、ポンプ・ハウジングからポンプ・シャフトに向かって径方向に延出する。可撓性の環状のディスクは、ポンプ・ハウジング又はそのカバーに取り付けられ、静止の固定密封表面を形成する。回転式の対向面を形成し、可撓性ディスクに面する環状のリングがシャフトに取り付けられる。環状のリングは、液体がポンプ渦巻きの方向からシャフト空間まで流れる場合に、液体が可撓性ディスクを環状のリングに対して、又はより正確にはリングの密封表面に対して押すように、シャフト上に取り付けられている。環状のリングの位置は、密封を再調整する必要がある程度に可撓性ディスク又はリングの密封表面が磨耗すると、又はそうなった場合に変更できる。しかし、環状のリングの位置を調整することを可能にするためには、ポンプを止める必要があるので、これには問題がある。環状のリングをシャフトに取り付ける際に、別の問題があることが理解できる。環状のリングはポンプ・シャフトに対してある程度の間隙がなければならないので、１つ又は複数のねじによってリングがその位置に締め付けられた後に、リングの密封表面はポンプに対して正確に垂直でなくわずかに傾斜していることが明らかである。これにより、密封表面の漏洩及び磨耗が生じる。
【０００６】
欧州特許第Ａ１−１  ７２４  ４７０号は、ポンプが運転している間に調整可能な固定シール構造を導入することによって上記に論じた問題のうちの第１のものに解決策を与える。固定シールは、ポンプ・シャフト上に配置され、リペラのハブに対して置かれたスリーブ様部材から形成される。このスリーブ様部材は、固定シールの回転部分である。固定シールの対向部材は、ポンプ・ハウジングの内側の円筒面、すなわち固定密封チャンバの外表面に対して摺動可能に配置された、環状部材、いわゆるシール・カバーとして働く。対向部材の位置は、必要なときに軸方向に調整可能である。しかし、実際の適用で、回転密封部材に面するその表面がポンプの軸に正確に垂直であるようにシール・カバーを調整することがほぼ不可能であることが分かった。この理由は、３つ又は４つの調整ねじによってシール・カバーが締め付けられる場合、円筒形のシール・カバーと固定密封チャンバ・ハウジングの円筒形の内表面との間にわずかな隙間が常にあるので、カバーはポンプ軸と絶対に正確に整列できず、軸方向からの小さなずれがあることにある。回転密封部材の密封表面が、常にシャフトに正確に垂直であるので、２つの表面の不整合から当然の成り行きとして密封部の漏れが生じる。図２の固定シールは、別の欠点も有する。ポンプが停止し、又は実際に停止しようとしている場合のポンプの動作及び液体の挙動をより詳細に研究すると、ポンプが回転を停止しようとした後に、リペラ・チャンバ内、言い換えれば動的密封チャンバでのその回転により、シャフト空間に入る液体が依然として回転しており、それによって液体は、薄い層としてシャフト空間内を、すなわち固定シール・チャンバ内を固定シールに向かってその外壁に沿って螺旋状に流れる。回転する液体層が固定シールすなわちシール・カバーに衝突すると、液体の流れは、液体がシール・カバーの径方向表面に沿って流れるように、軸に向かって径方向に回転しなければならない。シール・カバーの径方向表面が固定シールの密封表面のうちの１つを形成するので、また、回転シール部分に対して液圧が全くない場合に、依然として密封表面の間に隙間があり、液体がシャフト空間全体を満たし、回転シール部分を静止の対向面に押し付ける前に、その隙間を通ってある程度の液体が流れ出すことが可能である。
【０００７】
別の問題がある従来技術の固定シールもある。遠心ポンプが固体を含む液体、又は結晶化材料を運ぶ液体を汲み上げるために使用される場合、固体又は一部分の液体が密封表面の間の隙間に、隙間がちょうど閉鎖する前に入る。ポンプが再始動するとき、密封の構造により隙間が開くが、固体又は隙間に形成された結晶は、それらに作用する遠心力により隙間から流れ出ることができず、固定シールと渦巻きの間のシャフト空間の方向に流れ出ることもできない。