TW201043814A - Shaft seal - Google Patents

Description

201043814 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種轴封，特別是指一種適用於機械 設備之轉動軸的軸封。 【先前技術】 —般攪拌用之機械設備的構造設計，是在於反應槽上 枢設一傳動機構’該傳動機構具有一伸置於反應槽中之轉 動轴、一鎖設於轉動軸末端之葉片輪，及一能帶動轉動軸 旋轉之動力跋置，藉由該動力裝置帶動轉動軸旋轉，使得 葉片輪能對於反應槽中的物料進行攪拌動作。由於在攪拌 的過程中’反應槽内同時會伴隨壓力，所以反應槽的槽口 與轉動軸之間通常會設有一轴封，以避免反應槽内的流體 或氣體壓力由樞接處滲出。 一種現有的軸封構造如圖1、2所示，為我國公告第 592261號「軸封固定環及其壓縮固定導件」新型專利案。 該案所揭示的軸封1包括：-用以套設於-機械設備的轉 動軸16上之軸套u、—固定於機械設備的適當位置處之本 體12、一固定摩擦環13、-次密封環10、-固定環14, 〜-導件15。該軸套n包括有一旋轉摩擦環⑴，及一 疋環112。而§亥本體12具有一可供容置該轴套u之容 121，及多數個液體通道122，各液體通道122是由本體 表面貫通至*至121。另外’該固定摩擦環13 -側設 數個卡槽131，且固定靡捧 u疋厚擦環13是設置於本體12之容 ’並與旋轉摩擦環U1相互抵接。該次密封環ι〇是 201043814 設於該本體12與固定摩擦環13之間。該固定環14是固定 於本體12之#至12ι中’且固^環14的_側表面設有數 個沈孔141及數個導槽142，各沈孔⑷可分別容設一彈 一件143該導件15則是套設於軸套11且位於固定摩擦 環13與固定環14之間，該導件15 -側設有數個能用以卡 入相對應的卡槽131中之卡塊⑸，導件15的另—侧則設 有數個導塊152，以對應嵌入固定環14之導槽142中。 Ο 藉使冷部用之循環液可經由該液體通道⑶進入容室 除了提供密封面潤滑之用，同時降低轉動轴Μ因轉 動磨擦所產生的高溫，達到散熱冷卻之作用。此外，該轴 =更利用固定環14之導槽142及導件15之導塊152相 互嵌1設計’使得導件15被彈性元件143頂推時，僅可 :固疋裒14作軸向移動’而無法旋轉作動，以便該導件 利頂推固疋摩擦環13抵接於旋轉摩擦環1U，使固 到止漏之❹。擦* U1之間形成摩擦之貼接，以達 ，：阻Π丰過程中，反應槽内多少會產生雜質顆粒 間隙，而無法達到摩擦環13與次密封環1〇的 物為具有腐Μ性、揮發/毒=效果。再者，當输 封結構，如圖3、4所_ Α 體時，則需使用雙轴 機械用之轴封裝置（_為我國公告第424574號「轉動 包括有一軸套2' —」新型專利案，此案所揭示之軸封2 密封蓋…-外组Si動環22、一内組固定環23、- 疋衣25、一外組轉動環26，及一定位 5 201043814 環27。在操作上，是先將液態流體倒入攪拌機31之容槽中 ，啟動心軸32對容槽内的液態流體進行攪拌動作，冷卻用 之循環液經由設於密封蓋24上之穿孔241輸入，且猶著形 成於密封蓋24内的流道242流動，而將心軸32旋轉所生 成的熱量由設於密封蓋24另一側的穿孔243向外帶出。 該軸封2在設計上，藉由内組固定環23與外組固定環 25之間設有多數個彈簧28，在常態時，彈簧28兩端各頂 撐内組固定環23與外組固定環25分別抵觸内組轉動環22 與外組轉動環26，形成雙重密封效果。當攪拌機3丨之容槽 中因攪拌作業而形成有内壓力時，此内壓力可透過頂撐二 套21的軸套端蓋21丨上移，進而向上抵壓内組轉動環u 與内組^環23 ’該等彈簧28此時即可對於此1壓力妒 成相抗衡之反作用力，以避免渗漏現象。 ' 斤二：二此種軸封2之外組轉動環26是藉由熱脹冷絲 變T定環25内，使用—段時，外組_ 與内組固定僅Γ密封失敗。