CN110741189B - 机械密封件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械密封件，能够长期稳定密封性。旋转环单元(100)包括：环状的弹性体密封件(130)，其具有在内周面侧通过嵌合而固定旋转环(110)的第一环状部(131)、紧贴于旋转轴的外周面的第二环状部(133)、连接第一环状部(131)和第二环状部(133)并且追随第二环状部(133)相对于第一环状部(131)的位置变化的弯曲部(132)；环状的紧固部件(140)，将第二环状部(133)的外周面相对旋转轴紧固；以及金属制的箱体(120)，包括在内周面侧通过嵌合而固定第一环状部(131)的环状的被嵌合部(121)，在被嵌合部(121)的内周面上，形成抑制第一环状部(131)向周向相对旋转的防滑件。

Description

机械密封件

技术领域

本发明涉及包括固定环和旋转环的机械密封件。

背景技术

在机械密封件中，为了密封旋转轴与旋转环之间的环状间隙，已知使用波纹管密封件的技术(参照专利文献1，2)。在这样的技术中，通常设有用于固定波纹管密封件的箱体。另外，在这样的技术中，通常采用通过箱体直接固定旋转环的结构，以使得旋转环不会相对于旋转轴、箱体沿周向旋转。但是，在采用这样的构造时，由于旋转环等的构造变得复杂，所以有时采用将波纹管密封件通过嵌合而相对于箱体固定，并且将旋转环通过嵌合而相对于波纹管密封件固定的结构。关于这样的现有示例中的机械密封件，参照图10及图11来说明。

图10是表示现有示例中的机械密封件的使用状态的示意剖视图。图11是现有示例中的箱体的部分剖视图。机械密封件700用于密封旋转轴500与具有旋转轴500的轴孔的壳体600之间的环状间隙。而且，机械密封件700包括固定于壳体600的固定环710、相对于固定环710滑动的旋转环720、箱体730、密封旋转轴500与旋转环720之间的环状间隙的波纹管密封件740。此外，机械密封件700还包括将波纹管密封件740紧固在旋转轴500上的紧固部件750。

箱体730包括在内周面侧通过嵌合而固定波纹管密封件740的环状的被嵌合部731和从被嵌合部731的端部朝径向内侧延伸的内向凸缘部732。此外，箱体730还包括接合突起733，从该内向凸缘部732的先端朝与包括旋转环720的一侧相反的一侧延伸，与设置于紧固部件750上的被接合部接合。该接合突起733在周向上隔开间隔而设置由多个。

在如上所述构成的机械密封件700中，波纹管密封件740通过嵌合固定在箱体730的被嵌合部731上，旋转环720通过嵌合固定在波纹管密封件740上。通过采用这样的结构，能够抑制旋转环等结构的复杂化。

在该机械密封件700中，通过使接合突起733与设置于紧固部件750上的被接合部接合，来实现抑制箱体730与波纹管密封件740的相对旋转。然而，由于波纹管密封件740的经时劣化等，有时密封对象流体渗入到箱体730的被嵌合部731和波纹管密封件740的嵌合部分。由于被嵌合部731的内周面731a很平滑且容易滑动，所以有时波纹管密封件740相对于该内周面731a滑动。即，有时在被嵌合部731的内周面731a的部分，波纹管密封件740相对于箱体730沿旋转方向滑动。由此，密封性能有降低的危险。

专利文献1:日本实开平3-98371号公报

专利文献2:日本实开平4-66461号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械密封件，能够长期稳定密封性。

为了解决上述课题，本发明采用了以下方式。

即，本发明的机械密封件的特征是，

是密封旋转轴与具有该旋转轴的轴孔的壳体之间的环状间隙的机械密封件，

该机械密封件包括：

固定环，相对所述壳体固定；以及

旋转环单元，具有相对所述固定环滑动的旋转环，并与所述旋转轴一起旋转，

在该机械密封件中，所述旋转环单元包括：

环状的弹性体密封件，其具有在内周面侧通过嵌合而固定所述旋转环的第一环状部、紧贴于所述旋转轴的外周面的第二环状部、连接第一环状部和第二环状部并且追随第二环状部相对于第一环状部的位置变化的弯曲部；

