轴封的导流组件及其组合方法

专利名称：轴封的导流组件及其组合方法
技术领域：
本发明设计一种轴封结构，特别是指一种适用于轴封本体的导流组件及其 组合方法。
背景技术：
一般转动机械设备的构造设计，具有一反应槽、 一伸置在制程侧反应槽中 的转动轴、 一锁设在转动轴末端的叶片轮，以及一能带动转动轴旋转的动力装 置，凭借动力装置带动转动轴旋转，使得叶片轮能对于反应槽中的流体进行搅 拌动作。由于在转动机械设备运转的过程中，反应槽内同时会伴随压力，所以 反应槽与转动轴间通常设有一轴封，以避免制程侧的制程液体由枢接处渗出。
而轴封的类型大致可区分为两种，即单轴封以及双轴封，不论是何种型态
的轴封，均会在本体(gland)内设有一可供隔绝液(buffer/barrier fluid)或冲润液流 通的流道。双轴封在外周面设有可与流道连通的一入口与一出口 ，利用隔绝液 经由入口输入流通于流道中并由出口输出，以润滑密封面，同时降低密封面因 转动磨擦所产生的高温，而用于双轴封的隔绝液是由外部桶槽所提供，可视制 程压力大小而决定桶槽是否需要另行加压，在正常操作情况下，隔绝液不会流 进制程侧与制程液体混合。而施予单轴封的冲润液则由制程侧导回冲润，冲润 后也会流回制禾呈侧。
导流4反用于双轴封时，为加速隔绝液的流动，流道内在4妄近隔绝液出口处 通常设有一导流板，导流板侧缘形成倾斜状，利用导引方式来强制隔绝液可在 流道中顺畅地流动。另外，导流板用于单轴封时，仅作为导引冲润液流入的方 向，提升密封面散热效率，也能避免冲润液直接冲击到密封面，造成结构不稳 定。
如图1所示，是一种现有轴封剖面示意图，此种轴封的本体11上的入口 111 与出口 112是位于同一直线上，导流板12是呈半圓弧状介于入口 111与出口 112 之间。然而因此种形态的导流板12接近半圓，几乎占了 一半的流道113,造成流道113空间变窄，使用于单轴封时，无法让隔绝液顺利循环绕整个流道113 圆周，导致隔绝液无法完全带出密封面所累积产生的热量，散热效果因而降低。 如图2所示，是另一种现有轴封剖面示意图，此种轴封的本体21上的入口
211与出口 212是位于同侧，导流板22是设置在入口 211与出口 212之间，导 流板22具有一连接于本体21内壁上的中央部221,以及分别弧形延伸自中央部 221 二相对侧的两个分流部222,以区隔并导引自入口 211输入的隔绝液可经流 道213并由出口 212输出。然而因两个分流部222之间为空心，此区容易产生 扰流以及聚热情形，尤其是当轴封内部需要加压时，呈弧形片体状的所述的分 流部222较无法承受高压流体的冲击，因而容易变形，产生严重的干涉现象， 因此不适用于外加桶槽需加压的情况，也不适用于单轴封的形式(因制程侧存在 压力)。此外，此种形态的导流板22在制造上也存在有加工不易以及制造成本高 等问题。
再参阅图3，是中国台湾公告第454827号「转动机械之轴封装置」新型专 利案，所述的案揭示另一种导流板31及其组合态样，也即是在一密封盖32上 设有一与流道321相通的定位孔322,利用一固定柱33插入定位孔322进而穿 设于导流4反31中，以完成导流板31的组合。此导流板31具有一中央弧面311, 以及位于中央弧面311 二侧的倾斜面312，使得经由二穿孔323输入的隔绝液可 在导流板31的两个倾斜面312导引下，循流道321将心轴36旋转所生成的热 量由设在密封盖32相对端的穿孔324、螺孔325排出，以达散热作用。
