(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の固定部の中に位置する固定部材（３５３）と、
前記回転機器の回転軸（３５１）上に位置する回転部材（３５２）とを備え、前記固定部材（３５３）と回転部材（３５２）は、それぞれ隣接する表面を有し、
さらに、弾性環状シーリング部材（３５４）と補助部材（３５７）を有し、前記回転部材（３５２）が静的状態にあるときに、前記補助部材（３５７）が前記弾性環状シーリング部材（３５４）を圧縮して、前記隣接する両表面と係合させる第１の位置と、前記回転部材（３５２）が動的状態のときに、前記弾性環状シーリング部材（３５４）への圧縮が低減されて、前記弾性環状シーリング部材（３５４）が、前記回転部材（３５２）及び前記固定部材（３５３）の表面の１つ以上を解除する第２の位置との間を移動しうる静的遮断装置とを備えたアイソレータシールであって、 
前記弾性環状シーリング部材（３５４）は、固定部材（３５３）から回転部材（３５２）へのトロイダルエラストマーであって、内側の回転部表面（３５５）と外側の回転部表面（３５６）によって、径方向に把持されていて、軸方向に移動可能で固定部材（３５３）に密閉可能に係合するようになっていること；および
前記補助部材（３５７）は回転軸方向バイアスエラストマーであって、前記弾性環状シーリング部材（３５４）に隣接して位置していて、前記弾性環状シーリング部材（３５４）より長いが、断面積は小さく、回転部材（３５２）の軸方向に傾斜した表面（３５８）と、前記弾性環状シーリング部材（３５４）の軸方向表面との間に、軸方向に把持されていて、且つ、わずかに軸方向に圧縮されており、よって、軸方向の力が前記弾性環状シーリング部材（３５４）にかかり、固定部材（３５３）と密閉状態で係合させられるようになっている、ことを特徴とするアイソレータシール。
【請求項２】
前記補助部材（３５７）は、回転凹部（３５９）内で円周方向に伸張させられていて、前記回転凹部（３５９）は、前記補助部材（３５７）の最も外側の表面より径方向に大きくなっている、請求項１に記載したアイソレータシール。
【請求項３】
さらに、少なくとも１つの２方向リペラポンプ装置を備えた、請求項１又は２に記載のアイソレータシール。
【請求項４】
前記回転部材（３５２）と前記固定部材（３５３）の表面は、ともに長手方向の軸に対して、９０度より大きいか、もしくは９０度未満の角度で傾斜している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項５】
前記回転部材（３５２）と前記固定部材（３５３）は、軸方向に分離しているが、前記回転部材（３５２）と前記固定部材（３５３）の一方に形成された少なくとも１つの径方向に延在する部材によって、相対的な軸方向の動きを抑制するようになっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項６】
前記回転部材（３５２）と前記固定部材（３５３）は、２つ以上の径方向に延在する部材によって、軸方向に抑制されている、請求項５に記載のアイソレータシール。
【請求項７】
前記固定部材（３５３）は、固定部材（３５３）の内表面と固定部材（３５３）の外表面の間に延在する少なくとも１つの連通孔を備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項８】
前記連通孔は、前記回転部材（３５２）上に設けた径方向に延在する部材に隣接している、請求項７に記載のアイソレータシール。
【請求項９】
前記固定部材（３５３）の内表面は、前記回転部材（３５２）に対して偏心しているか、または使用中は、前記回転軸（３５１）に対して偏心している、請求項７又は８に記載のアイソレータシール。
【請求項１０】
前記連通孔は、使用中は、シールの径方向最下部に位置するようになっている、請求項７〜９のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項１１】
前記固定部材（３５３）は、最も外側の表面と、その偏心した最も内側の表面上の径方向内方に延在する溝を備え、最も外側の表面の、径方向に最も外側の点までに至る前記径方向に延在する溝は、前記固定部材（３５３）の最も内側、および最も外側の表面をつなぐ連通孔を形成している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項１２】
前記表面は、一緒になってＶ字を形成している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項１３】
前記弾性環状部材（３５４）は、前記Ｖ字の中の、自由状態の前記弾性環状部材（３５４）の公称径方向位置よりも大きい径方向位置に位置している、請求項１２に記載のアイソレータシール。
【請求項１４】
前記回転部材（３５２）は、軸方向に分離した少なくとも２つのリペラポンプ装置を備えている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアイソレータシール。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアイソレータシールを、一体的に備えたカートリッジ型シール。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアイソレータシールを、一体的に備えたベアリングプロテクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器におけるアイソレータシールと、その使用法に関し、特に、機器を劣化させうるキャビティへの流体または固体の進入排出を防止する装置に関する。
【０００２】
このような装置は、ベアリングプロテクタ、ベアリングシール、あるいはベアリングアイソレータと呼ばれることもある。しかし、このような回転シールは、回転機器のベアリングを保護するという目的をはるかに超えて使用されている。従って、下記に示すベアリングプロテクタの説明により、本発明のシールは、より広い範囲で使用しうることが理解されると思う。
【背景技術】
【０００３】
ベアリングプロテクタの目的は、流体、固体、または異物のベアリング室への進入を防ぐことにある。またベアリングプロテクタは、流体または固体のベアリング室からの排出を防ぐ。その目的は、本質的にベアリングの初期故障を防ぐことにある。
【０００４】
ベアリングプロテクタは、一般に２つのカテゴリに分けられている。リペラまたはラビリンス型ベアリングプロテクタと、機械的なシールベアリングプロテクタである。
【０００５】
本願と同時に継続中の機械的なシールベアリングプロテクションの出願、ＷＯ−Ａ−２００４００５７７０は、接触ベアリングプロテクタを開示している。
【０００６】
ラビリンス型ベアリングプロテクタは、典型的には、軸の周りを回転するとともに、軸方向に固定された構成要素を備えている。軸は、例えば回転機器であるポンプもしくは他の構成要素の軸である。プロテクタは、やはり軸方向に固定され、機器の固定部分に当接するか、もしくは固着されている静的構成要素を有する。
【０００７】
回転構成要素は、典型的には、固定構成要素の複雑な内形に隣接して、径方向に接近し、軸方向に近接する複雑な外形を有する。この複雑な外形により、理論上は、不要な物質または流体が通過しないような、曲がりくねった通路が形成されている。
【０００８】
ラビリンス型ベアリングプロテクタは、通常は、機器の運転中のみ作動する。これは、回転構成要素と固定構成要素の逆方向の回転によって遠心力を発生させることにより、構成要素の間を流体が径方向に流れるのを防ぐように設計されているからである。
【０００９】
静的な装置の場合には、複雑なラビリンス設計では、水平に設置した際に、プロテクタの入り口の位置よりも径方向に高いレベルで、流体を保持することはできない。
【００１０】
さらに、多くの産業分野では、水噴霧、蒸気、および異質汚染物質は、機器が静的状態のときに、ベアリングプロテクタに向かって進む。典型的なラビリンスの設計では、このような汚染物質がベアリング室へ進入するのを防ぐことはできない。
【００１１】
また、ベアリング室の「呼吸」も、産業分野での課題となっている。運転中に、ベアリング室の中の潤滑流体および空気は、暖まるに従って膨張する。伝統的なラビリンス型密閉装置では、この膨張により、空気がラビリンスから追い出され、ベアリング室から外に吐き出される。装置が停止すると、ベアリング室は、冷却され、よって内部の空気が縮小し、ラビリンス型装置を通って、湿った空気が吸入され、再びベアリング室の中に戻る。これを「吸入」と呼ぶ。
【００１２】
機械的なシールベアリングプロテクタにより、ラビリンスの設計が静的なものであるがゆえの制限を克服することができる。しかし、これらの装置は、軸速度が高いような利用分野では、あるいは、シール面上で潤滑油が不足するか、もしくはなくなると、過熱するといった他の問題が起こることがある。従って、機械的なシールベアリングプロテクタの使用には限度がある。
【００１３】
機器が静的状態であるか、または、室の呼吸の際に空気中の浮遊分子のベアリング室への進入を防ぐか、もしくはその量を減らすためには、流体をシールできる非接触ラビリンス型シールベアリングプロテクタが必要となる。
【００１４】
非接触ラビリンス型シールが軸の回転方向に拘わらず、流体を追い出すことが可能であれば有利である。これにより、設置エラーの可能性や、それによる影響が低減される。
【００１５】
非接触ラビリンス型シールに、２つの反発装置を組み込んである。そのうちの１つは、ベアリング室から出ようとする流体を弾くように設計され、もう一つは、ベアリング室へ入ろうとする流体を弾くように設計されている。
【００１６】
さらに、あらゆるベアリングプロテクタ設計において、設置の容易性も重要な要素である。軸方向に非常にコンパクトな非接触ラビリンス型シールが望ましく、これにより、リップシールが設けられていたスペースに取り付けることができ、かつ取り付けクリップを有しない１つのカートリッジユニットの形態で提供される。
【００１７】
ＵＳ−Ａ−５、３７８、０００（オロウスキ  ｏｒｌｏｗｓｋｉ）は、回転部と固定部とが、中実の変形可能な環状シール、またはエラストマーによって、互いに軸方向に係止されたラビリンス構成を有するカートリッジ設計を開示している。
【００１８】
エラストマーは、オロウスキの発明の図３および図４に示すように、２つの逆方向に回転する矩形のキャビティの間で係止されている。エラストマーは、摩擦抵抗を、固定部よりも回転部から多く受ける。よって、オロウスキのエラストマーには、２つの逆回転する部材の間で磨耗するという問題がある。この磨耗は、下記の理由から、さらに悪化する。
【００１９】
エラストマー２０と接触する回転部材１４の面２３、２２ｂと、溝２１、２２の残りの３つの９０°の角との間の鋭角。オロウスキの発明では、エラストマーと接触するこれらの４つのポイントのあまり面取り加工を施していない面を基準として、回転部と固定部の間の軸方向の近接状態を保っている。
【００２０】
