TW201430248A - 軸封 - Google Patents

Abstract

一種軸封，包含一設置於一轉動設備上的封蓋單元、一軸套單元，及一密封單元。該軸套單元包括一穿置於該封蓋單元中的軸套，該軸套具有一穿置該封蓋單元的套管部、一套置於該套管部外周面上的端蓋部，及一由該套管部內周面徑向穿置以結合該套管部與該端蓋部的結合件。利用可分離之套管部與端蓋部之軸套的設計，不僅拆裝維修便利，且可依製程流體的性質分別採用不同材質的材料製造，有效降低維修成本與生產成本，配合該軸輔助密封圈與該第一、二軸套輔助密封圈，有效避免該結合件因接觸隔離液或製程液而被腐蝕，進而提高整體的使用壽命。

Description

軸封

本發明是有關於一種用於轉動設備上的密封裝置，特別是指一軸封。

軸封是一種安裝於轉動機械設備之腔體與轉動心軸之間隙處，用以避免轉動機械設備內的流體或氣體由間隙處滲出的設備。

參閱圖1，現有攪拌機專用軸封1是設置於一攪拌機100上，以供該攪拌機100的轉軸101穿設。該攪拌機專用軸封1包括一設置於該攪拌機100上的封蓋單元11、一穿置該封蓋單元11的軸套單元12，及一設置於該軸套單元12上且位於該封蓋單元11中的密封單元13。

該封蓋單元11包括一設置於該攪拌機100上的格蘭蓋111、一設置於該格蘭蓋111上的環座112、一設置於該環座112相反於該格蘭蓋111之一側上的密封蓋113，及一由該格蘭蓋111、環座112與該密封蓋113相配合界定出的容置空間114。

該軸套單元12包括一穿伸該密封蓋113且被該轉軸101穿置的軸套121，及一位於該軸套121與該轉軸 101之間的軸密封圈122，該軸套121具有一朝向該攪拌機100的內端面123，及一與該內端面123相反的外端面124。

該密封單元13包括一設置於該軸套121外周面且位於該容置空間114中的定位座131，及分別設置於該格蘭蓋111與該密封蓋113上的一內密封機構132與一外密封機構135。其中，該內密封機構132具有一設置於該格蘭蓋111上的內固定環133，及一推抵於該內固定環133上的內轉動環134；而該外密封機構135具有一設置於該密封蓋113上的外固定環136，及一推抵於該外固定環136上的外轉動環137。

利用上述結構雖然能有效防止攪拌機100內的流體(圖未示)外洩以提高防漏效果，但是，如果攪拌機100內的流體具腐蝕性時，即容易腐蝕該內密封機構132與該軸套121的內端面123。

該內密封機構132可以視腐蝕性情況以分別更換內固定環133與內轉動環134為耐蝕性非金屬材料(例：陶瓷)，但是，由於該軸套121是一體成型製成，因此，只要該軸套121的內端面123被腐蝕或發生變形至一定程度即需更換整支軸套121，而且需將整組軸封1拆解後才可更換，無疑形成維修成本與材料上的浪費，當然，為了減緩腐蝕該軸套121也可以採用高抗腐蝕性的材質製成，但是，若該軸套121整體皆以高抗腐蝕性的材質所製成，將造成生產成本大增。

因此，本發明之目的，即在提供一種能有效降低維修成本與生產成本之軸封。

於是本發明軸封是安裝於一轉動設備上以供一轉軸穿置，該軸封包含一設置於該轉動設備上的封蓋單元、一穿置該封蓋單元的軸套單元，及一設置於該軸套單元上的密封單元。

該封蓋單元包括一設置於該轉動設備上的密封蓋且具有一容置空間；該軸套單元包括一穿置於該封蓋單元中且被該轉軸穿置的軸套，及一位於該軸套與該轉軸間的軸輔助密封圈，其中，該軸套具有一穿置該封蓋單元的套管部、一套置於該套管部外周面上且容置於該容置空間中的端蓋部，及一由該套管部內周面徑向穿置以鎖設結合該套管部與該端蓋部的結合件，該軸輔助密封圈是設置於端蓋部及轉軸間。該密封單元包括一設置於該端蓋部的傳動機構，及一介於該密封蓋與該傳動機構間的外密封機構，以密封該密封蓋與該軸套間的間隙。

