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)明涉及一種盒式的機(jī)械密封裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的機(jī)械密封裝置，也如下述專利文獻(xiàn)1所述，存在一種通過(guò)〇形環(huán)使 密封蓋與配置于其內(nèi)周側(cè)的第一密封環(huán)接合的盒式機(jī)械密封裝置。在上述結(jié)構(gòu)的機(jī)械密 封裝置中，當(dāng)將化學(xué)藥品等的特殊的液體密封時(shí)，會(huì)使〇形環(huán)腐蝕，從而對(duì)耐久能力產(chǎn) 生問(wèn)題。此外，在〇形環(huán)腐蝕時(shí)，也形成被密封流體從腐蝕的接合面間泄漏的原因。另外，也如下述專利文獻(xiàn)2所示，存在一種將密封環(huán)、金屬波紋管及螺旋彈簧 配置于位于裝置主體內(nèi)周側(cè)的填料箱內(nèi)部的機(jī)械密封裝置。上述結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封裝置 中，能將化學(xué)藥品等的特殊的液體密封，但需將機(jī)械密封裝置配置于填料箱內(nèi)部，因 此，存在填料箱及泵需要特殊的設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題。另外，為了使金屬波紋管具有必要的彈簧系數(shù)，需將金屬波紋管的波紋數(shù)沿轉(zhuǎn) 軸方向做成8波紋以上，與上述專利文獻(xiàn)1所示的結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封裝置比較，存在生產(chǎn) 成本增大的問(wèn)題。另一方面，若將金屬波紋管的波紋數(shù)做成8波紋以下，則金屬波紋管 的彈簧系數(shù)會(huì)變大，從而因轉(zhuǎn)軸的極小的偏差而導(dǎo)致密封按壓壓力大幅度變化。上述按 壓壓力的大幅度變化對(duì)于密封性能會(huì)產(chǎn)生大幅度影響，從而形成為泄漏等不良情況的原 因?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2003-74713號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 實(shí)用注冊(cè)2556983號(hào)公報(bào)發(fā)明的公開(kāi)發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的情況而作，其目的在于提供一種能將化學(xué)藥品等的 特殊的液體密封，而且，朝裝置的安裝容易、且緊湊型的機(jī)械密封裝置。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的機(jī)械密封裝置，包括密封蓋，該密封蓋安裝于具有供轉(zhuǎn)軸插通的內(nèi)周的裝置主體的上述轉(zhuǎn)軸軸向的 外表面；第一密封環(huán)，該第一密封環(huán)以沿軸向能自由移動(dòng)的形態(tài)配置于上述密封蓋的內(nèi) 周側(cè)；第二密封環(huán)，該第二密封環(huán)固接于上述轉(zhuǎn)軸；彈簧，該彈簧配置于上述密封蓋的內(nèi)周側(cè)，并朝上述第二密封環(huán)的方向按壓上 述第一密封環(huán)；以及波紋管，該波紋管安裝于上述密封蓋的內(nèi)周側(cè)，并以軸向能自由伸縮的形態(tài)安裝于上述密封蓋與上述第一密封環(huán)之間，沿上述波紋管伸縮的軸向，將上述彈簧安裝于上述密封蓋。在本發(fā)明所涉及的機(jī)械密封裝置中，沿波紋管伸縮的軸向，將彈簧安裝于密封 蓋。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能以彈簧的按壓力來(lái)確保對(duì)第一密封環(huán)的按壓力。