此外，該較固定環2! 穩等料28互相抵接，而缺^ 件，使得該等，28容㈣生走位的情況。 所欲解決之::善軸封之防漏及密封效能’遂成為本發明 【發明内容】 个赞明之目的 種能提昇密封及防 延長使用壽命之轴 _, 即在指 /属效果，且描古_ 心 徒河疋件傳動的穩定七 封0 201043814 於是，本發明軸封，用以安裝於一機械設備的轉動軸 上，該軸封包含： 至少一本體，定義有一製程側及一相反於該製程側之 大氣側，該本體具有一軸向貫穿之容室，及一可供循環液 流動之流道； 一轴套，f穿該本體且穿套於該轉動軸上；以及 一摩擦單元，套設於該軸套外部，且該本體是套設於 該摩擦單元外’該摩擦單元包括：

一第一密封組件，接近於該製程側，具有一套設於 該軸套外部且可隨該軸絲動之_㈣環，及一套設 於該軸套外部且抵接該内側轉動環之内側靜止環，該内 側靜止環上設有多數個定位槽； 一第二密封組件，與該第一密封組件軸向並列置設 且接近m氣側’具有—套設於該軸套外部且可隨該 軸套轉動之外側轉動環、—套設於該軸套外部且抵接該 外側轉動環之保持環’以及分別抵接該外側轉動環鱼該 保持環之一外侧靜止環，該保持環内周緣設有至少__；嵌 多數個彈性元件 與該第二密封組件， ，以兩端分別頂撐該第一密封組件 以產生密封作用； 古亥、一髮縮環’位於該内側靜止環與該保持環之間，且 =縮環二相反侧對應於各該賴槽與各該定位槽分別 二-導塊部’各該導塊部並能嵌入相對應的各該嵌接 玲〃相對應的各該定位槽中；及 7 201043814 至少·一疋位件’疋連接於該本體與該第二密封組件之 間且能導引該第二密封組件軸向活動。 本發明之功效在於’藉由第一密封組件、第二密封組 件共同利用壓縮環、彈性元件與保持環之頂撐而產生雙重 密封作用，能有效提昇防漏效果，且因第一、第二密封組 件白月b軸向位移’所以元件不會過度接觸磨擦，同時使整 體結構能隨壓力變化而自動補償，而可延長各元件的使用 壽命。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配&參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 在本發明被詳細描述之前，料意的{，在以下的說 明内容中，類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖5、6 ’ S本發明軸封3的第—較佳實施例，是 用以安裝於-機械設備52並套設於其轉動軸4上。在本實 施例中，該轴封3包含有-本體3卜-軸套32，以及一摩 擦單兀33。在實際組裝上可視機械設備52的環境及使用需 求’以一個本體31相串聯，在此是以組裝—個做說明。 如圖6、7所示’該本體31定義有一製程側a及一相 反於該製程側A夕+ #知，n "之大乳側Β，且本體31具有一軸向貫穿之 '， (圖5 )、一可供冷卻用的循環液流動之流道312 二t二—顯露於外周面並與流道312連通之循環液人 ^循％液出口 314，在本例中循環液入口 313是以 201043814

二個做說明。流道312内於接近該循環液出口 314與一循 環液入口 313之間設有一導流板315 ’該導流板315側緣形 成傾斜狀，藉以導引循環液可於流道312中順暢地流動。 另外’本體31内周壁上間隔環設有朝向容室311之一凸緣 316及位於該凸緣鄰側處之一夾槽317，凸緣316 一側邊處 及夾槽317内均各設有一次密封墊圈318。而前述流道312 是形成於凸緣316與夾槽317之間。參閱圖5、6,本體31 外周壁另形成有一卡合環槽319，且朝向大氣側B之内側壁 更設置有多數個通孔310。 參閱圖5、7，轴套32具有一軸套端蓋321、一延伸自 轴套端蓋321且貫穿本體31的容室311之圍繞壁322、一 由圍繞壁322界定而成且可供轉動軸4貫穿之通道323，以 及多數個間隔佈設於圍繞壁322外周面且呈軸向延伸之輸 达部324，用以提升流道312内循環液的循環速度，及冷卻 、满滑之效率。