專利名稱：機(jī)械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可對機(jī)械密封的滑動(dòng)密封面進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械密封裝置。尤其涉及支架式機(jī)械密封裝置的技術(shù)領(lǐng)域，適于對高粘度的被密封流體、含有漿液的被密封流體、化學(xué)溶液的被密封流體等進(jìn)行密封，防止被密封流體的固形物附著在密封環(huán)的滑動(dòng)面上而堵住密封零件間而產(chǎn)生滑動(dòng)發(fā)熱。
背景技術(shù)：
機(jī)械密封裝置，其結(jié)構(gòu)必須簡單且必須容易進(jìn)行裝配、分解、檢查，以便安裝在汽車和化學(xué)裝置那樣的大批量生產(chǎn)或大量處理的裝置上。此外，機(jī)械密封裝置必須是可降低生產(chǎn)成本的結(jié)構(gòu)。機(jī)械密封裝置為了對油和化學(xué)溶液那樣的被密封流體進(jìn)行密封，必須防止因該被密封流體即液體而使密封環(huán)的滑動(dòng)密封面發(fā)熱。近年來，謀求以這種技術(shù)背景為基礎(chǔ)，將機(jī)械密封裝置的結(jié)構(gòu)簡單化，防止滑動(dòng)密封面的發(fā)熱，提高滑動(dòng)密封面、襯墊、O形環(huán)等密封能力，進(jìn)行改善使檢查和修理簡單。
對于涉及本發(fā)明的已有技術(shù)，有圖6所示的機(jī)械密封裝置(例如參照日本特開2000-356270號(hào)公報(bào)、美國特許第5213340號(hào)說明書)。圖6是安裝在外殼160上的機(jī)械密封裝置100的整個(gè)剖視圖。該機(jī)械密封裝置100可用作輸送化學(xué)溶液等的泵的軸封裝置。
首先，簡單說明該機(jī)械密封裝置100的結(jié)構(gòu)。在圖6中，機(jī)械密封裝置100作成安裝在外殼160的端面160A上的支架式，以容易地對貫通于外殼160的孔的旋轉(zhuǎn)軸170與外殼160之間進(jìn)行密封并進(jìn)行安裝。對于該機(jī)械密封裝置100，主要結(jié)構(gòu)是設(shè)置了配置在外殼160機(jī)內(nèi)A的固定密封環(huán)103和旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110的機(jī)械密封件102。此外，將機(jī)械密封件102的固定密封環(huán)103及其保持體106保持在外殼160的機(jī)外B上的殼體本體130、將機(jī)械密封件102的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110保持在旋轉(zhuǎn)軸170的機(jī)內(nèi)A側(cè)的套筒120也是主要結(jié)構(gòu)零件。
旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110配置在設(shè)于外殼160的機(jī)內(nèi)A的孔中。該旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110安裝在內(nèi)周面120C嵌在旋轉(zhuǎn)軸170上的長套筒120一端部上，以配置在外殼160孔的里側(cè)。而套筒120的外方側(cè)的另一端部與保持部125嵌合，套筒120通過螺口插座127而被固定在旋轉(zhuǎn)軸170上。旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110與套筒120的連接通過連接零件129結(jié)合。在該旋轉(zhuǎn)軸170與套筒120及套筒120與連接零件129的各嵌合間配置密封用的O形環(huán)105C、105C。套筒120與連接零件129通過驅(qū)動(dòng)銷120P而連接成一起可旋轉(zhuǎn)。此外，連接零件129與旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110在嵌合內(nèi)通過未標(biāo)符號(hào)的驅(qū)動(dòng)銷而連接成可一起旋轉(zhuǎn)。連接零件129與旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110的嵌合間由O形環(huán)105B密封。
另一方面，固定密封環(huán)103嵌裝保持在設(shè)于圓筒狀保持體106的一端部的帶階梯的環(huán)狀面上。保持體106嵌合在殼體本體130的內(nèi)周面并可向軸向移動(dòng)自如。另外，利用設(shè)在殼體本體130上的固定銷132將保持體106保持成不能旋轉(zhuǎn)。該保持體106與殼體本體130的嵌合間由O形環(huán)105A密封。并且，在保持體106的另一端部，嵌入固定有彈簧支承部107。
