(57)【要約】  １以上の改善事項を提供する例示的な実施形態は、真空ポンプのモーターシャフト用のシャフトシールカートリッジを含み、これは、３つのシャフトシールを１ユニットに結合させたものである。カートリッジは、シール交換を非常に簡素化し、高価なシール潤滑オイルの必要性を無くし、シャフトシールの寿命を長くする。カートリッジの実施形態は、ファイバーガラス／モリブデンが充填されたポリテトラフルオロエチレンから製造される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジであって、
外面と内面を有する円筒シャフトシールカードリッジを含み、該カートリッジが、円筒シールカートリッジショルダーと円筒シール本体部とから構成され、
前記ショルダーが、前記外面周囲のショルダーシールノッチと、前記内面周囲の大気リップとを有し、
前記本体部が、前記外面周囲の本体シールノッチと、前記内面周囲に配されるとともに前記大気リップに隣接する真空リップと、前記内面周囲に配されるとともに該真空リップに隣接するオイルリップとを有し、
前記ショルダーの直径が、前記本体部よりも大きいことを特徴とする真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項２】
前記ショルダーシールノッチに配された外側Ｏリングシールと、前記本体シールノッチに配された内側Ｏリングシールをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項３】
前記カートリッジが、一体成形の材料で製造されることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項４】
前記カートリッジが、２部品以上の材料で製造されることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項５】
前記カートリッジが、ガラスとモリブデンの混合物を充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂で製造されることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項６】
製造材料が、５重量％のファイバーガラスと５重量％のＭｏＳ２を充填した９０重量％の未使用ポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項７】
製造材料が、１重量％乃至１０重量％のファイバーガラスと１重量％乃至１０重量％のＭｏＳ２を充填した８０重量％乃至９８重量％の未使用ポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項８】
製造材料が、未使用ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、炭素と黒鉛の混合物を充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂、モリブデンを充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリイミドを充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂、又は、銅を充填したポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項９】
前記カートリッジは、前記ショルダーが前記ポンプの大気側に最も近い位置に、前記本体側が前記真空ブースタポンプの真空側に最も近い位置となるように、真空ポンプ内に設置されることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【請求項１０】
前記カートリッジは、前記大気リップと前記真空リップが前記ポンプの大気側に向かって方向付けられ、前記オイルリップが前記真空ブースタポンプの真空側に向かって方向付けられるように、真空ポンプ内に設置されることを特徴とする請求項１記載の真空ブースタポンプ用のシャフトシールカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願のクロスリファレンス）
本出願は、仮特許出願第６０／９０５,１２４号（２００７年３月６日出願）の優先権を主張する。
（連邦政府の委託研究又は開発に関する告知）該当なし
（共同研究に同意した関係者名）該当なし
（「配列表」、テーブル、又はコンピュータープログラムリストの付属物）該当なし
【０００２】