特別說明的&，該輸送部㈣的外形可為 間隔軸向延伸之通槽狀或間隔之凹槽狀。另外，該圍繞壁 322内側於接近軸套㈣321處環設有一嵌槽咖，嵌槽 325内設有一次密封塾圈326，藉以防止製程側A流體由轉 動軸4與轴套32的縫隙、;“，該轴套端蓋321内側壁朝圍 繞壁322延伸方向凸出有多數個傳動塊327。 該摩擦單元33包括有一第一密封組件34、—與第一密 封組件34軸向並列置設之第二密封組件35、以兩端 撐該第-、第二密封組件34、35之多數個彈性元件加、— 壓縮環30 ’及多數個定位件37。 9 201043814 該第一密封組件34，接近於該製程側 工叫λ，具有一套設 於轴套32夕卜部且可隨軸套32轉動之内側轉動環如，及一 套設於軸套32外部且一端抵接内側轉動環如之内側靜止 環342，該内側轉動環341外側面設有一環階面撕，該環 階面343上環設有—次密封墊圈344，且内側轉動請朝 向轴套32之軸套端蓋321的該端緣上設有多數個缺口 345 ，以供各傳動塊327對應嵌置’另外，内側靜止環342於 遠離内側轉動環341的該端緣上設有多數個定位槽⑽。 而第二密封組件35與該第_密封組件％軸向並列置 ^且^於該大氣们，具有—套設於軸#32之圍繞壁 外核可隨軸套32轉動之外侧轉動環351、一保持環 之^套設於軸套％外部且—端抵接㈣外侧轉動環 =。之外㈣止S 356。該外侧轉動環351設有多數個槽口 在太營X保持壤352外周壁上間隔設有多數個接合部353。 =實施财，該接合部353是呈凹槽狀且朝軸向延伸。 再者，該保持環352朝向内側靜止 _ 設有多數個彈簧槽355，保持 、4面上間隔 予352朝向外側靜止環356的 上凸設有多數個凸接部奶，且其_環面 肷接槽31另外，該外側靜止環3 多數個可供各該凸接部357伸置之槽道3. -有 ^^436是以兩端分別頂撑該第—密封 352 Γ:㈣組件35產生密封作用，其-端伸入保持環 止環352弹簧# 355中。而前述之内側靜止環342、外側靜 環352及彈性元件36均容置於本體31的容室311内 10 201043814 6亥壓縮環30，位於該内側靜止環342與該保持環之間 而可供各彈性元件36之另一端抵接 ，且該壓縮環30二相 反側對應於各該嵌接槽358與各該定位槽分別設有一 導塊部301、302，各該導塊部3(U、302並能彼入相對應的 各該嵌接槽358與相對應的各該定位槽346中。 在本例中，該等定位件37為銷桿，其一端以軸向固設 :本體31之各通孔31 〇中，另一端則轴向伸入於相對應的 -接合部353中。當然，該定位件37在設置上，也可以徑 向固設於本體31上，另-端並以徑向伸人於相對應的接合 部353中。藉由該定位件37之設置可用來防止外側靜止環 3/6隨著軸套32之轉動而旋轉。另外，特別說明的是，該 等接合部353的數量與定位件37的數量一致。 續參閱圖5、6,該軸封3還包括有一套設於轴套32的 圍繞壁322上且位於本體31❸大氣㈣之端蓋38，及多數 個定位塊39。該端蓋38於接近外側轉動環351的該端面上 凸設有多數個可伸置於外側轉動環351之槽口 354中的連 接部38卜該等定位塊39是間隔地以一端鎖固於端蓋38外 周壁上，而另一端是形成鉤部391而用以扣持於本體Μ的 卡合環槽319，藉此暫時定位與調心，於機械設備52運轉 前再拆除。而該壓縮環30二相反側對應於各篏接槽挪與 各定位槽346分別設有一導接部3〇1、3〇2，各導接部3〇ι ' 302並能欲入相對應的嵌接槽咖與相對應的定位槽_ 中。 參閲圖6,在使用上，該軸封3之本體31可藉由螺栓 201043814 51螺固於機械設備52上（在本實 一授拌機），啟動轉動轴4進行旋轉以帶二機械設備52為 片輪（圖未示）攪拌¥於德 '又於其下端之葉 攪拌置於機械設備52内的 套設並鎖固於嗜隸翻紅， 由於軸套32 冑亥轉動軸4 ’因此，該轉動軸 套32、内側轉動環341及外側轉動環351 此時機械設備52内因攪拌 …轉動’ 軸奎W u 產生之_力會向上頂推 此一向卜 321，且塵力將均勻分部於製程側Α， 。頂推作用力會進—步抵推内側轉動環Ml、

