CN102642703B - 一种托辊密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种托辊密封装置，包括相对于轴的中心点由内向外依次套设在所述轴上的内迷宫密封圈、外迷宫密封圈、内密封罩、外密封罩，所述内密封罩与所述外密封罩的外缘形成与外界相通的径向布置的开口间隙，所述内密封罩与所述外密封罩之间设有密封环，所述密封环与所述内密封罩过盈配合，所述密封环与所述内密封罩之间形成与所述开口间隙径向导通的导流区，所述密封环与所述外密封罩之间形成与所述开口间隙轴向导通的微隙。由于径向布置的开口间隙与导流区径向导通，而与微隙是轴向导通。污染物从开口间隙进入后会优先进入到导流区内，然后再随着托辊旋转的离心力，被甩出开口间隙，极少的污染物会进入到微隙中，减少对密封装置的污染。

Description

一种托辊密封装置

技术领域

本发明涉及托辊领域，尤其涉及一种有效控制污染物进入的托辊密封装置。

背景技术

托辊是带式输送机中用量最大的部件，用于支撑输送带和物料的重量。托辊的性能好坏、寿命长短、旋转阻力的大小对带式输送机的影响非常大。如图1A所示，托辊为长条圆桶形，中心设有轴2′，轴2′的两端安装有轴承3′，轴承3′通过密封装置1′来完成封装，密封装置1′的套设在轴2′的端面上。

如图1B所示，现有托辊的密封装置1′安装在轴承座31′与轴2′之间，用于密封轴承3′。密封装置′包括内迷宫密封件11′、外迷宫密封件12′、内密封罩13′和外密封罩16′，迷宫密封件(11′、12′)外套设有截面两端为S型的内密封罩13′，内密封罩13′外覆盖外密封罩16′，内密封罩13′与外迷宫密封件12′之间形成一个污染物积存区15′，内密封罩13′与外密封罩16′的中部之间形成另一个污染物积存区15′，内密封罩13′与外密封罩16′的外沿之间形成开口间隙14′。

托辊在使用时，轴2′与外迷宫密封件12′和外密封罩16′过盈配合。因此，外迷宫密封件12′和外密封罩16′相对于轴2′静止不动，内迷宫密封件11′和内密封罩13′相对于轴2′、外迷宫密封件12′和外密封罩16′转动。所以内迷宫密封件11′和内密封罩13′形成一组转动组件，外迷宫密封件12′和外密封罩16′形成一组静止组件，转动组件与静止组件之间必须预留一定的间隙以保持顺畅的相对转动，例如开口间隙14′。由于开口间隙14′与外界环境相通，使用时一些水和煤尘等污染物会通过开口间隙14′进入到密封装置1′中。污染物通过托辊自身的旋转产生的离心力存储在污染物积存区15′内，不至于污染轴承3′，以此来保证轴承3′的使用寿命。但是这样的做法最终导致污染物积存区15′的污染物越来越多，产生较大的旋转阻力。污染物与锂基润滑脂长时间混合在一起，也会污染轴承的润滑，降低轴承和托辊的寿命。

此外，现有的密封装置1′的组装工艺复杂，各个部件只能分批压装到轴承座31′与轴2′之间，增加了工序。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效控制污染物进入托辊密封装置、降低旋转阻力、组装工艺简单的托辊密封装置。

本发明的技术方案提供一种托辊密封装置，包括相对于轴的中心点由内向外依次套设在所述轴上的内迷宫密封圈、外迷宫密封圈、内密封罩、外密封罩，所述内密封罩与所述外密封罩的外缘形成与外界相通的径向布置的开口间隙，所述内密封罩与所述外密封罩之间设有密封环，所述密封环与所述内密封罩过盈配合，所述密封环与所述内密封罩之间形成与所述开口间隙径向导通的导流区，所述密封环与所述外密封罩之间形成与所述开口间隙轴向导通的微隙。

优选地，所述内密封罩包括轴向设置的大圆桶和小圆桶，以及径向连接所述大圆桶和所述小圆桶的弯折部，所述弯折部的凸部与所述大圆桶的外端连接，所述弯折部的凹部与所述小圆桶的内端连接；所述密封环包括径向圆环，所述径向圆环的内环面与所述小圆桶的外端面连接；所述导流区由所述径向圆环和所述弯折部围成。