本發明的有益效果在於：利用可分離之套管部與端蓋部之軸套的設計，對帶有軸承之軸封不僅拆裝維修便利，且可依製程流體的性質分別採用不同材質的材料製造，有效降低維修成本與生產成本，配合由該套管部內周面徑向穿置以鎖設結合該套管部與該端蓋部的結合件，再藉由軸輔助密封圈有效避免該結合件被腐蝕，進而提高整體的使用壽命。

2‧‧‧軸封

3‧‧‧封蓋單元

31‧‧‧格蘭蓋

32‧‧‧環座

33‧‧‧密封蓋

34‧‧‧容置空間

35‧‧‧隔離液入口

36‧‧‧隔離液出口

37‧‧‧軸承蓋

38‧‧‧軸承

4‧‧‧軸套單元

41‧‧‧軸套

411‧‧‧套管部

412‧‧‧端蓋部

413‧‧‧結合件

414‧‧‧凸緣

42‧‧‧軸輔助密封圈

43‧‧‧驅動環

44‧‧‧第一軸套輔助密封圈

45‧‧‧第二軸套輔助密封圈

5‧‧‧密封單元

6‧‧‧外密封機構

61‧‧‧外固定環

62‧‧‧外轉動環

63‧‧‧外壓縮環

64‧‧‧外壓縮彈簧

65‧‧‧外輔助密封圈

7‧‧‧內密封機構

71‧‧‧內固定環

72‧‧‧內轉動環

73‧‧‧內壓縮環

74‧‧‧內壓縮彈簧

75‧‧‧內輔助密封圈

8‧‧‧傳動機構

81‧‧‧定位座

811‧‧‧螺旋導槽

82‧‧‧外安裝部

83‧‧‧內安裝部

84‧‧‧外定位銷

85‧‧‧內定位銷

86‧‧‧外扣環

87‧‧‧內扣環

200‧‧‧轉動設備

201‧‧‧轉軸

91‧‧‧鍵

92‧‧‧螺栓

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視圖，說明現有的一軸封；圖2是一剖視圖，說明本發明軸封的第一較佳實施例；圖3是一剖視圖，說明本發明軸封的第二較佳實施例；圖4是一剖視圖，說明本發明軸封的第三較佳實施例；圖5是一剖視圖，說明本發明軸封的第四較佳實施例；圖6是一剖視圖，說明本發明軸封的第五較佳實施例；圖7是一剖視圖，說明本發明軸封的第六較佳實施例；圖8是一剖視圖，說明本發明軸封的第七較佳實施例；及圖9是一剖視圖，說明本發明軸封的第八較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發之軸封2的第一較佳實施例是安裝於一轉動設備200上以供一轉軸201穿置，該軸封2包含一設置於該轉動設備200上的封蓋單元3、一穿置該封蓋單元3的軸套單元4，及一設置於該軸套單元4上的密封單元5。該封蓋單元3包括一安裝於該轉動設備200上的格蘭蓋31、一設置於該格蘭蓋31上的環座32、一設置於該環座32相反於該格蘭蓋31之一側上的密封蓋33、一由該格蘭蓋31、環座32與密封蓋33相配合界定出的容置空間34 ，及分別連通該容置空間34與外界的一隔離液入口35與一隔離液出口36，其中，該隔離液入口35是形成於該環座32上，而該隔離液出口36是形成於該密封蓋33上。於本較佳實施例中，該格蘭蓋31、環座32與該密封蓋33個別組合，實際應用上，該格蘭蓋31與該環座32，或該環座32與該密封蓋33也可以是一體式的型態，依然可以達成相同的效果。

該軸套單元4包括一穿置於該封蓋單元3的密封蓋33中且被該轉軸201穿置的軸套41、一位於該軸套41與該轉軸201間的軸輔助密封圈42，及一套設於該軸套41相反於該轉動設備200之一側上的驅動環43，其中，該軸套41具有一穿置該封蓋單元3的套管部411、一套置於該套管部411外周面上且容置於該容置空間34中的端蓋部412，及一由該套管部411內周面徑向穿置以鎖設結合該套管部411與該端蓋部412的結合件413，該軸輔助密封圈42是位於該端蓋部412與該轉軸201之間，該端蓋部412具有一徑向向外凸伸的凸緣414。於本較佳實施例中，該結合件413是一螺栓。

該密封單元5包括間隔設置於該容置空間34中的一外密封機構6與一內密封機構7，及一設置於該端蓋部412上且位於該外密封機構6與該內密封機構7之間的傳動機構8。

該傳動機構8具有一設置於該端蓋部412之凸緣414上且表面形成有一螺旋導槽811的定位座81、一朝 向該密封蓋33方向且凹陷形成於該定位座81上的外安裝部82，及一朝向該轉動設備200方向且凹陷形成於該定位座81上的內安裝部83。