止環342、彈性开杜^ W , ，及壓縮環30，此時藉由壓縮環30 丨冑_與保持環352之巍接槽358可相對順暢滑 動’該等彈性元件36即可對於㈣力形成反作用力之抵: ’而能有效抗衡内屢力作用’避免渗漏；又藉由該等定位 件37端部可循外側靜止環脱上的接合部挪位移，使得 正體摩擦單tc 33對於内塵力之抗衡更具彈性。 *參閱圖8,是本發明軸封3的第二較佳實施例，大致與 第較佳實施例相同，不同處是在於該等定位件37是螺检 本體31内周壁上設有多數個呈螺孔狀之通孔3丨〇，且使 定位件37可以徑向螺鎖於通孔31〇中，而定位件37另― 端亦能以軸向伸入於相對應的接合部353中，而此設計， 同樣能防止該外側靜止環356隨著軸套32之轉動而旋轉， 達到與第一較佳實施例相同之功效。此外，該軸套32之軸 套端蓋321的外周面環設有一螺旋槽道32〇，藉由此設計， 可將攪拌過程中所產生的雜質顆粒，於該轴套32轉動的同 時併帶離，以預防各元件發生阻塞的情況，進而達到更 12 201043814 佳的密封止漏效果。 綜上所述’本發明軸封3在設計上，藉由該等彈性元 件36與壓縮環30頂樓第_密封組件％、第二密封組件犯 ，而產生雙重密封作用，以提昇防漏效果，亦即該第一密 封組件34之内側靜止環342與定位槽346共同利用該壓缩 環30、彈性元件36與保持環啦產生雙重密封作用，使得 第-密封組件34與第二密封組件35之間補償作動更為順

G Ο 暢，因而能延長元件的使用壽命，故確實能達成本發明之 目的。 淮以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是-局部剖面立體分解示意圖，說明我國公 592261號「袖封固定環及其壓縮固定導件」新型專職之 結構， 圖2是3—組合剖面圖，說明圖丨所示元件的組合； 424574 $「輔局^面立體分解示意圖，說明我國公告第 ，轉動機械用之軸封褒置(一)」新型專利案之結 構， 圖4是二組合剖面圖，說明圖3所示元件的組合； 圖5疋立體分解示意圖’說明本發明軸封之第一較 佳實施例； 乐权 13 201043814 圖6是一級合剖面圖，説明該較佳實施例之軸封安裝 於一機械没備之轉動轴上； 圖7是另一角度組合剖面圖，說明該較佳實施例之流 道内設有一導流板；及 圖8是一組合剖面圖，說明本發明軸封之第二較佳實 施例的定位件為螺栓形態。 14 201043814 【主要元件符號說明】 3軸封 319卡合環槽 4轉動軸 321軸套端蓋 31本體 322圍繞壁 32軸套 323通道 33摩擦單元 324輸送部 34第一密封組件 325嵌槽 35第二密封組件 327傳動塊 36彈性元件 341内侧轉動環 37定位件 3 4 2内側靜止環 38端蓋 343環階面 39定位塊 344次密封墊圈 30壓縮環 345 缺口 52機械設備 346定位槽 301、302導接部 351外侧轉動環 310通孔 352保持環 311容室 353接合部 312流道 354 槽口 313循環液入口 355彈簧槽 314循環液出口 356外侧靜止環 315導流板 357凸接部 316凸緣 358嵌接槽 317夾槽 359槽道 318、326次密封墊圈 381連接部 15 201043814 391鉤部 320螺旋槽道 A製程側 B大氣側 16

Claims (1)