殼體本體130與外殼160的端面160A結(jié)合，將螺母163A與設(shè)在外殼160上的雙頭螺栓163螺合而將殼體本體130固定在外殼160上。在該殼體本體130的側(cè)面設(shè)置帶階梯的面130A。利用止頭螺釘部119將彈簧座體112安裝在該帶階梯的面130A上。支承在彈簧座體112上的彈簧109配置在與彈簧支承部107之間，利用彈簧109通過彈簧支承部107和保持體106而有彈力地按壓固定密封環(huán)103。由該彈簧109按壓的固定密封環(huán)103與旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110密接，對被密封流體進(jìn)行密封。在彈簧座體112的內(nèi)周設(shè)置安裝槽112G。在該安裝槽112G中配置卷繞成螺旋狀的墊圈115。該墊圈115的密封面115B與套筒120的外周面120B密接。
為了對由旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110與固定密封環(huán)103及附屬零件組合而成的機(jī)械密封件102的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110和固定密封環(huán)103的滑動(dòng)面進(jìn)行冷卻，通過該機(jī)械密封件102的外周面?zhèn)鹊臎_洗通路140和通過機(jī)械密封件102的內(nèi)周面?zhèn)鹊募崩渫?41分別從殼體本體130的外周面向內(nèi)周面貫通。并且，沖洗流體(清水)V1流過沖洗通路140，同時(shí)急冷流體(清水)V2流過急冷通路141。
如此構(gòu)成的機(jī)械密封裝置100構(gòu)成如下結(jié)構(gòu)在殼體本體130上設(shè)置沖洗通路140和急冷通路141并將沖洗流體V1供給于機(jī)械密封件102的外周側(cè)，同時(shí)將急冷流體V2供給到機(jī)械密封件102的內(nèi)周側(cè)。在該結(jié)構(gòu)中，難以有效地從面積大的外周面?zhèn)葘Τ蔀榛瑒?dòng)發(fā)熱原因的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110和固定密封環(huán)103的相對滑動(dòng)密封面進(jìn)行冷卻。尤其，若從內(nèi)周側(cè)對相對的滑動(dòng)密封面間進(jìn)行冷卻，那么因作用于夾在滑動(dòng)的面間的流體上的離心力，有可能會(huì)使急冷液體混入存在于外周側(cè)的油或化學(xué)溶液即被密封流體中。此外，由于必須作成這樣的結(jié)構(gòu)在套筒120的外方端部與內(nèi)方端部之間配置設(shè)置急冷通路140和沖洗通路141及旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110和固定密封環(huán)103的機(jī)械密封件102，故套筒120長度尺寸變長。為了在套筒120的外方端部設(shè)置墊圈115并在內(nèi)方端部設(shè)置O形圈105C、105C，機(jī)械密封裝置100更成為長尺寸，安裝墊圈115和O形圈105A、105C、105C用的密封結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
尤其，必須在機(jī)械密封件102的機(jī)內(nèi)A的內(nèi)方設(shè)置O形圈105C、105C，利用該O形圈105C、105C對來自急冷通路141的急冷流體V2進(jìn)入到機(jī)內(nèi)A進(jìn)行密封，對存在于外殼160孔內(nèi)的被密封流體進(jìn)入急冷通路141進(jìn)行密封，因此，各O形圈105A、105B、105C、105C的密封結(jié)構(gòu)做得復(fù)雜，且作成較大的形狀。另外，由于墊圈115必須將彈簧座體112突出安裝在殼體本體130的端面，故賦予密封能力用的墊圈115的結(jié)構(gòu)及彈簧座體112的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。由于彈簧座體112和固定密封環(huán)103是從殼體本體130兩側(cè)面突出的結(jié)構(gòu)，故難以進(jìn)行機(jī)械密封裝置100的保管和管理。此外，固定密封環(huán)103是利用彈簧109而被推入外殼160孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)，而將旋轉(zhuǎn)密封環(huán)110向殼體本體130外方進(jìn)行調(diào)節(jié)后安裝的結(jié)構(gòu)，故難以在安裝該形狀密封環(huán)110和固定密封環(huán)103后進(jìn)行調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是利用急冷流體而有效地進(jìn)行機(jī)械密封的滑動(dòng)的密封面?zhèn)鹊睦鋮s、洗凈和潤滑。同時(shí)，將機(jī)械密封裝置的結(jié)構(gòu)作成簡單、小型，并容易裝配、分解、檢查機(jī)械密封裝置。
本發(fā)明就是為解決上述技術(shù)課題而作成的，其技術(shù)解決方案如下構(gòu)成。
