CN102345628B - 密封装置 - Google Patents

Abstract

一种密封装置，包含轴套、外环、磁场产生单元、及密封圈。外环可供轴套穿过，磁场产生单元安装在外环内部且环绕在轴套外部，磁场产生单元包含内磁性环与外磁性环，内磁性环与外磁性环中之至少其一为磁铁，内磁性环与外磁性环之间具有间隙用以填充磁流体，磁场产生单元可产生具有磁场来将磁流体保持在间隙中。密封圈安装在外环内且包含在径向分隔的外周围及内周围，密封圈的内周围可供轴套穿过，密封圈的内周围朝向外环之一端延伸一弧状的唇部，该唇部可防止外环外的输送介质或冷却液渗入外环内。

Description

密封装置

技术领域

本创作关于一种轴封，特别是关于一种藉由磁流体形成密封的轴封结构。

背景技术

在泵浦内安装机械密封及/或磁流体密封来使泵浦的泵壳与泵浦的转轴之间形成密封系为公知。磁流体密封一般包含安装在一密封室内且套在转轴上的复数环状磁铁，各磁铁是夹在二极块之间且套在一转轴上，转轴与极块系由可导磁的材料制成，转轴外周围与极块内周围之间形成间隙，密封室内注入磁流体，磁流体填在间隙内。从磁铁通过极块、转轴与磁流体之磁力线形成具有磁力的封闭磁通回路，其将磁流体保持在间隙中，使得泵浦的泵壳与泵浦的转轴之间形成密封。然而，受到转轴转动之离心力影响，泵浦内的输送介质倾向由转轴与极块的间隙渗入到密封室内，而且密封室内的磁流体也可能由该转轴与极块之间的间隙外泄。此外，习用磁流体密封装置尚有不易安装与维修不便之问题存在。

是以，应该有一种磁流体密封装置产生以防止输送介质渗入到密封室内，同时具有组装便利之优点。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种密封装置，其系要用来安装在泵浦内用以密封转轴的相对转动接口，且其可有效防止输送介质渗入到密封室内且容许便利组装。

依据本发明一实施例构成的密封装置包含一轴套、一外环、一磁场产生单元、及一第一密封圈。轴套内部可供一转轴穿过；外环可供轴套穿过且包含沿着一轴线分隔的第一端及一第二端；磁场产生单元安装在外环内部且环绕在轴套外部，磁场产生单元包含一内磁性环及一外磁性环，内磁性环与外磁性环中之至少其一为磁铁，内磁性环包含在径向分隔的内周围与外周围，内磁性环的内周围邻靠轴套的外周围，外磁性环装设在外环内且配置在内磁性环之外侧，外磁性环包含在径向分隔的内周围与外周围，外磁性环的内周围与内磁性环的外周围相对且邻近使得外磁性环与内磁性环之间形成密封间隙，间隙内系要用来填充磁流体，磁场产生单元可产生具有磁力的磁场使得磁流体保持在间隙中；第一密封圈安装在外环内且位在外磁性环与外环第一端之间，第一密封圈包含在该径向分隔的外周围及内周围，第一密封圈的内周围可供轴套穿过，第一密封圈更包含一第一唇部，第一密封圈的第一唇部由第一密封圈的内周围朝向外环之外侧延伸且形成弧状。

在一实施例中，磁流体密封装置更包含一第二密封圈，第二密封圈安装在外环内且位在外磁性环与外环之第二端之间，第二密封圈包含在一径向分隔的外周围及内周围，第二密封圈的内周围可供轴套穿过，第二密封圈更包含一唇部，唇部系由第二密封圈的内周围朝向外环之第二端延伸且形成弧状，该第二密封圈的唇部可防止外环外的输送介质或冷却液渗入外环内部所界定的一密封室中。

最好，该外环的第一端与第二端系个别向内设有沿着一径向延伸的弯折部，该外环更包含沿着该径向分隔的外周壁与内周壁，该外环更包含由该外周壁贯穿至该内周壁的复数穿孔使得该磁流体可填入该间隙内。