然而因两个倾斜面312的延伸切线Sl不会与轴套35接触，即两个倾斜面 312是延伸至密封盖32的二穿孔323下方，以致经由二穿孔323输入的隔绝液 会朝向流道321外侧喷洒后再回流并循流道321流动，对于密封面的冲润效率 较差。另外，因导流板31必须承受整体轴封结构至少一半以上的压力负载，而 导流板31仅凭借一固定柱33插接定位，其定位效果较差，在心轴36运转过程 中，导流板31容易造成晃动，或固定柱33因扭力过大而断裂，造成隔绝液由 乡逢隙泄漏。

发明内容
因此，本发明的目的，即在提供一种轴封的导流组件，使其能提升散热效 果，且能同时应用于单轴封或双轴封的变化共用形式。
本发明的另一目的，即在提供一种组合作业简单迅捷的轴封的导流组件的组合方法。
于是，本发明提供一种轴封的导流组件，所述的轴封包括有一固设在一转 动轴上的轴套、至少一设在所述的轴套外部的本体，以及至少一设在所述的轴 套外部且位于所述的本体内的转动环，所述的本体具有 一形成在其内部的流道, 以及至少 一设在所述的本体上且与所述的流道相通的冲润孔，所述的转动轴定
义有一第一中心轴线；所述的导流组件包括有
一导流块，设置在所述的流道内，且具有一外曲面、 一内曲面，以及至少
一连4妄于所述的外曲面与所述的内曲面间的^f切面，定义所述的内曲面的两个 侧缘与所述的转动轴的所述的第一中心轴线的连线分别为第一径向延伸线与一 第二径向延伸线，且所述的第 一 径向延伸线与所述的第二径向延伸线之间的夹 角不超过九十度，另外，所述的斜切面的延伸切线与所述的转动环外周面接近 相切；以及
一固定件，贯穿所述的本体进而与所述的导流块相连接，以使所述的导流 块的外曲面可与所述的本体内壁相接触贴合。
再者，本发明提供一种轴封的导流组件的组合方法，所述的轴封包括有一 固设在一转动轴上的轴套、至少一设在所述的轴套外部的本体，以及至少一i殳 在所述的轴套外部且位于所述的本体内的转动环，所述的本体具有一形成在其 内部的流道，以及至少一设在所述的本体上且与所述的流道相通的冲润孔，所 迷的转动轴定义有一第 一 中心轴线；所述的导流组件的组合包括以下步骤
(a) 备置所述的导流組件，包含一导流块以及一 固定件；
(b) 在所述的本体上径向成型一阶梯槽，所述的阶梯槽并与所述的流道连通;
(c) 将所述的导流块置在所述的本体内，且所述的固定件穿置在所述的阶梯 槽中并以 一 端与所述的导流块相结合；
(d) 向外拉紧所述的固定件，使其贴合所述的本体壁面，在所述的阶梯槽中 填补焊料；以及
(e) 对所述的固定件穿出所述的阶梯槽的部份施以切除以及磨平作业，即完 成所述的导流组件的组合。
本发明的功效在于导流组件的组装作业简单迅捷，且确保所述的固定件与 所述的本体间的缝隙能凭借阶梯槽的设计，让焊料填满缝隙，避免使用于高压 以及震动场合时，发生液体泄漏，或导流块脱接等 况，且导流块的构造设计 更能有效提升散热效果。


图1是一种现有轴封的剖面示意图2是另一种现有轴封的剖面示意图3是中国台湾公告第454827号「转动机械之轴封装置」新型专利案； 图4是一组合图，说明本发明第一较佳实施例的导流组件的导流块与固定 件的组合态样；
图5是一组合剖面示意图，说明第一较佳实施例的导流组件已置在本体内，
且焊料已填置在阶梯槽中；
图6是一流程图，说明本发明第一较佳实施例的組合方法；
图7是一组合剖面示意图，说明固定件穿出阶梯槽的大孔径段的部份已经
磨平；
图8是一组合剖面示意图，说明使用于双轴封时，将位于导流块对面位置 的冲润孔塞住，只利用邻近导流块二侧的两个冲润孔分别作为隔绝液的入口或 出口 ；
图9是一组合剖面示意图，说明使用于双轴封时，将邻近导流块其中一侧 的冲润孔塞住，邻近导流块另 一侧的冲润孔作为隔绝液的出口 ，而位于对面位 置的冲润孔则作为隔绝液的入口 ；
图IO是一组合剖面示意图，说明使用于双轴封时，冲润孔可呈倾斜状；
图ll是一组合剖面示意图，说明使用于单轴封时，将邻近导流块其中一侧 以及对侧的冲润孔塞住；