本発明の実施形態は、メカニカル真空ブースタにおけるシャフトシール設計を改善することに関する。メカニカル真空ブースタは、例えば、イングランドのＥｄｗａｒｄｓ  Ｖａｃｕｕｍ  ｏｆ  Ｃｒａｗｌｅｙによって製造されたものが挙げられる。このようなブースタは、真空ポンプとともに使用されることによりプロセス真空を作り出し、各種産業（例えば半導体製造産業等）において多様な用途に用いられる。本システムは、典型的に、３０乃至８４５ｆｔ３／分の変位で、最終的な真空を５．３×１０−３トールまで低くすることができる。
【０００３】
本出願の実施形態は、一体成形（モノリシック）カートリッジシールを含む。この一体成形カートリッジシールは、内面上に３つのシールリップを備える円筒ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）本体部を含む。これらの実施形態は、ローブ型のブースタ真空ポンプを駆動する回転モーターシャフトをシールする。このカートリッジシールは、真空ブースタポンプ上の従来の３つの単独リップバイトン（ＶＩＴＯＮ、登録商標）シールに取って替わるものであり、このようなシールの悩みの種である空気とオイルの漏れを回避する。
【背景技術】
【０００４】
（３７ＣＦＲ１．９７及び３７ＣＦＲ１．９８下における情報開示を含む関連技術の記載）
特許文献１は、ＰＴＦＥから構成されることが可能なシールを開示し、２つの部材を含む。部材の１つはマウントに取り付けられて回転せず、他方はシャフトに取り付けられ、固定表面上を押圧するシール面を備えるシャフトとともに回転する。
【０００５】
特許文献２は、金属ケースに固定された３つのＰＴＦＥワッシャを含むシールを開示し、流体力を用いることにより第１シール通過時に漏れる可能性のあるオイルを返送する。
【０００６】
特許文献３は、戻しリブの流体力学的配置を備えるＰＴＦＥシールを開示する。これら戻しリブは、シールを通って流体が漏れることを解消する。リブ無しの領域では、シャフト静止時にシールを通り抜ける漏出を防ぐことができる。
【０００７】
特許文献４は、弾性主要リップとＰＴＦＥ補助リップを備える真空ポンプ用のポンプシールを開示する。
【０００８】
特許文献５は、ＰＴＦＥスリーブを備える真空チャンバに使用される貫通穴用のシールを開示する。このスリーブは、ボア（穴部）とシャフトを弾性リングによってシールする。
【０００９】
特許文献６は、周囲面上をシールする個別のＰＴＦＥシールを開示し、この周囲面はシャフト上に適用される力であるシールチャンバを備える。図９乃至１１は、明細書中には記載されていない。
【００１０】
特許文献７は、半導体製造におけるシールチャンバ壁部に用いられるＰＴＦＥシールを開示する。
【００１１】
特許文献８は、各種の単独ＰＴＦＥシールを開示する。これらシールはＣ形状であり、Ｃ形状の上端部に金属リングを含み、その下にコイルバネを含む。
【００１２】
特許文献９は、断面図で逆Ｌ型形状であるとともにＰＴＦＥを備える金属コイルを開示する。このＰＴＦＥは、シャフトをシールする主要及び補助シールを形成するように延出した上面を被膜する。ガータースプリングはシャフトに対するシールを促進する。複数のシールユニットを使用することが開示されている。
【００１３】
特許文献１０は、真空チャンバ用の回転シールを開示し、これは弾性又は強磁性流体性であることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許公報第３，４２０,５３５号
【特許文献２】米国特許公報第３，８０１,１１４号
【特許文献３】米国特許公報第４，３８３,６９１号
【特許文献４】米国特許公報第４，５２２,４１１号
【特許文献５】米国特許公報第４，８２８,２７３号
【特許文献６】米国特許公報第４，８５０,６０１号
【特許文献７】米国特許公報第５，３６８,６４８号
【特許文献８】米国特許公報第５，９８４,３１６号
【特許文献９】米国特許公報第６，６７６,１３２号
【特許文献１０】米国公開公報第２００５／０２６４７９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本出願のシャフトシールカートリッジは、従来のシールに対して幾つもの利点を有し、長年にわたる要求に合致するものである。カートリッジを使用すると、全フッ素置換ポリエーテルＰＦＰＥベースのオイルを充填したシャフトシールオイルリザーバを維持する必要が無くなる。このことは、真空ポンプ内にオイルが吸い込まれる可能性を防ぎ、高価なオイルの確保費用とともに、有害液とされている使用済オイルの処理費用を削減することができる。さらに、オイル高さとオイルの周期的な交換の監視及び維持を解消することによって、ポンプを維持するための人件費が軽減される。その他の予期しない利点は、カートリッジシールの長寿命化と交換の簡素化の結果、既存のエネルギーを加えたリップシールと比較して、シャフトシールの周期的な交換に関与する技能労働者を減らすことができることである。最後に、カートリッジシールは、２つの円筒シャフトスリーブとともに使用され、これは従来のシールが円錐スリーブと円筒スリーブを必要としていたこととは対照的である。これにより、費用削減と部品在庫の低減が可能となる。
