;1290605,. • t . 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於密封泵，係如密封磁鐵聯結方式之磁鐵 泵或密封馬達泵，於密封外殼之內側配置動葉輪支軸與其 軸承部，藉該密封外殼內外間的磁力作用使外嵌於動葉輪 支軸的轉子與動葉輪一體旋轉。 【先前技術】 一般的，密封磁鐵聯結器方式之磁鐵泵，係於內部連 ^ 通在泵內部的有底筒狀密封外殻之外側，配置與驅動軸一 體化且於內周側具有驅動磁鐵的筒體，同時在該密封外殼 之內側，配置以同心狀嵌裝於動葉輪支軸而於外周側具有 從動磁鐵的轉子，藉兩磁鐵間的磁性吸引力，伴隨驅動軸 之旋轉使轉子與安裝在動葉輪支軸前端的動葉輪一體旋轉 實行泵作用。又於密封馬達泵，在同樣的密封外殻之外側 配置馬達的定子，同時於該密封外殻之內側配置以同心狀 0 嵌裝於動葉輪支軸的馬達之轉子，藉通電於定子使旋轉的 轉子同樣與動葉輪一體旋轉實行泵作用。 於是此等密封泵係動葉輪支軸及轉子含軸承部配置在 密封外殻之內側，因與外部之間不存在有軸封部，所以無 液的洩漏外，亦不產生藉從外部進入微生物的內部污染， 適於作爲有腐蝕性、毒性、引火性、放射性等有危險性的 液體、或飲料、果汁、酒類、調味液等需要高度衛生管理 的液體移送用。 可是在密封泵，從構造上因於動葉輪支軸之軸承部不
I .1290605 « f • 能使用潤滑油，所以一般的作爲夾在該軸承部的滑接構件 使用耐磨耗性佳的高硬度陶瓷材料所成者，另一方面將作 業液之一部分藉密封外殻與轉子之間隙、該轉子與動葉輪 支軸之間隙、或通過該支軸內部於密封外殼之內側予以循 環，藉用此液夾在的潤滑作用謀求防止軸承部之破損及抑 制磨耗，同時冷卻產生磨擦發熱的該軸承部與藉渦電流產 生電阻發熱的密封外殼，作成予以防止起因於液之熱變質 φ 或磁鐵泵熱減磁的作動不良（例如，日本專利文獻1〜4)。 [專利文獻1 ] 日本特開昭5 8 - 1 3 3 4 9號公報 [專利文獻2 ] 日本特開昭5 8 _ 1 3 8 2 9 4號公報 [專利文獻3] 日本特開昭6 1 - 1 6409 8號公報 [專利文獻4] 日本特開昭6 1 - 1 22 3 9 3號公報 【發明內容】 (發明欲解決的課題） 然而在於先前之密封泵，係於送液開始時或中斷後之 • 送液再開始時，藉誤操作等用液不通過至密封外殼之內側 狀態旋轉動葉輪，成爲所謂乾運轉狀態，運轉後不久藉動 葉輪支軸之軸承部破損，時常產生有陷於不能送液的事態 。又作業液藉在前段的空氣放氣孔不完備或自液發生氣泡 變成氣液混合狀態，使動葉輪支軸之軸承部斷續的乾滑接 而磨耗’不得已造成早期更換滑接構件爲大部分。 本發明係有鑑於上述情況，提供作爲密封泵係在一時 的成乾運轉狀態，作業液亦成爲氣液混合狀態，都能防止 1290605 間的隔間板1 6，劃區爲前部殼構件1 1側之泵室1 a，與中 間殼構件1 2側之磁鐵聯結室1 b。又在後部殼構件1 3側設 有省略圖示的藉馬達的泵驅動部。 在殻1 A內之中心部，沿前後方向的動葉輪支軸5 A穿 通隔間板1 6 ’配置爲通過栗室1 a與fe鐵聯結室1 b間。此 動葉輪支軸5A之前端，藉由動葉輪螺帽7a及扣合鍵5a 以不能相對旋轉的安裝有配置在泵室1 a內的動葉輪7 A。 又於磁鐵聯結室1 b內，使厚壁狀底部2 a向後方的有底筒 狀密封外殻2A，將前端凸緣部2b介置於前部殻構件1 1與 環狀凸緣構件1 4之間，同時由於將該前端凸緣部2b藉由 螺栓15d…固定於隔間板16,配置與動葉輪支軸5A爲同心 狀。