機(jī)械密封的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平衡形機(jī)械密封。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械密封大致分為適用于密封流體對(duì)象的流體壓力較低區(qū)域的非平衡形和適用于該流體壓力較高區(qū)域的平衡形。此處，平衡比超過(guò)1的機(jī)械密封被稱作非平衡形，平衡比在1以下的機(jī)械密封被稱作平衡形。從旋轉(zhuǎn)環(huán)側(cè)向固定環(huán)側(cè)施加流體壓力，當(dāng)固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)的滑動(dòng)面積為S1，由流體壓力使固定環(huán)承受旋轉(zhuǎn)環(huán)的壓力影響的受壓面積為S2時(shí)，平衡比是由S2/S1求出的值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)械密封為平衡形時(shí)，采用在旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置高低差的構(gòu)成(參照專利文獻(xiàn)1、2)。參照?qǐng)D3對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的平衡形機(jī)械密封進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)中的平衡形機(jī)械密封安裝時(shí)的狀態(tài)的剖面圖。
[0004]機(jī)械密封500用于密封旋轉(zhuǎn)軸600和軸殼700之間的環(huán)狀間隙。機(jī)械密封500具有設(shè)置于軸殼700側(cè)的固定環(huán)510和與旋轉(zhuǎn)軸600 —同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸520。旋轉(zhuǎn)軸520由未圖示彈簧等推壓部件向固定環(huán)510側(cè)推壓。由此，設(shè)置于固定環(huán)510上的環(huán)狀凸部511的頂面相對(duì)于旋轉(zhuǎn)環(huán)520保持接觸的狀態(tài)。因此，旋轉(zhuǎn)環(huán)520與旋轉(zhuǎn)軸600 —同旋轉(zhuǎn)時(shí)，在環(huán)狀凸部511的頂面與旋轉(zhuǎn)環(huán)520的密封對(duì)象流體(F)側(cè)的相反側(cè)的端面之間滑動(dòng)。
[0005]旋轉(zhuǎn)軸600上設(shè)置有高低差，即旋轉(zhuǎn)軸600具有小徑部610和大徑部620。固定環(huán)510設(shè)置于小徑部610的外周面?zhèn)?。固定環(huán)510的外周面和軸殼700的內(nèi)周面之間的環(huán)狀間隙由密封環(huán)810密封。在大徑部620的外周面和旋轉(zhuǎn)環(huán)520的內(nèi)周面之間由密封環(huán)820密封的狀態(tài)下，設(shè)置旋轉(zhuǎn)環(huán)520。
[0006]通過(guò)上述構(gòu)成，可使平衡比在1以下。下面對(duì)可使平衡比在1以下這點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。固定環(huán)510和旋轉(zhuǎn)環(huán)520的滑動(dòng)面積S1是環(huán)狀凸部511的頂面與旋轉(zhuǎn)環(huán)520的密封對(duì)象流體(F)側(cè)的相反側(cè)的端面之間的接觸面積。S卩，在圖3所示的剖面圖中，滑動(dòng)面積S1是從環(huán)狀凸部511的內(nèi)周面到外周面為止的距離A1在整個(gè)圓周上的面積。另外，在圖3所示的剖面圖中，固定環(huán)510由于流體壓力受到旋轉(zhuǎn)環(huán)520的壓力影響的受壓面積S2是從旋轉(zhuǎn)軸600的大徑部620的外周面到環(huán)狀凸部511的外周面為止的距離A2在整個(gè)圓周上的面積。這是因?yàn)椋诒却髲讲?20的外周面更靠近徑向內(nèi)側(cè)中，不存在密封流體對(duì)象；在比環(huán)狀凸部511的外周面更靠近徑向外側(cè)中，從軸線方向的兩側(cè)對(duì)旋轉(zhuǎn)環(huán)520施加壓力，通過(guò)旋轉(zhuǎn)環(huán)520對(duì)固定環(huán)510不施加流體壓力。
[0007]如上所述，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)軸600上設(shè)置高低差，擴(kuò)大滑動(dòng)面積Sl( S卩，圖3中A1彡A2)，可以滿足S1彡S2。由此，可使平衡比(S2/S1)在1以下。
[0008]但是，現(xiàn)有技術(shù)中，如果不如上所述的在旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置高低差就不能使平衡比在1以下。因此，例如制造機(jī)械密封的制造商和制造旋轉(zhuǎn)軸的制造商不同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)制造機(jī)械密封的制造商無(wú)法控制平衡比的問(wèn)題。因此，希望僅由機(jī)械密封本身的結(jié)構(gòu)就可以使平衡比在1以下。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2002-267026號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2003-042307號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種與旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，可以使平衡比在1以下的機(jī)械密封。