图12是一组合图，说明本发明第二较佳实施例的导流组件的导流块与固定 件的组合态样；以及
图13是一组合图，说明本发明第三较佳实施例的导流组件的导流块与固定 件的组合态样。
附图标记说明5导流组件；6轴封；7转动轴；L7、 L8切线；51、 54、 55 导流块；52固定件；53焊料；61轴套；62本体；63转动环；511、 541、 551 外曲面；512、 542、 552内曲面；513、 514、 543斜切面；515、 516、 544直切 面；517螺孔；521外螺紋段；621流道；622、 622，、 622"冲润孔；623阶梯槽； 624小孔径段；625大孔径-徵；81、 82、 83、 84、 85步骤；553、 554斜切面；555、 556直切面；Ll第一中心轴线；L2第一径向延伸线；L3第二径向延伸线；L4 第一直线；L5第二直线；L6第二中心轴线；6 1、 6 2、 6 3夹角。
具体实施例方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的 三个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
在本发明被详细描述的前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元 件是以相同的编号来表示。
参阅图4、 5,是本发明的导流组件的第一较佳实施例，所述导流组件5是
组合在一轴封6上，而轴封6通常是用来安装在一转动机械设备上，转动机械 设备具有一转动轴7，转动轴7定义有一第一中心轴线L1。轴封6包括有一固 设在转动轴7上的轴套61、至少一设在轴套61外部的本体62,以及至少一设 在轴套61外部且位于相对应的本体62.内的转动环63。特别说明的是，在双轴 封或大型轴封上，有时本体会釆用数个串列排列，而转动环的数量与本体个数 相对应，在本实施例中，本体62与转动环63均以一个啦支说明。
本体62具有一形成在其内部且可供一隔绝液流通的流道621,以及至少一 设在本体62上且与流道621相通的冲润孔622，在本实施例中是以设置三个做 说明。由于轴封6的详细结构非本发明的标的所在，所以在此不再赘述。再特 别说明的是，上述转动环63外周面上也可形成有凹槽或叶片(即形成输送环结 构)，用来4,动流道621内的隔绝液加速流动。
导流组件5包括有一导流块51，以及一固定件52,导流块51具有一外曲 面511、 一内曲面512、连4妄于外曲面511与内曲面512的二相对侧间的二4+切 面513、 514,以及分别连4矣各4牛切面513、 514与内曲面512的二直切面515、 516,定义内曲面512的两个側》彖(即内曲面512与二直切面515、 516连4妻处) 与转动轴7的第一中心轴线Ll的连线分别为第一径向延伸线L2与一第二径向 延伸线L3，第一径向延伸线L2与一第二径向延伸线L3之间的夹角6 1不超过 九十度。更定义一第一直线L4与一第二直线L5是分别通过所述的外曲面511 与各斜切面513、 514连接处，第一直线L4与相对应的斜切面513间的夹角6 2, 以及第二直线L5与相对应的^H刀面514间的夹角6 3均为10至80度。导流块 51更具有一显露在外曲面511的螺孔517。另外，固定件52为一杆体，其一端 设有一外螺紋段521，固定件52上更定义有一能通过第一中心轴线L1的第二中 心轴线L6。且前述第一直线L4、第二直线L5均与第二中心轴线L6平行。
