TWI603020B - 流體機械潤滑系統總成 - Google Patents

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Description

流體機械潤滑系統總成
本揭露有關於一種流體機械潤滑系統總成，尤指一種在負壓工況下仍保有多層次元件阻絕潤滑油洩漏與改善密封件定位精度之密封方式之流體機械潤滑系統總成。
傳統軸承密封總成之油路運作機制為：潤滑系統供油後，傳動軸高速旋轉帶著拋油環將多餘之潤滑油向圓周甩出，而油箱上下各有一回油通道，用以回收多餘之潤滑油，而間隔環則用以避免軸承內外環接觸同一零件產生摩擦，由軸承壓環固定軸承，一旦有多餘的潤滑油向帶動側(葉輪側)擴散時，則由傳動軸上之拋油溝進行第一道阻絕手法，最後以迷宮環做為密封。
在正壓(送風)下，帶動側所產生之氣流推力往動力側(馬達側，亦即軸承密封總成內側)，能將密封之零組件以更緊迫的方式防止洩漏；然而，一旦在負壓(真空)狀態下，氣流推力卻會反向變成拉力，朝向帶動側(亦即軸承密封總成外側)，在壓力差影響下，潤滑油會往帶動側(葉輪側)洩漏進入工作流體而造成汙染。換言之，傳統方式組合密封無法具有良好之密封能力。
因此，如何能有一種軸封、排氣、集油、拋油、供油與回油構造之技術手段，達成潤滑油油路順暢、洩漏阻絕與正、負壓工 況皆可實施之功效，以解決潤滑系統洩漏之「流體機械潤滑系統總成」，係相關技術領域亟需解決之課題。
於一實施例中，本揭露提出一種流體機械潤滑系統總成，其包含：一傳動軸，其相對二軸向端分別為一動力側與一帶動側，於動力側設有一機身組件，於機身組件內設有一第一軸承與一第二軸承；一噴油間隔環，套設於傳動軸且位於第一軸承與第二軸承之間並且連通於一供油迴路，噴油間格環具有環繞其軸向之一外環圈與一內環圈，於外環圈設有至少一孔洞貫穿噴油間隔環之兩軸向側面，第一孔洞與供油迴路相連通；以及一迷宮環，其具有相對之一第一軸向端與一第二軸向端，第一軸向端朝向動力側，第二軸向端朝向帶動側，迷宮環之外徑由第一軸向端朝向第二軸向端漸擴，於迷宮環外側環繞其軸向設有複數凹槽，使迷宮環外側形成環形階梯狀結構，迷宮環套設於該傳動軸且嵌設於機身組件。
10‧‧‧傳動軸
11‧‧‧動力側
12‧‧‧帶動側
13‧‧‧機身組件
131‧‧‧渦殼蓋板
132‧‧‧供油迴路
133‧‧‧殼體
14‧‧‧第一軸承
15‧‧‧第二軸承
16‧‧‧油溝
17‧‧‧第一空間
171‧‧‧第二空間
18‧‧‧回油路
181‧‧‧第一端
182‧‧‧第二端
19‧‧‧齒輪箱
191‧‧‧第三空間
20‧‧‧噴油間隔環
21‧‧‧外環圈
22‧‧‧內環圈
23‧‧‧第一孔洞
24‧‧‧弧形凹槽
25‧‧‧第二孔洞
26‧‧‧定位銷
30‧‧‧迷宮環
31‧‧‧第一軸向端
32‧‧‧第二軸向端
33‧‧‧凹槽
40‧‧‧拋油環
41‧‧‧凸緣
42‧‧‧凹槽
50‧‧‧排氣道
圖1為本揭露之實施例之組合剖面結構示意圖。
圖1A為圖1之1A部放大圖。
圖2為圖1實施例之噴油間隔環之外觀結構示意圖。
圖3為圖2之A-A剖面放大結構示意圖。
圖4為圖1實施例之迷宮環之外觀結構示意圖。
圖5為圖4之B-B剖面結構示意圖。
圖6為圖1實施例之拋油環之外觀結構示意圖。
圖7為圖6之C-C剖面放大結構示意圖。
請參閱圖1所示一種流體機械潤滑系統總成，其包含一傳動軸10、一噴油間隔環20、一迷宮環30、一拋油環40及一排氣道50。
傳動軸10相對二軸向端分別為一動力側11與一帶動側12，於動力側11設有一機身組件13，機身組件13包括一渦殼蓋板131，於機身組件13內設有一第一軸承14與一第二軸承15。動力側11連接於一動力源(例如馬達)，可帶動設置於機身組件13內的其他組件(例如齒輪)及傳動軸10轉動，當傳動軸10轉動時，可帶動設置於帶動側12之被動件(例如葉輪)轉動。
