具韌性的作為填料函的封環的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具韌性的作為填料函的封環，包含呈圓環體的第一封環、第二封環、第三封環、第四封環及第五封環，其中：第一封環上表面為與徑向平行的平面，底部由外向內呈近乎直線的內縮，使其截面呈梯形；第二封環上表面為由內部往外下傾的切面，底部近中央處有倒V型凹槽；第三封環上表面近中央處有V型凹槽；第三封環下表面近中央處有倒V型凹槽；第四封環，其形態為第二封環沿徑向轉動180度；第五封環下表面為與徑向平行的平面，頂部由外向內呈近乎直線的內縮，使其截面呈梯形；第一至第五封環的各內、外側環面同心等半徑。本發明可有效地往外擠壓，形成有力的油封結構，且能適當的分配壓力，且不致產生應力的集中，有助于整體壽命的延長。
【專利說明】具韌性的作為填料函的封環
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種封環，尤其是一種具韌性的作為填料函的封環。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，現有技術中，包含至少一個封環100，該封環沿軸向所視的橫截面頂部呈三角錐狀，底部內縮而呈內凹三角錐狀，且內凹的部位外側的開度漸次擴大，而底部厚度將漸縮。該封環的頂部套入該另一個封環的底部，此現有技術在應用時，上方將施加一個壓力，已使該封環向下，此時該封環頂部凸處將會頂到另一個該封環的內凹處的兩側，而該封環的兩側受外力將會向外側擴開，但其厚薄度不一，容易產生泄漏的現象。且該封環相互組合堆疊，當外力施壓時，不易均勻的分散壓力在各該封環，上面的封環所承受的壓力將會比下面的封環所承受的壓力大，造成受力不均易損壞，易變形，造成泄漏等問題。
[0003]另外在1998年時，美國專利US5806858，由Garlock, Inc.提出一種作為填料函的封環，是由五片同心的封環組成，其中上下兩片封環形成互補的型態，中間三片封環為錐形，此型態的封環可以適當得承受由上方饋送的壓力，并將壓力往外推抵，已經比現有技術有更大的改進，惟此類型的封環中，不同封環彼此之間在徑向上并無對稱，所以對于徑向的應力無法平衡，長久以來仍有可能導致組件間的摩擦，以致產生漏油等現象而破壞軸封。
[0004]因此為改進上述的缺點，有必要提出一種不易造成變形及偏移的封環裝置，以改進上述現有技術的缺點。
【發明內容】
[0005]所以本發明的目的是為解決上述現有技術上的問題，本發明中提出一種具韌性的作為填料函的封環，其主要目的為該封環使得軸封結構圍繞軸心形成有效的軸封結構，避免流體外泄。且各封環具有向外和向內擴張的余裕。當擴張時，封環具有外部軸向擴充的空間；而封環的中間部位的材質具有徑向擴充的余裕；封環內側具有內側部位的材質的擴充余裕。所以整體封環可以有效地往外擠壓，形成有力的油封結構，且可適當的分配下推的壓力。且可以使得整體外推的壓力較為均勻，而不致產生應力的集中，有助于整體壽命的延長。
[0006]為達到上述目的，本發明中提出一種具韌性的作為填料函的封環，包含一個第一封環、一個第二封環、一個第三封環、一個第四封環、以及一個第五封環，其中各該封環為圓環體；每一個封環沿軸向具一定的厚度；每一個封環其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，每一個封環其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體，其中:該第一封環沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，底部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第一封環的截面呈梯形；該第二封環沿軸向的橫截面的上表面為一個由內部往外下傾的切面，底部為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成倒V型的凹槽；該第三封環沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成V型的凹槽；該第三封環沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成倒V型的凹槽；該第四封環，其形態為該第二封環沿徑向轉動180度的形態；該第五封環沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，頂部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第五封環的截面呈梯形；其中該第一至第五封環的各內側環面為同心等半徑的環面；且該第一至第五封環的各外側環面為同心等半徑的環面。
[0007]本發明的有益效果是:本發明的結構提供各封環具有向外擴張的余裕。而擴張時，封環之間的外部空隙提供軸向擴充的空間；而封環的V型凹槽提供軸封徑向中間部位的材質擴充余裕；封環內側之間的空間形成內側部位的材質的擴充余裕。所以整體封環可以有效地往外擠壓，形成有力的油封結構，且適當的分配該下推的壓力。本發明中該第二、第三及第四封環近乎對稱的結構可以使得整體外推的壓力較為均勻，而不致產生應力的集中，有助于整體壽命的延長。
[0008]由下文的說明可更進一步了解本發明的特征及其優點，閱讀時并請參考附圖。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1顯示現有技術的剖視圖。
[0010]圖2顯示本發明的分解圖。
[0011]圖3顯示本發明的立體圖。
[0012]圖4顯示本發明的剖視圖。
[0013]圖5顯示本發明的應用圖。
【具體實施方式】
[0014]茲謹就本發明的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合附圖，舉本發明的一個較佳實施例詳細說明如下。
[0015]請參考圖2至圖5所示，其中顯示本發明的具韌性的作為填料函的封環，在下文的說明中以數個環圈組合為說明例，但是本發明并不限于使用的數量及使用的位置，其他類似的封環結構，與本發明的結構相容者均在本發明的范圍之內，本發明的具韌性的封環，包含下列元件中至少一個元件或其組合:
一個第一封環10，為圓環體。該第一封環10沿軸向具一定的厚度。其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體。該第一封環10沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，底部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第一封環10的截面呈梯形，如圖2所示。