因此，能將 波紋管以自由長(zhǎng)度附近的狀態(tài)配置于機(jī)械密封裝置內(nèi)。所以，能使波紋管的軸向的尺寸 比現(xiàn)有的小(能減少波紋管的波紋數(shù))，因此，能降低波紋管的生產(chǎn)成本，并能將機(jī)械密 封裝置做成緊湊型。在本發(fā)明中，作為優(yōu)選，波紋管采用金屬制。通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，能防止對(duì) 于化學(xué)藥品等的特殊的液體使波紋管腐蝕的情況。構(gòu)成波紋管的金屬并不被特別地限 定，但例如，可由不銹鋼、因科鎳合金、哈斯特洛伊合金、卡彭特合金等合金及鈦等中 任一種材料制成。在本發(fā)明中，作為優(yōu)選，彈簧配置于波紋管的外周側(cè)。另外，作為優(yōu)選，在密 封蓋的內(nèi)周側(cè)，將第一密封環(huán)、第二密封環(huán)、彈簧及波紋管盒式地一體組合。通過(guò)采用 上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體側(cè)不進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)改變，就能將機(jī)械密封裝置簡(jiǎn)單地安裝于裝 置主體。另外，由于機(jī)械密封裝置被盒式地一體化，因此，能高精度地組裝第一密封環(huán) 和第二密封環(huán)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能將化學(xué)藥品等的特殊的液體密封，而且，朝裝置的 安裝容易、且緊湊型的機(jī)械密封裝置。


圖1是將本發(fā)明一實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置安裝于轉(zhuǎn)軸的主要部分剖視圖。圖2是圖1所示的機(jī)械密封裝置的密封蓋的俯視圖。圖3是表示圖1所示的波紋管與滑動(dòng)面的關(guān)系的主要部分放大圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。圖1是將本發(fā)明一實(shí)施方 式的機(jī)械密封裝置安裝于轉(zhuǎn)軸的主要部分剖視圖，圖2是圖1所示的機(jī)械密封裝置的密封 蓋的俯視圖，圖3是表示圖1所示的波紋管與滑動(dòng)面的關(guān)系的主要部分放大圖。如圖1所示，為了使裝置主體(例如，離心泵的外殼)60的機(jī)內(nèi)A相對(duì)于大氣B 密封，本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的機(jī)械密封裝置1在裝置主體60的外面作為盒安裝于轉(zhuǎn)軸 70的外周面71。機(jī)械密封裝置1具有安裝于裝置主體60的外表面61的密封蓋30 ；以及利用 定位螺絲51與轉(zhuǎn)軸70嵌連的套筒50。如圖2所示，相對(duì)于轉(zhuǎn)軸70的截面從垂直方向觀察，安裝于裝置主體60的密封 蓋30的外形形成為大致矩形。在密封蓋30，沿周向在四角設(shè)有固定槽45。在上述固定 槽45嵌入有螺栓63，從而使密封蓋30安裝于裝置主體60。如圖1所示，在密封蓋30的內(nèi)周側(cè)配置有第一密封環(huán)3、第二密封環(huán)10、彈簧 9及波紋管5。波紋管5由波紋管主體5A和波紋管端保持部5B、波紋管端保持部5C組成。套筒50被定位螺絲51固定于轉(zhuǎn)軸70，并與轉(zhuǎn)軸70—起旋轉(zhuǎn)。在套筒50與轉(zhuǎn) 軸70之間安裝有〇形環(huán)53，利用〇形環(huán)53來(lái)將套筒50與轉(zhuǎn)軸70之間密封。在套筒50形成有沿轉(zhuǎn)軸70的軸向Z朝機(jī)內(nèi)A側(cè)延伸的突起部50A，在突起部 50A的外周面，隔著〇形環(huán)19安裝有第二密封環(huán)10，并利用〇形環(huán)19來(lái)將突起部50A 與第二密封環(huán)10之間密封。