第１のオプションでは、材料は密封表面を直接的に磨耗し、第２のオプションでは、材料は次の密封動作、すなわち液体が隙間内で再び固体又は結晶を押しやるのを待つままになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、従来技術の遠心ポンプの問題及び欠点の少なくともいくつかを解消することが可能な固定シール構造を導入することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の好ましい実施例によれば、ポンプ・ハウジング、シャフト、シャフトに取り付けられた羽根車、密封チャンバ及びシャフト上に装着されたリペラを有する動的密封部、羽根車の方向から見て動的密封部の後ろのシャフト空間に配置され、静止密封部分を有する軸方向に調整可能なシール・カバーを備える固定シール、及びシャフトに配置された回転密封部材を備える遠心ポンプの特徴は、シール・カバーが、シャフトに配置されたシャフト・スリーブに関連してその対向部材が配置された可撓性の密封部材を備えていることである。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施例によれば、遠心ポンプの固定シールに関連して使用されるシャフト・スリーブの特徴は、前記シャフト・スリーブが、その端部で径方向外側に延出し、固定密封表面として作用する少なくとも１つの実質的に径方向の表面を有するカラーを備えていることである。
【００１１】
本発明の第３の好ましい実施例によれば、遠心ポンプの動的密封部に関連して使用される固定シール用の静止密封部分の特徴は、前記静止密封部分が、管状の本体部分、及び本体部分から径方向内側に延出するシール・リップを備えることである。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施例によれば、固定密封表面が回転密封表面よりもポンプ渦巻きに近いように配置されるように、密封部材、すなわち密封表面が配置されている。
【００１３】
本発明による遠心ポンプ、シャフト・スリーブ、及び静止密封部分のその他の特徴は、添付の特許請求の範囲で明らかになる。
【００１４】
本発明の固定シールにより、少なくとも以下の利点が得られる。
ポンプ羽根車及びリペラが回転するとき、リペラが環状のリングを動的密封チャンバ内で回転させる。ポンプへの電源入力が切断後に、ポンプは減速するペースでなお回転している。リペラが十分な背圧を生成することが不可能であるので、液体リングが最終的に固定シールが配置されるシャフト空間に入るように、渦巻き内に及ぼされる圧力が回転する液体リングを動的密封部とポンプ・シャフトの軸受の間の固定シール空間に向かって押す。シャフト空間又は静止密封空間は、円筒形の外表面を有し、その外表面に沿って、動的密封部から入る液体が固定シールに向かって液体層として進む。リップの外側の周縁部がその取付け面に堅固に装着され、リップとその対向面の間の隙間がリップの径方向内側の周縁部にあるように、固定シールが可撓性のリップから形成されるので、液体層の圧力が可撓性の固定密封表面を回転表面に押し付け、液体が密封表面の間の隙間に入ることができないようにシャフト空間内での信頼性のある密封を確実にする。同時に、液体内に同伴された固体は、密封表面の間の隙間に入ることが可能でない。したがって、液体の漏れ及びシールの磨耗の両方が軽減される。
固定シールが磨耗する場合、ポンプ・ハウジングのカバー又はハウジングに取り付けられた、固定シールの対向部材として動作するシール・カバーに関連して調整を準備することが可能であるので、ポンプが運転している間にその隙間を調整することが可能である。それによって、調整を従来の装置よりも迅速に行うことが可能である。
シャフトは、シャフト上に配置され、リペラ・ハブから静止密封まで延出するシャフト・スリーブによって、汲み上げられる液体から保護されている。シャフト・スリーブは静止密封の密封対向面として働く径方向のカラーを有する。
固定シールの漏れが生じる場合、シール・カバーに飛沫を集めることが可能でありそこから制御された様式で漏洩収集システムに導くことが可能である。シール・カバーは、回転シャフトを覆うことができるようにも設計することができ、それによってシャフトが、従来の解決策のように、シール間隙の調整を損ねる要因にならず、それが調整を行うことを妨げることもない。
密封表面は、何らかの理由で、固体が密封の隙間に入り又はそこに形成することが可能な場合、密封表面の回転が密封空間から固体を排出する遠心力を生じ、それによって密封空間及び密封表面の磨耗の危険を最小限に抑えることができるように、相互に配置される。
回転密封表面は、ポンプの軸に常に正確に垂直に整列するように配置され、静止密封の動作に関する最適の条件を確実にする。
静止密封部分は、シール・カバーに関連して配置され、シール・カバーの可能性のある不整列に対する撓み及び磨耗の両方によってそれが合致するように可撓性及び磨耗性材料から作製される。