[0016]一個第二封環20，為圓環體。該第二封環20沿軸向具一定的厚度。其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體。該第二封環20沿軸向的橫截面的上表面為一個由內部往外下傾的切面，底部為一個與徑向平行的平面，惟其近中央處形成倒V型的凹槽，其形態如圖2所示。其中該第二封環上表面下傾的斜率大于該第一封環下表面下傾的斜率，所以當兩者堆疊在一起時，如圖2所示會形成一個位于外側的空隙。
[0017]一個第三封環30，為圓環體。該第三封環30沿軸向具一定的厚度。其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體。該第三封環30沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，惟其近中央處形成V型的凹槽；該第三封環30沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，惟其近中央處形成倒V型的凹槽，其形態如圖2所示。
[0018]一個第四封環40，其形態為該第二封環20沿徑向轉動180度的形態。
[0019]一個第五封環50，為圓環體。該第五封環50沿軸向具一定的厚度。其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體。該第五封環50沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，頂部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第五封環50的截面呈梯形，如圖2所示。較佳者，該第五封環50的內側環面的軸向長度短于該第一封環10的內側環面的軸向長度。該第五封環50的外側環面的軸向長度長于該第一封環10的外側環面的軸向長度。
[0020]其中該第五封環上表面下傾的斜率大于該第四封環下表面下傾的斜率，所以當兩者堆疊在一起時，如圖4所示會形成一個位于內側的空隙。
[0021]其中該第一至第五封環的各內側環面為同心等半徑的環面。且該第一至第五封環的各外側環面為同心等半徑的環面。
[0022]請參考圖4及圖5，其顯示一個較佳實施例，其為本發明中第一至第五封環的截面尺寸的較佳設計。但本發明并不受限于此一特定的型態。凡符合上述第一至第五封環的定義者，均在本發明的范圍之內。
[0023]本發明在安裝時，該第一至第五封環以同心的方式依序堆疊，而使得該第一至第五封環的各同心等半徑的內側環面形成大致平整的軸封內側面。且該第一至第五封環的各同心等半徑的外側環面形成大致平整的軸封外側面。所以形成一個有效的軸封結構。
[0024]實際應用時，如圖5所示，一個軸心通過第一組件及第二組件的內部空間，在第二組件處形成擴大的內部空間，即為STUFFING BOX (填料函)，而該軸封結構圍繞該軸心形成有效的軸封結構，避免流體外泄。在實際用時，上方的第一組件將施加一個壓力，以使該第一封環向下，此壓力依序沿著該第一、第二、第三、第四、第五封環的順序向下傳遞，而本發明的結構提供各封環具有向外擴張的余裕。而擴張時，在第一及第二封環之間的外部空隙提供該五個封環軸向擴充的空間；而第二、第三及第四封環之間的V型凹槽提供軸封徑向中間部位的材質擴充余裕；且第四及第五封環內側之間的空間形成內側部位的材質的擴充余裕。所以整體封環可以有效地往外擠壓，形成有力的油封結構，且適當的分配該下推的壓力。本發明中該第二、第三及第四封環近乎對稱的結構可以使得整體外推的壓力較為均勻，而不致產生應力的集中，有助于整體壽命的延長。
[0025]此時該上封環(第一封環)的內凹槽將會頂到該中封環(第二封環)的頂部的凸弧的外側，形成內凹槽的內側呈圓弧狀與頂部的凸弧的外側接觸，而該上封環的內凹槽受到外力將會向外側擴開，抵住其套用的物件，確保不會產生泄漏的現象。
[0026]綜上所述，本發明人性化的體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較于現有技術明顯具有突破性的進步優點，確實具有功效的增進，且非易于達成。本發明未曾公開或揭露于國內與國外的文獻與市場上，已符合專利法規定。
[0027]上列詳細說明是針對本發明的一種可行實施例的具體說明，惟該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施或變更，均應包含于本發明的專利范圍中。
【權利要求】
1.一種具韌性的作為填料函的封環，其特征在于，包含一個第一封環、一個第二封環、一個第三封環、一個第四封環、以及一個第五封環，其中各該封環為圓環體；每一個封環沿軸向具一定的厚度；每一個封環其內側環面形成一個沿軸向等半徑的圓筒體，同樣地，每一個封環其外側環面形成一個沿軸向等半徑且與內側環面同心的另一個圓筒體，其中: 該第一封環沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，底部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第一封環的截面呈梯形； 該第二封環沿軸向的橫截面的上表面為一個由內部往外下傾的切面，底部為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成倒V型的凹槽； 該第三封環沿軸向的橫截面的上表面為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成V型的凹槽；該第三封環沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，其近中央處形成倒V型的凹槽； 該第四封環，其形態為該第二封環沿徑向轉動180度的形態； 該第五封環沿軸向的橫截面的下表面為一個與徑向平行的平面，頂部由外向內呈近乎直線的內縮，而使得該第五封環的截面呈梯形； 其中該第一至第五封環的各內側環面為同心等半徑的環面；且該第一至第五封環的各外側環面為同心等半徑的環面。
2.如權利要求1所述的具韌性的作為填料函的封環，其特征在于:該第二封環上表面下傾的斜率大于該第一封環下表面下傾的斜率，當兩者堆疊在一起時，會形成一個位于外側的空隙。
3.如權利要求2所述的具韌性的作為填料函的封環，其特征在于:該第五封環上表面下傾的斜率大于該第四封環下表面下傾的斜率，當兩者堆疊在一起時，會形成一個位于內側的空隙。
4.如權利要求3所述的具韌性的作為填料函的封環，其特征在于:該第五封環的內側環面的軸向長度短于該第一封環的內側環面的軸向長度；該第五封環的外側環面的軸向長度長于該第一封環的外側環面的軸向長度。
【文檔編號】F16J15/16GK104455440SQ201310421263
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】范義明 申請人:進典工業股份有限公司