本發(fā)明的機(jī)械密封裝置，是安裝在嵌裝有軸的裝置本體上而對軸周面進(jìn)行密封的機(jī)械密封裝置，其特點(diǎn)是，具有密封蓋，該密封蓋安裝在裝置本體的外表面，具有可插入軸的嵌合面并在嵌合面的機(jī)外側(cè)形成空間室；急冷通路，該急冷通路貫通空間室并將急冷流體供給到空間室內(nèi)；環(huán)狀的收縮面，該環(huán)狀收縮面設(shè)在密封蓋上且處于空間室的機(jī)外側(cè)；第1密封環(huán)，該第1密封環(huán)將與密封蓋的嵌合面之間密封并具有嵌合成移動(dòng)自如的移動(dòng)面，在空間室內(nèi)具有密封面；第2密封環(huán)，該第2密封環(huán)具有可與第1密封環(huán)的密封面密接的相對滑動(dòng)密封面，并在外周具有與收縮面相對的密封面；密封套，該密封套密封地保持第2密封環(huán)并與軸固定成密封，具有與第2密封環(huán)的密接面和密封蓋的收縮面密接而對空間室內(nèi)的急冷流體進(jìn)行密封的襯墊。
采用本發(fā)明的機(jī)械密封裝置，急冷通路與覆蓋機(jī)械密封件外周的空間室內(nèi)連通，利用空間室使急冷通路所供給的急冷流體(下面在實(shí)施例中也稱為急冷液體)循環(huán)，從而可有效地對機(jī)械密封件外周面進(jìn)行冷卻。此外，從面積比機(jī)械密封件內(nèi)周面大的外周面?zhèn)冗M(jìn)行冷卻，可發(fā)揮冷卻效果。此外，利用急冷通路所供給的急冷流體可有效地洗凈機(jī)械密封件的周面?？衫靡r墊遮斷急冷流體從空間室流出到機(jī)外，并可利用襯墊形成較大地覆蓋兩密封環(huán)的空間室。尤其，急冷流體存在于第1密封環(huán)和第2密封環(huán)的外周側(cè)時(shí)，利用作用于相對滑動(dòng)面間的離心力而可有效地防止急冷流體進(jìn)入被密封流體側(cè)并混入被密封流體。另外，由于可利用襯墊將空間室內(nèi)密封提高急冷流體的壓力，故可利用該壓力將進(jìn)入滑動(dòng)密封面間和O形圈的結(jié)合面間的雜質(zhì)壓回到低壓側(cè)(對方側(cè))，可發(fā)揮第1密封環(huán)的密封面與相對滑動(dòng)密封面密接的響應(yīng)能力。因此，可提高相對的密封面的密封能力。
下面敘述本發(fā)明的各實(shí)施形態(tài)的發(fā)明。
本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的機(jī)械密封裝置是，第2密封環(huán)，相對于相對滑動(dòng)密封面在軸向相反側(cè)具有接合面，并在密封套上具有與接合面相對的保持面，在第2密封環(huán)的接合面與密封套的保持面之間夾持有襯墊的安裝部，與安裝部相反的密接面與收縮面密接而將空間室內(nèi)的急冷液體密封。
采用該第1實(shí)施形態(tài)的機(jī)械密封裝置，由于夾持并保持在第2密封環(huán)的機(jī)外側(cè)的襯墊與收縮面密接而進(jìn)行密封，故在環(huán)狀槽內(nèi)進(jìn)行循環(huán)的急冷流體能可靠地對第2密封環(huán)的外周面進(jìn)行冷卻，并可進(jìn)行洗凈。因此，無需襯墊的安裝零件，可將機(jī)械密封裝置作成小型。同時(shí)，襯墊與收縮面和密封面的間隙所產(chǎn)生的遮斷效果聯(lián)動(dòng)而有效地對急冷液體進(jìn)行密封。另外，即使在將此機(jī)械密封裝置裝入設(shè)備的場合，由于第1密封環(huán)被內(nèi)裝在密封蓋內(nèi)，第2密封環(huán)由密封套保持并被單元化，故也非常容易地裝配和分解機(jī)械密封裝置。此外，若從密封蓋上取下密封套，則可簡單地將第1密封環(huán)和第2密封環(huán)和襯墊取下，故容易更換零件。另外，機(jī)械密封裝置被單元化，不需要保持套筒和襯墊的零件，故無向軸向較大突出的零件，在產(chǎn)品管理方面可大量地將機(jī)械密封裝置進(jìn)行對齊，容易管理該零件。
本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的機(jī)械密封裝置是，第2密封環(huán)配置在收縮面的內(nèi)周側(cè)，具有與收縮面之間形成微小間隙的密封面。
采用該第2實(shí)施形態(tài)的機(jī)械密封裝置，由于第2密封環(huán)配置在收縮面的內(nèi)周側(cè)并具有與收縮面之間形成微小間隙的密封面，故當(dāng)與收縮面之間設(shè)置微小間隙的情況下使第2密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將微小間隙內(nèi)的流體壓回到機(jī)內(nèi)側(cè)以此遮斷。利用由襯墊形成的密封以及密封面與收縮面的微小間隙有效地發(fā)揮該遮斷的作用。
本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的機(jī)械密封裝置是，在襯墊的安裝部上具有安裝孔，安裝孔與設(shè)在密封套上的驅(qū)動(dòng)銷卡合而被安裝成不能旋轉(zhuǎn)。
