專利名稱：碳化硅機(jī)械軸封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳化硅機(jī)械軸封，尤其是涉及一種其受推面具有摩擦度降低 區(qū)域的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
所謂的軸封(Sarma)，泛指以防止流體(通常是指潤(rùn)滑油)沿著一轉(zhuǎn)動(dòng)軸泄漏的一 種裝置。就機(jī)械軸封(mechanical seal)而言，其進(jìn)一步細(xì)分成0形環(huán)、油封、墊片、迷宮式 金屬軸封等多種型態(tài)，除此之外，還有各式材質(zhì)的不同、壓力的不同等等區(qū)分，所以軸封的 應(yīng)用依照使用場(chǎng)合的不同而有所差異。而本實(shí)用新型所欲針對(duì)者，特別針對(duì)一種碳化硅(SIC)材質(zhì)所構(gòu)成的機(jī)械軸封結(jié) 構(gòu)加以探討改良；此種碳化硅機(jī)械軸封通過(guò)其碳化硅微粒構(gòu)造所具備的的高硬度、高耐熱 性等優(yōu)異特質(zhì)，使其應(yīng)用上具有極高耐磨度；因?yàn)?，碳化?silicon carbide)的硬度僅次 于金剛石，如此高性能材料的制造方法中，若以常壓燒結(jié)(sintered)制成，如果以100%碳 化硅粉(silicon carbide powder)燒結(jié)接近理論密度(3. 21g/cm3)，必須在2000°C以上高 溫及350MPa以上高壓才可能達(dá)成，而目前業(yè)界還通過(guò)添加一些非氧化物助燒劑使碳化硅 燒成溫度降到2000°C左右及常壓附近，以此方法制造碳化硅可達(dá)到理論密度98%，以此制 成的碳化硅擁有極強(qiáng)的共價(jià)鍵，在1650°C高溫下還能保持其優(yōu)異性能，因?yàn)闃O致密的結(jié)構(gòu) 密度與超高硬度，造就了碳化硅的高耐磨耗性，因?yàn)闃O致密結(jié)構(gòu)(低孔隙率)和極強(qiáng)共價(jià)鍵 (化學(xué)惰性)造就了碳化硅(silicon carbide)高耐腐蝕性和高耐氧化性，即使在強(qiáng)酸強(qiáng)堿 環(huán)境中也能夠正常運(yùn)作。然而，高耐磨耗性加上極低孔隙率結(jié)構(gòu)特色，卻也因?yàn)闀?huì)與保持器的頂推環(huán)體之 間產(chǎn)生高度摩擦現(xiàn)象，進(jìn)而相對(duì)影響到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)順暢度，同時(shí)更容易造成機(jī)械軸封溫 度過(guò)高現(xiàn)象，造成其使用壽命縮短的問(wèn)題點(diǎn)。有鑒于此，本實(shí)用新型發(fā)明人乃積極開發(fā)研究，并為改進(jìn)上述產(chǎn)品的不足，經(jīng)過(guò)長(zhǎng) 久努力研究與實(shí)驗(yàn)，終于開發(fā)設(shè)計(jì)出本實(shí)用新型的碳化硅機(jī)械軸封。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種碳化硅機(jī)械軸封，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中 碳化硅機(jī)械軸封影響轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)順暢度、增加轉(zhuǎn)動(dòng)軸磨耗速度而縮短其使用壽命的問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種碳化硅機(jī)械軸封，其包括 一軸封主體，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，該軸封主體包括一裝設(shè)固定部以及 一受推面；一保持器，包括一軸結(jié)合座、一頂推環(huán)體以及頂撐于該軸結(jié)合座與頂推環(huán)體之間 的一彈性組件所構(gòu)成，其中該頂推環(huán)體為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，其具有一 頂推環(huán)面以抵頂于該軸封主體的受推面；至少一摩擦度降低區(qū)域，設(shè)于該軸封主體的受推 面、該頂推環(huán)體的頂推環(huán)面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低區(qū)域的摩擦度小于該軸封主體與頂推環(huán)體的摩擦度。優(yōu)選地，其中所述摩擦度降低區(qū)域，為碳化硅材質(zhì)混合重量比0. 5%至50%的碳 材質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合層構(gòu)造。其中所述摩擦度降低區(qū)域，為碳化硅材質(zhì)混合重量比0. 5%至50%的石墨材質(zhì)所 構(gòu)成的復(fù)合層構(gòu)造。其中所述摩擦度降低區(qū)域，為多數(shù)個(gè)間隔設(shè)置分布的內(nèi)凹部所構(gòu)成。其中所述內(nèi)凹部為凹槽、凹溝中任意一種型態(tài)。