优选地，所述凸部与所述凹部之间通过倾斜部连接。

优选地，所述导流区内、所述径向圆环与所述小圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

优选地，所述导流区内、所述凹部与所述小圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

优选地，所述密封环还包括轴向圆桶，所述径向圆环的内环面与所述轴向圆桶的外端面连接，所述轴向圆桶的内端面与所述小圆桶的外端面过盈配合。

优选地，所述导流区内、所述径向圆环与所述轴向圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

优选地，所述导流区内、所述凹部与所述轴向圆桶之间形成间隔排布的多个叶片。

优选地，所述叶片与所述小圆桶的切线垂直。

优选地，所述外密封罩包括轴向设置的外圆桶、内圆桶以及径向连接所述外圆桶和所述内圆桶两者外端的拱形部；所述外圆桶的内端与所述凸部之间形成开口间隙；所述微隙包括第一轴向微隙和第一径向微隙；所述外圆桶的内端面与所述径向圆环的外端形成第一轴向微隙；所述拱形部向内伸出轴向凸台，所述轴向凸台与所述径向圆环之间形成第一径向微隙；所述轴向凸台与所述拱形部之间形成第一污染物积存区。

优选地，所述凸部的内侧面与所述外迷宫密封圈之间形成第二污染物积存区。

优选地，所述小圆桶的外端与所述拱形部的内侧面之间形成第二径向微隙，所述小圆桶的内端面与所述内圆桶的外端面之间形成第二轴向微隙。

优选地，所述第一污染物积存区内形成方孔网格。

优选地，所述大圆桶的内端形成与所述内迷宫密封圈的外端抵靠的第一插足，所述内圆桶的内端形成与所述外迷宫密封圈的内端抵靠的第二插足。

优选地，所述拱形部上与所述外圆桶连接的一端还设有径向平台。

优选地，所述微隙的宽度为0.5-1mm,所述开口间隙的宽度为所述微隙宽度的2.5倍，所述导流区的入口宽度大于或等于所述开口间隙的宽度。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：由于径向布置的开口间隙与导流区径向导通，而与微隙是轴向导通。污染物从开口间隙进入后会优先进入到导流区内，然后再随着托辊旋转的离心力，被甩出开口间隙，极少的污染物会进入到微隙中，从而有效地控制污染物进入到密封装置中，减少对密封装置的污染。

附图说明

图1A是现有的托辊的结构示意图；

图1B是图1中A部分的局部放大图；

图2是本发明托辊密封装置一实施例的剖面图；

图3是本发明托辊密封装置另一实施例的局部放大剖面图；

图4A是本发明托辊密封装置中外密封罩的剖视图；

图4B是本发明托辊密封装置中密封环的剖视图；

图4C是本发明托辊密封装置中内密封罩的剖视图；

图4D是本发明托辊密封装置中外迷宫密封圈的剖视图；

图4E是本发明托辊密封装置中内迷宫密封圈的剖视图。

附图标记对照表：

1′ ——密封装置      2′ ——轴            3′ ——密封轴承

11′ ——内迷宫密封件 12′ ——外迷宫密封件 13′ ——内密封罩

14′ ——开口间隙     15′ ——污染物积存区 16′ ——外密封罩

31′ ——轴承座

1——托辊密封装置   2——轴            11——内迷宫密封圈

12——外迷宫密封圈  13——内密封罩     14——外密封罩

15——密封环        43——开口间隙     53——导流区

131——大圆桶       132——小圆桶      133——弯折部

134——第一插足     135——第二污染物物积存区

141——外圆桶       142——内圆桶      143——拱形部

144——轴向凸台     145——第一污染物物积存区

146——第二插足     147——径向平台    151——径向圆环

152——叶片         153——轴向圆桶    341——第二径向微隙

342——第二轴向微隙 451——第一轴向微隙

452——第一径向微隙 1331——凸部  1332——凹部

1333——倾斜部

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

本发明实施例中所指的内或外都是相对于轴的中心点而言，离轴的中心点较近为内，离轴的中心点较远的为外。

如图2所示，托辊密封装置1包括相对于轴2的中心点由内向外依次套设在轴2上的内迷宫密封圈11、外迷宫密封圈12、内密封罩13、外密封罩14，内密封罩13与外密封罩14的外缘形成与外界相通的径向布置的开口间隙43，内密封罩13与外密封罩14之间设有密封环15，密封环15与内密封罩13过盈配合，密封环15与内密封罩13之间形成与开口间隙43径向导通的导流区53，密封环15与外密封罩14之间形成与开口间隙43轴向导通的微隙(451、452)。