关于本发明之其它目的、优点及特征，将可由以下较佳实施例的详细说明并参照所附图式来了解。

附图说明

图1系依据本发明第一实施例形成的密封装置与一密封盖的组件分解图。

图2系图1之密封装置与密封盖组合后的平面图。

图3系沿图2之3-3线所取的剖视图，并显示该轴封组装在一泵壳上。

图4系沿图2之4-4线所取的剖视图，并显示该轴封组装在一泵壳上。

图5系图1之轴套与磁场产生单元的部份组件的分解图。

图6系图1之外环与磁场产生单元之另外部份组件的分解图。

图7系图3之圈取部份的放大图。

图8系与图7相同的剖视图，显示密封圈的第二实施例。

图9系与图7相同的剖视图，显示密封圈的第三实施例。

图10系图9之左侧圈取部份的放大图。

图11系图9之右侧圈取部份的放大图。

主要组件符号说明

10.密封装置  11.密封盖

12.泵壳      14.转轴

20.内端面    22.外端面

24.端部      26.轴孔

28.扩大部    30.外周围

32.开口      34.结合槽

36.轴套      38.第一段

40.第二段    42.纵向孔

44.O型环     45.凸缘

46.结合部    47.定位孔

48.结合组件  58.沟槽

60.定位板    62.螺丝

70.外环      74.密封圈

75.密封圈    76.第一端

77.弯折部       78.第二端

79.外周壁       80.内周壁

81.穿孔         84.内磁性环

86.外磁性环     88.中心孔

90.端部         91.内周围

92.外周围       94.第一环槽

96.定位环       98.衬垫

100.端部        102.外周围

104.内周围      106.第二环槽

108.间隙        110.孔道

112.外周围      114.内周围

116.第一唇部    117.第二唇部

118.衬垫        119.第二唇部

120.机械轴封    122.外壳

124.固定环      126.旋转环

128.弹簧        130.第一凸出部

132.第一凹槽    134.第二凸出部

136.第二凹槽    138.斜面

140.侧面

具体实施方式

有关本发明的构造设计，将经由仅为例子但非用以限制的实施例并参照所附图式作进一步说明：

参阅图1至7，显示依据本发明第一实施例的密封装置10，密封装置10安装在一密封盖11内以形成一轴封，此轴封结合在泵壳12上且套在泵壳12内的转轴14外使转轴14与泵壳12之间具有液体密封(见图3)。在本实施例中，密封盖11包含沿着一轴线分隔的内端面20与外端面22，内端面20结合在泵壳12的一端部24上。密封盖11更包含沿着该轴线由内端面20贯穿外端面22的轴孔26，轴孔26可供转轴14穿过且包含邻近外端面22的一环状扩大部28。密封盖11更包含一外周围30及设在外周围30上的开口32，开口32与扩大部28连通。再者，密封盖11之外端面22设有复数分隔的结合槽34。

在本实施例中，密封装置10安装在密封盖11的扩大部28中且包含一轴套36，轴套36由可导磁的材料制成且包含沿着该轴线分隔的第一段38与第二段40，轴套36的第二段40的部份系位在密封盖11的扩大部28内，轴套36更包含沿着该轴线由第一段38贯穿第二段40的纵向孔42，纵向孔42提供转轴14穿过，纵向孔42的孔壁装设一弹性O型环44使得轴套36可相对转轴14形成密封。轴套36之第二段40形成有扩大外径的凸缘45，凸缘45的外端具有一凸出的结合部46，结合部46上设有沿周围分隔开的复数定位孔47用以提供复数结合组件48个别穿入而将轴套36定位在转轴14上以一起转动。凸缘45上设有一环状沟槽58，复数定位板60个别对准地插入密封盖11之结合槽34及凸缘45之沟槽58内，藉由例如螺丝62的连接件穿过各定位板60并锁入密封盖11使轴套36与密封盖11结合。

密封装置10更包含一外环70、一磁场产生单元72及二密封圈74、75。外环70可供轴套36穿过且内部界定一密封室(未标号)，外环70包含沿着该轴线分隔的第一端76与第二端78，第一端76与第二端78系个别向内设有沿着径向延伸的一弯折部77，外环70更包含沿着一径向分隔的外周壁79与内周壁80，外环70更包含由外周壁79贯穿至内周壁80的复数穿孔81。

磁场产生单元72系环绕在轴套36之第二段40外周围且安装在外环70内，在本实施例中，磁场产生单元72包含一内磁性环84及一外磁性环86，内磁性环84与外磁性环86中之至少其一为磁铁。在本实施例中，内磁性环84为可导磁的极块且具有可配合地套在轴套36外周围的中心孔88，内磁性环84更包含沿着该轴线分隔的二端部90，内磁性环84更包含在径向分隔的内周围91与外周围92，内磁性环84的内周围91邻靠轴套36外周围，内磁性环84的外周围92形成一第一环槽94，第一环槽94位在二端部90之间。内磁性环84的一端部90抵靠在轴套36之第二段40的凸缘45上，一定位环96锁在轴套36之第二段40上用以抵靠内磁性环84的另一端部90，使得内磁性环38定位在凸缘45与定位环96之间，在本实施例中，内磁性环84之二端部90的端面个别安装一衬垫98。