[0014]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題采用以下的方法。
[0015]本發(fā)明的密封裝置，其密封旋轉(zhuǎn)軸和軸殼之間的環(huán)狀間隙，其特征在于，具有:
[0016]固定環(huán)，其設(shè)置于所述軸殼側(cè)；
[0017]旋轉(zhuǎn)環(huán)，其經(jīng)該固定環(huán)設(shè)置于密封對(duì)象流體側(cè)，并與所述旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)；
[0018]推壓部件，其使該旋轉(zhuǎn)環(huán)向所述固定環(huán)推壓；和
[0019]套筒，其固定于所述旋轉(zhuǎn)軸，
[0020]所述套筒包括:
[0021]具有密封對(duì)象流體側(cè)的內(nèi)徑和外徑大于其相反側(cè)的內(nèi)徑和外徑的高低差的第一環(huán)狀部；
[0022]從第一環(huán)狀部的密封對(duì)象流體側(cè)的端部向徑向外側(cè)擴(kuò)大的擴(kuò)徑部；和
[0023]從該擴(kuò)徑部的徑向外側(cè)的端部向所述相反側(cè)延伸的第二環(huán)狀部，
[0024]借助第一環(huán)狀部的所述高低差使所述相反側(cè)的小徑部?jī)?nèi)周面與所述旋轉(zhuǎn)軸外周面嵌合固定，且在該小徑部的外周面?zhèn)仍O(shè)置所述固定環(huán)，
[0025]所述旋轉(zhuǎn)環(huán)配置于，借助所述第一環(huán)狀部的所述高低差使密封對(duì)象流體側(cè)的大徑部外周面和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)周面之間的環(huán)狀間隙密封的狀態(tài)，
[0026]密封對(duì)象流體流入由所述大徑部和擴(kuò)徑部和第二環(huán)狀部所包圍的空間內(nèi)，且該空間內(nèi)設(shè)置所述推壓部件，
[0027]令所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)的滑動(dòng)面積為S1，在密封對(duì)象流體的壓力作用下所述固定環(huán)承受旋轉(zhuǎn)環(huán)的壓力影響的受壓面積為S2，則滿足S2/S1 ( 1。
[0028]本發(fā)明中，設(shè)置固定于旋轉(zhuǎn)軸的套筒，且采用下述構(gòu)成，具有該套筒的密封對(duì)象流體側(cè)與其相反側(cè)相比，內(nèi)徑和外徑具有大的高度差的第一環(huán)狀部。由此，當(dāng)固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)的滑動(dòng)面積為S1，由密封對(duì)象流體的壓力使固定環(huán)承受旋轉(zhuǎn)環(huán)的壓力影響的受壓面積為S2時(shí)，可使S2/S1 ( 1。S卩，與旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，可以使平衡比在1以下。
[0029]所述旋轉(zhuǎn)軸具有設(shè)置所述套筒的小徑部，和與該小徑部相比靠密封對(duì)象流體側(cè)的大徑部，所述套筒設(shè)置為使所述擴(kuò)徑部與所述旋轉(zhuǎn)軸的階梯部分壓緊，
[0030]在所述擴(kuò)徑部設(shè)置有止轉(zhuǎn)部，該止轉(zhuǎn)部形成為，在所述擴(kuò)徑部上利用連結(jié)彎折線的兩端而形成的切縫，在所述彎折線位置處向密封對(duì)象流體側(cè)彎折，且嵌入到形成在所述旋轉(zhuǎn)軸的大徑部上的缺口，由此使所述套筒止轉(zhuǎn)。
[0031]采用該構(gòu)成，可防止套筒與旋轉(zhuǎn)軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。另外，可從卡子的部分，向大徑部和擴(kuò)徑部以及第二環(huán)狀部包圍的空間內(nèi)和其外部之間使流體流通。
[0032]具有密封第一環(huán)狀部的所述大徑部的外周面和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)周面之間的環(huán)狀間隙的彈性體制的密封環(huán)，
[0033]所述推壓部件為彈簧，其一端與所述擴(kuò)徑部和第二環(huán)狀部的角落部分壓緊，另一端被保持在相對(duì)于第一環(huán)狀部的大徑部外周面可自由滑動(dòng)的保持部件，
[0034]由該彈簧推壓的所述保持部件可與所述密封環(huán)壓緊。
[0035]由此，彈簧彈力的不均勻可由彈性體構(gòu)成的密封環(huán)來(lái)緩解。
[0036]上述各種結(jié)構(gòu)在可能的范圍內(nèi)可組合利用。
[0037]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，與旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，可以使平衡比在1以下。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械密封裝的安裝狀態(tài)的剖面圖。
[0039]圖2為圖1中部分放大的放大圖。