然後分別旋轉自如地藉由前側軸承部8 f A軸支持動葉 輪支軸5 A前部於隔間板1 6之輪轂部1 6a，同後端部係藉 由後側軸承部8rA軸支持於密封外殼2A底部2a之軸承孔 部2c 〇 磁鐵聯結室1 b之內部係藉密封外殼2 A液密地畫分爲 外側之驅動側空間1 0a與內側之從動側空間1 Ob，同時從 動側空間10b藉設於隔間板16的透孔16b…連通在泵室la 。然後於驅動側空間1 0a，從後方使驅動軸3 A與動葉輪支 軸5 A同心狀的突入，於此驅動軸3 A向前方開放的杯狀筒 體4A，在後端輪轂部4a藉由扣合鍵3a及固定螺釘3b予 以固定。然後此筒體4A係作爲驅動磁力產生裝置，以在內 周設置的驅動磁鐵Μ 1與密封外殻2 A外周面之間保持小間 隙9a狀態，外嵌在該密封外殼2A。一方面於從動側空間 -12- 1290605 » r • 1 〇b，藉由扣合鍵5 b不能相對旋轉地嵌裝於動葉輪支軸5 A 的轉子6A，配置爲於埋設從動磁鐵M2的外周面與密封外 殼2 A內周面之間保持小間隙9b狀態。 前後之軸承部8fA、8rA都藉由3個滑接構件構成：藉 由扣止銷1 7a不能旋轉地扣止在固定側的隔間板1 6的輪轂 部1 6a內側之軸承孔部1 6c，以及密封外殼2A的軸承孔部 2c的軸襯8 1 ;藉由扣合鍵5b不能相對轉動地嵌裝於爲旋 轉側的動葉輪支軸5 A之套筒8 2 ;以及推力環8 3。然後套 • 筒82係配置於軸襯8 1之內側，同時推力環83係嵌合於轉 子6A端面中央側之環狀凹.部6a，配置成如與軸襯81之端 面滑接。 又軸襯81如第3圖所示，在與套筒82外周面滑接的 內周面，於周方向等配形成沿軸方向的複數支（圖爲4支） 通液槽8 1 a，同時亦在與推力環8 3滑接的端面，於周方向 等配形成有連續在內周各通液槽18a的複數支半徑方向之 通液槽81b…。尙第3圖中之81c，係爲扣合該扣止銷17a •(參照第2圖）的扣合槽。 然後，此等軸承部8fA、8rA之軸襯81、套筒82、推 力環83之3個滑接構件，係都於表面全體，形成DLC膜 (類鑽碳膜）如碳化矽（Si C)的陶瓷或如碳化鎢（WC)的超硬 材料之成形物所成。尙密封外殼2A及動葉輪支軸5A係 SUS316等之不銹鋼製。 一方面，於動葉輪支軸5 A與螺設在其前端的動葉輪螺 帽7a，設有將其兩者沿軸心通過全長貫穿的液流通孔2 1 ，又動葉輪支軸5A之後端與密封外殼2A的軸承孔部2c之 -13- /1290605 * ^ * • 間具有液積存部22，液積存部22與泵室1 a藉液流通孔2 1 連通，同時於後側軸承部8 r A的軸襯8 1內周與套筒8 2外 周的環狀滑接部分在後端側面臨於液積存部22。又於前側 軸承部8 f A，亦隔間板1 6之軸插通孔1 6 a與動葉輪7 A之 間構成液流通間隙23，軸襯81內周與套筒82外周之環狀 滑接部分在前端側面臨液流通間隙23。再者於兩軸承部 8 f A、8 r A的軸襯8 1與套筒8 2之滑接部，在外周側面臨於 從動側空間10b。 # 於此第一實施形態之磁鐵泵P 1，係藉驅動軸3 A之驅 動旋轉筒體4A之際，藉其驅動磁鐵Ml與從動磁鐵M2之 磁性吸引力，轉子6A就與動葉輪支軸5 A —體從動轉動， 藉隨著與該動葉輪支軸5A —體之動葉輪7A旋轉的離心泵 作用，運送對象之作業液從液吸入口 1 1 a吸入而自液送出 口 1 1 b壓送於目的部位。 