市場で入手可能なエラストマーは、すべて、断面に寸法許容差を有している。この許容差は、その公称径の±３％が一般的である。従って、このエラストマーの許容差と、溝２１および２２における、製造上の幅の許容差も有することとなり、従って、オリオウスキが定義した摩擦抵抗の大きさには、かなりのばらつきがある。
【００２１】
シールを機器に組み付ける際、最終的な運転位置に到達するまで、装置を軸方向に押したり引いたりする。この軸方向の変位により、回転エラストマー１５および軸１０からの摩擦抵抗力を生じる。回転部と固定部を、ともに軸方向に係止する唯一の要素が、このエラストマーであるため、この軸方向の変位により、エラストマー２０は剪断力を受ける。そのため、エラストマーと溝２１、２２の側面との間の摩擦抵抗が、組立作業中に変化する可能性が大いにある。
【００２２】
このような事実が、エラストマー２０に大きく影響して、磨耗を早めるとともに、物質の進入排出に対して、有効なエラストマーのシーリング寿命は、制限されてしまう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の局面によると、
回転機器の固定部の中に位置する固定部材と、
前記回転機器の回転軸上に位置する回転部材とを備え、
前記固定部材と回転部材は、それぞれ隣接する表面を有し、
さらに回転部が静的状態にあるときに隣接する表面と係合し、回転部が動的状態のときに、前記回転部表面および固定部表面の１つ以上とを解除する弾性環状シーリング部材を有する静的遮断装置とを備え、
前記表面の少なくとも一方は、長手の軸に対して、９０°より大きいか、もしくは９０°未満の角度で傾斜しているアイソレータシールが提供される。
【００２４】
前記表面の少なくとも一方の、長手の軸に対する傾きは、好ましくは５°〜１７５°であり、さらに好ましくは、１０°〜８０°、または１００°〜１２０°であり、最も好ましくは、３０°〜６０°、または１２０°〜１５０°である。本発明の１つの実施の形態においては、傾斜は約４５°である。
【００２５】
本発明の第２の局面によると、
回転機器の固定部の中に位置する固定部材と、
前記回転機器の回転軸上に位置する回転部材とを備え、
前記固定部材と回転部材は、それぞれ隣接する表面を有し、
さらに弾性環状シーリング部材と補助部材を有し、回転部が静的状態にあるときに、前記補助部材は前記弾性環状部材を圧縮して、前記両表面と係合させる第１の位置と、回転部が動的状態のときに、前記弾性環状部材への圧縮が低減されて、弾性環状部材が前記回転部の表面と固定部の表面の一つ以上を解除する第２の位置との間を、移動可能な静的遮断装置とを備えるアイソレータシールが提供される。
【００２６】
前記弾性シーリング部材は、好ましくは、トロイダルである。
【００２７】
シールは、好ましくは、前記回転部材と前記固定部材との間に形成されたラビリンスシールである。
【００２８】
さらに好ましくはシールは、少なくとも１つの２方向リペラポンプ装置を備えている。
【００２９】
好ましくは、前記回転部材と前記固定部材の表面は、ともに長手の軸に対して、９０°より大きいか、もしくは９０°未満の角度傾斜している。
【００３０】
回転部材と固定部材は、軸方向に分離しており、前記回転部材および固定部材の一方に形成された、少なくとも１つの径方向に延在する部材によって、相対的な軸方向の動きを抑制するようになっているのが好ましい。
【００３１】
前記回転部材と固定部材は、２つ以上の径方向に延在する部材によって、軸方向に抑制されていると、さらに好ましい。
【００３２】
固定部材は、固定部材の内表面と固定部材の外表面の間に延在する少なくとも１つの連通孔を備えているのが好ましい。さらに好ましくは、前記連通孔は、前記回転部材に設けた径方向に延在する部材に隣接している。前記固定部材の内表面は、回転部材に対し、また、使用中は、回転軸に対して偏心しているのが好ましい。
【００３３】
連通孔は、使用中は、シールの径方向最下部に位置しているのが好ましい。
【００３４】
固定部材は、表最も外側の面と、そのほぼ偏心した最も内側の表面上の径方向内方に延在する溝を備え、最も内側の表面の、径方向の最も外側の点まで延在する前記径方向の溝は、前記固定部材の最も内側、および最も外側の表面をつなぐ連通孔を形成しているのが好ましい。
【００３５】
回転部材と固定部材の表面とでＶ字状を形成しているのが好ましい。弾性環状部材は、前記Ｖ字状の中の、自由状態の弾性環状部材の径方向の位置よりも大きい径方向の位置に位置していると、さらに好ましい。
【００３６】
回転部材は、軸方向に分離した少なくとも２つのリペラポンプ装置を備えているのが好ましい。
【００３７】
回転部材と固定部材は、それぞれ一体部材であるのが好ましい。
【００３８】
回転部材と固定部材は、１つ以上の径方向に延在する段部によって、互いに軸方向に抑制されており、前記段部は、回転部材または固定部材のいずれか、もしくは前記部材の組み合わせから延在しているのが好ましい。
【００３９】
ある好ましい実施の形態では、回転部材は、２つの軸方向に結合した部材を備え、固定部材は、１個の一体部材である。回転部材の第１の部品は、回転部材の第２の部品の径方向内方に位置し、両者とも、機械的、化学的、または他の固定手段で結合され、永久接合、もしくは非永久接合されている。
【００４０】
本発明のシールは、少なくとも１つの径方向外側に位置して、機器室に対して位置決めする位置決め要素を有する固定部ハウジングを備えているのが好ましい。前記位置決め要素は、ハウジングを機器室に対してシーリングするための少なくとも１つのエラストマーを有する、径方向に延在する溝に隣接して位置させることが好ましい。また、ハウジングは、前記機器室に軸方向に当接する少なくとも１つの径方向に延在する外表面を備えているのが好ましい。
【００４１】
回転部は、少なくとも１つの径方向内方に延在する形状部を有し、前記回転部の周上に位置する少なくとも１つのリペラポンプ装置を備えているのが好ましい。
【００４２】
回転部は、軸方向に変位した少なくとも２つのリペラポンプ装置を備えているのが好ましい。
【００４３】
リペラポンプ装置は、実質的に非同心の固定部表面に対応する、連続的かつ実質的に同心の回転部表面を備えているのが好ましい。
【００４４】
リペラポンプ装置は、前記回転部の周上に位置する、少なくとも１つの径方向内方に延在する形状部を備えているのが好ましい。
【００４５】
回転部は、前記回転部の周上に位置する少なくとも１つの径方向内方に延在する形状部を、固定部の実質的に径方向に傾斜した内表面に隣接して備える、少なくとも１つのリペラポンプ装置を備えているのが好ましい。
【００４６】
回転部は、軸方向に変位した少なくとも２つのリペラポンプ装置を備えているのが好ましい。各リペラポンプ装置は、前記回転部の周上に位置する少なくとも１つの径方向内方に延在する形状部を、固定部の実質的に径方向に傾斜する内表面に隣接して備えている。
【００４７】
固定部ハウジングは、中心位置が軸の中心位置からオフセットした、少なくとも１つの内側形状部を有するのが好ましい。固定部ハウジングの前記偏心した内側形状部は、ロータ内の少なくとも１つのリペラポンプ装置に隣接しているのが好ましい。
【００４８】
固定部ハウジングは、ハウジングの最も内側の表面を、ハウジングの最も外側の表面と連通させる、少なくとも１つの径方向連通部を有するのが好ましい。前記径方向連通部、または排水孔は、少なくとも１つのリペラポンプ装置に隣接しているのが好ましい。
【００４９】
固定部ハウジングは、２つの軸方向に結合した部材を備え、回転部は、１つの一体部材であるのが好ましい。
【００５０】
１つの固定部が、第２の固定部の径方向内部に位置しており、両者とも、機械的、化学的、または他の固定手段で結合され、永久的もしくは非永久的に接合されているのが好ましい。
【００５１】
径方向外側の固定部が径方向に延在する形状部を、その最も外側の表面に一体的に形成してあるのが好ましい。前記径方向に延在する形状部は、２つの回転部材に径方向に隣接しているのが好ましい。
【００５２】
回転部は、その外表面に、少なくとも１つの径方向に延在する形状部を有し、前記形状部は、固定部の内表面に、隣接もしくは近接しているのが好ましい。
【００５３】
本発明によるラビリンスシールの実施の形態によると、少なくとも１つの回転部材、または１つの固定部材を、回転機器の部品に機械的に取り付けることができる。
【００５４】
本発明のシールは、回転機器の部品のスタッド、またはボルトを収容するための少なくとも１つの軸方向の貫通孔、またはスロットを有する固定部ハウジングを備えており、機械的シールのハウジングを回転装置に固定することができる。
【００５５】
第１の固定部ハウジングは、第２の固定部ハウジングの径方向内方に位置し、前記第１の固定部ハウジングは、回転部を介して、軸に間接的に軸方向に結合されており、前記第２の固定部ハウジングは、装置の固定部ハウジングに直接結合されているのが好ましい。前記第１の固定部ハウジングは、第２の固定部ハウジングに対し、軸方向に摺動可能である。前記軸方向の変位は、機械的に抑制されているため、カートリッジの溶液が維持されるので好ましい。
【００５６】
第１の固定部ハウジングは、第２の固定部ハウジングの径方向および軸方向内部に位置し、前記第１の固定部ハウジングは回転部を介して軸に間接的に角度をなして結合されており、前記第２の固定部ハウジングは、装置の固定部ハウジングに直接結合されているのが好ましい。前記第１の固定部ハウジングは、第２の固定部ハウジングに対し、角度をなして摺動可能である。前記角度をなした変位は、機械的に抑制されているため、カートリッジの溶液が維持されるので好ましい。
【００５７】
本発明によるラビリンスシールの実施の形態によると、少なくとも１つの回転部材、または１つの固定部材は軸方向に分割され、機器に取り付けられるように構成されている。前記分割構成要素は、機器に装着後、径方向に互いに機械的に固定されるのが好ましい。また、前記分割設計は、軸周りに装着後に、永久手段によって結合される、少なくとも１つの径方向に分割されたエラストマーを備えているのが好ましい。
【００５８】
また本発明は、非接触ラビリンス型シールの形態のベアリングプロテクタを提供するものである。
【００５９】
静的遮断装置を、またはその一部を形成するエラストマーまたはＯリングの形態の弾性シーリング部材に関しては、弾性または中実の変形可能な材料が適していることは理解できると思う。
【００６０】
添付の図面に示すシーリング部材は、断面が円形であるが、平面または円形の表面の組み合わせを含み、他の形状でもよいことは理解できると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下本発明について、添付の図面を参照しながら説明する。ただし、以下の説明は、単なる例示に過ぎない。
【００６２】
本発明による回転シールは、軸が回転部材であり、ハウジングが固定部材である場合のみならず、逆の場合、すなわち、軸が固定部材であって、ハウジングが回転部材である場合にも適用可能である。
【００６３】
さらに、本発明は、回転装置および固定装置の両方において実施可能である。また、非金属部品のみならず、金属部品を備えるカートリッジ、および構成要素用シールにおいても実施可能である。
【００６４】