【００１６】
関連技術の前述例とそれに関する制限は、例示であって、その他を排除することを目的としたものではない。関連技術のその他の制限は、明細書を読み、図面を検討することによって当業者にとって明らかなものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態は、真空ポンプ用のシャフトシールカートリッジを含み、これは、外面と内面を有する円筒シャフトシールカートリッジを含む。このカートリッジは、円筒シールカートリッジショルダーから構成され、このショルダーは、外面周囲のショルダーシールノッチと、内面周囲の大気リップを有する。円筒シール本体部がショルダーに取り付けられている。この本体部は、外面周囲の本体シールノッチと、内面周囲に配されるとともに大気リップに隣接する真空リップと、内面周囲に配されるとともに真空リップに隣接するオイルリップとを有する。ショルダーの直径は、本体部よりも大きい。
【００１８】
また、真空ポンプ用のシャフトシールカートリッジの実施形態は、さらに、ショルダーシールノッチに配された外側Ｏリングシールと、本体シールノッチに配された内側Ｏリングシールを備える。
【００１９】
実施形態は、カートリッジが一体成形の材料で製造される真空ポンプ用のシャフトシールカートリッジを含む。
【００２０】
以下に続く実施形態及びその態様は、システム、ツール及び方法とともに記載及び図示されるが、これらは例示的で図式的なものであり、範囲を制限することを意図したものではない。各種実施形態では、上述に記載した問題の１つ以上が軽減又は解消されており、その一方で、他の実施形態はその他の改善を対象としたものである。
【００２１】
上述した例示的な態様及び実施形態に加えて、更なる態様及び実施形態が、図面を参照し、以下の記述を検討することによって明らかなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】真空ポンプ内に設置された従来のシールの断面図である。
【図２】最前面においてショルダーリムを備える一実施形態のシャフトシールカートリッジの斜視図である。
【図３】最前面において本体リムを備える一実施形態のシャフトシールカートリッジの斜視図である。
【図４】図１の４−４線における一実施形態のシャフトシールカートリッジの部分断面図である。
【図５】真空ポンプ内に設置された一実施形態のシャフトシールカートリッジの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態は、メカニカル真空ブースタにおけるシャフトシール設計を改善することに関する。メカニカル真空ブースタは、例えば、イングランドのＥｄｗａｒｄｓ  Ｖａｃｕｕｍ  ｏｆ  Ｃｒａｗｌｅｙによって製造されたものが挙げられる。このようなブースタは、真空ポンプとともに使用されることによりプロセス真空を作り出し、各種産業（例えば半導体製造産業等）において多様な用途に用いられる。本システムは、典型的に、３０乃至８４５ｆｔ３／分の変位で、最終的な真空を５．３×１０−３トールまで低くすることができる。
【００２４】
図１は、従来のシャフトシール設計の断面図であり、Ｅｄｗａｒｄｓ  Ｖａｃｕｕｍによって、そのモデルＥＨ２５０、ＥＨ５００、ＥＨ１２００、ＱＭＢ２５０、ＱＭＢ５００、及びＱＭＢ１２００、並びにその全ての変形物のブースタにおいて使用されたものである。図１でみられるのは、シャフト（１０）を備えるポンプモーター（１７）である。シャフト（１０）を覆うものは、力が加えられた２つのスリーブ、円錐スリーブ（１１）及び円筒スリーブ（１３）である。これらスリーブは、耐摩耗性を提供し、さらに回転モーターシャフト（１０）のための交換可能な表面を提供する。シャフトシールハウジングボア（２８）は、シャフトシールハウジング（２０）を貫通する。関連スリーブを伴うシャフトは、シャフトシールハウジング（２０）を貫くシャフトシールハウジングボア（２８）を通って挿入される。シャフトシールハウジング（２０）は、３つのバイトン（ＶＩＴＯＮ、登録商標）リップシール（１４）（１５）（１６）、及びハウジング外側シールリングとハウジング内側シールリング（２３）を含む。バイトン（ＶＩＴＯＮ）は、Ｅ．Ｉ．  Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏｍｎａｐｙ、ウィルミントン、デラウェラ州  によって所有される合成ゴムとゴム組成物の商標である。第１のバイトンリップシール（１４）は、円錐スリーブ（１１）を押圧するリップを備えるリングシールである。第２バイトンリップシール（１５）は、円筒スリーブ（１３）を押圧するリップを備えるリングシールである。第３バイトンリップシール（１６）は、円筒スリーブ（１３）を押圧するリップを備えるリングシールである。シャフトシールハウジング（２０）はまた、シャフトシールオイルリザーバ（２１）を含む。シャフト（１０）はシャフトシールハウジング（２０）を通ってギアボックス（１２）まで延出する。このギアボックス（１２）は、連結封入型オイルリザーバ（２２）を含む。図１では、大気側（２６）は、シャフトシールハウジング（２０）の左側又は外側であり、真空側（２７）は、シャフトシールハウジング（２０）の右側又は内側である。また、シャフトシールリザーバは大気圧下である。
【００２５】
最新の従来技術のシール設計は、通常使用で平均５年を経過すれば機能しなくなり、１年未満の使用でも多数が機能しなくなってしまう。このような機能停止は、シャフトシールの不具合が早期に生じることに起因し、シャフトシールオイルリザーバ（２１）からオイルが、第１リップシール（１４）シャフトシールを通ってブースタの外側（大気側（２６））へ、又は第２リップシール（１５）と第３リップシール（１６）を通って流体静力学的駆動オイルリザーバ（２２）（真空側（２７）にある）へと漏れ出てしまうことになる。これは、シール（１５）とシール（１６）のうちの１つ又は両方に不都合が生じた時に起こる。シャフトシールリザーバ（２１）は、オイルを含み、稼働中に第１リップシール（１４）と第２リップシール（１５）を円滑にするように設計されている。シャフトシールリザーバ（２１）は、大気圧下である。オイルがシャフトリザーバ（２１）において存在しない時点で、シールはもはや潤滑油を受け取ることができなくなり、真空が作り出した圧力差異の結果、空気が流体静力学的駆動オイルリザーバ（２２）へと引き込まれる。これにより、真空側（２７）において圧力上昇が生じ、内部漏れが起こり、ユニットが作動停止することになる。
【００２６】
従来シールの１以上の不具合により、ＰＴＦＥオイルと流体静力学的駆動オイルの排水と交換、及びリップシールの交換が必要となる。これに加えて、ブースタ、場合によっては乾燥バッキングポンプも完全に再構築する必要がある。このことは、モーターから且つギアボックスからシャフトシールハウジングを分離することを必要とする。第１リップシールはシャフトシールハウジングの大気側から除去及び交換され、この一方で、第２及び第３リップシールはシャフトシールハウジングの真空側から除去及び交換される。各リップは、正確にその場所に配置される必要があり、これにより、シールリップがスリーブに垂直であり、このスリーブの上でシールがスリーブの全周囲を支えることを確実にする。このような場所配置は、各シールに特異的な寸法に合わせたツールを用いて得られる。
【００２７】
図２は、本出願の一実施形態のシャフトシールカートリッジ（３０）の斜視図であり、最前面にショルダー又は外側リム（３８）を備える。カートリッジは、図２の左側が大気側（２６）、図２の右側が真空側（２７）となるように、ポンプに設置される。カートリッジ（３０）は、シール本体ショルダー（３２）から構成され、このシール本体ショルダー（３２）は、より小さい外径を有するリザーバ壁部（３４）に取り付けられる。シール本体段部（３３）は、ショルダー（３２）の真空側上に存在する。ショルダー（３２）の外側リム（３８）が示されている。リザーバ壁部、又はリザーバ壁部（３４）の内側リム（３７）が示されているが、図２の真空側（２７）においては見ることができない。大気リップシール（４０）は、シール本体ショルダー（３２）の内面（３１）周囲上に見ることができる。ショルダーＯリングシール（４７）はショルダー（３２）の外周において見ることができ、リザーバ壁Ｏリングシール（４６）はリザーバ壁部（３４）の外周において見ることができる。これらＯリングシールは、Ｏリング溝に適合するが、図２には示されていない。
【００２８】