此磁鐵泵P 1在正常的運轉狀態，作業液就透過隔間板 1 6之透孔1 6b及小間隙9b充滿從動側空間1 Ob全體。然 ^ 後於前側軸承部8fA，從泵室1 a通過透孔1 6b進入從動側 空間1 〇b的作業液，係從外側浸入軸襯8 1之通液槽8丨b， 偏及該軸襯8 1與推力環8 3之全體滑接部分，接著浸入軸 襯8 1之通液槽8 1 a…，通過該軸襯8 1與套筒8 2之滑接部 分，再於通過液流通間隙2 3返回泵室1 a，與該泵室1 a內 之作業液合流藉動葉輪7 A送出。又於後側軸承部8 1. A，從 泵室1 a通過透孔1 6 b進入從動側空間1 〇 b的作業液，係通 過周邊側的小間隙9b從外側浸入軸襯8 1的通液槽8 1 b， 通過該軸襯8 1與推力環8 3之滑接部分全體，接著浸入軸 -14- 1290605 « * * * . 襯8 1之通液槽8 1 a…，通過該軸襯8 1與套筒8 2之滑接部 分，再入液積存部22，從此液積存部22通過液流通孔21 返回泵室1 a。因而，兩軸承部8 f A、8 r A都於彼此滑接構 件（8 1〜83)用存在著作業液狀態滑接，藉存在著此液的潤 滑作用予以防止滑接構件（8 1〜8 3)的破損同時抑制了磨耗 ，又藉與該作業液的熱交換之冷卻作用可避免滑接部之摩 擦發熱以及密封外殻2A的伴隨電阻發熱之溫度上升。 另一方面，於送液開始時疏於起動注給，或因中斷後 ^ 之送液再開始時疏於確認泵內之液位準等誤操作等，而成 爲用液未通過從動側空間1 〇b全體的狀態運轉的乾運轉狀態 時，兩軸承部8fA、8rA之彼此滑接構件（81〜83)變成在沒 有液的潤滑作用下乾滑接。然而，爲兩軸承部8fA、8rA滑 接構件的軸襯81、套筒82、推力環83，都由表面全體形成 DLC膜的碳化矽之成形物所成，此DLC膜由於爲極硬外非 常的低摩擦，所以乾運轉繼續某種程度之時間，亦可抑制 I 在其間之該滑接面的滑動轉矩爲較小，可防止因負載衝擊 的破損同時幾乎不產生磨耗，無障礙的能實行以後之正常 運轉。又藉乾運轉後不留置充分的時間來注液，予以急冷 在摩擦發熱升溫的滑接構件（81〜83)，亦不產生起因於其 熱衝擊的龜裂或龜裂’用健全的狀態可實行以後之送液。 再者’作業液在前段的空氣放氣孔不完備或藉從液產 生的氣泡成氣液混合狀態時，由於其氣泡進入滑接構件（8】 〜8 3 )之滑接部分，兩軸承部8 f A、8 r A變成斷續的乾滑接 。然而在此狀況，滑接構件（8 1〜8 3 )係由滑接表面爲非常 -15- 1290605 低摩擦且極硬的DLC膜所成’同時該DLC膜對基材之陶瓷 或超硬材料堅固的密接，所以其間幾乎不產生磨耗，其後 恢復至正常運轉無障礙的實行送液’同時由作業液之種類 等氣液混合狀態之產生頻度變高時能抑制於輕微的磨耗， 所以經過長期可繼續使用。 尙變成上述之乾運轉或氣液混合運轉事態，係吐出壓 力之不足，液流之停止或變動’電流値之異常低下等即可 知。 ® 第4圖所示之第二實施形態的磁鐵泵P2，係殼1 B由 具備液吸入口 3 1 a及液送出口 3 1 b的前部殼構件3 1、於此 前端殼構件31用前端凸緣部32a藉由螺栓15e…連結的圓 筒狀中間殻構件32、用前端凸緣部33a藉由螺栓15f…連 結於此中間殼構件3 2後端凸緣部3 2b的圓筒狀後部殻構件 3 3所構成。又在殻1 B內，由於有底筒狀之密封外殼2B， 於前部殼構件3 1與中間殻構件3 2的相對端面間，夾持前 端凸緣部2e，因此將底部2f向後方配置。