図１は、本発明の第１の実施形態に関し、回転機器１１の一部品に嵌合したベアリングプロテクタ組立体１０を示す。回転機器１１は、回転軸１２と、固定ハウジング１３を有する。固定ハウジング１３は、一般に、図示しないベアリングを備えている。
【００６５】
ベアリングプロテクタ組立体１０の軸方向の一端のＸで示す領域は、流体または固体、または異物、または雰囲気を含むことがある。明確化のために、これらの単体もしくは混合された媒体を、“生成物質”と呼ぶ。
【００６６】
ベアリングプロテクタ組立体１０の軸方向の他端のＹで示す領域もまた、流体または固体または異物または雰囲気を部分的に含むものであるが、これらの単体もしくは混合媒体を"雰囲気物質"と呼ぶ。
【００６７】
ベアリングプロテクタ組立体１０は、第２の回転部材１５に対して、径方向および軸方向に位置決めされた、第１の回転部材１４を有する回転部組立体１６である。回転部組立体１６は、固定部材（固定ハウジング）１７に隣接して位置している。
【００６８】
Ａ−Ａに沿う断面を図２Ａに示す。これは、固定ハウジング１７の径方向の最も外側の表面上の外側溝１８を通る断面である。
【００６９】
Ｂ−Ｂに沿う横断面図を図２Ｅに示す。これは、固定ハウジング１７の径方向の最も外側の表面上の外側溝１９を通る断面である。
【００７０】
図２Ａを参照する。第１の回転部材１４は、少なくとも１つの径方向を向く成形部、すなわち、回転部スロット２５を有する。第１の回転部材１４は、回転軸１２とほぼ同心であり、軸の中心線２６周りを回転する。固定ハウジング１７は、少なくとも１つの内側成形部、すなわち、ポンプ孔２７を有する。第１の回転部材１４の最も外側の表面と、固定部ポンプ孔２７の最も内側の表面との間の径方向の隙間は、ポンプ室２８を形成している。
【００７１】
図２Ａによると、固定部のポンプ孔２７は、第１の回転部材１４と回転軸１２の両者に対してやや偏心しており、中心線２９を有する。第１の回転部材１４と固定部のポンプ孔２７との間の偏心の程度は、それぞれの中心線２６と２９の間の径方向の距離Ｚで表わしている。
【００７２】
偏心のため、第１の回転部材１４と固定部のポンプ孔２７との間の径方向の隙間は、ベアリングプロテクタ組立体１０の円周方向に一定ではない。図２Ａに示すように、１２時の位置の径方向の隙間３０は、６時の位置の径方向の隙間３１よりかなり小さい。
【００７３】
ポンプ室２８に入る流体は、すべて、回転部スロット２５によって円周方向に搬送される際、径方向の隙間の変化の影響を受ける。この径方向の隙間の変化は、径方向の隙間に作用する流体圧に変化をもたらす。この流体圧の変化により、流体は、径方向に小さい隙間３０の位置から、径方向に大きい隙間３１の位置まで、周方向に流れる。
【００７４】
図２Ａに示すように、固定ハウジング１７の外側溝１８もまた、回転軸１２に対してほぼ同心である。図２Ａにおいて、断面図の径方向の最も下の６時の位置に、固定部のポンプ孔２７と同心である外側溝１８の径方向の貫通口が設けられている。
【００７５】
図２Ｂは、この成形部の拡大図である。図２Ｂから、この貫通口は、固定ハウジング１７の最も内側の領域と、固定ハウジング１７の最も外側の領域の間に、連通孔３５を形成している。この自動的に形成される連通孔３５の利点は、機械、製造技術、あるいは、雇用オペレータに関係なく、径方向に最も大きい隙間３１の位置に常に形成されるということである。この利点は、供給者にとっても有利である。
【００７６】
図２Ｃは、図２Ｂに相当する図であり、前記固定部ポンプ孔２７が、別の径方向に延在する内側領域３６を有する別の実施の形態を示す。この径方向に延在する領域に、自動的に連通孔３７が形成される。この連通孔３７は、それに付随する固定部ポンプ孔２７と、外側溝１８に、製造許容差があると考えた場合、その長さは、ばらつきが少なくなるよう、より厳しく制御されている。
【００７７】
図２Ｄは、図２Ｂに相当する別の実施の形態を示す図であり、連通孔３８は、固定部材１７を貫通して延在する破砕スロット、もしくはドリル孔によって形成されている。
【００７８】
図２Ｅは、図１に相当し、製品の物質側に隣接するリペラポンプ装置の別の実施の形態を示す。
【００７９】
図２Ｅと図１から分かるように、第２の回転部材１５は、少なくとも１つの径方向に延在する成形部、いわゆる回転部スロット４５を形成している。第２の回転部材１５は、回転軸１２とほぼ同心であり、従って、軸の中心線４６上を回転する。
【００８０】
固定ハウジング１７は、少なくとも１つの内側成形部、いわゆる固定部ポンプ孔４７を有する。第２の回転部材１５の最も外側の表面と、固定部ポンプ孔４７の最も内側の表面との間の径方向の隙間は、ポンプ室４８である。
【００８１】
固定部ポンプ孔４７は、第２の回転部材１５と回転軸１２の両者に対し、やや偏心しており、中心線４９を有する。第２の回転部材１５と固定部ポンプ孔４７との偏心の程度を、それぞれの中心線４６と４９の径方向の距離Ｗで示す。
【００８２】
偏心の結果、第２の回転部材１５と固定部ポンプ孔４７との間の径方向の隙間は、ベアリングプロテクタ組立体１０の円周に沿って一定ではない。図２Ｅに示すように、１２時の位置の前記径方向の隙間５０は、６時の位置の径方向の隙間５１よりかなり小さい。
【００８３】
ポンプ室４８に入る流体は、すべて、回転部スロット４５によって円周方向に搬送される際、径方向の隙間の変化の影響を受ける。この径方向の隙間の変化により、径方向の隙間に作用する流体圧は変化する。この流体圧の変化により、流体は、径方向に小さい隙間５０の位置から、径方向に大きい隙間５１の位置まで、周方向に流れる。
【００８４】
径方向に延在する回転部の外側表面上の、円周方向に不連続な回転部スロット４５もしくは凹部は、流体の動きを促進するために、必須の要素というわけではない。多くの場合、２つの逆方向に回転する表面と、それらの非同心配列のみで流体の吐出または吸入作用は、十分に確保できる。
【００８５】
ほぼ同心に配列された２つの逆方向に回転する表面であって、その一方が、好ましくは、径方向に延在する円周方向に不連続な回転部スロットまたは凹部を備えていれば、流体の吐出または吸入の作用は十分に確保できる。
【００８６】
図２Ｅおよび図１に示すように、固定ハウジング１７の外側溝１９は、回転軸１２に対してほぼ同心である。図２Ｅにおいて、径方向の最も下の６時の位置に、固定部ポンプ孔４７と同心である外側溝１９の径方向に連通する連通孔５５が形成されている。
【００８７】
この連通孔を、さらに図２Ｆに示す。これは、図２Ｅの線Ｃ−Ｃ方向に見た平面図である。この連通孔は、固定ハウジング１７の最も内側と、最も外側の領域の間に位置している。この同心の外側溝１９と、偏心固定部ポンプ孔４７との組み合わせにより、最も径方向に大きい隙間５１の位置に、自動的に連通孔５５が形成される。
【００８８】
連通孔５５は、変化する回転部と固定部の間の径方向の隙間に対して、円周上のいずれの位置に設けてもよいことは明らかである。例えば、適用分野によっては、連通孔を、回転部と固定部の間の径方向に最も小さい隙間の位置に隣接した位置のほうが、より適している場合もある。その場合には、流体圧差が最も大きい位置であるため、比較的高い流体圧を利用して、流体を連通孔から外に押し出すことができる。
【００８９】
熟練した読者であれば、吸入装置を、１台もしくは２台設けてもよいことは理解されると思う。１台のリペラを、雰囲気物質側、そしてもう１台を、生成物質側に有する二重リペラポンプ装置を備えている構成が好ましい。ベアリングプロテクタ組立体１０の各側からの物質の進入および排出を、拒絶することができるからである。
【００９０】
径方向に大きい隙間３１および５１、ひいては、連通孔３７および５５は、必要性が生じた場合には、単純に、固定ハウジング１７の大気および生成物質端上の偏心吸入孔間の角度加工方向を変更することによって、互いの角度関係を自由に変更することができる。
【００９１】
回転部スロット２５、４５のそれぞれの数、または寸法、またはそれぞれの角度方向は、シールの適用分野に合わせて、変更することができる。
【００９２】
両側の反発吸入設計のバランスを保つとともに、互いに同等として、偏った吸入、排出を防ぐのが好ましい。
【００９３】
図３に示すように、ベアリングプロテクタは、カートリッジタイプの部品であり、取り付け装置のない状態で供給される。回転部組立体６０は、２つの軸方向に結合された第１の回転部材１４、および第２の回転部材１５を備えているのが好ましい。
【００９４】
第１の回転部材１４は、第２の回転部材１５の径方向内側の径方向の位置６１に位置している。第１の回転部材１４と第２の回転部材１５は、ともに、第２の回転部材１５の軸方向の面６２が、第１の回転部材１４の軸方向の段部６３に当接するまで、軸方向に押圧される。径方向の位置６１が機械的に干渉して嵌合され、両回転部材は互いに固定される。
【００９５】
あるいは、これらの部品を、適当な接着剤によって化学的に結合するか、あるいは、溶接によって、永久的に結合してもよく、また、それらの組み合わせにより、確実に結合してもよい。
【００９６】
径方向最も内側の第１の回転部材１４は、その最も内側の表面上に径方向に延在する逃がし成形部６４を有するのが好ましい。形成部６４は、２つの回転部材１４および１５の径方向の位置６１に隣接する。この逃がし成形部６４により、ベアリングプロテクタ組立体１０と回転軸１２とは、２つの回転部材１４および１５の間の径方向の位置６１において、径方向に干渉することなく、確実に回転軸１２上を摺動する。
【００９７】
第１の回転部材１４および第２の回転部材１５の端部は、固定部材１７の径方向最も内側の部分より、長手方向外側に大きい。固定部材１７は一体部材であるのが好ましい。
【００９８】
図３に示すように、第１の回転部材１４は、その最も内側の表面に、径方向に延在するキャビティ６５を有している。キャビティ６５は、弾性シール装置６６を有し、回転部組立体６０を回転軸１２上にシールさせている。弾性シール装置６６は、回転軸１２からの回転を、第１の回転部材１４に伝達する。
【００９９】
ベアリングプロテクタ組立体１０は、少なくとも１つの径方向外側に位置する機器室の位置決め形状部６７を有する固定ハウジング１７を備えているのが好ましい。位置決め形状部６７は、径方向に延在する固定ハウジング１７を、機器室の内側領域に対して密着させるための少なくとも１つの弾性部材６９を有する溝６８に隣接して位置している。固定ハウジング１７は、軸方向に延在し、前記機器室７１に軸方向に当接する表面７０を、少なくとも１つ有する。
【０１００】
第１の回転部材１４または第２の回転部材１５は、上記のようなリペラポンプ装置を少なくとも１つ有するのが好ましい。
【０１０１】
回転部は、軸方向に変位させた少なくとも２つのリペラポンプ装置を有するのが好ましい。それぞれのリペラポンプ装置は、回転部の円周上に位置する少なくとも１つの径方向内方を向く形状部を有する。
【０１０２】
図３に示すように、第１の回転部材１４および第２の回転部材１５は、ともに第１の回転部材１４と第２の回転部材１５の最も外側の径方向表面上に位置する少なくとも１つの径方向内側かつ円周方向に延在するキャステレーション７２、７３を一体的に備えている。
【０１０３】