环状的紧固部件，将第二环状部的外周面相对旋转轴紧固；以及

金属制的箱体，包括在内周面侧通过嵌合而固定第一环状部的环状的被嵌合部，

在所述被嵌合部的内周面上，形成抑制第一环状部向周向相对旋转的防滑件。

根据本发明，因为在箱体的被嵌合部的内周面上形成了防滑件，所以能够抑制弹性体密封件相对于被嵌合部的内周面相对地旋转。

优选地，所述箱体包括：

内向凸缘部，从所述被嵌合部的端部向径向内侧延伸；以及

接合突起，从所述内向凸缘部的先端向包括所述旋转环一侧的相反侧延伸，接合于所述紧固部件上设置的被接合部。

所述防滑件可以是滚花加工部，也可以是喷丸加工部，还可以是沿轴线方向延伸的多个凹部或凸部。

另外，上述各结构，能够组合采用。

如上述说明的那样，根据本发明，能够实现长期稳定密封性。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的机械密封件的使用状态的示意剖视图。

图2是本发明的实施例的旋转环单元的示意剖视图。

图3是表示使本发明的实施例的旋转环单元的部件展开状态的示意剖视图。

图4是本发明的实施例的箱体的示意剖视图。

图5是本发明的变形例1的箱体的部分剖视图。

图6是本发明的变形例2的箱体的部分剖视图。

图7是本发明的变形例3的箱体的部分剖视图。

图8是本发明的变形例3的箱体的主视图的一部分。

图9是本发明的变形例4的箱体的主视图的一部分。

图10是表示现有示例的机械密封件的使用状态的示意剖视图。

图11是现有示例的箱体的部分剖视图。

符号说明

10 机械密封件

100 旋转环单元

110 旋转环

111 圆筒部

112 环状凸部

120 箱体

121 被嵌合部

121a 滚花加工部

121b、121c 喷丸加工部

121d 凹部

121e 凸部

122 内向凸缘部

123 接合突起

130 弹性体密封件

131 第一环状部

132 弯曲部

133 第二环状部

140 紧固部件

141 槽

200 固定环单元

210 固定环

220 垫圈

221 圆筒部

222 内向凸缘部

300 弹簧座

400 螺旋弹簧

500 旋转轴

600 壳体

具体实施方式

接下来参照附图，基于实施例，示例性地详细说明为了实施该发明的方式。其中，该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要没有特别特定的记载，不表示该发明的范围仅限于这些。

(实施例)

参照图1～图4，说明本发明的实施例的机械密封件。图1是表示本发明的实施例的机械密封件的使用状态的示意剖视图。另外，本实施例的机械密封件，除开部分部件，是旋转对称形状，在图1中，表示出在包含机械密封件的中心轴线的面，切断了机械密封件的剖视图。图2是本发明的实施例的旋转环单元的示意剖视图。在图2中，也表示在包含机械密封件的中心轴线的面，切断了旋转环单元的剖视图。图3是表示使本发明的实施例的旋转环单元的部件展开状态的示意剖视图。在图3中，也表示在包含机械密封件的中心轴线的面，切断了旋转环单元的剖视图。图4是本发明的实施例的箱体的示意剖视图。在图4中，在机械密封件的中心轴线上侧，表示出在包含该中心轴线的面，切断了箱体的剖视图，在下侧表示出箱体的外观图。另外，在以下的说明中，轴线方向是指机械密封件的中心轴线延伸的方向。

<机械密封件>

对本实施例的机械密封件进行说明。机械密封件10承担着密封旋转轴500与具有旋转轴500的轴孔的壳体600之间的环状间隙的作用。如图1所示，通过机械密封件10，密封旋转轴500与壳体600之间的环状间隙，使图中右侧的区域(A)与左侧的区域(B)被分隔开。在本实施例中，用作密封对象流体被密封在区域(A)中，区域(B)成为大气侧。

机械密封件10包括旋转环单元100和固定环单元200。旋转环单元100被构成为与旋转轴500一起旋转。此外，固定环单元200相对于壳体600固定。该固定环单元200由圆筒状的固定环210和垫圈220构成。