然後藉此密封外 殻2B在殼構件1 B內，劃區爲該密封外殻2B外側之驅動 側空間20a，與從該密封外殻2B內側經過前部殼構件3 1 側之泵室3 0的從動側空間20b。於後部殼構件3 3側設有 省略圖示藉馬達的泵驅動部。 在驅動側空間2 0 a，從後方驅動軸3 B與密封外殼2 B 同心狀的突入，於此驅動軸3 B藉由鍵槽3 c及固定螺釘3 d 將固定後端輪轂部4 6的杯狀筒體4 B，作爲驅動磁力產生 裝置配置成在設在內周的驅動磁鐵Μ 1與密封外殻2 B外周 -16- 1290605 面之間保持小間隙9c狀態。 一方面於從動側空間20b，沿密封外殼2B中心鋪 葉輪支軸5 B，藉由將剖面缺口圓形之前端部5 c插攝 體形成於前部殻構件3 1的輪轂部3 1 c，同時將後端 插嵌於形成在密封外殻2 B底部2 f內面側中央的輪轂 ，保持於不能旋轉。然後在密封外殼2B內於動葉軺 5 B藉由前後之軸承部8 fB、8 ι*Β嵌裝爲旋轉自如的轉 ，係於埋設有從動磁鐵M2的外周面與密封外殼2 B內 之間，配置爲保持小間隙9d狀態。又於泵室3 0內伤 有一體安裝在該轉子6B前端的動葉輪7B。 前側軸承部8 fB係嵌合於轉子6 B前端面中央側之 凹部6b，且藉由扣止銷17b扣止於該轉子6B的軸襯 與不能旋轉地嵌裝在動葉輪支軸5B剖面缺口圓形之 部5 c (第4圖）的推力環8 5二個滑接構件構成，軸襯 內周面滑接於動葉輪支軸5 B之外周面’同時該軸襯 前端面成爲如滑接於推力環8 5之後端面。又後側軸 8 rB係於轉子6 B後端側，僅將與前端側同樣地嵌裝扣 軸襯84作爲滑接構件，該軸襯84在內周面成爲滑 葉輪支軸5 B外周面的構成。尙軸襯8 4與於第一實 的軸襯8 1同樣，於內周面等配形成沿軸方向的複數支 槽8 4 a…，同時亦在外側端面等配形成有接續於各通 8 4 a的複數支半徑方向之通液槽8 4 b。 於是，爲兩軸承部8fB、8ι·Β滑接構件的軸襯84 力環8 5，與於第一實施形態的軸承部8 f A、81· Α之滑 :的動 :於一 部5d 部2g =支軸 子6B 周面 :配置 ，環狀 84， 二,·♦ JLU4 刖贿 84在 84之 承部 止的 :於動 :形態 通液 液槽 與推 ‘接構 -17- .1290605 • 件（8 1〜8 3 )同樣，都由表面全體形成D L C膜的如碳化矽 (s i C)陶瓷或如碳化鎢（W C)超硬材料之成形物所成。又動葉 輪支軸5B，係於前後之兩軸承部8fB、8rB爲了與軸襯84 滑接，使用如碳化矽陶瓷所成成形物。 此第二實施形態之磁鐵泵P2，爲動葉輪支軸固定型， 藉驅動軸3B之驅動使筒體4B旋轉之際，由其驅動磁鐵 Μ 1與從動磁鐵M2之磁性吸引力，轉子6B以動葉輪支軸 5Β爲中心與動葉輪7Β —體從動旋轉，藉伴隨此動葉輪7Β ^ 旋轉的離心泵作用，輸送對象之作業液從液吸入口 3 1 a吸 入而自液送出口 3 1 b壓送於目的部位。然後於正常的運轉 狀態，作業液充滿了從動側空間20b之全體，一部分泵室 之作業液，通過小間隙9d向從動側空間20b之中心側，由 後側軸承部8rB的軸襯84之外側端面通液槽84b…，浸入 該軸襯84內周之通液槽84a…通過動葉輪支軸5B的滑接 部分，再通過該動葉輪支軸5B與轉子6B之間環狀空間向 前方，浸入前側軸承部8fB的軸襯84之內周通液槽84a… 通過與動葉輪支軸5B之滑接部分，接著浸入軸襯84外側 端面之通液槽84b…，通過於此軸襯84與推力環85之滑 接部分，再通過該推力環8 5外周與動葉輪7B基部內周之 間返回泵室30，與該泵室30內之作業液一起藉動葉輪7B 送出。