キャステレーション７２および７３は、図示のような四角形状でもよく、また、曲面と直線面とを組み合わせた形状を含むいかなる形状でもよい。この形状は、例えば、断面台形、Ｖ字型、半円形などでもよい。さらに、左右にピッチを有するねじ山を有するものでもよい。
【０１０４】
前記径方向の回転部材の表面、およびキャステレーション７２、７３は、径方向に近接しており、それぞれ、隣接する最も内側に位置する固定部材の表面７４、７５との距離は、典型的には０．１３ｍｍ（０．００５″）から０．２５ｍｍ（０．０１０″）である。径方向の近接度は、０．１３ｍｍ（０．００５″）に限定されるものではないことは明らかであり、この値より大きくても小さくてもよい。
【０１０５】
回転部組立体６０の径方向の最も外側の表面に隣接する、固定部材１７の径方向最も内側の表面７４、７５は、前述の通り、同様のキャステレーションを有する。軸方向の流体の動きを制止か、または防止するための回転部材および固定部材のキャステレーションは、いかなる組み合わせでもよい。
【０１０６】
ベアリングプロテクタ組立体１０は、静的遮断装置組立体８０を一体に備え、静的遮断装置組立体８０は、エラストマー８１を有する。このエラストマー８１は、前記エラストマー８１の径方向内側に位置するＶ字形状部の内部に径方向に位置している。このＶ字形状部は、固定部材の表面８２と、回転部材の表面８３の２つの互いに逆方向を向く表面から構成されている。
【０１０７】
エラストマー８１は、自由な状態にあるとき、そのＶ字形状部上におけるエラストマー８１の公称径方向位置より、わずかに径方向外側の位置にある。この構成は、エラストマー８１は径方向に伸張させられるように作用するということを意味するものである。
【０１０８】
エラストマー８１が外側に伸張させられると、この構成により、エラストマー８１の円周周りに、それに対応する径方向内側に作用する力が生まれ、Ｖ字を形成する表面８２、８３の内方に付勢される。これにより、表面８２と８３上の回転部組立体６０と固定部１７の間に、静的密閉状態が形成される。この構成については、図６Ａと図６Ｂを参照しながら、さらに詳しく説明する。
【０１０９】
図６Ａに示すように、回転部組立体６０は、第１の回転部材１４と第２の回転部材１５を有する。第２の回転部材１５は、エラストマー８１の最も外側の表面より径方向外側まで延在している。第２の回転部材１５は、径方向内側の表面９０および９１を有する。この表面９１は、径方向および軸方向に傾斜している。
【０１１０】
隙間９２が、傾斜面９１とエラストマー８１の外表面との間に存在する。この隙間９２により、エラストマー８１は、回転軸１２の速度が低い間も、外方への摩擦抵抗を受けない。
【０１１１】
機器が始動すると、回転軸１２は回転し、エラストマー８１は、径方向外側に作用する遠心力を受ける。この遠心力により、エラストマー８１は、固定部の傾斜面８２から浮き上がり、回転部の傾斜面９１上に移動する。この状態を、図６Ｂに示す。
【０１１２】
回転部の傾斜面９１は、エラストマー８１の、実質的な径方向の動きを、回転部の空間９４に向かう、径方向および軸方向の動きに変換する。
【０１１３】
回転軸１２が停止すると、エラストマー８１に働く外方への遠心力も停止する。すると、エラストマー８１の自然な弾性により、内方に働く径方向の力が生まれ、それにより、エラストマー８１は、図６Ａに示す、固定部材１７と第１の回転部材１４のＶ字型の表面８２、８３の中に戻る。
【０１１４】
Ｖ字型の表面８２、８３の中のエラストマー８１は、径方向の遮断装置として機能し、流体または固体が、雰囲気物質側から生成物質側へ、または、生成物質側から雰囲気物質側へ移動するのを防ぐ静的密閉状態を形成している。
【０１１５】
径方向の隙間９２は、いかなる寸法でもよい。例として、０から５０ｍｍ、あるいは、５０ｍｍ以上でもよい。前記径方向の隙間９２は、好ましくは約０．２５ｍｍである。さらに、適用分野によっては、傾斜面９１が、エラストマー８１を径方向内側に押圧したほうがよい場合もあると思われる。従って、「径方向の隙間」は、回転部の表面９１と８３の間に、摩擦抵抗を与えるための干渉部である。
【０１１６】
上記の構成においては、ＵＳ５、３７８、０００（オロウスキ）が有する制限事項は存在しない。これらについて次に述べる。
【０１１７】
−本発明のＶ字型の着座形状により、エラストマー８１は、機器が始動もしくは停止状態の間に、エラストマー８１に食い込む可能性がある鋭利な面、あるいは鋭利な縁に接触することはない。
【０１１８】
−本発明のＶ字型の着座形状により、エラストマー８１の製造許容差が設計に影響を与えることは全くない。静的状態では、エラストマー８１の表面８２および８３に対する摩擦抵抗は、エラストマー８１の断面の寸法と関係なく、ほぼ一定である。エラストマー８１の断面寸法のばらつきは、回転部材の隙間９２または回転部材の空間９４によって調整される。
【０１１９】
−本発明のＶ字型の着座形状により、本発明の装置の軸への取り付け中に起こりうる回転部組立体６０と固定ハウジング１７との軸方向の多少の変位は調整される。回転部組立体６０と固定ハウジング１７との間のそれぞれの軸方向の公称隙間が変化したとしても、これらは、２つの独立した表面であるため、それに伴って、Ｖ字型の着座形状が軸方向に開閉する。
【０１２０】
エラストマー８１に対するこの効果は、エラストマー８１の径方向の公称着座位置がわずかに変化するという事実に基づく。エラストマー８１は、軸方向の隙間が閉じているときには、公称位置より径方向にわずかに高い位置に着座するか、もしくは軸方向の隙間が大きくなっているときには、公称位置より径方向にわずかに低い位置に着座する。従って、この設計により、エラストマー８１は、軸方向に移動しても、不本意な応力またはせん断力を受けることはない。
【０１２１】
図４Ａは、図１のベアリングプロテクタの６つの構成要素のうちの４つを分解して等寸で示す図である。本発明の装置の組み立てにおいては、第１の回転部材１４を、固定ハウジング１７の中に軸方向に位置決めされるまで押し込む。
【０１２２】
エラストマー８１は、径方向外側に伸張させられ、第１の回転部材１４と固定ハウジング１７の小組立体１００によって形成されるＶ字型着座領域に当接する。図４Ｂにそれを示す。
【０１２３】
第２の回転部材１５を、小組立体１００に対して軸方向に取り付けると、軸方向に傾斜した表面１０１は、エラストマー８１上に対して径方向を向く。第２の回転部材１５を軸方向にさらに移動させると、傾斜した表面１０１は、中実の変形可能なエラストマー８１を損傷することなく、軸方向に押圧する。従って、この傾斜表面１０１は、非常に望ましい構成である。
【０１２４】
図５は、図３に相当する図であり、別の中実の変形可能な部材、またはエラストマー１０４を組み込んだベアリングプロテクタ１０３の長手方向部分断面図である。エラストマー１０４は、固定部１０６と回転部１０７の２つの逆方向に回転する表面間に形成された径方向の捕捉キャビティ１０５に取り付けられる。前記エラストマー１０４により、本発明の装置を通過する浮遊分子の吸込量を制限することができる。
【０１２５】
さらに、この実施の形態は、図１に示す実施の形態と両立可能であるため、より多くの利点を発揮することができる。従って、エラストマー１０４を追加するために、第１の実施の形態の構成要素に変更を加える必要はない。
【０１２６】
図７は、本発明の別の実施の形態の長手方向の部分断面図である。ベアリングプロテクタ１０９は、回転部組立体１１０を有する。回転部組立体１１０は、少なくとも１つのリペラポンプ装置１１１を有し、リペラポンプ装置１１１は、径方向に傾斜したルート部１１３を有する、少なくとも１つの径方向に延在する成形部１１２を、前記回転部組立体１１０の最も外側の円周上に有する。前記径方向に延在する成形部１１２は、固定部１１５の実質的に径方向に傾斜する内面１１４に隣接している。
【０１２７】
回転部組立体１１０が回転軸１１６とともに回転すると、軸方向に延在する成形部１１２、特に、径方向に傾斜するルート部１１３は、雰囲気物質を、固定部１１５の傾斜する内面１１４に向かって径方向に変位させる。雰囲気物質は、回転部組立体１１０の回転によって生じる遠心力によって、径方向外側に変位する。雰囲気物質が固定部１１５の傾斜した内面１１４とつながると、物質がベアリングプロテクタ１０９から反発されるに従い、その径方向の速度は、軸方向の変位に変換される。
【０１２８】
図７に示すように、回転部組立体１１０は、軸方向に変位した少なくとも２つのリペラポンプ装置１１１、１１７を備えている。各リペラポンプ装置は、少なくとも１つの径方向内方に延在する成形部を、固定部１１５の実質的に径方向に傾斜した内面に隣接する前記回転部の円周上に備えている。
【０１２９】
図７は、径方向内方に延在する成形部１１２の傾斜するルート部１１３を示している。ルート部１１３の輪郭は、傾斜面、平行面、曲面のいずれかの組み合わせでもよく、限定はされないが、長手の断面および端面は、凸、凹、平行、またはそれらの組み合わせのいずれでもよい。
【０１３０】
図８に示すように、固定部組立体１２０は、径方向に位置決めされているとともに、軸方向に当接する軸方向に結合した固定部材１２１および１２２を有する。前記固定部組立体１２０は、回転部１２３を軸方向に掴持する２つの径方向内方に延在する部材を備え、好ましくは一体部材に構成されている。
【０１３１】
固定部材１２１は、径方向に当接する２つの固定部材１２１、１２２に隣接して、径方向内方に延在する成形部１２４を、その径方向最も外側の表面上に組み込んである。前記径方向に延在する成形部１２４は、２つの固定部材１２１、１２２の間の径方向の位置から見て、固定部組立体１２０が径方向に機器のハウジング１２５と過剰に干渉しないようにするためのアンダーカットとして作用する。
【０１３２】
固定部材１２１には、機器のハウジング１２５の最も内側の表面に対して円周方向に密着する、中実の変形可能なエラストマー１２７を収容するための凹部１２６が、その最も外側の表面から径方向内方に延在するように形成されている。
【０１３３】
固定部材１２２は、固定部組立体１２０を軸方向に、機器のハウジング１２５の端面に位置決めするための、軸方向外側に延在する成形部１２８を有する。
【０１３４】
固定部材１２２および１２１は、径方向の干渉による嵌合やねじ山など、機械的手段により、１２９の位置で結合される。しかし、接着剤または溶接などのような永久手段などの化学的手段なども、適した固定方法の例として挙げられる。
【０１３５】
回転部１２３は、その最も内側の表面から、径方向外方に延在する成形部１３０を備え、その中に、装置の軸１３２の最も外側の表面に円周方向に密着する中実の変形可能なエラストマー１３１を収容する。
【０１３６】
回転部１２３は、少なくとも１つのリペラポンプ装置１３３を有し、リペラポンプ装置１３３は、回転部１２３の最も外側の円周上に、少なくとも１つの径方向に延在する成形部、いわゆるスロット１３４を有する。
【０１３７】
スロット１３４と回転部１２３は、固定部材１２２のキャビティ内で作動する。このキャビティは、好ましくは、図２Ａに基づいて説明したように偏心している。
【０１３８】