采用該第3實(shí)施形態(tài)的機(jī)械密封裝置，由于襯墊的安裝部具有安裝孔，且安裝孔與設(shè)在密封套上的驅(qū)動(dòng)銷卡合而被安裝成不能旋轉(zhuǎn)，故即使第2密封環(huán)旋轉(zhuǎn)，襯墊也不會(huì)隨便旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)揮密接面的密封能力。尤其，襯墊由驅(qū)動(dòng)銷保持，故可將軸向的厚度做薄，并還可將徑向的長度做小。因此，襯墊形成小型，起到也可減小旋轉(zhuǎn)時(shí)滑動(dòng)阻力的效果。
本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的機(jī)械密封裝置是，第1密封環(huán)移動(dòng)自如地嵌合在密封蓋的嵌合面上，受到彈力裝置的向機(jī)外方向的推壓，且第2密封環(huán)嵌合在密封套上，從機(jī)外側(cè)將相對滑動(dòng)密封面密接地固定在第1密封環(huán)的滑動(dòng)密封面上。
采用該第4實(shí)施形態(tài)的機(jī)械密封裝置，第1密封環(huán)移動(dòng)自如地嵌合在密封套的嵌合面上，第2密封環(huán)嵌合在密封套上并從機(jī)外側(cè)將相對滑動(dòng)密封面密接地固定在第1密封環(huán)的滑動(dòng)密封面上。因此，第1密封環(huán)與密封蓋嵌合而被保持，只要從機(jī)外側(cè)安裝第2密封環(huán)就能簡單地裝配在第1密封環(huán)上。相應(yīng)地可容易分解機(jī)械密封裝置，更換零件。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的機(jī)械密封裝置的整個(gè)剖視圖。
圖2是圖1所示的襯墊的主視圖。
圖3是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的襯墊的部分剖視圖。
圖4是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的襯墊的部分剖視圖。
圖5是圖1所示的機(jī)械密封裝置的主視圖。
圖6是早于本發(fā)明的機(jī)械密封裝置的整個(gè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)械密封裝置。下面說明的各附圖的尺寸關(guān)系是正確的設(shè)計(jì)圖。
圖1是為了對安裝本發(fā)明機(jī)械密封裝置1的裝置本體(外殼)60與嵌裝在裝置本體60孔中的旋轉(zhuǎn)軸(也稱為軸)70之間進(jìn)行密封、而在兩零件之間將機(jī)械密封裝置1安裝成支架式后的整個(gè)剖視圖。圖2是設(shè)在圖1的機(jī)械密封裝置1上的襯墊的俯視圖。圖5是圖1的機(jī)械密封裝置1的主視圖。參照這些附圖，下面說明該機(jī)械密封裝置1。
圖1表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的機(jī)械密封裝置1。在裝置本體(外殼)60的軸用的孔中貫通旋轉(zhuǎn)軸70。機(jī)械密封裝置1通過密封蓋30而被安裝在設(shè)于裝置本體60的軸用的孔周圍的外表面61上。在該裝置本體60上的外表面61側(cè)，在圓周上的4個(gè)部位設(shè)置4個(gè)雙頭螺栓63。另外，旋轉(zhuǎn)軸70安裝在軸用的孔中，并利用未圖示的軸承支承成可旋轉(zhuǎn)。裝置本體60的孔內(nèi)是機(jī)內(nèi)A，對于機(jī)械密封裝置1，與裝置本體60相反側(cè)(外方)是機(jī)外B。
此外，下面根據(jù)圖1及圖5說明機(jī)械密封裝置1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。安裝在裝置本體60上的密封蓋30如圖5所示，形成方形狀。并且，在密封蓋30上設(shè)置從中心向各四個(gè)角方向朝外方穿通的固定槽(缺口)45。在該密封蓋30的固定槽45中穿過雙頭螺栓63后，將螺母63A緊固在雙頭螺栓63上，從而在裝置本體60的外表面61上固定密封蓋30。在密封蓋30的內(nèi)部向軸向形成孔。另外，在固定的密封蓋30的前面設(shè)置圍住孔的定位部30T。該定位部30T向軸向形成在凸部上以在外周設(shè)置定位槽30B。形成該密封蓋30的孔的內(nèi)周面從機(jī)內(nèi)A向機(jī)外B依次形成嵌合面30C和空間部(下面稱為環(huán)狀槽)30G。其中，環(huán)狀槽30G在嵌合面30C與收縮面30F之間形成為比嵌合面30C外徑大的直徑(環(huán)狀槽30G不形成為比嵌合面30C大的大徑，而形成為與嵌合面30C大致相同的直徑，且也可將固定用密封環(huán)3與旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的各外周做成比嵌合面30C的內(nèi)徑小，將環(huán)狀槽30G內(nèi)的固定用密封環(huán)3與旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的空間(間隙)做大)。