固定环210由Sic、碳或金属等硬质材料构成。该固定环210中，配置有旋转环单元100的一侧(图1中的右侧)的端面成为与旋转环110的滑动面。垫圈220由圆筒部221和设置在圆筒部221的端部的内向凸缘部222构成。固定环210通过嵌合到圆筒部221的内周面而相对垫圈220固定。即，固定环210经由垫圈220而被固定在壳体600上。

如上述那样构成的固定环单元200通过嵌合而固定在壳体600的端面侧设置的环状切口610上。此时，通过垫圈220的圆筒部221的外周面相对于切口610的内周面贴紧，来密封垫圈220与壳体600之间的环状间隙。

旋转环单元100包括：旋转环110、金属制的箱体120、密封旋转环110与旋转轴500之间的环状间隙的弹性密封件130、用于使弹性密封件130与旋转轴500紧贴的紧固部件140。

旋转环110由Sic、碳或金属等硬质材料构成。该旋转环110由大致圆筒状的圆筒部111和从圆筒部111的端面突出的环状凸部112构成。该环状凸部112的先端面与固定环210滑动。

本实施例的弹性体密封件130是橡胶状弹性体制的波纹管密封件。该弹性体密封件130包括第一环状部131、紧贴在旋转轴500的外周面的第二环状部133、连接第1环状部131和第2环状部133的弯曲部132。旋转环110通过嵌合固定在第一环状部131的内周面侧。弯曲部132构成为能够挠曲变形，能够追随第2环状部133相对于第1环状部131的位置的变化。因此，对于旋转轴500相对于壳体600的偏心、轴线方向的位置偏差，第二环状部133能够保持相对于旋转轴500的外周表面紧贴的状态。即，第二环状部133能够追随旋转轴500相对于壳体600的移动。

紧固部件140由金属制的环状部件构成。通过该紧固部件140，将弹性体密封件130中的第二环状部133的外周面相对于旋转轴500紧固，由此能够维持第二环状部133与旋转轴500紧贴的状态。此外，在紧固部件140的外周面侧，作为被接合部的槽141在周向上隔开间隔而设置有多个。另外，槽141被设置成在紧固部件140的外周面侧，从轴线方向的一端侧端面到达另一端侧端面的形式。

箱体120包括环状的被嵌合部121、从被嵌合部121的端部朝径向内侧延伸的内向凸缘部122、从内向凸缘部122的先端朝向包括旋转环110的一侧的相反侧延伸的接合突起123。弹性体密封件130的第一环状部131通过嵌合固定在被嵌合部121的内周面上。此外，接合突起123构成为与设置于紧固部件140上的槽141接合的形式。该接合突起123也在周向上隔开间隔而设有多个。即，多个接合突起123分别与设置于紧固部件140上的多个槽141接合。由此，抑制箱体120相对于紧固部件140相对地旋转。

此外，在本实施例的机械密封件10中，包括固定于旋转轴500的弹簧座300和安装于弹簧座300的螺旋弹簧400。弹簧座300由金属制的环状部件构成。螺旋弹簧400以夹在弹簧座300与箱体120的内向凸缘部122之间的状态安装。通过该螺旋弹簧400，经由箱体120和弹性体密封件130，旋转环110朝向固定环210被按压。由此，保持旋转环110和固定环210的紧贴状态。

进而，在本实施例的箱体120中，在被嵌合部121的内周面上形成有防滑件，抑制弹性体密封件130中的第一环状部131向周向的相对旋转。本实施例中的防滑件，由滚花加工得到的滚花加工部121a构成。此外，滚花加工部121a中的山部和谷部的高低差设定为0.03mm以上。

<本实施例的机械密封件的优点>

根据本实施例的机械密封件10，由于在箱体120的被嵌合部121的内周面上形成作为防滑件的滚花加工部121a，所以能够抑制弹性体密封件130相对于被嵌合部121的内周面相对地旋转。因此，由于弹性体密封件130的经时的劣化等，假设密封对象流体浸入到被嵌合部121和弹性体密封件130的嵌合部分，即便如此，也能够抑制弹性体密封件130相对于被嵌合部121的内周面沿旋转方向滑动。由此，能够抑制密封性能下降。由此，能够实现密封性长期稳定。