請參閱圖1至圖3所示，噴油間隔環20套設於傳動軸10且位於第一軸承14與第二軸承15之間並且連通於一供油迴路132。噴油間格環20具有環繞其軸向之一外環圈21與一內環圈22，於外環圈21設有至少一第一孔洞23與供油迴路132相連通；噴油間隔環20之相對二軸向側面於外環圈21與內環圈22之間各設有一弧形凹槽24，於本實施例中，弧形凹槽24之中心與噴油間隔環20同心，於弧形凹槽24設有第二孔洞25連通第一孔洞23，亦即，第一孔洞23貫穿噴油間隔環20之兩軸向側面，供油迴路132中的潤滑油流入第一孔洞23，再由第二孔洞25流向兩側的第一軸承14與第二軸承15以進行潤滑。此外，於噴油間隔環20之徑向側(如圖1至3圖所示，於噴油間隔環20徑向之底側)設有一定位銷26用以插設於該動力側11之一殼體133。藉由一體成形之噴油 間隔環20，其內環結構作為間隔環，外環結構作為噴油環，可解決定位之垂直度與平行度之問題，並提升密封洩漏元件精度。
請參閱圖1及圖4、5所示，迷宮環30具有相對之一第一軸向端31與一第二軸向端32，第一軸向端31朝向動力側11，第二軸向端32朝向帶動側12，迷宮環30之外徑由第一軸向端31朝向第二軸向端32漸擴，於迷宮環30外側環繞其軸向設有複數凹槽33，使迷宮環30外側形成環形階梯狀結構。迷宮環30套設於傳動軸10且嵌設於渦殼蓋板131，於本實施例中，於迷宮環30外側環繞其軸向設有六道凹槽33，然不限於此，環形階梯狀結構至少為三階，於渦殼蓋板131設有相對應之環形階梯狀結構即可。藉由錐狀階梯式外擴之迷宮環30，可增加洩漏阻抗(流阻阻抗)，其外擴設計可克服潤滑油因離心力產生之徑向洩漏，正負壓工況皆可確保不洩漏。
請參閱圖1及圖6、7所示，拋油環40設置於噴油間隔環20與迷宮環30之間，拋油環40套設於傳動軸10，於本實施例中，如圖1所示，傳動軸10表面環繞設有複數油溝16，拋油環40設置於油溝16與迷宮環30之間。如圖6、7所示，於拋油環40徑向之外側緣設有二凸緣41，於凸緣41徑向之外側緣設有複數凹槽42，除此之外，亦可僅設置一凸緣41，且該單一凸緣41可偏置於拋油環40徑向之外側緣左側或右側，或可設置於中央。藉由一體成型設計之拋油環40，其內環可增加集油能力，外環的凸緣41及凹槽42則具有拋油功效，可達成同時集油與拋油功效，大幅提升主動回油能力並可防止洩漏。
請參閱圖1所示，排氣道50設置於渦殼蓋板131，於噴油間 隔環20與迷宮環30之間具有一第一空間17，排氣道50之一端與第一空間17相連通，排氣道50之另一端連通大氣，亦即通往機身組件13之外部。排氣道50設計之用意在於，當傳動軸10高速旋轉所產生的熱使得潤滑油發生相變化時，所產生的油氣會增加潤滑系統內的壓力，而藉由排氣道50之設計，可即時予以釋壓，避免潤滑油朝向帶動側12(例如葉輪)持續洩漏，亦即避免軸向洩漏，因此可確保密封。
此外，於機身組件13設有一回油路18，回油路18具有相對之一第一端181與一第二端182，第一端181與第一空間17以及設置噴油間隔環20之第二空間171相連通(請參閱圖1A)，第二端182與機身組件13內設置齒輪箱19之第三空間191相連通。於本實施例中，第一空間17與第二空間171是相連通的。
綜上所述，請參閱圖1所示，本揭露提供之流體機械潤滑系統總成，當潤滑油進入供油迴路132後，藉由一體式之噴油間隔環20提供第一軸承14與第二軸承15之間隔與噴油作用，第一17、第二空間171中多餘的潤滑油會流入回油路18回收再利用；再藉由一體式之拋油環40提供集油與拋油功效，大幅提升主動回油能力；再藉由錐狀階梯式外擴之迷宮環30增加流阻阻抗，改善易洩漏問題同時兼具容易組合加工與元件組合精度提升；再藉由排氣道50釋放潤滑油在高速旋轉下汽化後之油氣，避免軸向洩漏；利用上述設計軸封、排氣、集油、拋油、供油與回油構造之技術手段，達成潤滑油油路順暢、洩漏阻絕與正、負壓工況皆可實施之功效，以解決潤滑系統洩漏之問題。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本揭露之特點及功 效，而非用於限定本揭露之可實施範疇，於未脫離本揭露上揭之精神與技術範疇下，任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧傳動軸