さらに、固定部材１２２は、図２Ｂに基づいて説明したように、少なくとも１つの排水孔１３５を、一体に有する。
【０１３９】
回転部１２３は、互いに軸方向に変位した、少なくとも２つのリペラポンプ装置１３３、１３６を有する。各リペラポンプ装置は、固定部材１２１、１２２の内側表面上の偏心吸入キャビティに隣接する前記回転部の円周上に、少なくとも１つの径方向内方に延在する成形部を有する。
【０１４０】
回転部１２３は、固定部の径方向に傾斜する表面１４０と、回転部の径方向に傾斜する表面１４１とからなるＶ字型着座領域１３９で作動するエラストマー１３８を有する閉鎖機構１３７を有している。
【０１４１】
回転部１２３は、さらに、少なくとも１つの径方向に延在するキャステレーション形状部１４２を有する。キャステレーション成形部１４２は、固定部材１２２または１２１の径方向内側面に径方向に近接している。
【０１４２】
図９Ａを参照する。本発明のシールは、径方向外方に延在する成形部１５１を有する固定部１５０を備えている。この成形部１５１において、固定部１５０は、少なくとも１つの軸方向の貫通孔またはスロット１５２を有し、回転機器１５３の部品のスタッドまたはボルト１５４を収容し、これにより、本発明の固定部１５０は、機械的に確実に回転機器１５３に固定される。
【０１４３】
図９Ｂに示すように、このような固定ハウジング１５５は、周囲との接続部１５６を一体的に備えており、１次もしくは２次流体１５７をシール１５８内に注入もしくは流し込み、処理キャビティ１５９の中に吸入する。
【０１４４】
図１０を参照する。本発明のシールは、２つの軸方向に摺動する固定ハウジング１６０、１６１を備えていてもよい。１つの固定ハウジング１６０は、第２の固定ハウジング１６１の径方向内側に位置し、これら固定ハウジングのうちの少なくとも一方は、２つの固定ハウジング１６０、１６１の間を円周方向に密閉する軸方向のエラストマー１６２を、一体的に有する。
【０１４５】
好ましくは、２つの固定ハウジングの間の軸方向の移動は、径方向に延在する成形部１６３、または１６４によって確実に制止される。両固定ハウジング１６０、１６１は、２つの固定ハウジング間の軸方向の動きは許容するが、回転動作を制止する駆動ピン、または駆動ラグ１６５などのような適当な機械的手段を介して、確実に回転可能に接続されているのが好ましい。
【０１４６】
前記外側の固定ハウジング１６１は、エラストマー１６７を収容する径方向に延在する成形部１６６を一体に有する。前記エラストマー１６７は、前記固定ハウジング１６１と機器のハウジング１６８との間の周囲を密閉する。
【０１４７】
回転部１６９は、それを機器の回転軸１７１の円周に対して密着させるエラストマー１７０を有する。
【０１４８】
図１０に示す本発明の他の要素については、他の実施の形態に基づいてすでに説明した。
【０１４９】
前記軸方向に摺動するエラストマー１６２は、好ましくは径方向の押圧力が弱く、よって、外側の固定部のエラストマー１６７と軸のエラストマー１７０より摩擦抵抗が小さい。摩擦抵抗が小さいため、軸方向の動きが、シール内の他の箇所より、このエラストマー１６２の位置で起こりやすい。
【０１５０】
図１０の実施の形態は、機器の回転軸１７１と、機器のハウジング１６８との間の軸方向かつ長手方向の変位を調整できる構成を実現している。この軸方向の変位は、軸のエラストマー１７０の位置より、摩擦抵抗が低いエラストマー１６２の位置において、起こりやすくなっている。
【０１５１】
これにより、回転部１６９と内側の固定ハウジング１６０との間のそれぞれのランニングクリアランスは確実に維持され、損なわれることがない。軸方向の機器の回転軸１７１と、機器のハウジング１６８の間の移動量は、調整可能である。
【０１５２】
図１１Ａを参照する。本発明のシールは、２つの角度方向に摺動する固定部ハウジング１８０および１８１を備えている。一方の固定ハウジング１８０は、第２の固定ハウジング１８１の径方向内側に位置し、径方向に延在する成形部１８２を有する。前記成形部１８２は、角度方向に摺動するエラストマー１８３に軸方向に当接する。
【０１５３】
外側の固定ハウジング１８１もまた、角度方向に摺動するエラストマー１８３の軸方向反対側に軸方向に当接し、径方向に延在する成形部１８４を有する。角度方向に摺動するエラストマーは、２つの固定ハウジング１８０、１８１の間を円周方向に密閉させる。
【０１５４】
２つの固定ハウジング１８０、１８１の間の軸方向の動きは、径方向に延在する成形部１８４によって、確実に阻止される。
【０１５５】
固定ハウジング１８０、１８１は、ともに駆動ピンや駆動ラグ１８５のような適当な機械的手段によって、確実に回転可能に接続されており、それにより、２つの固定ハウジング１８０、１８１は、角度方向に移動可能であるとともに、回転方向の移動が制止されている。
【０１５６】
外側の固定ハウジング１８１は、エラストマー１８７を収容する径方向に延在する成形部１８６を一体に備えている。前記エラストマー１８７は、前記固定ハウジング１８１と機器のハウジング１８８の間を円周方向に密着させる。
【０１５７】
あるいは、前記角度方向の移動は、図１１Ｂに示すように、２つの球面接合部３２０、または機械的代替要素によって調整される。
【０１５８】
図１１に示す本発明の別の要素については、他の実施の形態に基づいて、すでに説明した。
【０１５９】
図１１Ａおよび図１１Ｂの実施の形態は、機器の軸１８９と機器のハウジング１８８の角度方向の変位を調整できる構成を示す。この角度方向の変位は、他の位置よりむしろ、２つの固定ハウジング１８０、１８１の間の旋回位置、エラストマー１８３、または球面接合部３２０において起こりやすい。
【０１６０】
これにより、回転部１９０と内側の固定ハウジング１８０／３２１との間のランニンググリアランスは、それぞれ実質的に保持され、軸１８９と機器のハウジング１８８の間の角度方向の変位を含む機器において損なわれることはない。
【０１６１】
図１２Ａを参照する。シール２００は、簡単に分解できない機器の設置を容易にするために、その長手方向の軸で２つに分かれており、従来のシールを設けることができるようになっている。
【０１６２】
シールは、長手方向、かつ実質的に組み合わせる少なくとも２つの分割回転部半体２０１、２０２と、長手方向かつ実質的に組み合わせる少なくとも２つの分割固定部半体２０３、２０４を一体に備えている。このシールの形状、特に遮断装置とリペラポンプ装置については、すでに説明した通りである。
【０１６３】
本実施の形態の特定の分割形状について、さらに図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆおよび１２Ｇを参照しながら説明する。
【０１６４】
図１２Ａにおいて、固定部の２つの分割固定部半体は、１つ以上の押さえねじ２０５のような適当な固着装置によって、互いに接続されている。押さえねじ２０５は、一方の分割固定部半体２０３のクリアランスホール２０６の中で作用し、第２の分割固定部半体２０４に形成された対応するねじ山付き位置決め孔２０７に係合する。
【０１６５】
この押さえねじ２０５の固着法は、単なる一例にすぎない。別の例では、両分割固定部半体に、クリアランスホールが一体形成されており、ボルトを両者へ貫通して、ボルト上に取り付けるナットを使って固定する。
【０１６６】
図１２Ｂにおいて、２つの分割固定部半体２０３、２０４は、固定前の両者の間の径方向端部に適当な密閉装置２１０を有する。密閉装置２１０は、機器への装着時において設けるシーラントでも、あるいは、図示のようなガスケット部材でもよい。ガスケット部材は、分割固定部半体２０４の径方向端部全体をカバーするものでも、図１２Ｂに示すような形状のものでもよい。
【０１６７】
図１２Ｂにおいて、密閉装置（以後、ガスケットと称する）２１０は、分割固定部半体２０３または２０４の少なくとも２つの径方向端部において、チャンネル２１１内に着座しうる。ガスケット２１０は、径方向に、固定部から機器のハウジング用エラストマー２１２の間、および固定部から固定部のエラストマー２１３の間にわたって密閉する。ガスケット２１０は、それぞれのエラストマー２１２、２１３に当接する。
【０１６８】
図１２Ａでは、２つの分割回転部半体２０１および２０２は、１つ以上の押さえねじ２１５などのような適当な固着装置によって結合されている。押さえねじ２１５は、分割回転部半体２０１の一方におけるねじ山付き位置決め孔２１６の中で作用し、第２の分割回転部半体２０２の対応するねじ山付き位置決め孔２１７に係合する。
【０１６９】
あるいは、分割固定部半体にクリアランスホールを一体形成し、ボルトを両者に貫通させ、ボルトにナットを取り付けて固定してもよい。
【０１７０】
図１２Ｂにおいて、２つの分割回転部組立２０１、２０２は、互いに固着される前に、径方向端部に適当な密閉装置２２０を有する。ここでも、密閉装置２２０は、機器への装着時において設けるシーラントでも、あるいは、図示のようなガスケットでもよい。
【０１７１】
ガスケット型密閉装置（以後、ガスケットと称する）２２０は、分割回転部組立半体２０２の径方向端部全体をカバーするものでも、図１２Ｂに示すような形状のものでもよい。
【０１７２】
図１２Ｂにおいて、ガスケット２２０は、分割回転部半体２０１または２０２のいずれかの少なくとも２つの径方向端部におけるチャンネル２２１の中に着座している。ガスケット２２０は、回転部から機器の軸のエラストマー２２２の間、および回転部から固定部のエラストマー２１３の間に亘り、径方向にわたって密閉する。ガスケット２２０は、エラストマー２１３，２２２、に当接する。
【０１７３】
回転部と固定部のそれぞれの２つの分割半体は、平坦な一体型密閉面を形成するように重ねてもよい。これにより、前記半体間のガスケットは必要なくなる。しかし、中実の変形可能な材料を使用する場合より、２つの金属部品の間を密閉可能に結合する必要のある別の分野における需要が大きい。
【０１７４】
さらに、ベアリングプロテクタ構成要素の２つの各半体を、そのユニットを機器の回転部に装着する際に、適当な接着剤またはシーラントで互いに接着してもよい。
【０１７５】
また、固定部と回転部の２つの半体は、ジュビリークリップ、サークリプ、スプリットリングまたはタイラップなどのような適当な手段により、互いに機械的に固着するか保持される。
【０１７６】
本発明のシールのさらに別の実施の形態を、図１２Ｃに示す。ストラップ型固着装置２３０、２３１を、固定部２３２と回転部２３３の両方に組み込んで、２つの分割半体を互いに固着してある。この場合、本発明の装置を機器に取り付ける前に、分割エラストマー２１２、２１３、２２２が必要となる。
【０１７７】
エラストマー２１２、２１３、２２２は、例えば、ナイフを使用して径方向に分割し、その後、軸の周りに巻きつけて、エラストマー２１２、２１３、２２２の端部を適当な接着剤によって固着し、連続的な円形のリングを形成してもよい。
【０１７８】
エラストマーの端部は、径方向にずれて固着される傾向があり、それにより、密閉性に影響する場合があるため、分割エラストマーには、図１２Ｄに示すように、それぞれの端部に位置決めのための部材を設ける。
【０１７９】