在第二密封環(huán)10的大氣B側(cè)的側(cè)面，形成有凹部10G。在凹部IOG與套筒50之 間嵌入有止動(dòng)銷52，使第二密封環(huán)10止轉(zhuǎn)，從而使第二密封環(huán)10與轉(zhuǎn)軸70—起旋轉(zhuǎn)。在第二密封環(huán)10的機(jī)內(nèi)A側(cè)的側(cè)面，形成有滑動(dòng)面10A?；瑒?dòng)面IOA與第一 密封環(huán)3的滑動(dòng)面3A緊貼而旋轉(zhuǎn)并滑動(dòng)。第二密封環(huán)10由超硬度材料即SiC (碳化硅) 或WC(碳化鎢)、碳、其他的陶瓷等中任一種材料制成。在密封蓋30的內(nèi)周，形成有朝半徑方向內(nèi)側(cè)突出的突起部30A。在突起部30A 的內(nèi)周面和突起部30A的大氣B側(cè)的側(cè)面，形成有嵌合面31。另外，在密封蓋30的內(nèi) 周，除了嵌合面31之外，還形成有冷卻用環(huán)狀槽32和節(jié)流面33。在嵌合面31，嵌合并固定有波紋管端保持部5B。在波紋管5的另一端部即波紋 管端保持部5C，形成有沿轉(zhuǎn)軸70的軸向Z朝大氣B側(cè)延伸的突起部5D，在突起部5D的 外周面，隔著〇形環(huán)13安裝有第一密封環(huán)3，并利用〇形環(huán)13來(lái)將突起部5D與第一密 封環(huán)3之間密封。在第一密封環(huán)3，形成有沿轉(zhuǎn)軸70的軸向Z朝大氣B側(cè)延伸的突起部3B。突 起部3B與相向的第二密封環(huán)10的滑動(dòng)面IOA緊貼并滑動(dòng)。第一密封環(huán)3由超硬度材料 即SiC(碳化硅)或WC(碳化鎢)、碳、其他的陶瓷等中任一種材料制成。在波紋管端保持部5C，形成有朝其半徑方向外側(cè)延伸的突起部5E，突起部5E 和第一密封環(huán)3通過(guò)止動(dòng)銷38而相對(duì)于冷卻用環(huán)狀槽32的機(jī)內(nèi)A側(cè)的密封蓋側(cè)面止轉(zhuǎn)。 另外，在突起部5E與冷卻用環(huán)狀槽32的機(jī)內(nèi)A側(cè)的密封蓋側(cè)面之間配置有彈簧9，突起 部5E被該彈簧9沿轉(zhuǎn)軸70的軸向Z按壓，從而使第一密封環(huán)3隔著突起部5E沿轉(zhuǎn)軸70 的軸向Z被按壓。藉此，第一密封環(huán)3 (突起部3B)的滑動(dòng)面3A與相向的第二密封環(huán)10 的滑動(dòng)面IOA緊貼并滑動(dòng)。彈簧9位于波紋管5的半徑方向外側(cè)，并在密封蓋30的內(nèi)周(冷卻用環(huán)狀槽32 的機(jī)內(nèi)A側(cè)的密封蓋側(cè)面)沿圓周方向配置有多個(gè)。彈簧9的個(gè)數(shù)并不被特別限定，但 取4 24個(gè)。波紋管主體5A以沿轉(zhuǎn)軸70的軸向Z能自由伸縮的形態(tài)安裝于波紋管端保持部 5B、波紋管端保持部5C之間。構(gòu)成波紋管5的金屬由不銹鋼、因科鎳合金、哈斯特洛 伊合金(hastelloy)、卡彭特合金等合金及鈦等中任一種材料制成。〇形環(huán)13、〇形環(huán)19及〇形環(huán)53由氟橡膠、丁腈橡膠、EPDM(三元乙丙橡 膠)、全氟化橡膠等中任一種材料制成。另外，在對(duì)〇形環(huán)要求耐腐蝕的情況下，使用全 氟化橡膠，作為優(yōu)選使用Kalrez(注冊(cè)商標(biāo))來(lái)制作〇形環(huán)。節(jié)流面33嵌合成與第二密封環(huán)10的外周面IOD相接近的狀態(tài)，并構(gòu)成從冷卻通 路40注入的液體的節(jié)流密封功能部。如圖2所示，在密封蓋30，沿外周面等配地設(shè)有1 3個(gè)冷卻通路40，并設(shè)有排水孔40A，此外，按需要還設(shè)有一個(gè)沖洗通路41。冷卻通路40從能與外側(cè)的配管連 接的管用螺紋部朝冷卻用環(huán)狀槽32內(nèi)直線地連通。