【００１５】
本発明による遠心ポンプ、シャフト・スリーブ、及び静止密封部分を、例として添付の図面を参照して下記により詳細に論ずる。
【実施例】
【００１６】
図１は、従来技術による遠心ポンプの動的密封部４に関連して使用される固定シール２の従来の構造を概略的に示す。遠心ポンプの羽根車及び渦巻きが、図面の左手側に配置される。遠心ポンプは、ポンプから入る液体を左から吸入ダクトに沿ってポンプ渦巻きの圧力開口に汲み上げる。羽根車は、ポンプ・シャフト６に取り付けられ、ポンプ・シャフト６は、軸受と共に右に向かってポンプ・ハウジング８に装着され、その部分は既に切除されている。ポンプ渦巻きはポンプの後部壁面１０によってポンプの羽根車の後ろで限られている（ｌｉｍｉｔｅｄ）。ポンプの後部壁面１０は、間に平坦な円形チャンバ１２が残るようにポンプ・ハウジング８に取り付けられている。チャンバ１２は、動的密封チャンバと呼ばれる。円形のディスク１４がポンプ・シャフト６に取り付けられ、環状の動的密封チャンバ１２に配置される。密封チャンバ１２及びリペラと呼ばれる環状のディスク１４は共に、ポンプの動的密封部４を形成する。回転ディスク、すなわちシャフト６に取り付けられたリペラ１４は、リペラ１４の外側周縁部の外側で前記キャビティの間に流れの連結があるように、動的密封チャンバ１２を羽根車側キャビティ１６及びポンプ軸受側キャビティ１８に分割する。リペラ１４は、軸受側キャビティ１８に面する側に羽根２０を備えており、羽根２０は実質的にリペラ・ディスクの径方向寸法全体にわたって延出し、リペラ１４の反対側は平らである。リペラ羽根２０の目的は、軸受側キャビティ１８内の液体を羽根車側キャビティ１６に向かって外側に圧送し、それはここでも同様に、羽根車の後方の羽根によって発生する対向圧（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）によって低減されるポンプの羽根車によって発生する圧力によって影響を受ける。言い換えれば、リペラの羽根２０は、キャビティ１８からキャビティ１６に、及びポンプの羽根車に向かって影響を与える圧力を発生し、それによってポンプ羽根車の後ろの空間に及ぼされる圧力が均衡する。
【００１７】
遠心ポンプの上述の動的密封部に一般に使用される固定シールは、ポンプ渦巻きの方向から見て動的密封部４の後ろに配置された可撓性の固定ディスク２２であり、その固定ディスク２２は、環状のリング２４、及びボルト若しくは無頭ねじ２６によってポンプ・ハウジング又はハウジングのカバーに取り付けられ、それはポンプが停止したとき、シャフト６に配置された固定シール２の回転カウンタ・リング２８に押し付けられ、液体がポンプから流れ出るのを防止する。言い換えれば、こうしてポンプ渦巻きの方向から（図で左から）入る液体は、シール・ディスク２２をカウンタ・リング２８に押し付ける。カウンタ・リング２８は１つ又は複数のねじによってシャフト６上に取り付けられる。しかし、上述した固定シール構造は、ポンプが運転している間には調整できず、調整にはポンプを停止させる必要があるという欠点がある。回転カウンタ・リング２８に伴う別の問題は、それをシャフト上に装着することである。シャフトとカウンタ・リングを通る開口との間には常に小さな隙間があり、それによってリングは、その密封表面がポンプ軸に常に正確に垂直になるように配置することができない。リングが軸と整列しない場合、密封表面は径方向平面で回転せず、可撓性シールは回転密封表面全体ではなく、その可撓性シールに最も近い部分しか接触することができない。その結果、シールの漏れ及び磨耗が生じる。
【００１８】
図２は、別の従来技術の密封装置を示す。図示されたシール構造では、可撓性の密封部材３０は、それをシャフト６上に配置することによって再設計され、それによって回転式になり、とりわけシャフト６が汲み上げられる液体と接触するのを防止する。固定カウンタ・リング３２が、ポンプ渦巻きの方向から見て、可撓性密封手段３０の後ろに配置される。
【００１９】