分割エラストマー２３５の一端に、径方向内方に延在する部材２３６を有し、他端に径方向それに対応する位置決め孔２３７を有する様子を、図１２Ｄに示す。機器の軸の周囲に組立てる際、延在するエラストマーの部材２３６を位置決めし、適当な接着剤で位置決め孔２３７を有するエラストマーの内部に固着する。このような設計によると、エラストマー２３５の両端間の径方向の位置決めの正確性が確保されるとともに、取り付けやすくなる。
【０１８０】
適用分野によっては、２つの軸方向に分割された構成要素を、互いにねじを使って結合するのは難しい。従って、シールを、取付けにくい領域に取り付ける際、前記ねじが、前記分割部品の内部に収まるようになれば都合がよい。
【０１８１】
上述したように、ねじを隙間とねじ山付き位置決め孔２１６、２１７に使用して、２つの径方向の半体を、互いに固定するのも１つの方法である。しかし、回転部と固定部の両半体の中の位置決め孔にねじ山を設けてもよい。この場合、図１２Ｅに示すように、特殊なねじを使用する。
【０１８２】
図１２Ｅに示すように、押さえねじ２３９は、ねじの段部３０１から、ねじ山付き部位３０２までの限られた軸方向の長さだけ、径方向内方に延在する凹部３００を有する。
【０１８３】
図１２Ｆにおいて、押さえねじ２３９のねじ山３０４が、分割回転部材３０３の対応するねじ山３０５の軸方向端部に到達するまで、押さえねじ２３９を、軸方向の分割回転部材３０３の一方のねじ山付き位置決め孔の中にねじ込む。押さえねじ２３９の径方向内方に延在する凹部３００の外表面は、分割回転部材３０３のねじ山３０５の内側面より径方向に小さい。
【０１８４】
押さえねじ２３９は、軸方向の分割回転部材３０３の段部３０１と３０６の間に軸方向に挟まれており、分割シーリング装置の取り付け作業中にずれることはない。
【０１８５】
図１２Ｇでは、回転部半体３０８の中の対応するねじ山３０７と、固定位置にある押さえねじ２３９が、分割回転部材半体３０３、３０８を共に径方向に挟持している。
【０１８６】
同様の押さえねじによる固定方法を使って、固定部を固定することができる。
【０１８７】
図１３によると、カートリッジ式の機械的シール２４１は、軸２４２上に取り付けられており、回転機器のハウジング２４３に固定されている。カートリッジ式の機械的シール２４１は、処理物質２４４が処理室２４５から逃げないように漏れを防ぐ。
【０１８８】
図１３は、カートリッジ式の機械的シール２４１の非処理物質側にあるシール２４０を示している。カートリッジ式の機械的シール２４１は、その仕切室２４７の内部に仕切流体２４６を含んでいる。仕切流体２４６は、インボードの機械的シール面２４８によって、処理室２４５の中に逃げないようになっている。
【０１８９】
シール２４０により、仕切流体が、カートリッジ式の機械的シール２４１の大気側２４９に逃げないようにされている。
【０１９０】
シール２４０の固定部２５０は、別体であり、カートリッジ式の機械的シール押さえ２５１の交換可能な部品である。もちろん、必要であれば、固定部を一体部品として構成することも可能である。
【０１９１】
図１４では、軸方向に延在する回転部２６３に、１つ以上の締め付けねじ２６２を取り付けることによって、ラビリンスシール２６０を回転軸２６１に対して確実に固定している。
【０１９２】
図１５では、雰囲気物質側に１つのリペラポンプ装置２７１を備える、軸方向にコンパクトなラビリンスシール２７０を示す。
【０１９３】
図１６では、リペラポンプ装置２８１を雰囲気物質側に１つと遮断密閉装置２８２を有する軸方向にコンパクトなラビリンスシール２８０を示す。
【０１９４】
図１７では、遮断密閉装置２９１を有する軸方向にコンパクトなラビリンスシール２９０を示す。
【０１９５】
図１８では、ラビリンスシールベアリングプロテクタ３５０が、軸３５１に取り付けられている。回転部材３５２と固定部材３５３は、図１に基づいて説明したような構成を有する。
【０１９６】
弾性環状シーリング部材３５４が、固定部材３５３から回転部材３５２へ配設されている。弾性環状シーリング部材３５４は、トロイダルエラストマーであって、内側の回転部表面３５５と外側の回転部表面３５６によって、径方向に把持されている。しかし、前記弾性環状シーリング部材３５４（トロイダルエラストマー）は、軸方向に移動可能で固定部に密閉可能に係合する。
【０１９７】
前記弾性環状シーリング部材３５４（トロイダルエラストマー）に隣接して位置するのは、補助部材３５７である。補助部材３５７は、回転軸方向バイアスエラストマーである。補助部材３５７（軸方向バイアスエラストマー）は、軸方向に前記弾性環状シーリング部材３５４（トロイダルエラストマー）より長いが、断面積は小さい。前記補助部材３５７（軸方向エラストマー）は、回転部材３５２の軸方向に傾斜した表面３５８と、前記弾性環状シーリング部材３５４（トロイダルエラストマー）の軸方向との間に、軸方向に把持されている。
【０１９８】
前記補助部材３５７（軸方向バイアスエラストマー）は、わずかに軸方向に圧縮されており、よって、軸方向の力が弾性環状シーリング部材３５４（トロイダルエラストマー）にかかり、固定部材３５３と密閉状態で係合させられる。
【０１９９】
前記補助部材３５７（軸方向バイアスエラストマー）は、図１９にわかりやすく示すように、回転凹部３５９内で円周方向に伸張させられる。回転部材３５２の径方向の回転凹部３５９は、補助部材３５７（軸方向バイアスエラストマー）の最も外側の表面より径方向に２．５ｍｍ（０．０１０″）だけ大きくなっている。
【０２００】
また、隣接する表面３６１は、図示のごとく径方向に傾斜している。しかし、前記表面は、軸３５１に垂直であってもよい。
【０２０１】
従って、機器の軸３５１とシール３６０が静的状態にある場合、固定部３５３から回転部組立体３５２への密着が確立する。機器の軸３５１とシール３５０が動的状態にある場合は、軸方向バイアスエラストマー３５７は、回転組立体の遠心力を受けて、軸方向バイアスエラストマー３５７を円周方向に伸張させる。
【０２０２】
この円周方向に伸張する動作により、軸方向のバイアス力がトロイダルエラストマー３５４から取り除かれ、これによって、前記トロイダルエラストマー３５４は、径方向に密閉された凹表面３６２内で軸方向に浮遊する。
【０２０３】
トロイダルエラストマー３５４と固定部３５３との間の摩擦抵抗により、トロイダルエラストマー３５４は、軸方向バイアスエラストマー３５７によって占有されていた空間に軸方向に移動することができ、よって、回転部組立体３５２と固定部３５３との間に、軸方向の隙間が形成される。
【０２０４】
図２０Ａは、静的位置にあるシール３６０と、表面３６２でトロイダルエラストマー３５４に密閉係合する固定部３５３を示す。図２０Ｂに示す動的位置では、トロイダルエラストマー３５４は、固定部３５３から軸方向に変位し、軸方向の隙間３６３が現れている。
【０２０５】
軸方向に傾斜した回転部の表面３５８は、３６４で示すように、軸方向に傾斜しており、軸方向バイアスエラストマー３５７の最も内側の表面に隣接する軸方向の隙間Ｎは、軸方向バイアスエラストマー３５７の最も外側の表面に隣接する軸方向の隙間Ｍより軸方向に小さい。
【０２０６】
機器が静的状態である場合、軸方向バイアスエラストマー３５７の最も内側の表面は、自由状態の公称半径寸法より、典型的には０．１３ｍｍ（０．００５″）から０．２５ｍｍ（０．０１０″）だけ径方向に大きい。これを以後、径方向のプレロードと称する。
【０２０７】
軸方向バイアスエラストマー３５７と軸方向に傾斜した表面３５８上にかかる径方向の初期プレロードにより、軸方向の力が、トロイダルエラストマー３５４にかかる。軸方向バイアスエラストマー３５７が円周方向に伸張させられると、傾斜面３５８により、軸方向の隙間が形成されやすい。
【０２０８】
上記の構成により、大きな技術的効果が得られる。
まず、回転部と固定部との間の軸方向の密閉係合のほうが、径方向の密閉係合より信頼性が高い。次に、材料の特性、特に、それぞれのエラストマー３５４、３５７の密度を、これらエラストマーの目的に合わせて、技術的に選択することができる。例えば、トロイダルエラストマー３５４は、ショア硬さが典型的には７０から９０の間程度の硬質エラストマーであれば、逆方向の回転による磨耗に対してより耐性を示すので好ましい。また、軸方向バイアスエラストマー３５７は、より弾性が高く、円周方向に伸び、典型的に４０から７０のショア硬さを有するものが好ましい。
【０２０９】
同じ材料で、密度が異なるものを選択してもよいが、別の材料を選択してもよい。例えば、トロイダルエラストマー３５４を、ＰＴＦＥ材料から形成し、軸方向バイアスエラストマー３５７を、Ｄｕｐｏｎt  Ｄｏｗエラストマー社製のＶｉｔｏｎのような材料から形成してもよい。
【０２１０】
さらに、トロイダルエラストマー３５４の材料は、自己潤滑特性を有するものでもよく、この場合、逆方向に摺動または回転する表面の界面に理想的となる。
【０２１１】
図２１Ａは、エラストマー３７０の断面が、エラストマー３７１より小さい中実のトロイダル型で形成できるという大きい利点を有する別の構成を示す。エラストマー３７０は、軸速度が低い適用分野においても、円周方向に伸張しやすい。
【０２１２】
図２１Ｂは、エラストマー３７５の断面が、エラストマー３７６より大きい中実のトロイダル型で形成できるという大きい利点を有する別の構成を示す。エラストマー３７５は、エラストマー３７６に対し軸方向の圧縮の程度が大きい。
【０２１３】
図２１Ｃは、エラストマー３８０が中空のトロイダル型で形成できるという大きい利点を有するさらに別の構成を示す。エラストマー３８０は、軸速度が低い適用分野においても、円周方向に伸張しやすい。
【０２１４】
軸方向バイアスエラストマー３５７、３７０、３７５または３８０は、スプリング状部材もしくは楔形部材である。図２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆおよび２１Ｇに例示されるようないかなるトロイダル形状も利用できる。
【０２１５】
図２１Ｄは、密閉部材３８６に隣接する軸方向バイアスエラストマーのようなスプリング状部材３８５を示す。スプリング状部材３８５は、スプリングの含有張力より大きい径方向内方に働く力を受けると、円周方向に伸張可能な閉ループのガータースプリングである。
【０２１６】
図２１Ｅは、楔形部材３９０を示し、その円周上の１箇所以上において、完全にもしくは部分的に径方向に分割することも、しないことも可能である。楔形部材３９０は、１つ以上の角度をなす面３９１を有し、これにより、密閉部材３９２に対して軸方向にバイアスをかけることができる。
【０２１７】
図２１Ｆは、スプリング状部材３９３を示し、スプリング状部材３９３は、密閉部材３９５に対して、軸方向にバイアスをかける楔形部材３９４を付勢する。
【０２１８】
図２１Ｇは、逆方向に回転する部材３９７および３９８の間に、一次遮断シールを提供する唇状トロイド３９６を示す。唇状トロイド３９６は、図示のごとく、スプリング状部材３９９を含む適当な手段により、軸方向に付勢することができる。
【０２１９】
図２２は、回転部４０１および固定部４０２を有するシール４００を示す。回転部４０１は、固定部の径方向に延在する段部４０３とサークリップ４０４によって軸方向に抑止されている。