因而，在兩軸承部8fB、8 rB之各滑接部分存在著作 業液，用其潤滑作用確保了動葉輪7B圓滑的旋轉，防止滑 接構件（84、85)破損，同時亦抑制滑接構件（84、8 5)與滑接 於此等的動葉輪支軸5B表面之磨耗，又藉與該作業液的熱 -18- 1290605 父換之冷卻作用亦可避免滑接部之摩擦發熱以及隨著密 外殻2B之阻力發熱的溫度上升。 一方面因液開始時疏於起動注給，或中斷後之送液 開始時疏於確認泵內之液位準等誤操作等，即使成爲在 液未通過從動側空間20b全體之狀態運轉的乾運轉狀態 或作業液因前段的空氣放氣孔不完備或從液產生的氣泡 變成氣液混合狀態，亦與該第一實施形態同樣，滑接構 之軸襯84及推力環85之表面爲非常低摩擦極硬的DLC ^ ’且對基材之陶瓷或超硬材料的該DLC膜之密接強度優 ，所以抑制其間在該滑接面的滑動轉矩爲較小，防止由 載衝擊的破損同時幾乎不產生磨耗，於異常檢測後返回 常運轉無障礙的實行送液，同時於乾運轉後不置於充分 時間而注液時，不產生藉熱衝擊的剝離或龜裂。 第5圖所示第三實施形態之密封馬達泵P3，係殻 由具備液吸入口 5 1 a及液送出口 5 1 b的前部殼構件5 1， 於此前部殻構件5 1在周緣部藉由螺栓1 5g…連結的隔間 ^ 5 2，與對此中間隔間板5 2在前端凸緣部5 3 a藉由螺栓1 …連結的大致圓筒狀之後部殻構件5 3，與於此後部殻構 5 3後端在周緣部藉由螺栓1 5 i…連結的後端板5 4 ’及於 部殼構件5 3下部藉由螺栓1 5 j…連結的支持基台5 5所構 〇 然後用後部殼構件53與後端板54構成有底筒狀之 封外殻2 C，此密封外殼2 C之內側成爲轉子室6 0 ’於該 子室6 0內在其中心部，藉由前後軸承部8 f C、8 r C配置 封 再 用 而 件 膜 越 負 正 的 1C 與 板 5h 件 後 成 密 轉 軸 -19- 1290605 k » • 支持於隔間板52及後端板54的動葉輪支軸5C ’同時由 繞此動葉輪支軸5 C的線圈部6 1與不銹鋼蓋部62 ’形成 馬達的轉子6 C。又動葉輪支軸5 C係前端部貫穿隔間板 突入泵室5 0內，於此前端部藉由動葉輪螺帽及扣合 5e不能相對旋轉地安裝動葉輪7C。一方面後部殼構件 之周壁部5 3 b內，對轉子室5 0用薄壁之內壁部5 3 c所隔 子坑4 0形成於周方向複數處所，各定子坑4 0配設有作 馬達驅動磁力產生裝置的鐵心4 1與線圈部42所成的定 馨 4 C。尙轉子6 C之不銹鋼蓋部6 2，係其外周面與密封外 2C內周面之間配置保持小間隙9e的狀態° 轉子室60係藉設在隔間板52周邊側的透孔24…連 在泵室50。又於殻1C之液送出口 51b面前位置分岐有 流出口 2 5，此環流出口 2 5藉由接頭2 6 a連通連接環流 26之一端側，同時於開口在後端板54之軸承孔部54a 央的環流入口 27，藉由接頭26b連通連接該環流管26 另一端側。 ^ 前後之軸承部8fC、8rC係都與該第一實施形態的磁 泵P 1的前後軸承部8 f A、8 r A同樣，由3個滑接構件構 :在爲固定側的隔間板52的輪轂部52a之內側軸承孔 52b，以及後端板54之軸承孔部54a，藉由扣止銷17c扣 爲不能旋轉的軸襯8 6 ;藉由扣合鍵5 f不能相對旋轉地嵌 於爲旋轉側的動葉輪支軸5 C之套筒8 7 ;以及推力環8 8 然後套筒87係配置於軸襯86之內側，同時推力環88係 合設於動葉輪支軸5 C的凸緣部5 6之環狀凹部，配置如 卷 於 52 鍵 53 定 爲 子 殻 通 環 管 中 之 鐵 成 部 止 裝 〇 嵌 與 -20- .1290605 • 軸襯86之端面滑接，尙後軸軸承部8rC之滑接構件（86〜 8 8 )，係夾持在動葉輪支軸5 C之後側凸緣部5 6，與螺合在 該動葉輪支軸5 C後端部的螺帽5 7之間。 然後此等軸承部8fC、8rC之軸襯86、套筒87、推力 環8 8之3個滑接構件，係於與第一實施形態的軸承部8 f A 、8ι·Α的滑接構件（8 1〜83)同樣，都由表面全體形成DLC 膜的如碳化矽（SiC)陶瓷或如碳化鎢（WC)超硬材料之成形 物所成。又軸襯8 6與於第一及第二實施形態的軸襯8 1、 ^ 84同樣，於內周面沿軸方向等配形成複數支之通液槽86a …，同時亦在外側端面等配形成連續於各通液槽86a的複 數支半徑方向之通液槽86a…（參照第3圖）。 然後在後端板54之軸承孔部54a與螺帽57之間構成 液積存部2 8，後側軸承部8 rC的軸襯8 6內周與套筒8 7外 周之環狀滑接部分，係在後端側面臨於該液積存部2 8。又 於前側軸承部8fC，亦在隔間板52之軸插通孔52c與動葉 0 輪7C之間構成液流通間隙29，軸襯86內周與套筒87外 周的環狀滑接部分在前端側面臨於液流通間隙29。再者， 於兩軸承部8fC、8rC的軸襯86與套筒87的滑接部，在外 周側面臨於轉子室60。 於此第三實施形態之密封馬達泵P3，係藉通電於定子 4 C產生的磁性吸引力，轉子6 C與動葉輪支軸5 C —體旋轉 ，藉伴隨與該動葉輪支軸5C —體之動葉輪7C旋轉的離心 泵作用，運送對象之作業液從液吸入口 5 1 a吸入而從液送 出口 5 1 b壓送於目的部位。 -21- 1290605 »- · - 在此密封馬達泵P3之正常的運轉狀態，係作業液充滿 在泵室5 0和轉子室6 0之全體。於是伴隨泵運轉的液送出 口 5 1 b側之壓力比轉子室60內之壓力爲大，所以向液送出 口 5 1 b的作業液之一部分，從環流出口 25通過環流管26 自後端板5 4之環流入口流入液積存部2 8，浸入於後側軸 承部8rC的軸襯86之通液槽86a…，通過該軸襯86與套 筒8 7的滑接部分，接著浸入軸襯8 6之通液槽8 6b，通過 了該軸襯8 6與推力環8 8的滑接部分全體，入泵室6 0之後 • 側空間，再通過小間隙9e進入該泵室60之前側空間。此 泵室60之前側空間除了從後側空間之流入，作業液亦從隔 間板5 2之透孔24…進入，但此作業液亦浸入於前側軸承 部8fC的軸襯86之通液槽86b，通過該軸襯86與推力環 88的滑接部分全體，接著浸入軸襯86之通液槽86a…，通 過該軸襯8 6與套筒8 7的滑接部分，再通過液流通間隙2 9 返回泵室50。因而兩軸承部8fC、8rC，都彼此滑接構件（86 〜8 8)於介置有作業液狀態滑接，藉介置此液之潤滑作用防 止了滑接構件（8 6〜8 8 )之破損同時亦抑制了磨耗，又藉與 該作業液的熱交換的冷卻作用，避免了伴隨滑接部之摩擦 發熱以及馬達之發熱的溫度上升。 