固定シールの可撓性密封手段３０は、ポンプ羽根車に面する部分３４で一様な直径を有する管状のシリンダから形成され、それに続いてくびれ部分３６があり、それは部分３４よりも小さな直径を有し、その部分３６の目的はシールの可撓性を確実にするためであり、さらにそれに続いてより大きな直径を有し、固定カウンタ・リング３２に面するリップ３８がある。リップ３８の軸方向寸法は、リップ３８の径方向外側周縁部に向かって縮小する。指定がなければシャフト６の軸にほぼ垂直であり、カウンタ・リング３２の端部表面に押し付けられる可撓性密封手段３０の密封表面４０は、真っ直ぐ又は少なくとも部分的に傾斜され、リップ３８の先端はカウンタ・リングの表面により近くなっていることができる。密封表面４０は適切な寸法合わせによって傾斜された場合、リップの先端は、ポンプが始動したとき遠心力によって外方向に旋回する傾向にあり、同時にわずかにカウンタ・リング３２から離れる。
【００２０】
しかし、特に一定の時間の間、密封が使用されている場合、シール・リップ３８の可撓性が低下し、シールの漏れが始まることが分かった。漏れが生じる理由は、ポンプの回転速度が低下する一方で、リップ３８は、対向する密封表面との連絡を十分速く元に戻すことができず、シャフト空間４２の外側周縁部に沿って螺旋状に進む液体層が密封の隙間に最初に到達し、密封表面に対向するリップ表面上に作用する液圧が密封表面を共に押し付けることが可能になるまでシールの漏れが生じることにある。
【００２１】
図２は、ポンプ・ハウジングのカバー又はハウジング８に取り付けられた環状のシール・カバー４４の一部分であるカウンタ・リング３２も詳細に示す。カウンタ・リング３２は、固定シールの可撓性密封手段３０の相手側部品として働く。シール・カバー４４は、ポンプ・ハウジング又はハウジングのカバーに、それがなければ実質的に環状であるシール・カバー４４から延出するフランジ４６によって取り付けられている。フランジ４６は、取付けボルト又は無頭ねじ４８に求められる開口を備えており、それによってシール・カバーがポンプ・ハウジング８又はハウジングのカバーに取り付けられている。固定シールの第２の静止部分として働くシール・カバー４４に対して、いくつかの、好ましくは３つの取付け点がある。それによって、無頭ねじ４８及びそれらに締め付けられたナット５０によって固定シールを調整することが可能であり、それによって固定シールが磨耗する場合、ポンプが稼動しながらその間隙を調整できる。それによって、従来の解決策を用いるよりも容易かつ迅速に調整を行うことが可能である。しかし、密封間隙を調整する必要がある様式のため、上記に論じた構造は、それ自体の欠点を有する。実際には、密封表面がポンプの軸に正確に垂直な方向になったままであるようにシール・カバー４４を軸方向にいずれの方向にも移動させることは不可能であるので、密封表面が通常はその最適な方向からいくぶん不整列になっていることが明らかである。回転密封表面４０が非径方向に配置された表面に追従しようとするので、回転表面４０が磨耗し始めることが予測できる。また、磨耗が全く生じなくても、ポンプの回転速度が減速している場合、シャフト空間に入る液体がポンプの回転が完全に停止するまで流出することが可能であり、液圧が密封表面を共に押し付けることが可能なように、非径方向の平面で回転する密封表面が密封の隙間を開放して保つことが可能である。
【００２２】
図２によれば、可撓性密封手段３０の相手側部品として機能するシール・カバー４４へ固定シールの漏れの流れを集めることが可能であり、さらにそこから制御された様式で収集システム５２に除去することが可能である。シール・カバー４４は、回転シャフト６をシール・カバーによって覆うことができるように図に仮に開示されるようにポンプ軸受に向かって延出でき、それによって固定シールの間隙を調整する場合に回転シャフトに接触する危険が全くなく、従来技術の解決策でのように間隙の調整を妨げることもない。
【００２３】
図３に、本発明の好ましい実施例による固定シール５４を示す。図の左手側に示す動的密封部４は、従来技術の図１及び２に関連して論じられるものと構造的にも機能的にも同様である。本発明の固定シール５４は、固定シールの調整が同様の様式で達成される、すなわちシール・カバー５６が、１つ又は複数の調整手段によって、例えば数個のボルト又は無頭ボルト５８によって、軸方向に移動可能にされる点で、図２のうちの１つと類似している。しかし、固定シール５４の実際の密封部分が異なる様式で組み込まれる。本発明の基本的な特徴は、シャフト６が汲み上げられる液体に接触しないように保護するシャフト・スリーブ６０に関連して配置される回転密封部材である。本発明のこの実施例では、ポンプを組み立て、シャフト・スリーブ６０がシャフト６上に最初に挿入されるときに、リング６２がショルダ６４に面するように、シャフト・スリーブ６０が、その端部でリペラ１４に面して、ポンプ・シャフト６上のショルダ６４に対して置かれる径方向内側に延出するリング形状部分６２を設けられる。