参阅图5、 6,本发明的导流组件5的组合方法包括以下步骤首先在步骤 81中，是先备置上述导流组件5(见图4);在步骤82,如图5所示则是在于本体62上径向成型一阶梯槽623，所述的阶梯槽623并与本体62内的流道621连通， 且阶梯槽623具有一小孔径段624以及一大孔径段625，小孔径革爻624邻近所述 的流道621。接着在步骤83中，视固定件52的长短，选择先将固定件52的外 螺紋段521螺锁在导流块51的螺孔517中而与导流块51相组合，的后再将导 流组件5置入本体62的流道621内，固定件52的另 一端由所述的阶梯槽623 的小孔径段624朝大孔径段625穿出；或是先将导流块51置入本体62的流道 621内，再将固定件52由本体62外侧经阶梯槽623的大孔径段625朝小孔径段 624方向穿入，进而凭借外螺紋段521与导流块51的螺孔517相组合。之后， 在步骤84中，是向外拉紧固定件52，使其外曲面511贴合本体62壁面，并在 阶梯槽623的大孔径段625中填补焊料53。最后在步骤85中，是对固定件52 穿出阶梯槽623的大孔径段625的部份施以切除与磨平作业(参见图7),如此即 完成导流组件5的组合。此时，所述的斜切面513、 514的延伸切线L7、 L8与 转动环63外周面相切。
特别说明的是，导流块51与固定件52也可以是一体成型，因此在步骤83 中，固定件52是由内而外通过阶梯槽623的小孔径段624,并由大孔径段625 穿出。同样能进行步骤84的焊料53填补作业，以及步骤85的磨平作业，以迅 速完成导流组件5的组合。
另外，本发明的导流组件应用于双轴封时，可选"^使用两个冲润孔622,作 为一可供隔绝液输入的入口以及一可供隔绝液输出的出口。如图7所示，本实 施例中的三个冲润孔622、 622，、 622",其中两个是位于邻近导流块51两侧处， 用为隔绝液的入口或出口，另一个则是位于对面位置处，也可为隔绝液的出口 或入口。在使用于双轴封场合时，如图8所示，将位于对面位置的冲润孔622" 塞住，只利用邻近导流块51两侧的两个冲润孔622、 622，分别作为隔绝液的入 口或出口。当转动轴7如图中箭号所示正转时，隔绝液经由供隔绝液输入的冲 润孔622输入后，先经斜切面513引导，大量地、快速且顺畅地进入流道621 中，在转动环63的旋转带动下，隔绝液经斜切面514引导，再由位于导流块51 另 一侧的冲润孔622，排出。当然如果转动轴7为逆转时，则隔绝液进出口对调。
如图9所示，也可将邻近导流块51其中 一侧的冲润孔622(或622，)塞住， 邻近导流块51另 一侧的冲润孔622 ，(或622)作为隔绝液的出口 ，而位于对面位 置的冲润孔622"则作为隔绝液的入口 。但所述的冲润孔622、 622， 、 622"的选用 并不以图6至9所示态样为限。参阅图10,当现场管路为具斜度的硬管时，所述的冲润孔622、 622，、 622" 的行径角度可依现场配管状况或转动轴7的旋向而适时调整，如图中所示的冲 润孔622"即呈倾斜状。
当本发明应用于单轴封时，此时转动轴7为逆转时，可选择#_用 一冲润孔 622，，以供冲润液输入，其他两个冲润孔622以及622，，则予以塞住；反之，当 转动轴7为正转时，则塞住两个冲润孔622"与622，。
参阅图12,是本发明的导流组件的第二较佳实施例，本实施例与第一较佳 实施例大致相同，不同处仅在于导流块54的外曲面541与内曲面542的二相对 侧间分别连接一斜切面543与一直切面544。第二直线L5与斜切面543间的夹 角63也为10至80度，另外，内曲面542的两个侧缘与转动轴7的第一中心轴 线Ll(参见图5)的连线也分别为第 一径向延伸线L2与第二径向延伸线L3,且第 一径向延伸线L2与第二径向延伸线L3之间的夹角6 1也不超过九十度。此外， 斜切面543的延伸切线L8也会与所述的转动环63外周面接近相切(参见图7)。 如此同样能具有快速导流以及有效提升散热效果等功效。特别说明的是，此种 形态的导流块54适用于图9、 10、 ll的场合，即位于邻近导流块54两侧的冲 润孔622 、 622 ，中与直切面544相对应者(即图中所示的冲润孔622)予以封闭。