在本实施例中，外磁性环86系一磁铁且包含沿着该轴线分隔的二端部100，外磁性环86更包含在径向分隔的一外周围102与内周围104，外磁性环86的内周围104形成一第二环槽106，第二环槽106位在二端部100之间。外磁性环86装设在外环70内部且配置在内磁性环84之外侧，外磁性环86的外周围102邻靠外环70的内周壁80，外磁性环86的内周围104与内磁性环84的外周围92邻近相对使得外磁性环86的内周围104与内磁性环84的外周围92之间形成密封间隙108。再者，外磁性环86的第二环槽106与内磁性环84的第一环槽94对准，外磁性环86设有与外环70之穿孔81对准的复数孔道110，磁流体(未图示)可经由密封盖11的开口32、外环70的穿孔81及外磁性环86的孔道110填充至第二环槽106、第一环槽94、及密封间隙108内。请了解，可只设置内磁性环84的第一环槽94与外磁性环86的第二环槽106中的其一用以填充磁流体。

二密封圈74、75安装在外环70内且个别位在外磁性环86的两侧，在本实施例中，各密封圈74、75由橡胶制成且位在外环70的一弯折部77与外磁性环86之间。各密封圈74、75包含在径向分隔的外周围112及内周围114，密封圈74、75更包含环状的第一唇部116，第一唇部116系由密封圈内周围114朝远离外磁性环86的方向(即朝向外环70的外侧)延伸且形成弧状，第一唇部116由外环70内之密封室内侧向外环70的外侧弯曲延伸，密封圈74、75的第一唇部116系个别抵靠在定位环96及轴套36的凸缘45上。再者，各密封圈74、75的外侧个别安装有衬垫118使各密封圈74、75能紧密地结合在外环70内。

本发明之密封装置10在实施上，外磁性环86之磁场会产生具有磁力的磁流回路来将磁流体保持在外磁性环86与内磁性环84的密封间隙108中，使得泵壳12与转轴14之间形成密封。再者，密封圈74的第一唇部116系朝向外环70之第一端76且密封圈75的第一唇部116系朝向外环70之第二端78使得磁场产生单元72外侧的输送介质或冷却液不会渗入到磁场产生单元72内，亦即，密封盖11之轴孔26内的输送介质或冷却液要流入外环70之前会受到密封圈74、75的第一唇部116阻挡。此外，密封装置10的构造具有便利组装的优点，具体的说，内磁性环84安装在轴套36外周围且外磁性环86安装在外环70内的组合结构能使密封装置10的组装更便利。

参阅图8，显示密封圈74、75的第二实施例，在本实施例中，各密封圈74、75更包含一第二唇部117，第二唇部117系由密封圈内周围114沿着径向延伸且形成平直环状，第二唇部117的外端抵靠在衬垫98上以防止外环70内的磁流体由外磁性环86与内磁性环84的密封间隙108外泄，亦即，磁场产生单元72的磁流体若要向外环70之第一端76或第二端78流出时，将受到第二唇部117阻挡。

参阅图9至11，显示本发明之密封圈74、75的第三实施例，在本实施例中，各密封圈74、75更包含一环状的第二唇部119，第二唇部119由密封圈74的内周围114朝外磁性环86的方向(即朝外环70内侧)延伸且形成弧状，第二唇部119由外环70的外侧向外环70的内侧弯曲延伸，第二唇部119的外端抵靠在衬垫98上以防止外环70内的磁流体由外磁性环86与内磁性环84的密封间隙108外泄。再者，内磁性环84之外周围92之靠二端部90处设有复数沿轴线分隔开的环状第一凸出部130及位在相邻二第一凸出部130之间的第一凹槽132，外磁性环86的内周围104之靠二端部100处设有复数沿轴线分隔开的环状第二凸出部134及位在相邻二第二凸出部134之间的第二凹槽136，各凸出部130、134之断面系概呈直角三角形，使得磁场产生单元72之磁通量可集中在该复数凸出部130处以加强保持磁流体在间隙108内。此外，各凹槽132、136之断面系概呈直角三角形且具有一斜面138及一平直侧面140，第一凹槽132与第二凹槽136的斜面138系个别朝向中间的第一环槽94与第二环槽106，因而位在间隙108内的磁流体将个别有向第一环槽94与第二环槽106流动的倾向，亦即，磁流体若要由第一环槽94与第二环槽106向外侧流出时，将会受各凹槽132、136之平直侧面140阻挡，能有效防止磁流体自外环70内部的密封室泄漏。

在本实施例中，轴套36的第一段38穿出密封盖11的内端面20且安装一机械轴封120，机械轴封120包含一外壳122及容纳在外壳122内的一固定环124、一旋转环126及复数弹簧128，固定环124套在轴套36上且定位于密封盖11内，旋转环126系可移动地套在轴套36上且受偏压而与固定环124接触，弹簧128对旋转环126施加弹力偏压使得旋转环126与固定环124紧密地接触磨合，以使泵壳12与转轴14之间进一步密封。