該外密封機構6具有一設置於該密封蓋33上的外固定環61、一推抵於該外固定環61上的外轉動環62、一推抵於該外轉動環62上的外壓縮環63、多數兩端分別頂抵該外壓縮環63與該定位座81的外壓縮彈簧64，及一套附於該軸套41之端蓋部412上之外輔助密封圈65，且該外輔助密封圈65介於該外轉動環62與該端蓋部412之間，其中，該外壓縮環63與所述外壓縮彈簧64是位於該傳動機構8之外安裝部82中。

該內密封機構7具有一設置於該格蘭蓋31上的內固定環71、一推抵於該內固定環71上的內轉動環72、一推抵於該內轉動環72上的內壓縮環73、多數兩端分別頂抵該內壓縮環73與該定位座81的內壓縮彈簧74，及一套附於該軸套41之端蓋部412上之內輔助密封圈75，且該內輔助密封圈75介於該內轉動環72與該端蓋部412之間，其中，該內壓縮環73與所述內壓縮彈簧74是位於該傳動機構8之內安裝部83中。

利用外密封機構6與該內密封機構7的設計，可有效平衡該轉動設備200中與該容置空間34的壓力，提升密合效果。且該傳動機構8還具有多數軸穿該外轉動環62與該外安裝部82的外定位銷84(因視角關係僅顯示其中之一)、多數軸穿該內轉動環72與該內安裝部83的內定位 銷85(因視角關係僅顯示其中之一)、一設置於該外安裝部82中以限制所述外轉動環62的外扣環86，及一設置於該內安裝部83中以限制所述內轉動環72的內扣環87。

利用上述設計，本發明攪拌機專用軸封2除了具有更好的密合效果外，在實際應用上具有下列優點：

1.降低成本：利用該軸套41可分離之套管部411與端蓋部412的設計，當該端蓋部412被該轉動設備200內的流體(圖未示)所腐蝕時，僅需更換該端蓋部412，無需連未被腐蝕的套管部411一併更換，因此能有效降低維修成本減少浪費；此外，該軸套41的套管部411與端蓋部412可分別採用不同材質製作，端蓋部412可依製程流體之性質採用成本較高之防腐蝕金屬，而不會與製程流體接觸的套管部411則可選用一般適用材質製造，以有效降低材料成本。

2.使用壽命長：利用該結合件413由套管部411內周面徑向穿置鎖設於端蓋部412內周面，以結合該套管部411與端蓋部412的設計，搭配該軸輔助密封圈42，不但可避免該結合件413與轉動設備200內之流體相接觸，以免受流體的侵蝕而影響鎖固性與強度，更可以大幅提升整體的使用壽命。

3.維修更換方便：續上述，由於該結合件413是由該套管部411內周面徑向穿置以結合該套管部411與該端蓋部412，因此，若套管部411要進行維修或更換作業時，在將該封蓋單元3與該轉動設備200相互分離後，僅 需拆卸該結合件413即可進行該套管部411與軸輔助密封圈42的維修與更換作業，因此，在維修更換上更為方便。

參閱圖3，本發明軸封2的第二較佳實施例，大致是與該第一較佳實施例相似，不相同的地方在於：該軸套單元4還包括一介於該軸套41之套管部411與端蓋部412之間的第二軸套輔助密封圈45。該第二軸套輔助密封圈45位於該結合件413且靠大氣側處，主要阻擋由外固定環61及外轉動環62對磨面滲出的腐蝕性流體影響結合件413，同時也能提升該套管部411與端蓋部412之間的密封效果。

參閱圖4，本發明軸封2的第三較佳實施例，大致是與該第一較佳實施例相似，不相同的地方在於：該軸套單元4還包括二分別介於該軸套41之套管部411與端蓋部412之間，以及該套管部411與該轉軸201之間的第一軸套輔助密封圈44，此型態用於高壓製程，當該軸輔助密封圈42耐不住高壓時，該套管部411與該轉軸201之間及套管部411與端蓋部412之間的第一軸套輔助密封圈44還能做第二道防護，避免具腐蝕性的製程液影響該結合件413，同時還能提升該套管部411與端蓋部412之間，與該套管部411與該轉軸201之間的密封效果。

參閱圖5，本發明軸封2的第四較佳實施例，大致是與該第三較佳實施例相似，不相同的地方在於：該封蓋單元3還包括一組設於該密封蓋33上的軸承蓋37、一設置於該軸承蓋37中的軸承38，該軸套41的套管部411是 穿伸出該軸承蓋37。