前述中，所述的固定件52与所述的导流块54可为一体成型的设计，也可 如图12所示，所述的固定件52以螺接方式组设在所述的导流块54上，另定义 一通过所述的外曲面551与所述的斜切面554连接处的直线L5，平行于所述的 固定件52的第二中心轴线L6,且所述的直线L5与所述的斜切面543间的夹角 6 3为10至80度；所述的导流块54还具有一另 一连接于所述的斜切面543与 内曲面542间的直切面。
参考图13，是本发明的导流组件的第三较佳实施例，本实施例与第一以及 第二丰交佳实施例大致相同，导流块55的外曲面551与内曲面552的二相对侧间 也分别连接一斜切面553、 554与一直切面555、 556。不同处4又在于二斜切面 553、 554是由外曲面551与各斜切面553、 554连接处朝远离各所述的笫一、二 直线L4、 L5同向倾斜，且4皮此相平行朝各直切面555、 556倾斜递降。如此同 样能具有快速导流以及有效提升散热效果等功效。特别说明的是，此种形态的 导流块55也适用于图9、 10、 ll的场合。
综上所述，本发明轴封6的导流组件5及其组合方法凭借导流组件5上述 构造设计，使得组装作业简单迅捷，进而能有效提升散热效果，更能避免使用于高压以及震动场合时，发生液体泄漏，或导流块55脱接等状况，故确实能达 成本发明的目的。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人 员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、 变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种轴封的导流组件，所述的轴封包括有一固设在一转动轴上的轴套、至少一设在所述的轴套外部的本体，以及至少一设在所述的轴套外部且位于所述的本体内的转动环，所述的本体具有一形成在其内部的流道，以及至少一设在所述的本体上且与所述的流道相通的冲润孔，所述的转动轴定义有一第一中心轴线；其特征在于，所述的导流组件包括有一导流块，设置在所述的流道内，且具有一外曲面、一内曲面，以及至少一连接于所述的外曲面与所述的内曲面间的斜切面，定义所述的内曲面的两个侧缘与所述的转动轴的所述的第一中心轴线的连线分别为第一径向延伸线与一第二径向延伸线，且所述的第一径向延伸线与所述的第二径向延伸线之间的夹角不超过九十度，另外，所述的斜切面的延伸切线与所述的转动环外周面接近相切；以及一固定件，贯穿所述的本体进而与所述的导流块相连接，以使所述的导流块的所述的外曲面可与所述的本体内壁相接触贴合。
2. 根据权利要求1所述轴封的导流组件，其特征在于所述的固定件是以 径向穿设所述的本体与所述的导流块，且所述的固定件并定义有 一 能通过所述 的第 一 中心轴线的第二中心轴线，另定义分别与所述的第二中心轴线平行的一 第一直线以及一第二直线，所述的第一直线与所述的第二直线是分别通过所述 的外曲面与各所述的斜切面连接处，且所述的第一直线与相对应的所述的斜切 面间的夹角，以及所述的第二直线与相对应的所述的斜切面间的夹角为10至80 度。
3. 根据权利要求1或2所述轴封的导流组件，其特征在于所述的导流块 还具有至少一直切面，连接所述的斜切面与所述的内曲面，所述的斜切面是由 所述的外曲面与各所述的斜切面连接处朝远离各所述的第一、二直线反向外扩 倾斜，且朝各所述的直切面倾斜递降。