(其他)

在上述实施例中，示出了在箱体120的被嵌合部121的内周面上形成的防滑件是滚花加工部121a的情况。但是，防滑件不限定于滚花加工部121a，只要能够抑制弹性体密封件130相对于被嵌合部121在周向相对旋转，也可以采用其他结构。接下来，参照图5～图9，说明若干防滑件的变形例。图5是本发明的变形例1的箱体的部分剖视图。图6是本发明的变形例2的箱体的部分剖视图。图7是本发明的变形例3的箱体的部分剖视图。在图5～图7中，在机械密封件的中心轴线上侧，示出在包含该中心轴线的面切断了箱体的剖视图，在下侧示出箱体的外观图。图8是本发明的变形例3的箱体的主视图(图7中从左侧看到的图)的一部分。图9是本发明的变形例4的箱体的主视图(相当于图7中从左侧看到的图)的一部分。另外，对与上述实施例相同的结构部标记相同的符号，省略其说明。

例如，如图5所示的变形例1那样，通过对被嵌合部121的内周面实施喷丸加工，设置喷丸加工部121b也可以。此时，通过喷丸加工得到的表面粗糙度，以JIS规定的十点平均粗糙度，设定为3μmRz以上即可。另外，在进行喷丸加工时，在只在被嵌合部121的内周面设置喷丸加工部121b的情况下，对于不进行喷丸加工的部分需要进行遮盖。但是，即使在被嵌合部121的内周面以外的部分设置了喷丸加工部，对品质性也没有影响。因此，如图6所示的变形例2那样，不进行遮盖，而对箱体120的整体进行喷丸加工也可以。此时，如图6所示，在箱体120的整体上设置喷丸加工部121c。

此外，如图7及图8所示的变形例3那样，在被嵌合部121的内周面设置在轴线方向上延伸的多个凹部121d也可以。此时，凹部121d的深度可以设定为0.03mm以上。另外，被嵌合部121的内周面由圆柱面构成，凹部121d由从圆柱面构成的内周面凹陷的部分构成。此外，如图9所示的变形例4那样，在嵌合部121的内周面设置在轴线方向上延伸的多个凸部121e也可以。此时，凸部121e的高度可以设定为0.03mm以上。另外，被嵌合部121的内周面由圆柱面构成，凸部121e由从圆柱面构成的内周面突出的部分构成。另外，这些变形例3中的凹部121d及变形例4中的凸部121e能够通过冲压加工得到。

Claims (2)

1.一种机械密封件，其特征在于，

该机械密封件密封旋转轴与具有该旋转轴的轴孔的壳体之间的环状间隙，

该机械密封件包括：

固定环，相对所述壳体固定；以及

旋转环单元，具有相对所述固定环滑动的旋转环，并与所述旋转轴一起旋转，

在该机械密封件中，所述旋转环单元包括：

环状的弹性体密封件，其具有在内周面侧通过嵌合而固定所述旋转环的第一环状部、紧贴于所述旋转轴的外周面的第二环状部、连接第一环状部和第二环状部并且追随第二环状部相对于第一环状部的位置变化的弯曲部；其中，所述弹性体密封件是橡胶状弹性体制的波纹管密封件；

环状的紧固部件，将第二环状部的外周面相对旋转轴紧固；以及

金属制的箱体，包括在内周面侧通过嵌合而固定第一环状部的环状的被嵌合部，

在所述被嵌合部的内周面和内周面以外的部分上，形成作为抑制第一环状部向周向相对旋转的防滑件的喷丸加工部，所述喷丸加工部的表面粗糙度，以JIS规定的十点平均粗糙度，设定为3μmRz以上。

2.根据权利要求1所述的机械密封件，其特征在于，

所述箱体包括：

内向凸缘部，从所述被嵌合部的端部向径向内侧延伸；以及

接合突起，从所述内向凸缘部的先端向包括所述旋转环一侧的相反侧延伸，接合于设置在所述紧固部件上的被接合部。

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