[0040]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的平衡形機(jī)械密封安裝狀態(tài)的剖面圖。
[0041]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0042]100機(jī)械密封
[0043]110固定環(huán)
[0044]120旋轉(zhuǎn)環(huán)
[0045]121環(huán)狀凸部
[0046]122環(huán)狀凹部
[0047]123貫通孔
[0048]130套筒
[0049]131第一環(huán)狀部
[0050]131a小徑部
[0051]131b大徑部
[0052]132擴(kuò)徑部
[0053]132a 止轉(zhuǎn)部
[0054]132al 彎折線
[0055]132b孔
[0056]133第二環(huán)狀部
[0057]133a突出部
[0058]134卡止部
[0059]140密封環(huán)
[0060]150彈簧
[0061]160保持部件
[0062]200旋轉(zhuǎn)軸
[0063]210小徑部
[0064]211環(huán)狀槽
[0065]220大徑部
[0066]300軸殼
[0067]310、320 環(huán)狀槽
[0068]410、420 彈性擋圈
[0069]430、440 密封環(huán)
【具體實(shí)施方式】
[0070]以下參照附圖，結(jié)合實(shí)施例以例示詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。本實(shí)施例中記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等，若無(wú)特殊的記載，則并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。
[0071](實(shí)施例)
[0072]參照?qǐng)D1?圖2對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械密封進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械密封裝的安裝狀態(tài)的剖面圖。圖2為圖1中部分放大的放大圖。另外，在下述說(shuō)明中，“軸線”是指旋轉(zhuǎn)軸200的中心軸線。
[0073]機(jī)械密封100用于密封旋轉(zhuǎn)軸200和軸殼300之間的環(huán)狀間隙。旋轉(zhuǎn)軸200是有高低差的結(jié)構(gòu)，具有小徑部210和大徑部220。在小徑部210上設(shè)置機(jī)械密封100 (具體來(lái)說(shuō)是構(gòu)成機(jī)械密封100的套筒130)。另外，在小徑部210上形成環(huán)狀槽211。在該環(huán)狀槽211上嵌入決定機(jī)械密封100的套筒130在軸線方向的位置的彈性擋圈410。另外，在旋轉(zhuǎn)軸200的大徑部220的圓周方向上設(shè)置多個(gè)缺口 221。在軸殼300的內(nèi)周面也形成有高低差。另外，在軸殼300的內(nèi)周面上設(shè)置環(huán)狀槽310。在該環(huán)狀槽310上嵌入決定構(gòu)成機(jī)械密封100的固定環(huán)110的軸線方向位置的彈性擋圈420。
[0074]機(jī)械密封100具有:固定環(huán)110，設(shè)置于軸殼300側(cè)；旋轉(zhuǎn)環(huán)120，通過(guò)固定環(huán)110設(shè)置于密封對(duì)象流體(F)側(cè)，并與所述旋轉(zhuǎn)軸200 —同旋轉(zhuǎn)；彈簧150，作為使旋轉(zhuǎn)環(huán)120向固定環(huán)110推壓的推壓部件。另外，本實(shí)施例的機(jī)械密封100中具有固定于旋轉(zhuǎn)軸200的套筒130。利用該套筒130，固定環(huán)110和旋轉(zhuǎn)環(huán)120以及彈簧150等被一體化。S卩，可以將機(jī)械密封100作為一個(gè)部件進(jìn)行處理。由于利用套筒130使各個(gè)部件一體化，保管機(jī)械密封100的時(shí)候，也具有防止灰塵等異物進(jìn)入固定環(huán)110和旋轉(zhuǎn)環(huán)120之間的接觸部分(使用時(shí)滑動(dòng)的部分)的優(yōu)點(diǎn)。即，固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)分別處理時(shí)，保管固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)時(shí)，有灰塵等異物進(jìn)入固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的滑動(dòng)部分的問(wèn)題。如果在異物進(jìn)入的狀態(tài)下將固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)進(jìn)行了安裝，會(huì)對(duì)密封性能造成惡劣影響。本實(shí)施例中可以解決這樣的問(wèn)題。
[0075]本實(shí)施例的固定環(huán)110固定于軸殼300上。固定環(huán)110的外周面和軸殼300的內(nèi)周面之間的環(huán)狀間隙由彈性體構(gòu)成的密封環(huán)(0形環(huán))430密封。該密封環(huán)430安裝于形成于軸殼300內(nèi)周面上的環(huán)狀槽320上。
[0076]本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)環(huán)120具有:環(huán)狀