另外，較大地形成環(huán)狀槽30G的軸向?qū)挾瘸叽?，以使固定用密封環(huán)3與旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的大部分位于環(huán)狀槽30G的內(nèi)周。此外，收縮面30F形成在定位部30T的內(nèi)周以擴(kuò)大環(huán)狀槽30G的軸向?qū)挾取?br> 在密封蓋30上設(shè)置從外周面30A貫通環(huán)狀槽30G內(nèi)的急冷通路40，并設(shè)置從環(huán)狀槽30G向外周面30A貫通的排水孔40A(參照圖5)。該急冷通路40和排水孔40A的口部，形成可與未圖示的配管連接的管用螺紋孔。并且，經(jīng)配管流來的急冷流體(下面也稱為急冷液體)V1從急冷通路40直接注入于機(jī)械密封件2的相對的密封面(下面也稱為滑動(dòng)密封面)3A與相對滑動(dòng)密封面10A的外周側(cè)。并且，所供給的急冷液體V1在環(huán)狀槽30G內(nèi)循環(huán)后通過排水孔40A被排出。在對該滑動(dòng)面3A和相對滑動(dòng)密封面10A滑動(dòng)時(shí)的發(fā)熱進(jìn)行冷卻的同時(shí)，洗凈附著在機(jī)械密封件2上的雜質(zhì)。機(jī)械密封件2是將固定用密封環(huán)3和旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10組合后的名稱。此外，在裝置本體60上設(shè)置從外周面30A向嵌合面30C貫通的沖洗通路41。還可根據(jù)需要設(shè)置從密封蓋30的外周面30A向內(nèi)周面30C內(nèi)或向環(huán)狀槽30G內(nèi)貫通的第2沖洗通路41A或第2急冷通路41A或第2排水孔41A(參照圖5)。由沖洗通路41斷續(xù)供給的沖洗液(清水)V2對固定用密封環(huán)(例如第1密封環(huán))3和旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)(例如第2密封環(huán))10的與被密封流體接觸的內(nèi)周面3C、10C進(jìn)行洗凈。所謂被密封流體，是包含在裝置本體60內(nèi)所使用的化學(xué)液體或高粘度液體或含有雜質(zhì)的流體等。
密封蓋30的嵌合面30C上嵌合有向軸向移動(dòng)自如的固定用密封環(huán)3的移動(dòng)面3D。在固定用密封環(huán)3的移動(dòng)面3D上形成對與嵌合面30C之間進(jìn)行密封的O形圈用的第1密封槽3B。該第1密封槽3B的機(jī)內(nèi)A側(cè)相對于嵌合面30C較大地形成間隔以容易洗凈附著物。將該第1密封槽3B的機(jī)內(nèi)A側(cè)的移動(dòng)面3D直徑作成比嵌合面30C的直徑小的小徑并較大地形成間隔的結(jié)構(gòu)是一實(shí)施例。也可第1密封槽313的機(jī)內(nèi)A側(cè)的移動(dòng)面3D直徑作成近似于嵌合面30C的直徑，將該兩零件間的間隔形成較小的尺寸。并且，在該第1密封槽3B上安裝O形圈(密封環(huán))5A。該O形圈5A的材質(zhì)是氟橡膠、丁腈橡膠、H-NBR、EPDM、パ一フロロエラストマ等。
此外，固定用密封環(huán)3的與第1密封槽3B相反側(cè)的端面形成滑動(dòng)密封面3A。而固定用密封環(huán)3的外周側(cè)形成在凸緣3F上。并且在該凸緣3F上形成導(dǎo)向槽3G。在設(shè)于密封蓋30的環(huán)狀槽30G側(cè)面的嵌裝孔中壓入安裝有固定銷35。該固定銷35移動(dòng)自如地嵌合在導(dǎo)向槽3G中，固定用密封環(huán)3利用該固定銷35可向軸向移動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)方向被卡止。另外，在與該凸緣3F相對的密封蓋30上設(shè)置向周向配置在多個(gè)部位的孔狀的彈簧座30H。
并且，沿周面等間隔設(shè)置的螺旋彈簧9入座在彈簧座30H上并有彈力地按壓固定用密封環(huán)3。此外，固定用密封環(huán)3的通路用的內(nèi)周面3C相對于旋轉(zhuǎn)軸70外周面70A形成為較大的間隙。并且，從沖洗通路41流動(dòng)的沖洗液V2可流過固定用密封環(huán)3的內(nèi)周面3C。該沖洗液V2防止被密封流體所含有的固形物附著在機(jī)械密封件2的內(nèi)周面3C、10C或各滑動(dòng)密封面3A、10A上。該固定用密封環(huán)3由碳化硅類、碳、其它陶瓷等制作。
另一方面，密封套50的內(nèi)周設(shè)置嵌裝周面50C和第2密封槽50B。該嵌裝周面50C與旋轉(zhuǎn)軸70的外周面70A嵌裝，并由安裝在第2密封槽50B中的O形圈5C密封兩零件的嵌裝面間。另外，將與密封套50螺合的定位螺釘51的前端部卡止在旋轉(zhuǎn)軸70的外周面70A上并將密封套50固定在旋轉(zhuǎn)軸70上。并且，將密封套50中的處于旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10內(nèi)側(cè)的外周形成在結(jié)合面50D上。在設(shè)于結(jié)合面50D外周側(cè)的環(huán)狀的帶階梯的面上設(shè)置保持面50S。在設(shè)于密封套50的保持面50S上的嵌裝孔中壓入安裝驅(qū)動(dòng)銷52。
在旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的一端形成相對滑動(dòng)密封面10A。該相對滑動(dòng)密封面10A形成為一邊與固定用密封環(huán)3的滑動(dòng)密封面3A密接一邊可滑動(dòng)。此外，在旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的外周設(shè)置密封面10D。該密封面10D以與定位部30T的收縮面30F接近的間隙C嵌合。該密封面10D與收縮面30F接近地嵌合，從而利用間隙C的效果遮斷從急冷通路40所供給的急冷液體V1。此外，在旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的內(nèi)周面10C上形成密封用的帶階梯的面10B。在該帶階梯的面10B上安裝O形圈5B，對旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的內(nèi)周面10C與密封套50的結(jié)合面50D的嵌裝面間進(jìn)行密封。另外，在旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的機(jī)外B側(cè)的端的結(jié)合面10E形成銷用凹部10G。在該銷用凹部10G中插入壓入于密封套50的嵌裝孔內(nèi)的驅(qū)動(dòng)銷52，旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10與密封套50的兩零件互相被卡止成相對周向不移動(dòng)。并且，利用驅(qū)動(dòng)銷52將密封套50的旋轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10。該旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10由碳化硅類、碳、其它陶瓷等材質(zhì)制作。
將收縮面30F與密封面10D間的間隙C遮斷的襯墊4如圖2所示那樣形成。圖2表示該襯墊4的主視圖。該襯墊4形成為環(huán)狀并在內(nèi)周形成安裝部4B，在外周形成密封部4A。襯墊4的外周形成為密接面4S，內(nèi)周形成為嵌裝面4C。在安裝部4B上設(shè)置與驅(qū)動(dòng)銷52密封嵌合的安裝孔4H。并將安裝孔4H與驅(qū)動(dòng)銷52嵌合，同時(shí)將安裝部4B壓裝在固定用密封環(huán)10的結(jié)合面10E和密封套50的保持面50S的各面間。另外襯墊4的密接面4S與收縮面30F密接。該襯墊4的密接面4S結(jié)合在收縮面30F的機(jī)外B側(cè)。通過設(shè)置該襯墊4，還可提高回轉(zhuǎn)槽30G內(nèi)的急冷液體V1的壓力。當(dāng)急冷液體V1的壓力變高時(shí)，將欲附著在O形圈5A的滑動(dòng)面上的雜質(zhì)壓回，可發(fā)揮洗凈效果。并且，良好地進(jìn)行固定用密封環(huán)3的滑動(dòng)密封面3A相對于相對滑動(dòng)密封面10A向軸向密接地響應(yīng)的動(dòng)作。
在密封蓋30上，在與裝置本體60之間設(shè)置墊圈34進(jìn)行密封。該墊圈34在將密封蓋30與裝置本體60之間密封的場合，可以是圖1所示的形狀，但在使來自沖洗通路41的沖洗液(清水)V2效率良好地向機(jī)械密封件2的內(nèi)周面3C、10C流動(dòng)的場合，也可將環(huán)狀的墊圈34內(nèi)周面作成比圖1形狀的小的小徑，以成為與旋轉(zhuǎn)軸70接近的狀態(tài)。該墊圈由橡膠、樹脂或包有橡膠的金屬等材質(zhì)制作。并且，由急冷通路41供給的急冷液體V2碰到墊圈34，流過機(jī)械密封件2與旋轉(zhuǎn)軸70之間的流通路，洗凈附著在機(jī)械密封件2的內(nèi)周面3C、10C及滑動(dòng)密封面3A與相對滑動(dòng)密封面10A的內(nèi)徑面上的固形物，同時(shí)對滑動(dòng)面進(jìn)行潤滑。
此外，密封蓋30的環(huán)狀槽3G也可形成為軸向較大的尺寸以覆蓋固定用密封環(huán)3和旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10A的大部分。該環(huán)狀槽3G的機(jī)內(nèi)A側(cè)側(cè)面形成為接近至固定用密封環(huán)3的第1密封槽3B附近。環(huán)狀槽30G的旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10側(cè)側(cè)面到達(dá)旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的中間。另外，也可將環(huán)狀槽30G的外周面直徑形成得較大。