冷卻液從冷卻通路40被直接注入到 第一密封環(huán)3的滑動(dòng)面3A和第二密封環(huán)10的滑動(dòng)面10A，因此，兩滑動(dòng)面3A、滑動(dòng)面 IOA滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱被冷卻。從冷卻通路40被注入的冷卻液從排水孔40A被排出。如圖1所示，在波紋管5與轉(zhuǎn)軸70的外周面71之間，形成有間隙H。間隙H 的大小考慮為不會(huì)使被密封流體固形化堵塞而能流通的大小。另外，在密封蓋30與裝置 主體60之間，設(shè)有墊片34。墊片34由樹(shù)脂或金屬等材料制成。密封蓋30和套筒50被配置于套筒50的外周面的定位板55定位而安裝于裝置主 體60。定位板55被內(nèi)六角螺栓59固定于套筒50的外周面。在這樣構(gòu)成的機(jī)械密封裝置1中，在本實(shí)施方式中，沿波紋管5伸縮的轉(zhuǎn)軸70 的軸向Z，將彈簧9安裝于密封蓋30的內(nèi)周側(cè)。由于彈簧9隔著波紋管端保持部5C對(duì) 第一密封環(huán)3具有足夠的按壓力，因此，波紋管5幾乎無(wú)需具有對(duì)第一密封環(huán)3的按壓 力。所以，能在自由長(zhǎng)度附近的狀態(tài)下安裝波紋管主體5A。S卩，由于能減少波紋管主 體5A的波紋數(shù)，因此，能降低波紋管5的生產(chǎn)成本。另外，能將機(jī)械密封裝置1做成緊 湊型。波紋管5A的波紋數(shù)也可為3 5波紋，但作為優(yōu)選，為4波紋。另外，能將沿 機(jī)械密封裝置1的轉(zhuǎn)軸70的軸向Z的尺寸做成50mm以下。此外，通過(guò)將波紋管5做成金屬制，能防止對(duì)于化學(xué)藥品等的特殊液體使波紋 管5腐蝕的情況，因此，能防止機(jī)內(nèi)A的被密封液體的泄漏。另外，彈簧9配置于波紋管5的外周側(cè)，在密封蓋30的內(nèi)周側(cè)，通過(guò)采用將第 一密封環(huán)3、第二密封環(huán)10、彈簧9及波紋管5盒式地一體組合的結(jié)構(gòu)，對(duì)裝置主體60 不進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)改變，而能將機(jī)械密封裝置1簡(jiǎn)單地安裝于裝置主體60。另外，在將 第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)10安裝于裝置主體60前能高精度地組裝。機(jī)械密封裝置1利用彈簧9來(lái)確保朝兩滑動(dòng)面3A、滑動(dòng)面IOA的按壓力，因 此，如圖3所示，能以滑動(dòng)面3A的半徑方向的寬度Y來(lái)調(diào)整按壓力。滑動(dòng)面3A的半 徑方向的寬度Y為1 4mm是較為理想的，但作為優(yōu)選，為2.5mm以下。另外，朝滑動(dòng)面3A、滑動(dòng)面IOA的按壓力，基于彈簧9的按壓力之外，還施加 有波紋管主體5A與波紋管端保持部5C的結(jié)合部與突起部3B的內(nèi)周面的半徑方向的寬度 6所受到的被密封流體的按壓力。作為優(yōu)選，波紋管5的半徑方向的中心Cl位于滑動(dòng)面 3A的半徑方向的寬度Y的區(qū)域內(nèi)。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能更合適地將波紋管5以自由長(zhǎng)度附近的狀態(tài)配置于機(jī)械 密封裝置1內(nèi)。另外，在本實(shí)施方式中，按照軸徑，能預(yù)先準(zhǔn)備多種的盒式機(jī)械密封 裝置1，因此，能對(duì)應(yīng)于任何軸徑。此外，在收容有被密封流體的機(jī)內(nèi)A內(nèi)的壓力在 2.0MPa以下時(shí)，使用機(jī)械密封裝置1，但作為優(yōu)選，為1.5MPa以下。在本實(shí)施方式的機(jī)械密封裝置1中，如上所述，第一密封環(huán)3及第二密封環(huán)10， 分別通過(guò)超硬度材料即SiC (碳化硅)或WC (碳化鎢)、碳、其他的陶瓷的組合而形成。 