由於本較佳實施例大致是與該第三較佳實施例相同，因此除了可以達成第三較佳實施例的功效外，利用該軸承38不但能給予該軸套41與轉軸201多一支撐點，使該軸套41的轉動能更為平順，避免轉軸201的過度徑向偏擺導致軸封2結構破壞，使該攪拌機專用軸封2可應用在立式/側部/傾斜/底部轉動設備200上，增加該軸封2的適用範圍。

而且由於該軸承38藉由該套管部411與一鍵91結合定位，若僅需維修軸封2，不需拆卸該軸承38等靠大氣側的相關構件，僅需卸下穿過軸承蓋37、密封蓋33而與格蘭蓋31結合的螺栓92以及該結合件413，該密封蓋33、軸承蓋37、套管部411及軸承38可一體拉出，分為軸封部與軸承部，使維修更有效率，而且因軸承38處存在有大量的潤滑油脂，一體拉出式的設計，可以不需要拆卸軸承38以避免潤滑油脂污染軸封2內的組件。

參閱圖6，本發明軸封2的第五較佳實施例，大致是與該第一較實施例相同，不相同的地方在於：該密封單元5包括一設置於該凸緣414上的傳動機構8，及一介於該密封蓋33與該傳動機構8之間的外密封機構6。

本較佳實施例除了具有與該第一較佳實施例的相同功效外，也可適用於僅具有該外密封機構6的單軸封2上，也就是說，該本發明適用於如圖2~5的雙軸封結構，也適用本較佳實施例的單軸封結構。

參閱圖7，本發明軸封2的第六較佳實施例，大致是與該第五較實施例相同，不相同的地方在於：該軸套單元4還包括一介於該軸套41之套管部411與端蓋部412之間的第二軸套輔助密封圈45。該第二軸套輔助密封圈45位於該結合件413且靠大氣側處，主要阻擋由外固定環61及外轉動環62對磨面滲出的腐蝕性流體影響結合件413，同時也能提升該套管部411與端蓋部412之間的密封效果。

參閱圖8，本發明軸封2的第七較佳實施例，大致是與該第五較佳實施例相似，不相同的地方在於：該軸套單元4還包括二分別介於該軸套41之套管部411與端蓋部412之間，以及該套管部411與該轉軸201之間的第一軸套輔助密封圈44。當該軸輔助密封圈42耐不住高壓時，該套管部411與轉軸201之間及該套管部411與該端蓋部412之間的第一軸套輔助密封圈44還能做第二道防護，避免具腐蝕性的製程液影響結合件413，同時還能提升該套管部411與端蓋部412之間，與該套管部411與該轉軸201之間的密封效果。

參閱圖9，本發明軸封2的第八較佳實施例，大致是與該第六較佳實施例相似，不相同的地方在於：該軸套單元4還包括多數第一軸套輔助密封圈44，其中，第一、第二軸套輔助密封圈44、45是介於該軸套41之套管部411與端蓋部412之間，且分別位於該結合件413的相反兩側，另一第一軸套輔助密封圈44是介於該套管部411與該 轉軸201之間，該第二軸套輔助密封圈45位於該結合件413且靠大氣側處，主要阻擋由外固定環61及外轉動環62對磨面滲出的腐蝕性流體影響結合件413，同時也能提升該套管部411與端蓋部412之間的密封效果，而當該軸輔助密封圈42耐不住高壓時，套管部411與轉軸之間及套管部411與端蓋部412之間的所述第一軸套輔助密封圈44還能做第二道防護，避免具腐蝕性的製程液影響結合件413，以提升該套管部411與端蓋部412之間，與該套管部411與該轉軸201之間的密封效果。

綜上所述，本發明軸封2利用可分離之套管部411與端蓋部412以及結合件413倒鎖的設計，以便於該軸套41之套管部411與端蓋部412的拆裝維修便利及可分別採用不同成本的材質製造，有效降低維修成本與生產成本，且配合由該套管部411內周面徑向穿置以倒鎖方式鎖設結合該套管部411與該端蓋部412的結合件413，搭配該第一軸套輔助密封圈44、軸輔助密封圈42及第二軸套輔助密封圈45的密封，避免該結合件413被製程流體腐蝕，進而提高整體的使用壽命，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧軸封