如图3所示，图3中较宽填充线表示的部件：内迷宫密封圈11、内密封罩13和密封环15为一组转动组件，较窄填充线表示的部件：外迷宫密封圈12、外密封罩14为一组静止组件，转动组件与静止组件之间保持一定的空隙。使用时，转动组件相对于静止组件转动，污染物从开口间隙43进入后，由于开口间隙43为径向布置，而导流区53与开口间隙43径向导通。污染物优先进入到由密封环15和内密封罩13围成的导流区53内。由于密封环15和内密封罩13均为转动件，污染物进入到导流区53后，随转动件一起转动，然后再随着托辊旋转的离心力，又被甩出开口间隙43外。又由于微隙(451、452)与开口间隙43轴向导通，污染物不容易进入到微隙(451、452)，有效地控制了污染物进入到密封装置中，污染轴承。

本实施例中，如图3和4C所示，内密封罩13包括轴向设置的大圆桶131和小圆桶132，以及径向连接大圆桶131和小圆桶132的弯折部133，弯折部133的凸部1331与大圆桶131的外端连接，弯折部133的凹部1332与小圆桶132的内端连接；密封环15包括径向圆环151，径向圆环151的内环面与小圆桶132的外端面连接；导流区53由径向圆环151和弯折部133围成。弯折部133的凸部1331与外密封罩14的外缘形成开口间隙43，部分凸部1331和整个凹部1332与径向圆环151围成导流区53，使得导流区53具有较大的空间。污染物进入到开口间隙43后，也会优先流入空间较大的导流区53中。

本实施例中，如图4C所示，凸部1331与凹部1332之间通过倾斜部1333连接，倾斜部1333使凸部1331与凹部1332之间平滑过渡，便于污染物的排出。

较佳地，微隙(451、452)的宽度为0.5-1mm,开口间隙43的宽度为微隙宽度的2.5倍，导流区53的入口宽度大于或等于开口间隙43的宽度。因此，污染物会优选进入入口宽度较大的导流区53中，进一步保证了极少的污染物进入到微隙(451、452)中。

本实施例中，导流区53内、径向圆环151与小圆桶132的连接处形成间隔排布的多个叶片152。当密封环15和内密封罩13转动时，多个叶片152随之一起转动，并搅动导流区53中的污染物，形成涡流，更利于污染物排出导流区53。

较佳地，导流区53内、凹部1332与小圆桶132的连接处也可以形成间隔排布的多个叶片。

较佳地，如图2和图4B所示，密封环15还包括轴向圆桶153，径向圆环151的内环面与轴向圆桶153的外端面连接，轴向圆桶153的内端面与小圆桶132的外端面过盈配合。

较佳地，如图2所示，导流区53内、径向圆环151与轴向圆桶153的连接处形成间隔排布的多个叶片152。

较佳地，导流区53内、凹部1332与轴向圆桶153之间也可以形成间隔排布的多个叶片。

本实施例中，叶片152与小圆桶132的切线垂直。叶片也可以与小圆桶132的切线呈一定的倾斜角度。

本实施例中，如图3和4A所示，外密封罩14包括轴向设置的外圆桶141、内圆桶142以及径向连接外圆桶141和内圆桶142两者外端的拱形部143；外圆桶141的内端与凸部1331之间形成开口间隙43；微隙包括第一轴向微隙451和第一径向微隙452；外圆桶141的内端面与径向圆环151的外端形成第一轴向微隙451；拱形部143向内伸出轴向凸台144，轴向凸台144与径向圆环151之间形成第一径向微隙452；轴向凸台144与拱形部143之间形成第一污染物积存区145。部分进入第一轴向微隙451的污染物，会留在第一污染物积存区145中，控制污染物进入到第一径向微隙452。

本实施例中，如图3和4C所示，凸部1331的内侧面与外迷宫密封圈12之间形成第二污染物积存区135。进一步吸收污染物，防止污染物对轴承的污染，增加托辊旋转阻力。

较佳地，小圆桶132的外端与拱形部143的内侧面之间形成第二径向微隙341，小圆桶132的内端面与内圆桶142的外端面之间形成第二轴向微隙342。

较佳地，第一污染物积存区145内形成方孔网格。方孔网格有利于油脂的保存，能够更好的吸附污染物。本发明中的第一污染物积存区145内不限于为方孔网格，可以为圆孔或其他不规则孔洞结构，只要能起到便于保存油脂，吸附污染物的目的，都属于本发明的保护范围。

本实施例中，如图3、4A和4C所示，大圆桶131的内端形成与内迷宫密封圈11的外端抵靠的第一插足134，内圆桶142的内端形成与外迷宫密封圈12的内端抵靠的第二插足146。上述结构利于密封装置预先组装成一整体，再整体压入到轴承座当中。简化了压装工序，也便于托辊自动生产线中机械手抓起密封装置。