因此，即使第一密封環(huán)3因彈簧9的按壓力而被朝第二密封環(huán)10的方向施力，使第一密 封面3的滑動(dòng)面3A與第二密封環(huán)10的滑動(dòng)面IOA緊貼，第一密封環(huán)3的滑動(dòng)面3A的形 狀實(shí)質(zhì)上也不變化。本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可做出各種改變。例如，在上述實(shí)施方式中，第一密封環(huán)及第二密封環(huán)由超硬度材料即SiC(碳化硅)或WC(碳化 鎢)、碳、其他的陶瓷形成，但若是硬度較高的材料，則也可使用其他任意的材料。另 外，也能將密封蓋的外形做成圓形。(符號(hào)說(shuō)明)
1機(jī)械密封裝置
3第一密封環(huán)
3A滑動(dòng)面
3B突起部
5波紋管
9彈簧
10第二密封環(huán)
IOA滑動(dòng)面
13〇形環(huán)
19〇形環(huán)
30密封蓋
30A突起部
32冷卻用環(huán)狀精
38止動(dòng)銷
40冷卻通路
40A排水孔
41沖洗通路
50套筒
51定位螺絲
52止動(dòng)銷
53〇形環(huán)
59內(nèi)六角螺栓
60裝置主體
70轉(zhuǎn)軸
A機(jī)內(nèi)
B大氣
H間隙
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械密封裝置，其特征在于，包括密封蓋，該密封蓋安裝于裝置主體的轉(zhuǎn)軸軸向的外表面，所述裝置主體具有供所述 轉(zhuǎn)軸插通的內(nèi)周；第一密封環(huán)，該第一密封環(huán)以沿軸向能自由移動(dòng)的形態(tài)配置于所述密封蓋的內(nèi)周側(cè)；第二密封環(huán)，該第二密封環(huán)固接于所述轉(zhuǎn)軸；彈簧，該彈簧配置于所述密封蓋的內(nèi)周側(cè)，并朝所述第二密封環(huán)的方向按壓所述第 一密封環(huán)；以及波紋管，該波紋管安裝于所述密封蓋的內(nèi)周側(cè)，并以軸向能自由伸縮的形態(tài)安裝于 所述密封蓋與所述第一密封環(huán)之間，所述彈簧沿所述波紋管伸縮的軸向安裝于所述密封蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于， 所述波紋管采用金屬制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于， 所述彈簧配置于所述波紋管的外周側(cè)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，在所述密封蓋的內(nèi)周側(cè)，將所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)、所述彈簧及所述波紋管盒式地一體組合。
全文摘要
一種機(jī)械密封裝置，是能將化學(xué)藥品等的特殊的液體密封，而且，朝裝置的安裝容易、且緊湊型的機(jī)械密封裝置。機(jī)械密封裝置(1)包括密封蓋(30)；以軸向能自由移動(dòng)的形態(tài)配置于密封蓋(30)的內(nèi)周側(cè)的第一密封環(huán)(3)；固接于轉(zhuǎn)軸(70)的第二密封環(huán)(10)；配置于密封蓋(30)的內(nèi)周側(cè)，并朝第二密封環(huán)(10)的方向按壓第一密封環(huán)(3)的彈簧(9)；以及安裝于密封蓋(30)的內(nèi)周側(cè)，并以軸向能自由伸縮的形態(tài)安裝于密封蓋(30)與第一密封環(huán)(3)之間的波紋管(5)。彈簧(9)沿波紋管(5)伸縮的軸向安裝于密封蓋(30)。
文檔編號(hào)F16J15/36GK102016367SQ20098011668
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者末藤嘉博 申請(qǐng)人:伊格爾工業(yè)股份有限公司