CN201687942U - 碳化硅机械轴封 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碳化硅机械轴封，其包括：一轴封主体，为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，该轴封主体包括一装设固定部以及一受推面；一保持器，包括一轴结合座、一顶推环体以及顶撑于该轴结合座与顶推环体之间的一弹性组件所构成，其中该顶推环体为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，其具有一顶推环面以抵顶于该轴封主体的受推面；至少一摩擦度降低区域，设于该轴封主体的受推面、该顶推环体的顶推环面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低区域的摩擦度小于该轴封主体与顶推环体的摩擦度。本实用新型产品可广泛适用于各种需要使用碳化硅机械轴封的场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种碳化硅机械轴封，尤其是涉及一种其受推面具有摩擦度降低区域的创新结构。
背景技术
所谓的轴封(Sanna)，泛指以防止流体(通常是指润滑油)沿着一转动轴泄漏的一种装置。
就机械轴封(mechanical seal)而言，其进一步细分成O形环、油封、垫片、迷宫式金属轴封等多种型态，除此之外，还有各式材质的不同、压力的不同等等区分，所以轴封的应用依照使用场合的不同而有所差异。
而本实用新型所欲针对者，特别针对一种碳化硅(SIC)材质所构成的机械轴封结构加以探讨改良；此种碳化硅机械轴封通过其碳化硅微粒构造所具备的的高硬度、高耐热性等优异特质，使其应用上具有极高耐磨度；因为，碳化硅(silicon carbide)的硬度仅次于金刚石，如此高性能材料的制造方法中，若以常压烧结(sintered)制成，如果以100％碳化硅粉(silicon carbide powder)烧结接近理论密度(3.21g/cm3)，必须在2000℃以上高温及350MPa以上高压才可能达成，而目前业界还通过添加一些非氧化物助烧剂使碳化硅烧成温度降到2000℃左右及常压附近，以此方法制造碳化硅可达到理论密度98％，以此制成的碳化硅拥有极强的共价键，在1650℃高温下还能保持其优异性能，因为极致密的结构密度与超高硬度，造就了碳化硅的高耐磨耗性，因为极致密结构(低孔隙率)和极强共价键(化学惰性)造就了碳化硅(silicon carbide)高耐腐蚀性和高耐氧化性，即使在强酸强碱环境中也能够正常运作。
然而，高耐磨耗性加上极低孔隙率结构特色，却也因为会与保持器的顶推环体之间产生高度摩擦现象，进而相对影响到转动轴的旋转顺畅度，同时更容易造成机械轴封温度过高现象，造成其使用寿命缩短的问题点。
有鉴于此，本实用新型发明人乃积极开发研究，并为改进上述产品的不足，经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本实用新型的碳化硅机械轴封。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种碳化硅机械轴封，能够解决现有技术中碳化硅机械轴封影响转动轴旋转顺畅度、增加转动轴磨耗速度而缩短其使用寿命的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种碳化硅机械轴封，其包括：一轴封主体，为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，该轴封主体包括一装设固定部以及一受推面；一保持器，包括一轴结合座、一顶推环体以及顶撑于该轴结合座与顶推环体之间的一弹性组件所构成，其中该顶推环体为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，其具有一顶推环面以抵顶于该轴封主体的受推面；至少一摩擦度降低区域，设于该轴封主体的受推面、该顶推环体的顶推环面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低区域的摩擦度小于该轴封主体与顶推环体的摩擦度。
优选地，其中所述摩擦度降低区域，为碳化硅材质混合重量比0.5％至50％的碳材质所构成的复合层构造。
其中所述摩擦度降低区域，为碳化硅材质混合重量比0.5％至50％的石墨材质所构成的复合层构造。
其中所述摩擦度降低区域，为多数个间隔设置分布的内凹部所构成。
其中所述内凹部为凹槽、凹沟中任意一种型态。
一种碳化硅机械轴封，其包括：一轴封主体，为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，该轴封主体包括一装设固定部以及一受推面；至少一摩擦度降低区域，设于该轴封主体的受推面的全部或局部面域，所述摩擦度降低区域的摩擦度小于该轴封主体的摩擦度。
采用本实用新型的技术方案后，由于所述碳化硅机械轴封的轴封主体所设受推面、顶推环体的顶推环面任至少其中一者还增设有所述摩擦度降低区域的创新独特设计，使本实用新型对照先前技术所提习知结构而言，可利用所述摩擦度降低区域的摩擦度小于轴封主体与顶推环体摩擦度的结构特色，以达到大幅降低碳化硅机械轴封摩擦度、增进转动轴旋转顺畅度、延长机械轴封使用寿命的实用进步性。