【０２２０】
回転部４０１は、エラストマー４０６によって、機器の軸４０５に密着して回転可能に連結されており、固定部は、エラストマー４０８によって、機器のハウジング４０７に密着して回転可能に連結されている。
【０２２１】
回転部４０１は、固定部４０２の内側に露出した表面４１３、４１４に隣接する、回転部４０１の外側に露出した表面上に、１つ以上の径方法に延在するキャステレーション４１０または４１１または４１２を備えている。
【０２２２】
固定部の表面４１３または４１４は、位置４１６、４１７における断面の下部に示すように、キャステレーション４１０または４１１に対して非同心である。回転部の外側表面と固定部の内側表面の間の、非同心面の変化する径方向の隙間により、流体の流れが促進される。
【０２２３】
シール４００は、流体の流れを促進するために、必ずしも、キャステレーション４１０または４１１上に、径方向に不連続な窪み、または汲上スロットを備えていなくてもよい。
【０２２４】
図２３は、中実のトロイド４２１によって、軸方向に付勢される中実のトロイド４２０を構成する遮断形状部を、さらに詳しく示す。一体型回転部４０１の構造体には、軸方向に延在するキャビティ４２２が形成されており、キャビティ４２２は、少なくとも１つの外方に面する表面４２３と、少なくとも１つの内側に面する表面４２４、好ましくは、２つの内側に面する表面４２４、４２５を有する。
【０２２５】
図２４は、径方向に延在してベアリング室カバーキャップ（前の図では別体として示した）の代わりとなるハウジング４５１を備えるシール４５０を示す。この構成は、回転機器製造業者にとって、全体の組立から、１つの部品を排除できるという点で、商業的にかなり有利である。
【０２２６】
ハウジング４５１には、回転機器のベアリング室４５４の中のねじ山付き位置決め孔４５３に対応する軸方向の孔４５２が形成されており、ハウジング４５１をベアリング室４５４に軸方向に固定することができる。
【０２２７】
図２４は、ハウジングを、回転機器の部品のベアリング室４５４とともに、そのままの状態に保ちながら、回転部組立体４６０をハウジング４５１から取り外す様子を示す。この設計によると、修理または逆方向に回転する磨耗部材４６１の交換が容易となる。
【０２２８】
次に、上に説明してきた本発明の各実施の形態を要約する。
【０２２９】
図１に示す実施の形態は、カートリッジ式非接触ラビリンス型シールであって、ラビリンスを形成する１つ以上の径方向のキャステレーションと、生成物質側および雰囲気物質側に位置する２つのリペラポンプ装置と、遮断装置とを備える。この設計は特に、流体または固体のベアリングキャビティ内への進入および排出を防止する際に有利である。
【０２３０】
図２に示す実施の形態は、特に、偏心ポンプ室内で作動する回転部を使用することによって、非常に効率の高い汲上システムであるというだけでなく、装置が両方向に回転可能であるということから使用者にとって有利である。すなわち、軸が時計方向および反時計方向（室の片側から見た場合）の両方に回転可能である場合、本発明の同じ非接触ベアリングプロテクタを、典型的な工業用ベアリング室の両側を密閉する際に利用することができる。
【０２３１】
図４Ａおよび図６の実施の形態は、特に、機器が静的状態で軸が回転していない場合に、ベアリング室に湿気が進入しないように防ぐために遮断装置として使用する使用者にとって有利である。このようなＶ字着座領域により、機器の始動、停止の際にエラストマーの劣化を最小限に保ち、装置の寿命を改善することができる。
【０２３２】
図５の実施の形態は、空気中の浮遊分子が、本発明の装置内に流入する量を最小限に抑えるために、さらに保護を必要とする適用分野において、特に有利である。
【０２３３】
図７の実施の形態は、生成物質な動作または循環が適していると思われる場合に、特に有利である。このような適用分野には、１台の回転機器の内部において、ベアリングに潤滑油を供給するオイルミストシステムを使用する場合も含まれる。傾斜した固定部を組み込んだ開放翼反発汲上設計により、潤滑油の循環が容易に行われるようになる。
【０２３４】
図８の実施の形態は、図１の実施の形態とは逆の設計であり、固定部は、２つの軸方向および径方向に結合した構成要素を有し、回転部は一体構造を有する。
【０２３５】
図９の実施の形態は、図１の実施の形態の応用例であり、固定部ハウジングが機器のハウジングに確実に固定されるように構成されている。確実な位置決めが可能であれば、取り付けに非常に便利であり、装置の機械的シールや回転機器の部品の中のパッケージ化した一次シール室を交換可能である。また、固定部ハウジングにも、周囲との接続部を組み込んで、一次または二次流体を、本発明の装置に注入もしくは流し込み、処理キャビティの中に汲上げる。同様に、このような設計を利用して、ベアリング潤滑流体を閉ループシステムのベアリング室から、例えばクーラーに送り、ベアリング室へ戻して再循環させることができる。
【０２３６】
図１０の実施の形態は、摺動ハウジングに取り付ければ、軸方向のいかなる量の動きも調整可能である。これは、軸の動きが、物理的または熱膨張の意味から、軸の動きが大きい適用分野において有利である。
【０２３７】
図１１の実施の形態では、球状のベアリングを採用すると共に、軸とハウジングの角度的配置が変化するピラーまたはプランマーブロック装置に、本発明の装置を使用することができる。
【０２３８】
回転機器には、軸の直径が大きいものもある。このような機器は、ベアリングプロテクタが故障した場合、それを解体したり、交換したりするのに、数時間、数日、あるいは数週間かかる。このような適用分野において、ベアリングプロテクタが、回転機器を解体することなく、そのままの状態で取り付け可能であると非常に有利である。
【０２３９】
このような適用分野においては、図１２Ａから図１２Ｄに示す本発明の装置の分割構造が主要な利点である。非分割タイプの設計に比べ、回転機器への設置が非常に単純で、時間がかからない。さらに、ベアリングプロテクションは、典型的に低負荷な装置であり、実質的に処理圧および温度はゼロである。これにより、エラストマーを含む２組の部品を、シーラントまたは接着剤によって、好適に、かつ実用的な方法で、簡単に固定することができる。
【０２４０】
図１３に示す実施の形態は、機械的取り付けにおいて有効である。
【０２４１】
図１４に示す実施の形態は、回転駆動一体性が重要な適用分野において、採用することができる。
【０２４２】
図１５、図１６および図１７に示す本発明の実施の形態は、すべて、軸方向にコンパクトは非接触型ベアリングプロテクタの変形例である。これら実施の形態は、径方向の幅と同じぐらい、軸方向に大きいことが多いオイル、およびリップシールに代えて、本発明を実施するときに必須である。
【０２４３】
取付けにくい箇所に、シールおよび構成要素を取付けるのは、非常に面倒であることから、図１２Ｅから図１２Ｇに示す実施の形態は、取付けに関して非常に有利である。
【０２４４】
ねじの様な構成要素は、落としてしまったり、紛失してしまったりすることがしばしばある。この実施の形態は、この点に鑑み、一例として、押さえねじをどのようにして、それぞれの非接触型密閉装置の半体に把持させるかを示している。押さえねじは、半体をたとえ逆さにしても、半体から落ちることはない。
【０２４５】
図１８から図２１に示す実施の形態は、円周方向に伸張する部材、および、回転部から固定部を密閉する部材を、さまざまなトロイダル形状としたものであり、特に軸速度が低い適用分野において、特に有利である。
【０２４６】
図２２および図２３に示す実施の形態は、回転部が、軸方向および径方向に延在する溝を一体部材として有する一部品構造の回転部設計を示す。この実施の形態は、部品数が少ないということから、二部品構造の回転部設計において、有利である。
【０２４７】
図２４および図２５に示す本発明の実施の形態は、ベアリングハウジングのカバー板としての役割も果たすベアリングプロテクションハウジングである。これは、回転機器製造業者にとって、全体の組立から１つの部品を排除できるという点で商業的に有利である。この実施の形態は、径方向に延在するハウジングを有し、回転機器のベアリング室に対し、軸方向に挟持または固定する方法を提供する。
【産業上の利用可能性】
【０２４８】
本発明は、上に例を挙げて説明したとおり、物質の進入排出から保護されるべき、ベアリング室、ファン、ポンプ、ミキサ、ブロワー、回転バルブ、電気モータおよび他の回転機器の部品を密閉し、保護し、隔離するために利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２４９】
【図１】軸に取り付けた本発明のラビリンスシールベアリングプロテクタの実施の形態の縦断面図である。
【図２Ａ】図１に対応する図であり、ベアリングプロテクタ組立体のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに対応する図であり、排出孔の拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ａに対応する図であり、排出孔の別の例を示す図である。
【図２Ｄ】排出孔のさらに別の設計を示す図である。
【図２Ｅ】図１に対応する図であり、ベアリングプロテクタ組立体のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｅに対応する図であり、Ｃ−Ｃ線で見た平面図である。
【図３】図１に対応する拡大部分縦断面図である。
【図４Ａ】図１に対応する等尺分解図である。
【図４Ｂ】図１に対応する一部断面分解図である。
【図５】図３に対応する拡大部分縦断面図である。
【図６Ａ】図１に対応する拡大部分断面図であり、静的状態における遮断エラストマーを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａに対応する拡大部分断面図であり、動的状態における遮断エラストマーを示す図である。
【図７】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図８】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図９Ａ】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの実施の形態の部分縦断面図であり、固定部における周囲への接続部を示す。
【図１０】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図である。
【図１２Ａ】本発明の別の実施の形態の等尺図であり、長手の分割ラビリンスシールを示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの実施の形態の軸方向の分割端部から見た拡大等尺図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａの実施の形態の部分縦断面図であり、円形固定ストラップを含む図である。
【図１２Ｄ】図１２Ａの実施の形態の分割エラストマーの部分縦断面図である。