図３は、本出願の一実施形態のシャフトシールカートリッジ（３０）の斜視図であり、最前面においてリザーバ壁部又は内側リム（３７）を備える。カートリッジは、図３の左側が真空側（２７）、図３の右側が大気側（２６）となるように、ポンプに設置される。カートリッジ（３０）は、シール本体ショルダー（３２）で構成され、このシール本体ショルダー（３２）は、より小さい外径を有するリザーバ壁部（３４）に取り付けられる。シール本体段部（３３）は、ショルダー（３２）の真空側上に存在する。ショルダー（３２）の外側リム（３８）が示されているが、図３では見ることができない。リザーバ壁部（３４）の内側リム（３７）は、図３の真空側（２７）において見ることができる。オイルリップシール（４４）は、リザーバ壁部（３４）の内面（４８）の周囲上に見ることができる。真空リップシール（４２）はリザーバ壁部（３４）の内面（４８）の周囲上において見ることができる。ショルダーＯリングシール（４７）はショルダー（３２）の外周において見ることができ、リザーバ壁Ｏリングシール（４６）はリザーバ壁部（３４）の外周において見ることができる。これらＯリングシールは、Ｏリング溝に適合するが、図３には示されていない。
【００２９】
図４は、図２の４−４線における一実施形態のシャフトシールカートリッジ（３０）の部分断面図である。図４に示されていることとして、円筒シールカートリッジの外面上に、ショルダー又は外側リム（３８）、シール本体ショルダー（３２）、ショルダーＯリング溝（３６）に配されるショルダーＯリングシール（４７）、シール本体段部（３３）、リザーバ壁部（３４）、リザーバ壁Ｏリング溝（３５）に配されるリザーバ壁Ｏリングシール（４６）、及びリザーバ壁部又は内側リム（３７）がある。図４に示されていることとして、円筒シールカートリッジの内面上に、ショルダー内面（３１）、大気リップシール（４０）、大気リップシールノッチ（４１）、リザーバ壁内面（３９）、真空リップノッチ（４３）、真空リップシール（４２）、オイルリップノッチ（４５）、及びオイルリップシール（４４）がある。図４では、大気側（２６）が左側であり、真空側（２７）が右側である。シャフトシールカートリッジの実施形態は、双方向の一体成形シールを含み、このシールは以前使用されていた３つの分離したオイル潤滑バイトン（ＶＩＴＯＮ、登録商標）リップシールに取って代わるものである。シャフトシールカートリッジの実施形態は、稼働に潤滑油の注入を必要としない。
【００３０】
シャフトシールカートリッジの実施形態の稼働は、リップシールが潤滑油無しで作動するために、シャフトシールオイルリザーバにおけるオイルの使用を必要としない。図４では、大気リップシール（４０）と真空リップシール（４２）は大気側（２６）に向かって傾斜している。オイルリップシール（４４）は真空側に向かって傾斜している。大気リップシールノッチ（４１）、真空リップシールノッチ（４３）、及びオイルリップシールノッチ（４５）は、切り込み部であり、各リップシールの最適な柔軟性を確保することができる。
【００３１】
図５は、真空ブースタポンプ内に設置された一実施形態のシャフトシールカートリッジの断面図である。モーター、モーターシャフト、シャフトシールハウジング、及びギアボックスの特徴は図１に記載されているものと同様である。また、図５で示されているのは、外側円筒スリーブ（１８）と内側円筒スリーブ（１９）である。これらスリーブは、モーターシャフト（１０）に適用される力であり、モーターシャフトとともに回転する。一実施形態のシャフトシールカートリッジ（３０）は、外側円筒スリーブ（１８）の周囲に存在する大気リップシール（４０）と、内側円筒スリーブ（１９）の周囲に存在する真空リップシール（４２）とオイルリップシール（４４）とともに配されている。さらに示されているのは、ショルダーＯリング（４７）シールとリザーバ壁Ｏリング（４６）シールであり、これらは、シャフトシールハウジング（２０）と、シャフトシールカートリッジショルダー（３２）とリザーバ壁部（３４）の間の領域をシールするものである。シャフトシールカートリッジ（３０）は回転しない。
【００３２】
シールが磨耗した時にはシャフトシールカートリッジの交換が必要となる。モーター（１７）と、関連スリーブ（１８）（１９）を備えるシャフト（１０）は、シャフトシールハウジング（２０）から分離される。シャフトシールカートリッジは引き出される。新しいシャフトシールカートリッジ（３０）が、シールハウジング段部（２５）近傍にあるショルダー段部（３３）を備えるシャフトシールハウジングボア（２８）内に挿入される。モーター（１７）と、交換スリーブ（１８）（１９）を備えるシャフト（１０）は、シャフトシールハウジングボア（２８）内に再挿入され、モーターはシャフトシールハウジングに再度取り付けられる。これは、通常、ブースタの完全な再構築の際のみに実施される。
【００３３】