次に、リペラ１４はシャフト６に装着され、次いでポンプの残りの構成要素に装着される。最後に、羽根車及びリペラ１４がシャフト６の左端部に配置されたナットによってシャフト６に締結された場合、シャフト・スリーブ６０のリング６２がシャフト６のショルダ６４とリペラ１４のハブとの間に堅固に置かれる。シャフト・スリーブ６０の反対側の端部、すなわちリペラ１４からより距離を置いたスリーブ端部が、２つの表面を有する径方向外側に延出するカラー６６を備えており、１つは軸受及びシャフトの駆動端部に面し、もう１つ６８はリペラ１４に面する。このリペラ側の表面は、回転密封表面６８として機能する。シャフト・スリーブ６０は、好ましくは金属から作製されるが、セラミック及び複合材料の使用も考慮する必要がある。カラー６６の側方表面６８は、直接的に密封表面として働くことができるが、側方の表面は適切な被覆を備えていてもよく、又は側方表面に適切な材料の個別のリングを備えることができる。シャフト・スリーブ６０、その被覆、又は個別のリングは、好ましくは金属から作製されるが、セラミック及び複合材料の使用も考慮する必要がある。
【００２４】
図３の実施例でのシール・カバー５６は、シャフト６用の好ましくは管状のカバー７０、環状のディスク７２、及び固定シール・チャンバ４２の内側に延出する管状部分７４の３つの構成要素から形成される。既にこの段階で、本発明の動作のために、シャフト・カバー７０の存在が必要でないことを理解されたい。環状のディスクの存在も必要でなく、シール・カバー５６のみが管状部分７４を備えることができ、管状部分７４は、シール・カバーをポンプ・ハウジング８に締結する手段を備えており、その手段は次いで（図３で）環状のディスク７２に含まれる。言い換えれば、管状部分７４及び環状のディスク７２は、所望であれば、単一構造のものであることができ、シャフト・カバー７０も同じ構造に属することができる。環状のディスク７２に配置された締結手段は、好ましくは締結ボルト又はねじ５８用の開口である。シャフト空間の軸方向内側、すなわち固定密封チャンバ４２の内側に延出する管状部分７４は、部分７４を環状のディスク７２とシャフト・カバー７０の間に取り付けるためのフランジ７５を有する。管状部分は、例えばＯリング・シール用の環状の溝７６も備えており、それによって管状部分７４が密封チャンバ外表面４２’に対して密封される。締結手段から離れたその端部で、管状部分７４は、内側軸方向に延出する中空のキャビティを備えており、その中に少なくとも部分的に可撓性の密封手段７７が配置される。図３に示す実施例では、密封手段７７がキャビティの壁に沿って延出する実質的に管状の本体部分７８、及び本体部分７８から径方向内側に延出するシール・リップ８０から形成される。密封手段７７の本体部分７８は、例えば（ここで示す）Ｏリングによって環状のシール・カバー部分７４に対して密封される。Ｏリング用の溝８２は、（図３に示すような）密封手段７７又は管状のシール・カバー部分７４に配置できる。本発明の好ましい実施例によれば、シール・リップ８０が、リペラ１４に面する本体部分７８の端部に、すなわち図３に示すように締結手段から離れて配置される。しかし、そのようなものが望ましい場合に、シール・リップを密封手段７７の長手方向全体に沿ったどこにでも配置することが可能である。シール・リップ８０は、内側縁部を有し、それに向かってシール・リップ８０の表面が収束する。好ましくは、収束は、シール・カバー５６及び締結手段に面し、静止の固定密封表面８２として機能するシール・リップ表面８２が実質的に径方向に保たれ、それに対してリペラ１４に面する反対側の表面が収束するものであるように配置される。図３に示す実施例では、密封手段７７はスナップ嵌めによって管状のシール・カバー部分７４に締結され、すなわち締結手段に面する密封手段７７の端部が拡大された部分８４を備えており、それに対して管状のシール・カバー部分７４が窪み８６を備えている。管状部分７４が金属から作製され、密封手段７７がプラスチック（例えばＴＥＦＬＯＮ）、又はゴム若しくは何か他の適切な可撓性材料から作製される場合、密封手段７７は管状のシール・カバー部分７４の内側に押すことができ、それによって拡大された部分８４はそれが窪み８６で緩むまで十分に圧縮する。当然のことながら、その他のタイプの締結も使用できる。
【００２５】