4. 根据权利要求1或2所述轴封的导流组件，其特征在于所述的导流块 还具有至少一直切面，连接所述的斜切面与所述的内曲面，所述的斜切面是由 所述的外曲面与各所述的斜切面连接处朝远离各所述的第一、二直线同向倾斜， 且彼此相平行朝各所述的直切面倾斜递降。
5. 根据权利要求1或2所述轴封的导流组件，其特征在于所述的固定件与所述的导流块是一体成型。
6. 根据权利要求1或2所述轴封的导流组件，其特征在于所述的固定件 一端设有外螺紋段，所述的导流块上设有一显露在所述的外曲面的螺孔，所述 的固定件是凭借所述的外螺紋段螺锁在所述的螺孔中而与所述的导流块相组 合。
7. 根据权利要求1所述轴封的导流组件，其特征在于所述的转动环外周 面上可选择形成有凹槽或叶片。
8. —种轴封的导流组件的组合方法，所述的轴封包括有一固设在一转动轴上 的轴套、至少一设在所述的轴套外部的本体，以及至少一设在所述的轴套外部 且位于所述的本体内的转动环，所述的本体具有一形成在其内部的流道，以及 至少 一设在所述的本体上且与所述的流道相通的冲润孔，所述的转动轴定义有 一第一中心轴线；其特征在于，所述的导流组件的组合包括以下步骤(a) 备置所述的导流组件，包含一导流块以及一 固定件；(b) 在所述的本体上径向成型一阶梯槽，所述的阶梯槽并与所述的流道连通；(c) 将所述的导流块放置在所述的本体内，且所述的固定件穿置在所述的阶梯槽中并以一端与所述的导流块相结合；(d) 向外拉紧所述的固定件，使其贴合所述的本体壁面，在所述的阶梯槽中 填补焊fl";以及(e) 对所述的固定件穿出所述的阶梯槽的部份施以切除以及磨平作业，即完 成所述的导流组件的组合。
9. 根据权利要求8所述轴封的导流组件的组合方法，其特征在于所述的阶 梯槽具有一小孔径段以及一大孔径段，所述的小孔径段邻近所述的流道，所述 的焊料是填置在所述的阶梯槽的大孔径段处；所述的在步骤(c)中，是先将所述的导流块以及所述的固定件相结合后，置 入所述的本体内，所述的固定件另 一端由所述的阶梯槽穿出。
10. 根据权利要求8所述轴封的导流组件的组合方法，其特征在于所述的 阶梯槽具有一小孔径段以及一大孔径段，所述的小孔径段邻近所述的流道，所 述的焊料是填置在所述的阶梯槽的大孔径段处；所述的在步骤(c)中，是将所述的导流块至入所述的本体内，所述的固定件 是由所述的本体外侧贯穿所述的阶梯槽并与所述的导流块结合。
11. 根据权利要求8所述轴封的导流组件的组合方法，其特征在于在所述的步骤(a)中，所述的固定件一端设有外螺紋段，所述的导流块上设有一显露在所述的外曲面的螺孔，所述的固定件是凭借所述的外螺紋段螺锁在所述的螺孔中而与所述的导流块相组合。
全文摘要
本发明是一种轴封的导流组件及其组合方法，能通用于单轴封以及双轴封的循环结构，导流组件包括一导流块以及一固定件，导流块具有内、外曲面，以及连接于内、外曲面二相对侧间的二斜切面，定义内曲面的两个侧缘与通过轴封的转动轴的第一中心轴线的连线分别为第一、二径向延伸线，第一、二径向延伸线之间的夹角不超过九十度，所述的斜切面的延伸切线与轴封的转动环外周面相切；组合步骤是先在轴封的本体上径向设有与形成在轴封内的流道连通的阶梯槽、将导流块置在本体内且固定件穿置在阶梯槽中并以一端与导流块相结合、在阶梯槽中填补焊料，以及对固定件穿出阶梯槽的部分施以切除以及磨平作业；即完成导流组件的组合。
文档编号F16J15/00GK101581371SQ20091015077
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者黄怡洁 申请人:祥景精机股份有限公司