并且，從沖洗通路40供給的急冷液體V1直接射出到滑動(dòng)密封面3A與相對滑動(dòng)密封面10A的內(nèi)徑面。由于環(huán)狀槽30G的寬度較大地形成以覆蓋固定用密封環(huán)3和旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的外周，故即使固定用密封環(huán)3的滑動(dòng)密封面3A與旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的相對滑動(dòng)密封面10A互相滑動(dòng)并因摩擦發(fā)熱，也可由該冷卻用或洗凈用的流過環(huán)狀槽30G的急冷液體V1的流量冷卻并洗凈，從而發(fā)揮其效果。該機(jī)械密封件2的冷卻和洗凈效果，通過急冷液體V1流過的環(huán)狀槽30G接近于機(jī)械密封件2的結(jié)構(gòu)和將密封急冷液體V1的襯墊4在旋轉(zhuǎn)時(shí)將急冷液體V1壓回的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
這種結(jié)構(gòu)的密封蓋30和密封套50通過螺栓59安裝在密封套50上，將放置板55的凸部嵌入密封蓋30的定位槽30B中，在進(jìn)行定位的同時(shí)進(jìn)行裝配。并且，若旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10被定位后則將內(nèi)六角螺釘51螺合在旋轉(zhuǎn)軸70上，將密封套50固定在旋轉(zhuǎn)軸70上。放置板55形成為假想線所示的形狀，三等分配置在密封套50的周面來安裝放置板55。放置板55也可在裝配后卸下。
圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的襯墊4的部分剖視圖。該襯墊4是在環(huán)狀的側(cè)面沿周向?qū)纪沟凝X形設(shè)成放射狀，從而構(gòu)成排出裝置4T。該排出裝置4T由凸部4T1和凹部4T2形成。其它名稱與圖2所示的符號(hào)的名稱相同，由密封部4A、安裝部4B、嵌裝面4C和密接面4S構(gòu)成。利用該排出裝置4T將微小間隙C內(nèi)的急冷液體V1(參照圖1)壓回到環(huán)狀槽30G內(nèi)，防止雜質(zhì)附著在密接面4S上使密接面4S磨損。同時(shí)，排出裝置4T將急冷液體V1所含的雜質(zhì)壓回到環(huán)狀槽30G使襯墊4發(fā)揮密封能力并冷卻洗凈旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10。該襯墊4是氟樹脂、H-NBR等的樹脂或橡膠材料制。
圖4是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的襯墊4的部分剖視圖。為用與圖2所示的襯墊4相同的符號(hào)表示，該襯墊4是大致相同形狀。不同點(diǎn)是，僅在密接面4S的急冷液體V1(參照圖1)側(cè)設(shè)置螺旋槽的排出裝置4S1，將急冷液體V1壓回到環(huán)狀槽30G內(nèi)，發(fā)揮襯墊4的密封能力。該襯墊4是氟樹脂材料制。
在上述那樣構(gòu)成的機(jī)械密封裝置1中，利用環(huán)狀槽30G內(nèi)的急冷液體V1有效地冷卻機(jī)械密封件2的滑動(dòng)發(fā)熱，并可防止因相對密封面3A、10A的熱量所引起的破損和鳴叫現(xiàn)象。另外，可利用環(huán)狀槽30G內(nèi)的急冷液體V1的冷卻效果來發(fā)揮相對密封面3A、10A的密封效果。由于不需要以往技術(shù)那樣的套筒，故不會(huì)從密封蓋30向軸向突出，在零件管理方面零件的保管變得容易。另外，由于是將襯墊4夾持在旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10與密封套50之間的結(jié)構(gòu)，故裝配用的安裝是容易的，且修理用的分解變得容易。并獲得可減少零件個(gè)數(shù)的效果。再有，由于機(jī)械密封裝置1是將保持旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)3的密封蓋30和保持旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10的密封套50互相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，故可期待裝配非常容易的效果。并且，利用環(huán)狀槽30G與襯墊4的組合結(jié)構(gòu)使急冷液體V1有效地在機(jī)械密封件的外周進(jìn)行循環(huán)，邊冷卻邊洗凈。此外，若從旋轉(zhuǎn)軸70上取出密封套50，則互相嵌合狀態(tài)的固定用密封環(huán)3、旋轉(zhuǎn)用密封環(huán)10和襯墊4可簡單地被分解，容易更換零件。