上記に論じられ、又は図３に示すものに加えて、密封手段は例えばワッシャ及びいくつかのねじによって管状のシール・カバー部分の端部に締結された単なるリップから形成することができる。
【００２６】
図４は、図３に示すものと比較していくぶん単純化された固定シール構造を論じることによって、本発明の別の好ましい実施例を示す。本発明のこの実施例では、回転シール部分６０が図３の実施例と同様であり、それに対して図３の管状のシール・カバー部分７４及び密封手段７６が１つのシール部分９０に結び付けられる。シール部分９０は管状の本体９２から形成され、それは固定密封チャンバ４２の壁４２’に沿って軸方向に移動可能であるように配置され、例えば溝９４に設けられた（ここで示す）Ｏリング・シールによってそこに対して密封される。シール部分９０はそれを締結手段に取り付けるための手段９６を備えており、それによってシール・カバー５６がポンプ・ハウジング８又はハウジング・カバーに締結される。ここで、図３の実施例と同様に、シール部分９０の取付け手段が径方向外側に延出するフランジ９６であり、それが環状のディスク７２とシャフト・カバー７０の間に配置される。図４は、図３に関連して論じられたものと基本的に同様のシール・リップ９８がどのように取付け手段９６から離れてシール部分９０の端部に配置されたかを示す。しかし、シール・リップ９８はシール部分９０の長手方向に沿ったどこか別の位置に配置できる。密封部分用の材料は、好ましくは、例えばテフロン（登録商標）のようなプラスチックである。
【００２７】
上記の説明から理解できるように、以前の固定シール装置よりも汎用性のある固定シールを開発することが可能であり、前記装置は例えばポンプが運転している間のシール間隙の調整を可能にする。本発明を現時点で好ましい実施例であると考えられるものに関連して、例として本明細書に説明してきたが、本発明は開示された実施例には限定されず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内で、その特徴及びその他の適用の様々な組合せ及び／又は変更を包含することを意図することを理解されたい。したがって、１つの実施例に関連して説明される個々の特徴が、何らかの他の実施例の何らかの他の１つ又は複数の特徴と共に、そうしたものが技術的に実現可能である限り使用できることも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】遠心ポンプの動的密封部に関連する、従来技術による固定シールの概略図である。
【図２】遠心ポンプの動的密封部に関連する、従来技術による別の固定シールの概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による固定シールを示す図である。
【図４】本発明の別の好ましい実施例による固定シールを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
２  固定シール
４  動的密封部
６  シャフト
８  ポンプ・ハウジング
１０  後部壁面
１２  動的密封チャンバ
１４  リペラ（環状のディスク）
１６  羽根車側キャビティ
１８  軸受側キャビティ
２０  羽根
２２  シール・ディスク
２４  環状のリング
２６  無頭ねじ
２８  カウンタ・リング
３０  可撓性密封手段
３２  固定カウンタ・リング
３４  部分
３６  くびれ部分
３８  リップ
４０  密封表面
４２  シャフト空間
４２’  密封チャンバ外表面
４４  シール・カバー
４６  フランジ
４８  無頭ねじ
５０  ナット
５２  収集システム
５４  固定シール
５４’  固定シール
５６  シール・カバー
５８  ねじ
６０  シャフト・スリーブ
６２  リング
６４  ショルダ
６６  カラー
６８  側方表面
７０  シャフト・カバー
７２  環状のディスク
７４  管状部分
７５  フランジ
７６  環状の溝
７７  密封手段
７８  本体部分
８０  シール・リップ
８２  溝
８４  拡大された部分
８６  窪み
９０  シール部分
９２  管状の本体
９４  溝
９６  取付け手段
９８  シール・リップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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