前述说明仅是针对本发明之特定较佳实施例作描述，依本发明的设计精神是可作多种变化或修改实施例，例如内磁性环84与外磁性环86二者可都为磁铁，或者内磁性环84为磁铁而外磁性环86为可导磁的极块。是以，对于熟悉此项技艺人士可作之明显替换与修饰，仍将并入于本发明所主张的专利范围之内。

Claims (9)

1.一种密封装置，其特征在于，包含：

一轴套，其内部可供一转轴穿过且与该转轴一起转动；

一外环，其可供该轴套穿过且包含沿着一轴线分隔的一第一端及一第二端，该外环包含沿着一径向分隔的外周壁与内周壁，该外环更包含由该外周壁贯穿至该内周壁的复数穿孔；

一磁场产生单元，其安装在该外环内部且环绕在该轴套外部，该磁场产生单元包含一内磁性环及一外磁性环，该内磁性环与该外磁性环中之至少其一为磁铁，该内磁性环包含在该径向分隔的内周围与外周围，该内磁性环的内周围邻靠该轴套的外周围，该外磁性环装设在该外环内且配置在该内磁性环之外侧，该外磁性环包含在该径向分隔的内周围与外周围，该外磁性环的内周围与该内磁性环的外周围相对且邻近使得该外磁性环与该内磁性环之间形成密封间隙，该间隙内要用来填充磁流体，该外磁性环设有与该外环的穿孔对准的孔道，该磁流体可经由该外环的穿孔及该外磁性环的孔道填入该间隙内，该磁场产生单元可产生具有磁力的磁场使得该磁流体保持在该间隙中；及

一第一密封圈，其安装在该外环内且位在该外磁性环与该外环第一端之间，该第一密封圈包含在该径向分隔的外周围及内周围，该第一密封圈的内周围可供该轴套穿过，该第一密封圈更包含一第一唇部，该第一密封圈的第一唇部由该第一密封圈的内周围朝向该外环之外侧延伸。

2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，其中该内磁性环包含沿着该轴线分隔的二端部，该内磁性环的外周围形成一第一环槽，该第一环槽位在该内磁性环的二端部之间。

3.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，其中该外磁性环包含沿着该轴线分隔的二端部，该外磁性环的内周围形成一第二环槽，该第二环槽位在该外磁性环的二端部之间，该外磁性环的第二环槽与该内磁性环的第一环槽对准。

4.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，其中该轴套设有一凸缘，该内磁性环的一端部抵靠在该轴套的凸缘，该轴套上设有一定位环用以提供该内磁性环的另一端部抵靠，使得该内磁性环定位在该凸缘与该定位环之间。

5.如权利要求4所述的密封装置，其特征在于，其中该内磁性环包含沿着该轴线分隔的二端部，该内磁性环的外周围形成一第一环槽，该第一环槽位在该内磁性环的二端部之间；该外磁性环包含沿着该轴线分隔的二端部，该外磁性环的内周围形成一第二环槽，该第二环槽位在该外磁性环的二端部之间，该外磁性环的第二环槽与该内磁性环的第一环槽对准。

6.如权利要求5所述的密封装置，其特征在于，还包含一第二密封圈，该第二密封圈安装在该外环内且位在该外磁性环与该外环之第二端之间，该第二密封圈包含在一径向分隔的外周围及内周围，该第二密封圈的内周围可供该轴套穿过，该第二密封圈更包含一第一唇部，该第二密封圈的第一唇部由该第二密封圈的内周围朝向该外环之第二端延伸。

7.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，还包含一第二密封圈，该第二密封圈安装在该外环内且位在该外磁性环与该外环之第二端之间，该第二密封圈包含在一径向分隔的外周围及内周围，该第二密封圈的内周围可供该轴套穿过，该第二密封圈更包含一第一唇部，该第二密封圈的第一唇部由该第二密封圈的内周围朝向该外环之第二端延伸。

8.如权利要求7所述的密封装置，其特征在于，其中该第一与第二密封圈更包含一第二唇部，该第二唇部由该第一与第二密封圈之内周围个别沿着径向延伸且形成平直环状、或是与该第一唇部反方向延伸。

9.如权利要求3所述的密封装置，其特征在于，其中该内磁性环之外周围之靠二端部处设有复数沿该轴线分隔开的环状第一凸出部及位在相邻的二该第一凸出部之间的第一凹槽，该外磁性环的内周围之靠二端部处设有复数沿该轴线分隔开的环状第二凸出部及位在该相邻二第二凸出部之间的第二凹槽；该第一与第二凹槽之断面个别呈直角三角形且具有一斜面及一平直侧面，该第一凹槽与该第二凹槽的斜面个别朝向中间的该第一环槽与该第二环槽。

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