一方面因送液開始時疏於起動注給，或中斷後之送液 再開始時疏於確認泵內之液位準等誤操作等，即使成爲在 用液通過泵室5 0及轉子室60全體的狀態運轉而變成乾運 轉狀態’或作業液藉在前段的空氣放氣孔的不完備或從液 產生的氣泡變成氣液混合狀態，亦與該第一及第二實施形 -22- /1290605 » · . 態同樣，滑接構件（8 6〜8 8 )之表面爲非常低的摩擦極硬的 DLC膜，且對基材之陶瓷或超硬材料的該DLC膜之密接強 度優越，所以抑制其間之該滑接面的滑動轉矩爲較小，防 止了藉負載衝擊的破損同時幾乎不產生磨耗，異常檢測後 返回正常運轉無障礙的實行送液，同時乾運轉後不置於充 分的時間而注液時，亦不產生因熱衝擊的剝離或龜裂。 此外，於本密封泵，軸承部的滑接構件並非必須如前 述第--第三實施形態在表面全體設置DLC膜，在滑接面 ® 具有該DLC膜即可。且，在軸承部介置複數種滑接構件時 ，全部滑接構件的滑接面具有DLC膜較理想，但本發明包 含滑接面具有該DLC膜的滑接構件和不具有該DLC膜的滑 接構件之組合構成。再者，本發明中，關於殻的構造、密 封外殻的安裝構造、動葉輪的形狀、該動葉軸和轉子的連 結構造、介置在軸承部的滑接構件種類及組合和保持構造 、用於使作業液通過軸承部的滑接部分之液通路構成、細 部構成，可做實施形態以外的各種變更。 在此作爲設於軸承部滑接構件之滑接面的DLC膜形成 裝置’係種種之方法爲所知，但對藉軸襯之內周面或套筒 之外周面等三維表面部（非平面部）成膜性，及密接性等之 面以電漿離子佈植法（非專利文獻1、2)爲合適。亦即此電 發離子佈植法，係於浸過電漿的基材施加負的高電壓脈衝 ’用形成在基材表面的鞘（sheath)電場加速離子（DLC膜爲 碳離子）佈植者，可沿基材表面生成離子覆蓋（ion sheath) ’所以可向三維表面部均等的佈植離子，同時從基材周圍 -23- 1290605 > « 、 . 之電漿直接取出離子而能取得大量束電流，在短時間可實 行高密度之離子佈植。又藉電漿之控制能夠低溫處理，有 裝置構成亦比較的單純且可廉價製作的優點。 [非專利文獻 1] J.R· Conrad, L.A· Dodd, F.G. Worzarz and N.C. Tran : Plasma sourceion-implantation technique for surface modification of materials, J . App 1. P hy s . 6 2 p 4591-4596(1987) [非專利文獻 2] Ed. By A. Anders: Handbook of Plasma Immersion Ion Implantat-ion and Deposition，John Wiley & Sons, INC. (2000)
又如此的電漿離子佈植法之中，高頻（RF)、高電壓脈 衝重疊方式（專利文獻5)，係由於在厚膜能形成均勻性及密 接性優越的DLC膜，特別推薦作爲使用於本發明密封泵之 軸承部的滑接構件之DLC膜形成裝置。此高頻、高電壓脈 衝重疊方式，例如第6圖所示，將於內部配置被處理物Μ 的真空容器Β內藉排氣管Ο真空吸引後，在該真空容器Β ® 內從給氣管I導入電漿形成氣體，電漿生成用的脈衝高頻 電源s 1與離子佈植用的高電壓脈衝電源s 2藉重疊整合電 路C重疊（邊防止相互的感應障礙，邊互相的結合）’由於 將此重疊的電力藉由導體L施加在被處理物Μ ’於被處理 物Μ之周圍產生電漿Ρ，同時將此電漿Ρ中之離子藉負的 高電壓脈衝誘引、佈植被處理物，又亦在該離子之基 (radical)種堆積中伴隨佈植離子實行成膜者。