附图说明
图1是本实用新型结构较佳实施例的组合平面剖视图。
图2是本实用新型结构较佳实施例的立体剖视图。
图3是本实用新型的摩擦度降低区域型态另一实施例的平面剖视图。
图4是本实用新型的摩擦度降低区域设置型态另一实施例图。
图5是本实用新型的摩擦度降低区域设置型态又一实施例图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
请参阅图1和图2，为本实用新型碳化硅机械轴封的较佳实施例，类似的实施例仅供说明之用，在专利申请上并不受此结构的限制。所述碳化硅机械轴封A的实际应用组装状态如图1所示，其被组装固定于一筒套组件10内部，并使该碳化硅机械轴封A组套配合于一转动轴20外部，该碳化硅机械轴封A包括下述构成：
一轴封主体40，为碳化硅材质所构成的一环状实心体型态，该轴封主体40包括一装设固定部41以及一受推面42；
一保持器50，包括一轴结合座51、一顶推环体52以及顶撑于该轴结合座51与顶推环体52之间的一弹性组件53(可为一螺旋弹簧)所构成，其中，该轴结合座51与该转动轴20结合固定而呈同动状态，该顶推环体52为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，其具有一顶推环面54以抵顶于该轴封主体40的受推面42；
至少一摩擦度降低区域60，设于该轴封主体40的受推面42、顶推环体52的顶推环面54任至少其中一者的全部面域或局部面域，所述摩擦度降低区域60的摩擦度小于该轴封主体40与顶推环体52的摩擦度；由于该碳化硅机械轴封A于转动轴20作动时，其保持器50的轴结合座51、顶推环体52及弹性组件53与转动轴20同动，但该轴封主体40则是被固定在筒套组件10内部，这使得该顶推环体52的顶推环面54与该轴封主体40受推面42之间会呈现相互错动摩擦状态，所以通过所述摩擦度降低区域60的设置，主要即是为了减降其间的摩擦、磨耗程度。
其中，如图1、图2所示，所述摩擦度降低区域60，可为碳化硅材质混合重量比0.5％至50％的碳材质所构成的复合层构造，如此，可利用碳材质摩擦度低于碳化硅的特色，以达到降低该受推面42表面摩擦度的目的。或者，所述摩擦度降低区域60也可为碳化硅材质混合重量比0.5％至50％的石墨材质所构成的复合层构造。
再如图3所示的摩擦度降低区域60B，其为多数个间隔设于该轴封主体40受推面42(或顶推环体52所设顶推环面54)的内凹部所构成；所述内凹部可为凹槽、凹沟、粗糙面任其中一种型态；如此，可利用所述内凹部型态的摩擦度降低区域60B结构特色，以达到降低该受推面42表面摩擦面积(即摩擦度)的等同功效及目的。
如图4所示，为所述摩擦度降低区域60仅设置于该顶推环体52所设顶推环面54的实施型态。
如图5所示，则为所述摩擦度降低区域60同时设置于该轴封主体40的受推面42与该顶推环体52所设顶推环面54的实施型态。
功效说明：本实用新型所揭示的碳化硅机械轴封，主要通过所述碳化硅机械轴封的轴封主体所设受推面、顶推环体的顶推环面任至少其中一者还增设有所述摩擦度降低区域的创新独特设计，使本实用新型对照先前技术所提习知结构而言，可利用所述摩擦度降低区域的摩擦度小于轴封主体与顶推环体摩擦度的结构特色，以达到大幅降低碳化硅机械轴封摩擦度、增进转动轴旋转顺畅度、延长机械轴封使用寿命的实用进步性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种碳化硅机械轴封，其特征在于，所述碳化硅机械轴封包括：
一轴封主体，为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，该轴封主体包括一装设固定部以及一受推面；
一保持器，包括一轴结合座、一顶推环体以及顶撑于该轴结合座与顶推环体之间的一弹性组件所构成，其中该顶推环体为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，其具有一顶推环面以抵顶于该轴封主体的受推面；
至少一摩擦度降低区域，设于该轴封主体的受推面、该顶推环体的顶推环面任至少其中一者的全部或局部面域，所述摩擦度降低区域的摩擦度小于该轴封主体与顶推环体的摩擦度。
2.根据权利要求1所述的碳化硅机械轴封，其特征在于：其中所述摩擦度降低区域，为多数个间隔设置分布的内凹部所构成。
3.根据权利要求2所述的碳化硅机械轴封，其特征在于：其中所述内凹部为凹槽、凹沟中任意一种型态。
4.一种碳化硅机械轴封，其特征在于，所述碳化硅机械轴封包括：
一轴封主体，为碳化硅材质所构成的环状实心体型态，该轴封主体包括一装设固定部以及一受推面；
至少一摩擦度降低区域，设于该轴封主体的受推面的全部或局部面域，所述摩擦度降低区域的摩擦度小于该轴封主体的摩擦度。
5.根据权利要求4所述的碳化硅机械轴封，其特征在于：其中所述摩擦度降低区域，为多数个间隔设置分布的内凹部所构成。
6.根据权利要求5所述的碳化硅机械轴封，其特征在于：其中所述内凹部为凹槽、凹沟中任意一种型态。
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