実施形態はシャフトシール設計を含み、これは、Ｅｄｗａｒｄｓ  ＶａｃｕｕｍのモデルであるＥＨ２５０、ＥＨ５００、ＥＨ１２００、ＱＭＢ２５０、ＱＭＢ５００、及びＱＭＢ１２００のメカニカルブースタ、並びにその変形物の信頼度と平均故障間隔を改善するために作り出されたものである。シャフトシール設計は、ブースタの駆動側に使用されていた既存の３つの分離したオイル潤滑バイトン（ＶＩＴＯＮ、登録商標）リップシールを、一体成形のＰＴＦＥ充填設計へと切り替えるものである。この設計は、潤滑油の注入を必要とせず、真空系における使用に適している。シールには２つの大きさがある。サイズＥＤＤ−ＦＬ２０５４はより小さいサイズであり、番号２５０と５００を含むブースタモデルに適用可能である。より大きいサイズであるＥＤＤ−ＦＬ２０５５は、番号１２００を含むブースタモデルに適用可能である。
【００３４】
シャフトシールカートリッジの実施形態は、未使用ＰＴＦＥ樹脂で製造され、充填材が各種の割合で追加されることにより、未使用ＰＴＦＥ樹脂の物理的特性が改善する。混合合金は、現在のところ、ガラス／モリブデンが充填されたＰＴＦＥ樹脂であるが、その他の好適な材料も検討可能である。実施形態は、５重量％のファイバーガラスと５重量％のＭｏＳ２を含む９０重量％の未使用ＰＴＦＥ樹脂を含む。その他の実施形態は、１重量％乃至１０重量％のファイバーガラスと１重量％乃至１０重量％のＭｏＳ２を含む８０重量％乃至９８重量％の未使用ＰＴＦＥ樹脂を含む。その他の実施形態は、ＰＴＦＥ樹脂、炭素と黒鉛の混合物を充填したＰＴＦＥ樹脂、モリブデンを充填したＰＴＦＥ樹脂、ポリイミドを充填したＰＴＦＥ樹脂、又は、銅を充填したＰＴＦＥ樹脂を含む。
【００３５】
実施形態の製造方法において、混合された原材料が、円筒形型枠内にて室温で圧縮成型される。これにより、原材料のもろいスリーブ又は鋼片が作り出され、オーブンで１６−３０時間焼結される。オーブン内の時間で、大気温度から７００カ氏度へ、そして大気温度へとゆっくりとしたサイクルで温度を変化させる。この工程は、非常に重要であり、これにより、本出願において機能を果たす機械加工シャフトシールカートリッジに必要な物理的特性を有するスリーブが製造されることになる。
【００３６】
シャフトシールカートリッジが一体成形モノリススリーブから製造される実施形態を開示してきたが、カートリッジは幾つかの部品で製造されることも可能である。これら部品は、成形後、接着手段を用いて結合されることが可能である。あるいは、カートリッジは幾つかの部品として使用され、各部品が少なくとも１つのリップシールを内面に備えることも可能である。
【００３７】
シャフトシールカートリッジの実施形態は、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）旋盤において製造される。固有ＣＮＣプログラムが書かれ、再現可能に保存されている。ＰＴＦＥ合金のスリーブが旋盤に置かれ、機械加工される。典型的には、コレットがスリーブを固定するために使用される。１つのスリーブからは、典型的に、このサイズのシールが４−５部品製造される。シール寿命と迫り来る故障に対する重要な指標は、シールリップの厚みである。シールが公称シールリップの厚さ０．０３２インチを有する場合には、継続使用９０日後に検査をすると、シール厚さが０．０３１８インチであった。検査を行った特定の実施形態におけるリップ設計を備えるシールは、実際の操作状況に依存するが、通常使用において少なくとも５年間持続できると推定される。
【００３８】
新しいシールが設置された後、シャフトシールオイルリザーバのオイル充填の必要性は、今や任意事項である。シール自体は潤滑油を必要とせず、乾燥するように設計されている。シャフトシールオイルリザーバをオイルで充填することは、シール稼働に影響しない。この理由は、オイルが、シールカートリッジの外径によってシールから遮断されるからである。
【００３９】
本出願の実施形態を使用することは、従来技術に対して多くの利点を備える。ＰＦＰＥベースの潤滑油をシール潤滑のために使用する必要がなく、オイル獲得費用、及び使用済オイルの処理費又は再生費、他にもオイルを監視及び交換する人件費を節約することができる。必要時のシャフトシールカートリッジ交換は、ポンプの分解が少なく、３つの従来シールを交換するよりも作業が少ない。最後に、シャフトシールカートリッジは従来シールよりも交換頻度が低い。
【００４０】
多数の例示態様及び実施形態を上記検討したが、当業者であれば、特定の変更、置換、付加、及びこれらの代替的組み合わせがあることを理解できる。したがって、以下に続く添付の請求の範囲と後に見られる請求の範囲は、このような変更、置換、付加、及び代替的組み合わせの全てを、本発明の真の精神の範囲として含むことを意図したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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