尙圖中之F 係介置在真空容器B之導體插通部將高電壓從真空容器B 24- 1290605 . f. ν 產生，調查停止後之泵內部，任何之滑接構件都無異常， 亦無產生磨耗。尙將此泵運轉開始後8 0秒鐘予以停止，係 爲了避免藉長時間之繼續乾運轉的密封外殻2A之高溫化。 [測定乾靜摩擦係數] 於上述性能試驗1使用在本發明泵之具有DLC膜的套 筒83，與使用於先前泵的無DLC膜的套筒，測定了乾靜摩 擦係數，對於後者的乾靜摩擦係數爲0 · 3 9 1，獲得前者之乾 靜摩擦係數係爲約1/4的0.0 99的結果。因而，了解DLC ® 膜之表面係比SiC表面極爲低摩擦。 [藉氣液混合運轉的性能試驗] 與藉使用乾運轉的性能試驗1者同樣構成之本發明泵 及用先前構成之泵，對自來水混入容積比約50%空氣的氣 液混合狀態之作業液作送液對象，設定於旋轉數3 6 0 0rpm (套筒82之周速約6m/分、軸承負載約3. 7kgf)實行15分鐘 的氣液混合運轉。調查此運轉後之泵內部，在先前構成之 _ 泵係後側軸承部8rA之軸襯81及套筒82產生有磨耗，但 本發明之泵兩軸承部8fA、8rA之3種滑接構件（81〜83)均 完全無異常，保持在試驗前同樣良好的狀態。尙運轉時間 作爲1 5分鐘，係與上述同樣爲了避免密封外殼2 A之高溫 化。 [藉乾運轉的性能試驗2] 於第1圖及第2圖所示構成於最大吐出量100L/分的小 型磁鐵泵，作爲前後之軸承部8 f A、81· A的軸襯8 1、套筒 8 2、推力環8 3之3種滑接構件，在由標準S i C所成的成形 -27- ^ 4 1290605 ! ι . SUS316之基材表面使用同樣設DLC膜者，設定旋轉數3600 rpm(套筒82之周速約4.7m/分、軸承負載約lkgf)實行無作 業液的乾運轉，從運轉開始在9分2 5秒後因產生了異變， 停止了運轉。此乾運轉停止後調查泵內部，兩軸承部8 f A 、8rA都在軸襯81無異常，但於後側軸承部8rA的套筒82 係磨耗DLC膜而有露出SUS316之基材材質的處所，又於 前側軸承部8 f A的套筒8 2認有若干的磨耗，同時於從動側 空間1 〇b之底部積存有DLC膜之磨耗粉。從此結果，軸承 ® 部之滑接構件即使滑接面設有DLC膜，基材爲金屬時，與 基材爲陶瓷特別與碳化矽或超硬材料之碳化鎢者比較，不 能獲得充分的密接強度及耐磨耗性，可知有乾運轉之誤操 作之際急速地損及DLC膜。 【圖式簡單說明】 第1圖係關於本發明第一實施形態之磁鐵泵之縱剖側 視圖。 第2圖係關於同磁鐵泵放大要部表示的縱剖側視圖。 ® 第3圖係用於同磁鐵泵的軸襯斜視圖。 第4圖係關於本發明第二實施形態之磁鐵泵之縱剖側 視圖。 第5圖係關於本發明第三實施形態之密封馬達泵之縱 剖側視圖。 第6圖係藉高頻、高電壓脈衝重疊方式之電漿離子佈 植法形成類鑽碳膜之形成原理模式圖。 -30- 1290605 明】 【主要元件符號說
1 A〜 3 A 2 A〜 2C 3A、 3B 4A、 4B 4C 5 A〜 5C 6 A〜 6C 7 A〜 7C 8fA 〜8fC 8 r A - -8rC 8卜 84、86 82、 87 83 ^ 85 ^ 88 Ml M2 泵殼 密封外殼 驅動軸 筒體（驅動磁力產生裝置） 定子（驅動磁力產生裝置） 動葉輪支軸 轉子 動葉輪 前側軸承部 後側軸承部 軸襯 套筒 推力環 驅動磁鐵 從動磁鐵