本实施例中，如图3和4A所示，拱形部143上与外圆桶141连接的一端还设有径向平台147。当密封装置整体压入到轴承座后，此时外密封罩14与密封环15之间完全贴紧，没有空隙。由于密封装置为非金属材料，具有一定的弹性。密封装置整体压入到轴承座后，再轻压径向平台147，此时拱形部143产生弹性变形，外圆桶141的内端推动内密封罩13向内移动，内密封罩13再推动内迷宫密封圈11向内移动，同时带动密封环15向内移动，形成了第一径向微隙452。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种托辊密封装置，包括相对于轴的中心点由内向外依次套设在所述轴上的内迷宫密封圈、外迷宫密封圈、内密封罩、外密封罩，所述内密封罩与所述外密封罩的外缘形成与外界相通的径向布置的开口间隙，其特征在于，所述内密封罩与所述外密封罩之间设有密封环，所述密封环与所述内密封罩过盈配合，所述密封环与所述内密封罩之间形成与所述开口间隙径向导通的导流区，所述密封环的外缘与所述外密封罩的外缘之间形成与所述开口间隙轴向导通的微隙，所述密封环的外缘沿轴向朝向所述开口间隙形成一凸起，所述密封环的外缘与所述外密封罩的外缘位于同一径向高度上，污染物进入到所述导流区后，随着所述密封环和所述内密封罩绕所述轴旋转，所述污染物被甩出所述开口间隙外。

2.根据权利要求1所述的托辊密封装置，其特征在于，所述内密封罩包括轴向设置的大圆桶和小圆桶，以及径向连接所述大圆桶和所述小圆桶的弯折部，所述弯折部的凸部与所述大圆桶的外端连接，所述弯折部的凹部与所述小圆桶的内端连接；

所述密封环包括径向圆环，所述径向圆环的内环面与所述小圆桶的外端面连接；

所述导流区由所述径向圆环和所述弯折部围成。

3.根据权利要求2所述的托辊密封装置，其特征在于，所述凸部与所述凹部之间通过倾斜部连接。

4.根据权利要求2所述的托辊密封装置，其特征在于，所述导流区内、所述径向圆环与所述小圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

5.根据权利要求2所述的托辊密封装置，其特征在于，所述导流区内、所述凹部与所述小圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

6.根据权利要求2所述的托辊密封装置，其特征在于，所述密封环还包括轴向圆桶，所述径向圆环的内环面与所述轴向圆桶的外端面连接，所述轴向圆桶的内端面与所述小圆桶的外端面过盈配合。

7.根据权利要求6所述的托辊密封装置，其特征在于，所述导流区内、所述径向圆环与所述轴向圆桶的连接处形成间隔排布的多个叶片。

8.根据权利要求6所述的托辊密封装置，其特征在于，所述导流区内、所述凹部与所述轴向圆桶之间形成间隔排布的多个叶片。

9.根据权利要求4-5、7-8的任意一项所述的托辊密封装置，其特征在于，所述叶片与所述小圆桶的切线垂直。

10.根据权利要求2或6所述的托辊密封装置，其特征在于，所述外密封罩包括轴向设置的外圆桶、内圆桶以及径向连接所述外圆桶和所述内圆桶两者外端的拱形部；

所述外圆桶的内端与所述凸部之间形成开口间隙；

所述微隙包括第一轴向微隙和第一径向微隙；

所述外圆桶的内端面与所述径向圆环的外端形成第一轴向微隙；

所述拱形部向内伸出轴向凸台，所述轴向凸台与所述径向圆环之间形成第一径向微隙；

所述轴向凸台与所述拱形部之间形成第一污染物积存区。

11.根据权利要求10所述的托辊密封装置，其特征在于，所述凸部的内侧面与所述外迷宫密封圈之间形成第二污染物积存区。

12.根据权利要求10所述的托辊密封装置，其特征在于，所述小圆桶的外端与所述拱形部的内侧面之间形成第二径向微隙，所述小圆桶的内端面与所述内圆桶的外端面之间形成第二轴向微隙。

13.根据权利要求10所述的托辊密封装置，其特征在于，所述第一污染物积存区内形成方孔网格。

14.根据权利要求10所述的托辊密封装置，其特征在于，所述大圆桶的内端形成与所述内迷宫密封圈的外端抵靠的第一插足，所述内圆桶的内端形成与所述外迷宫密封圈的内端抵靠的第二插足。

15.根据权利要求14所述的托辊密封装置，其特征在于，所述拱形部上与所述外圆桶连接的一端还设有径向平台。

16.根据权利要求1所述的托辊密封装置，其特征在于，所述微隙的宽度为0.5-1mm,所述开口间隙的宽度为所述微隙宽度的2.5倍，所述导流区的入口宽度大于或等于所述开口间隙的宽度。