1. 201043814 七、申請專利範圍： 1. 一種轴封，用以安裝於一機械設備的轉動轴上該軸封 包含： 至少-本體’ ^義有—製程側及—相反於該製程側 之大氣側，該本體具有一轴向貫穿之容室，及一可供循 環液流動之流道； ^ 一軸套，貫穿該本體且穿套於該轉動軸上；以及 摩擦單X |6又於§亥軸套夕卜杳P，且該本體是套設 Ο 於該摩擦單元外，該摩擦單元包括： 一第一密封組件，接近於該製程側，具有一套 設於該軸套外部且可隨該軸套轉動之内侧轉動環， 及一套設於該軸套外部且抵接該内側轉動環之内側 靜止環，該内側靜止環上設有多數個定位槽； 一第二密封組件，與該第一密封組件軸向並列 置設且接近於該大氣側，具有一套設於該軸套外部 且可隨該軸套轉動之外側轉動環、一套設於該軸套 ° 外部且抵接該外側轉動環之保持環，以及分別抵接 該外侧轉動環與該保持環之一外側靜止環，該保持 環内周緣設有至少一鼓接槽； 多數個彈性元件，以兩端分別頂撐該第一密封 組件與該第二密封組件，以產生密封作用； 壓縮％，位於該内侧靜止環與該保持環之間 ，且該壓縮環二相反側對應於各該嵌接槽與各該定 位槽分別設有一導塊部，各該導塊部並能嵌入相對 17 201043814 應的各該嵌接槽與相對應的各該定位槽中. 至少―定位件，是連接於該本體心’及〜 組件之間且能導引該第二密封組件車由向^第二㈣ 2. 依據申請專利範圍第丨項所述之軸封，其 有至少-顯露於其外周面並與該流道、’該本體具 ，及一循環液出口。 備環液入口 3. 依據申請專利範圍第2項所述之軸封，其中 流道内於接近該循環液入口處設有—導流板。 4. 依據申請專利範圍第2項所述之軸封f其中° 流道内於接近該循環液出口處設有一導流板。 5. 依據申請專利範圍帛1項所述之袖封，其中 周面間隔佈設有多數個輸送部。 6. 依據申請專利範圍第5項所述之轴封，其令 的外开> 為間隔軸向延伸之通槽狀。 7·依據申請專利範圍帛5項所述之轴封，其中 的外形為間隔之凹槽狀。 8. 依據申請專利範圍帛1項所述之軸封，其中V — ，組件之保持環外周壁上間隔軸向形成有、至少：：：： =接合部是呈凹槽狀，而該定位件是以一端軸向固 '、邊本體上，另―端則伸置於相對應的該接合部中， 而能導引該第二密封組件軸向活動。 9. :據申請專利範圍第i項所述之軸封，其中，該本體内 。，上環設有朝向該容室之—凸緣及位於該凸緣鄰側處 之—夾槽，該流道是形成於該凸緣與該央槽之間。 該本體的 §玄本體的 該軸套外 該輸送部 該輸送部 該第二密 18 201043814 1〇.?射請專利範圍第9項所述之轴封，還包括有多數個 次密封塾圈’分別設置於該凸緣側邊處數： 内側轉動環與該軸套之間，及料側轉動環與該轴㈣ 11. 依據申請專利範圍第丨項所述之軸 朝向該内側靜止環的該端面上間 、〜保持％ 彈性元件對應容置的彈簧槽。4多數個可供該等 12. 依據申請專利範圍第…項所述之軸封，其中 位件為銷桿’該本體内侧壁設置有至少_個可供該定乂位 件嵌入固設之通孔。 .13_依據申請專利範圍第1或8項所述之軸封，其中，該定 位件為螺栓，而該本體内側壁設有至少_個可供該： 件對應螺設固定之通孔。 X 14. 依據中請專利範圍第1項所述之轴封，其中，該軸套呈 有-朝向製程側之轴套端蓋，該軸套端蓋内側壁凸対 〇二數個傳動塊’而該内側轉動環朝向該轴套端蓋的該端 =有多數個缺口’各該缺口可分別與各該傳動塊對 15. 依射請專利範圍第14項所述之轴封，其中該轴套之 轴套端蓋的外周面環設有一螺旋槽道。 16·依據中請專利範圍第i項所述之轴封，其中，該外側轉 動壤於遠離該外侧靜止環的該端緣上設有多數個槽口， 另外’該軸封還包括有-套設於該轴套上且位於該本體 的大氣侧之端蓋，該端蓋於接近該外側轉動環的該端面 19 201043814 上凸設有多數個可伸置於各該槽α中的連接部。 17.依據申請專利範圍第1項所述之軸封，其中，該保持環 ::::外側靜止環的該端面上凸設有多數個凸接部，該 道，内側環壁上設有多數個可供各該凸接部伸置之槽 20