3‧‧‧封蓋單元

31‧‧‧格蘭蓋

32‧‧‧環座

33‧‧‧密封蓋

34‧‧‧容置空間

35‧‧‧隔離液入口

36‧‧‧隔離液出口

4‧‧‧軸套單元

41‧‧‧軸套

411‧‧‧套管部

412‧‧‧端蓋部

413‧‧‧結合件

414‧‧‧凸緣

42‧‧‧軸輔助密封圈

43‧‧‧驅動環

5‧‧‧密封單元

6‧‧‧外密封機構

61‧‧‧外固定環

62‧‧‧外轉動環

63‧‧‧外壓縮環

64‧‧‧外壓縮彈簧

65‧‧‧外輔助密封圈

7‧‧‧內密封機構

71‧‧‧內固定環

72‧‧‧內轉動環

73‧‧‧內壓縮環

74‧‧‧內壓縮彈簧

75‧‧‧內輔助密封圈

8‧‧‧傳動機構

81‧‧‧定位座

811‧‧‧螺旋導槽

82‧‧‧外安裝部

83‧‧‧內安裝部

84‧‧‧外定位銷

85‧‧‧內定位銷

86‧‧‧外扣環

87‧‧‧內扣環

200‧‧‧轉動設備

201‧‧‧轉軸

Claims (10)

1. 一種軸封，用以安裝於一轉動設備的轉軸上，該軸封包含：一封蓋單元，包括一設置於該轉動設備上的密封蓋且具有一容置空間；一軸套單元，包括一穿置於該封蓋單元中且被該轉軸穿置的軸套，及一位於該軸套與該轉軸間的軸輔助密封圈，其中，該軸套具有一穿置該封蓋單元的套管部、一套置於該套管部外周面上且容置於該容置空間中的端蓋部，及一由該套管部內周面徑向穿置以鎖設結合該套管部與該端蓋部的結合件，該軸輔助密封圈是設置於端蓋部及轉軸間；及一密封單元，包括一設置於該端蓋部的傳動機構，及一介於該密封蓋與該傳動機構間的外密封機構，以密封該密封蓋與該軸套間的間隙。
2. 如請求項1所述的軸封，其中，該軸套單元還包括一介於該軸套之套管部與端蓋部之間面向靠大氣側的第二軸套輔助密封圈。
3. 如請求項1所述的軸封，其中，該軸套單元還包括多數分別介於該軸套之套管部與端蓋部之間，及該套管部與轉軸之間的第一軸套輔助密封圈。
4. 如請求項1所述的軸封，其中，該傳動機構具有一設置於該軸套之端蓋部的定位座，及一朝向該密封蓋方向且凹陷形成於該定位座上的外安裝部，該外密封機構具有 一設置於該密封蓋上的外固定環、一推抵於該外固定環上的外轉動環、一容置於該外安裝部中並推抵於該外轉動環上的外壓縮環、多數容置於該外安裝部中且兩端分別頂抵該外壓縮環與該定位座的外壓縮彈簧，及一套附於該軸套單元上且介於該外轉動環與該端蓋部之間的外輔助密封圈。
5. 如請求項1所述的軸封，其中，該封蓋單元還包括一安裝於該轉動設備上的格蘭蓋、一設置於該格蘭蓋上的環座，及分別連通該容置空間與外界的一隔離液入口與一隔離液出口，及一介於該格蘭蓋與該傳動機構間的內密封機構，其中，該密封蓋是位於該環座相反於該格蘭蓋的一側，而該格蘭蓋、環座與該密封蓋相配合界定出該容置空間。
6. 如請求項5所述的軸封，其中，該傳動機構還具有一朝向該轉動設備方向且凹陷形成於該定位座上的內安裝部，該內密封機構具有一設置於該格蘭蓋上的內固定環、一推抵於該內固定環上的內轉動環、一推抵於該內轉動環上的內壓縮環、多數兩端分別頂抵該內壓縮環與該定位座的內壓縮彈簧，及一套附於該軸套單元上且介於該內轉動環與該端蓋部之間的內輔助密封圈，該內壓縮環與所述內壓縮彈簧是位於該傳動機構的內安裝部中。
7. 如請求項4所述的軸封，其中，該傳動機構之定位座表面形成有一螺旋導槽。
8. 如請求項2所述的軸封，其中，該封蓋單元還包括一組 設於該密封蓋上的軸承蓋，及一設置於該軸承蓋中的軸承，該軸套之套管部穿伸出該軸承蓋。
9. 如請求項5所述的軸封，其中，該密封蓋與該環座是一體式。
10. 如請求項5所述的軸封，其中，該格蘭蓋與該環座是一體式。