【図１２Ｅ】本発明の別の実施の形態の部分縦断面図であり、本発明のねじを示す図である。
【図１２Ｆ】本発明の別の実施の形態の部品の部分断面端面図であり、本発明で使用するねじが軸方向の分割組立体に固定されていない状態を示す。
【図１２Ｇ】本発明の図１２Ｆに示す実施の形態の部分断面端図であり、本発明で使用するねじが軸方向の分割組立体に固定された状態を示す。
【図１３】本発明の別の実施の形態を示す図であり、カートリッジシールの外側端部に嵌合したベアリングシールの形態を示す。
【図１４】本発明の別の実施の形態を示す図であり、回転軸に確実に固定されたベアリングシールの形態を示す。
【図１５】本発明の別の実施の形態を示す図であり、雰囲気物質側の１つのリペラポンプ装置を含む軸方向にコンパクトなラビリンスシールの形態を示す。
【図１６】本発明の別の実施の形態を示す図であり、雰囲気物質側に１つのリペラポンプ装置と遮断密閉装置を含む軸方向にコンパクトなラビリンスシールの形態を示す。
【図１７】本発明の別の実施の形態を示す図であり、遮断シール装置を含む軸方向にコンパクトはラビリンスシールの形態を示す。
【図１８】本発明の別の実施の形態を示す縦断面図であり、本発明の第２０の実施の形態による軸に取り付けたラビリンスシールベアリングプロテクタの形態を示す。
【図１９】図１８に対応する拡大部分断面図である。
【図２０Ａ】本発明のさらに別の実施の形態の拡大部分断面図であり、静的状態におけるシールを示す。
【図２０Ｂ】図２０Ａに対応する拡大部分断面図であり、動的状態におけるシールを示す。
【図２１Ａ】本発明のさらに別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｂ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｃ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｄ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｅ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｆ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２１Ｇ】本発明の別の実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２２】本発明の別の実施の形態の断面図であり、径方向に延在するサークリップにより軸方向に制止された２つの部品を示す。
【図２３】図２２に対応する、実施の形態の拡大部分断面図である。
【図２４】本発明の別の実施の形態による拡大部分断面図である。
【図２５】本発明の別の実施の形態による拡大部分断面図であり、機器からの取り外しが容易であることを示す図である。
【符号の説明】
【０２５０】
１０  ベアリングプロテクタ組立体
１１  回転機器
１２  回転軸
１３  固定ハウジング
１４、１５  回転部材
１６  回転部組立体
１７  固定ハウジング
１８、１９  外側溝
２０  エラストマー
２１、２２  溝
２５  回転部スロット
２６  中心線
２７  ポンプ孔
２８  ポンプ室
２９  中心線
３０、３１  隙間
３５  連通孔
３６  内側領域
３７、３８  連通孔
４５  回転部スロット
４６  中心線
４７  ポンプ孔
４８  ポンプ室
４９  中心線
５０、５１  隙間
５５  連通孔
６０  回転部組立体
６１  径方向の位置
６２  面
６３  段部
６４  逃がし成形部
６５  キャビティ
６６  弾性シール装置
６７  位置決め形状部
６８  溝
６９  弾性部材
７０  表面
７１  機器室
７２、７３  キャステレーション
７４、７５  表面
８０  静的遮断装置組立体
８１  エラストマー
８２、８３、９０  表面
９１  傾斜面
９２  隙間
９４  空間
１００  小組立体
１０１  表面
１０３  ベアリングプロテクタ
１０４  エラストマー
１０５  捕捉キャビティ
１０６  固定部
１０７  回転部
１０９  ベアリングプロテクタ
１１０  回転部組立体
１１１  リペラポンプ装置
１１２  成形部
１１３  ルート部
１１４  内面
１１５  固定部
１１６  回転軸
１１７  リペラポンプ装置
１２０  固定部組立体
１２１、１２２  固定部材
１２３  回転部
１２４  成形部
１２５  ハウジング
１２６  凹部
１２７  エラストマー
１２８  成形部
１２９  位置
１３０  成形部
１３１  エラストマー
１３２  軸
１３３  リペラポンプ装置
１３４  スロット
１３５  排水孔
１３６  リペラポンプ装置
１３７  閉鎖機構
１３８  エラストマー
１３９  Ｖ字型着座領域
１４０、１４１  表面
１４２  キャステレーション形状部
１５０  固定部
１５１  成形部
１５２  スロット
１５３  回転機器
１５４  ボルト
１５５  固定ハウジング
１５６  接続部
１５７  流体
１５８  シール
１５９  キャビティ
１６０、１６１  固定ハウジング
１６２  エラストマー
１６３、１６４  成形部
１６５  駆動ラグ
１６６  成形部
１６７  エラストマー
１６８  ハウジング
１６９  回転部
１７０  エラストマー
１７１  回転軸
１８０、１８１  固定ハウジング
１８２  成形部
１８３  エラストマー
１８４  成形部
１８５  駆動ラグ
１８７  エラストマー
１８８  ハウジング
１８９  軸
１９０  回転部
２００  シール
２０１、２０２  分割回転部半体
２０３、２０４  分割固定部半体
２０５  押さえねじ
２０６  クリアランスホール
２０７  ねじ山付き位置決め孔
２１０  密閉装置（ガスケット）
２１１  チャンネル
２１２、２１３  エラストマー
２１５  押さえねじ
２１６、２１７  位置決め孔
２２０  密閉装置（ガスケット）
２２１  チャンネル
２２２、２２３  エラストマー
２３０、２３１  ストラップ型固着装置
２３２  固定部
２３３  回転部
２３５  エラストマー
２３６  部材
２３７  位置決め孔
２３９  押さえねじ
２４０  シール
２４１、２５１  機械的シール
２４２  軸
２４３、４５１  ハウジング
２４４  処理物質
２４５  処理室
２４６  仕切流体
２４７  仕切室
２４８  機械的シール面
２４９  雰囲気側
２５０  固定部
２５１  機械的シール押さえ
２６０  ラビリンスシール
２６１  回転軸
２６２  締め付けねじ
２６３  回転部
２７０  ラビリンスシール
２７１  リペラポンプ装置
２８０  ラビリンスシール
２８２  遮断密閉装置
２９０  ラビリンスシール
２９１  遮断密閉装置
３００  凹部
３０１  段部
３０２  ねじ山付き部位
３０３  分割回転部材
３０４、３０５  ねじ山
３０６  段部
３０７  ねじ山
３２０  球面接合部
３２１  固定ハウジング
３５０  ラビリンスシールベアリングプロテクタ
３５１  軸
３５２  回転部組立体
３５３  固定部
３５４  トロイダルエラストマー
３５５、３５６  表面
３５７  エラストマー
３５９  回転凹部
３７０、３７１、３７５、３７６、３８０  エラストマー
３８５、３９３、３９９  スプリング状部材
３８６、３９２、３９５  密閉部材
３９０、３９４  楔型部材
３９６  唇状トロイド
４０３  段部
４０４  サークリップ
４０５  軸
４０６  エラストマー
４０７  ハウジング
４０８  エラストマー
４１０、４１１、４１２  キャステレーション
４１６、４１７  位置
４２０、４２１  中実のトロイド
４２２  キャビティ
４５２  孔
４５４  ベアリング室
４６０  固定部組立体
４６１  磨耗部材
【図１】
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【図２Ａ】
0005512927.tif 000003
【図２Ｂ】
0005512927.tif 000004
【図２Ｃ】
0005512927.tif 000005
【図２Ｄ】
0005512927.tif 000006
【図２Ｅ】
0005512927.tif 000007
【図２Ｆ】
0005512927.tif 000008
【図３】
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【図４Ａ】
0005512927.tif 000010
【図４Ｂ】
0005512927.tif 000011
【図５】
0005512927.tif 000012
【図６Ａ】
0005512927.tif 000013
【図６Ｂ】
0005512927.tif 000014
【図７】
0005512927.tif 000015
【図８】
0005512927.tif 000016
【図９Ａ】
0005512927.tif 000017
【図９Ｂ】
0005512927.tif 000018
【図１０】
0005512927.tif 000019
【図１１Ａ】
0005512927.tif 000020
【図１１Ｂ】
0005512927.tif 000021
【図１２Ａ】
0005512927.tif 000022
【図１２Ｂ】
0005512927.tif 000023
【図１２Ｃ】
0005512927.tif 000024
【図１２Ｄ】
0005512927.tif 000025
【図１２Ｅ】
0005512927.tif 000026
【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
0005512927.tif 000028
【図１３】
0005512927.tif 000029
【図１４】
0005512927.tif 000030
【図１５】
0005512927.tif 000031
【図１６】
0005512927.tif 000032
【図１７】
0005512927.tif 000033
【図１８】
0005512927.tif 000034
【図１９】
0005512927.tif 000035
【図２０Ａ】
0005512927.tif 000036
【図２０Ｂ】
0005512927.tif 000037
【図２１Ａ】
0005512927.tif 000038
【図２１Ｂ】
0005512927.tif 000039
【図２１Ｃ】
0005512927.tif 000040
【図２１Ｄ】
0005512927.tif 000041
【図２１Ｅ】
0005512927.tif 000042
【図２１Ｆ】
0005512927.tif 000043
【図２１Ｇ】
0005512927.tif 000044
【図２２】
0005512927.tif 000045
【図２３】
0005512927.tif 000046
【図２４】
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【図２５】
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