以上，記載了本發(fā)明特定的實(shí)施例，但這些實(shí)施例的說明不包括所有發(fā)明，或本發(fā)明不限定于所揭示的形態(tài)。從該實(shí)施例可作各種變更和修正，從所述例子中可理解。本發(fā)明的技術(shù)范圍由權(quán)利要求規(guī)定。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性如上所述，機(jī)械密封裝置在防止隨著密封面的滑動(dòng)熱量而產(chǎn)生的不良情況的同時(shí)，可被小型化，可將機(jī)械密封裝置輕量化，即使安裝在汽車等的泵等上也是有用的。另外，由于機(jī)械密封裝置可容易裝配、分解，故用于批量生產(chǎn)的裝置是有用的。此外，機(jī)械密封裝置的冷卻、洗凈和滑動(dòng)密封面的潤滑是優(yōu)異的，且發(fā)揮耐久力，對化學(xué)溶液進(jìn)行密封是有用的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械密封裝置，安裝在嵌裝有軸的裝置本體上而對軸周面進(jìn)行密封，其特征在于，具有密封蓋，該密封蓋安裝在所述裝置本體的外表面，具有可插入所述軸的嵌合面并在所述嵌合面的機(jī)外側(cè)形成空間部；急冷通路，該急冷通路貫通所述空間部并將急冷流體供給到所述空間部內(nèi)；環(huán)狀的收縮面，該環(huán)狀收縮面設(shè)在所述密封蓋上且處于所述空間部的機(jī)外側(cè)；第1密封環(huán)，該第1密封環(huán)將與所述密封蓋的所述嵌合面之間密封并具有嵌合成移動(dòng)自如狀態(tài)的移動(dòng)面，在所述空間部內(nèi)具有密封面；第2密封環(huán)，該第2密封環(huán)具有可與所述第1密封環(huán)的所述密封面密接的相對滑動(dòng)密封面，并在外周具有與所述收縮面相對的密封面；密封套，該密封套密封地保持所述第2密封環(huán)并與所述軸固定成密封狀態(tài)，所述機(jī)械密封裝置還具有與所述第2密封環(huán)的所述密接面和所述密封蓋的所述收縮面密接而防止所述空間部內(nèi)的急冷流體向機(jī)外泄漏的襯墊。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，在所述第2密封環(huán)上，相對于所述相對滑動(dòng)密封面而在軸向相反側(cè)具有接合面，并在所述密封套上具有與所述接合面相對的保持面，且所述襯墊具有夾在所述第2密封環(huán)的所述接合面與所述密封套的所述保持面之間的安裝部，與所述安裝部相反的密接面與所述收縮面密接而防止所述空間部內(nèi)的急冷液體向機(jī)外泄漏。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，所述第2密封環(huán)配置在所述收縮面的內(nèi)周側(cè)，具有與所述收縮面之間形成微小間隙的密封面。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，在所述襯墊的所述安裝部上具有安裝孔，所述安裝孔與設(shè)在所述密封套上的驅(qū)動(dòng)銷卡合而被安裝成不能旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，所述第1密封環(huán)嵌合在所述密封蓋的所述嵌合面上，受到彈力裝置的向機(jī)外方向的推壓，且所述第2密封環(huán)嵌合在所述密封套上，從機(jī)外側(cè)將所述相對滑動(dòng)密封面密接地固定在所述第1密封環(huán)的所述滑動(dòng)密封面上。
全文摘要
一種機(jī)械密封裝置，具有密封蓋(30)，該密封蓋安裝在裝置本體外表面(61)，具有可插入所述軸的嵌合面(30C)并在嵌合面(30C)的機(jī)外(B)側(cè)形成空間部(30G)；急冷通路(40)，該急冷通路貫通空間部(30G)并將急冷流體供給到空間部(30G)內(nèi)；環(huán)狀的收縮面(30F)，該環(huán)狀收縮面設(shè)在密封蓋(30)上且處于空間部(30G)的機(jī)外(B)側(cè)；第1密封環(huán)(3)，該第1密封環(huán)將與密封蓋(30)的嵌合面(30C)之間密封并具有嵌合成移動(dòng)自如的移動(dòng)面(3D)，在空間部(30G)內(nèi)具有密封面(3A)；第2密封環(huán)(10)，該第2密封環(huán)具有可與第1密封環(huán)(3)的密封面(3A)密接的相對滑動(dòng)密封面(10A)，并在外周具有與收縮面(30F)相對的密封面(10D)；密封套(50)，該密封套密封地保持第2密封環(huán)(10)并與軸固定成密封狀態(tài)，具有襯墊(4)，該襯墊與第2密封環(huán)(10)的密封面(10D)和密封蓋(30)的收縮面(30F)密接，防止空間部(30G)內(nèi)的急冷流體向機(jī)外泄漏。本發(fā)明良好地對機(jī)械密封裝置的各密封環(huán)進(jìn)行冷卻、洗凈及滑動(dòng)密封面的潤滑，并可將機(jī)械密封裝置小型化，容易裝配和分解機(jī)械密封裝置。
文檔編號(hào)F16J15/34GK101031745SQ20058003293
公開日2007年9月5日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者高橋秀和 申請人:伊格爾工業(yè)股份有限公司