一種碳化硅機(jī)械軸封，其包括一軸封主體，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型 態(tài)，該軸封主體包括一裝設(shè)固定部以及一受推面；至少一摩擦度降低區(qū)域，設(shè)于該軸封主體 的受推面的全部或局部面域，所述摩擦度降低區(qū)域的摩擦度小于該軸封主體的摩擦度。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案后，由于所述碳化硅機(jī)械軸封的軸封主體所設(shè)受推 面、頂推環(huán)體的頂推環(huán)面任至少其中一者還增設(shè)有所述摩擦度降低區(qū)域的創(chuàng)新獨(dú)特設(shè)計(jì)， 使本實(shí)用新型對(duì)照先前技術(shù)所提習(xí)知結(jié)構(gòu)而言，可利用所述摩擦度降低區(qū)域的摩擦度小于 軸封主體與頂推環(huán)體摩擦度的結(jié)構(gòu)特色，以達(dá)到大幅降低碳化硅 機(jī)械軸封摩擦度、增進(jìn)轉(zhuǎn) 動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)順暢度、延長(zhǎng)機(jī)械軸封使用壽命的實(shí)用進(jìn)步性。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較佳實(shí)施例的組合平面剖視圖。圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較佳實(shí)施例的立體剖視圖。圖3是本實(shí)用新型的摩擦度降低區(qū)域型態(tài)另一實(shí)施例的平面剖視圖。圖4是本實(shí)用新型的摩擦度降低區(qū)域設(shè)置型態(tài)另一實(shí)施例圖。圖5是本實(shí)用新型的摩擦度降低區(qū)域設(shè)置型態(tài)又一實(shí)施例圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1和圖2，為本實(shí)用新型碳化硅機(jī)械軸封的較佳實(shí)施例，類似的實(shí)施例僅 供說(shuō)明之用，在專利申請(qǐng)上并不受此結(jié)構(gòu)的限制。所述碳化硅機(jī)械軸封A的實(shí)際應(yīng)用組裝 狀態(tài)如圖1所示，其被組裝固定于一筒套組件10內(nèi)部，并使該碳化硅機(jī)械軸封A組套配合 于一轉(zhuǎn)動(dòng)軸20外部，該碳化硅機(jī)械軸封A包括下述構(gòu)成一軸封主體40，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的一環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，該軸封主體40包括一 裝設(shè)固定部41以及一受推面42 ；一保持器50，包括一軸結(jié)合座51、一頂推環(huán)體52以及頂撐于該軸結(jié)合座51與頂 推環(huán)體52之間的一彈性組件53(可為一螺旋彈簧)所構(gòu)成，其中，該軸結(jié)合座51與該轉(zhuǎn)動(dòng) 軸20結(jié)合固定而呈同動(dòng)狀態(tài)，該頂推環(huán)體52為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，其具 有一頂推環(huán)面54以抵頂于該軸封主體40的受推面42 ；至少一摩擦度降低區(qū)域60，設(shè)于該軸封主體40的受推面42、頂推環(huán)體52的頂推 環(huán)面54任至少其中一者的全部面域或局部面域，所述摩擦度降低區(qū)域60的摩擦度小于該 軸封主體40與頂推環(huán)體52的摩擦度；由于該碳化硅機(jī)械軸封A于轉(zhuǎn)動(dòng)軸20作動(dòng)時(shí)，其保 持器50的軸結(jié)合座51、頂推環(huán)體52及彈性組件53與轉(zhuǎn)動(dòng)軸20同動(dòng)，但該軸封主體40則是被固定在筒套組件10內(nèi)部，這使得該頂推環(huán)體52的頂推環(huán)面54與該軸封主體40受推 面42之間會(huì)呈現(xiàn)相互錯(cuò)動(dòng)摩擦狀態(tài)，所以通過(guò)所述摩擦度降低區(qū)域60的設(shè)置，主要即是為 了減降其間的摩擦、磨耗程度。其中，如圖1、圖2所示，所述摩擦度降低區(qū)域60，可為碳化硅材質(zhì)混合重量比 0.5%至50%的碳材質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合層構(gòu)造，如此，可利用碳材質(zhì)摩擦度低于碳化硅的特 色，以達(dá)到降低該受推面42表面摩擦度的目的?；蛘撸瞿Σ炼冉档蛥^(qū)域60也可為碳化 硅材質(zhì)混合重量比0. 5%至50%的石墨材質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合層構(gòu)造。再如圖3所示的摩擦度降低區(qū)域60B，其為多數(shù)個(gè)間隔設(shè)于該軸封主體40受推面 42 (或頂推環(huán)體52所設(shè)頂推環(huán)面54)的內(nèi)凹部所構(gòu)成；所述內(nèi)凹部可為凹槽、凹溝、粗糙面 任其中一種型態(tài)；如此，可利用所述內(nèi)凹部型態(tài)的摩擦度降低區(qū)域60B結(jié)構(gòu)特色，以達(dá)到降 低該受推面42表面摩擦面積(即摩擦度)的等同功效及目的。