11‧‧‧動力側
12‧‧‧帶動側
13‧‧‧機身組件
131‧‧‧渦殼蓋板
132‧‧‧供油迴路
133‧‧‧殼體
14‧‧‧第一軸承
15‧‧‧第二軸承
16‧‧‧油溝
17‧‧‧第一空間
171‧‧‧第二空間
18‧‧‧回油路
181‧‧‧第一端
182‧‧‧第二端
19‧‧‧齒輪箱
191‧‧‧第三空間
20‧‧‧噴油間隔環
30‧‧‧迷宮環
40‧‧‧拋油環
50‧‧‧排氣道

Claims (10)

  1. 一種流體機械潤滑系統總成，其包含：一傳動軸，其相對二軸向端分別為一動力側與一帶動側，於該動力側設有一機身組件，於該機身組件內設有一第一軸承與一第二軸承；一噴油間隔環，套設於該傳動軸且位於該第一軸承與該第二軸承之間並且連通於一供油迴路，該噴油間格環具有環繞其軸向之一外環圈與一內環圈，於該外環圈設有至少一第一孔洞貫穿該噴油間隔環之兩軸向側面，該第一孔洞與該供油迴路相連通；以及一迷宮環，其具有相對之一第一軸向端與一第二軸向端，該迷宮環之外徑由該第一軸向端朝向該第二軸向端漸擴，該第一軸向端朝向該動力側，該第二軸向端朝向該帶動側，於該迷宮環外側環繞其軸向設有複數凹槽，使該迷宮環外側形成環形階梯狀結構，該迷宮環套設於該傳動軸且嵌設於該機身組件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該噴油間隔環之徑向側設有一定位銷用以插設於該動力側之一殼體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該噴油間隔環之相對二軸向側面於該外環圈與該內環圈之間各設有一弧形凹槽，於該弧形凹槽設有至少一第二孔洞連通該第一孔洞。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該噴油間隔環與該迷宮環之間設有一拋油環，該拋油環套設於該 傳動軸，於該拋油環徑向之外側緣設有至少一凸緣。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該凸緣徑向之外側緣設有複數凹槽。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該傳動軸表面環繞設有複數油溝，該拋油環設置於該複數油溝與該迷宮環之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該機身組件設有一排氣道，該噴油間隔環與該迷宮環之間具有一第一空間，該排氣道之一端與該第一空間相連通，該排氣道之另一端連通大氣。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該機身組件設有一回油路，該回油路具有相對之一第一端與一第二端，該第一端與該第一空間相連通，該第二端與該機身組件內設置齒輪箱之第三空間相連通。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該第一端與設置該噴油間隔環之第二空間相連通。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之流體機械潤滑系統總成，其中該迷宮環外側形成之該環形階梯狀結構至少為三階。
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