如圖4所示，為所述摩擦度降低區(qū)域60僅設(shè)置于該頂推環(huán)體52所設(shè)頂推環(huán)面54 的實(shí)施型態(tài)。如圖5所示，則為所述摩擦度降低區(qū)域60同時(shí)設(shè)置于該軸封主體40的受推面42 與該頂推環(huán)體52所設(shè)頂推環(huán)面54的實(shí)施型態(tài)。功效說(shuō)明本實(shí)用新型所揭示的碳化硅機(jī)械軸封，主要通過(guò)所述碳化硅機(jī)械軸封 的軸封主體所設(shè)受推面、頂推環(huán)體的頂推環(huán)面任至少其中一者還增設(shè)有所述摩擦度降低區(qū) 域的創(chuàng)新獨(dú)特設(shè)計(jì)，使本實(shí)用新型對(duì)照先前技術(shù)所提習(xí)知結(jié)構(gòu)而言，可利用所述摩擦度降 低區(qū)域的摩擦度小于軸封主體與頂推環(huán)體摩擦度的結(jié)構(gòu)特色，以達(dá)到大幅降低碳化硅機(jī)械 軸封摩擦度、增進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)順暢度、延長(zhǎng)機(jī)械軸封使用壽命的實(shí)用進(jìn)步性。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利 要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于，所述碳化硅機(jī)械軸封包括一軸封主體，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，該軸封主體包括一裝設(shè)固定部以及一受推面；一保持器，包括一軸結(jié)合座、一頂推環(huán)體以及頂撐于該軸結(jié)合座與頂推環(huán)體之間的一彈性組件所構(gòu)成，其中該頂推環(huán)體為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，其具有一頂推環(huán)面以抵頂于該軸封主體的受推面；至少一摩擦度降低區(qū)域，設(shè)于該軸封主體的受推面、該頂推環(huán)體的頂推環(huán)面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低區(qū)域的摩擦度小于該軸封主體與頂推環(huán)體的摩擦度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于其中所述摩擦度降低區(qū)域，為 多數(shù)個(gè)間隔設(shè)置分布的內(nèi)凹部所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于其中所述內(nèi)凹部為凹槽、凹溝 中任意一種型態(tài)。
4.一種碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于，所述碳化硅機(jī)械軸封包括一軸封主體，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，該軸封主體包括一裝設(shè)固定部 以及一受推面；至少一摩擦度降低區(qū)域，設(shè)于該軸封主體的受推面的全部或局部面域，所述摩擦度降 低區(qū)域的摩擦度小于該軸封主體的摩擦度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于其中所述摩擦度降低區(qū)域，為 多數(shù)個(gè)間隔設(shè)置分布的內(nèi)凹部所構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳化硅機(jī)械軸封，其特征在于其中所述內(nèi)凹部為凹槽、凹溝 中任意一種型態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種碳化硅機(jī)械軸封，其包括一軸封主體，為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，該軸封主體包括一裝設(shè)固定部以及一受推面；一保持器，包括一軸結(jié)合座、一頂推環(huán)體以及頂撐于該軸結(jié)合座與頂推環(huán)體之間的一彈性組件所構(gòu)成，其中該頂推環(huán)體為碳化硅材質(zhì)所構(gòu)成的環(huán)狀實(shí)心體型態(tài)，其具有一頂推環(huán)面以抵頂于該軸封主體的受推面；至少一摩擦度降低區(qū)域，設(shè)于該軸封主體的受推面、該頂推環(huán)體的頂推環(huán)面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低區(qū)域的摩擦度小于該軸封主體與頂推環(huán)體的摩擦度。本實(shí)用新型產(chǎn)品可廣泛適用于各種需要使用碳化硅機(jī)械軸封的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F16J15/34GK201687942SQ20092031524
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者彭世煌 申請(qǐng)人:千盟模具有限公司