CN205896173U - 轴密封结构及物料加工机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轴密封结构及物料加工机械。本实用新型提供的轴密封结构，包括：具有通孔的安装座；穿设在通孔中的转轴；通孔的孔壁与转轴之间设置有密封组件，密封组件包括：碳化硅圈，套设于转轴上并与转轴过盈配合；聚四氟乙烯圈，套设于碳化硅圈和通孔的孔壁之间；聚四氟乙烯圈的内周面至少部分地与碳化硅圈抵压接触；聚四氟乙烯圈由位于聚四氟乙烯圈两侧的第一轴向限位件和第二轴向限位件定位。本实用新型提供了一种密封效果好、使用寿命长的轴密封结构。

Description

轴密封结构及物料加工机械

技术领域

本实用新型涉及一种轴密封结构及物料加工机械。

背景技术

摇摆式造粒机也称为造粒机，广泛应用于食品、医药、化学等行业，用于将物料制成所需尺寸的颗粒产品。造粒机主要包括动力传动单元和造粒单元两部分，造粒单元主要由料斗、筛网、滚筒、转轴、轴承和轴承座等结构组成。料斗形成有可以容纳物料的腔体，滚筒位于料斗内并可以配置一个或多个，筛网位于滚筒下方并部分包围滚筒，转轴包括与滚筒前端联接的转轴和与滚筒后端联接的转轴，各转轴穿设过料斗的孔并分别由位于料斗外部的轴承和轴承座旋转支承。另外，后端的转轴可由动力传动单元驱动做往复旋转运动，通常该后端转轴上设置有齿轮部，该动力传动单元具有与前述齿轮部啮合的齿条，在齿条和齿轮部所形成的齿轮副的作用下，该后端转轴转动并带动滚筒在料斗内往复转动，以将物料从筛网挤出制成颗粒。

摇摆式造粒机工作过程中，为避免因料斗内物料通过转轴与料斗的孔之间的缝隙进入到轴承座的内腔，带来的轴承润滑被破坏以及物料被污染等问题，相关技术通常在转轴和料斗的孔之间套设有密封圈例如O型圈，以阻断料斗与轴承座内腔之间的泄漏通路。然而，转轴正反转动的过程会受到来自物料的交替变化的阻力(例如，鸡精类产品的造粒过程中，转轴受到的扭矩高达200N·m)，转轴在交替变化的扭矩作用下会产生一定的形变，转轴的形变又进一步加快了O型圈的磨损速度，导致造粒机短期运行后，转轴与料斗之间出现密封不严的现象，使得料斗内的物料和轴承内腔内容纳的被污染物料更容易相互接触进而造成产品污染。此时，为保证产品的质量，则需拆机更换新的密封圈以及转轴，造成造粒机的维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题中的至少之一。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种轴密封结构，包括：具有通孔的安装座；穿设在通孔中的转轴；通孔的孔壁与转轴之间设置有密封组件，密封组件包括：碳化硅圈，套设于转轴上并与转轴过盈配合；聚四氟乙烯圈，套设于碳化硅圈和通孔的孔壁之间；聚四氟乙烯圈的内周面至少部分地与碳化硅圈抵压接触；聚四氟乙烯圈由位于聚四氟乙烯圈两侧的第一轴向限位件和第二轴向限位件定位。

本实用新型提供的轴密封结构，碳化硅圈与转轴以过盈配合的方式紧固在一起并同步转动；聚四氟乙烯圈的内周面至少部分地与碳化硅圈抵压接触以形成密封接触带，可以理解，聚四氟乙烯圈与碳化硅圈之间允许发生相对转动；聚四氟乙烯圈的轴向位置可以通过第一和第二轴向限位件限定。由于碳化硅圈硬度较高且具有自润滑效果，因此随转轴转动的过程中形变量较小，摩擦控制好，而且可以最大程度地控制转轴的形变量。而聚四氟乙烯圈具有耐腐蚀、高润滑以及极为突出的不粘接性能，通过配合形变量小的碳化硅圈使用可以减慢自身的磨损速度，能够与碳化硅圈长时间保持良好的密封接触，从而提供了一种密封效果好、使用寿命长的轴密封结构。

优选地，聚四氟乙烯圈为唇形密封圈，采用唇形密封圈可以自动补偿磨损量，密封性能更好。

优选地，聚四氟乙烯圈包括圈体和密封唇；密封唇从圈体的第一端径向内侧倾斜地向外延伸，使密封唇的内周面至少部分地与碳化硅圈抵压接触；圈体的第二端抵靠在第二轴向限位件上；密封组件还包括弹性圈，弹性圈夹持在由通孔的孔壁、密封唇的外周面和第一轴向限位件围成的区域内。聚四氟乙烯圈采用上述的构型，可以使聚四氟乙烯圈的密封唇至少部分地与碳化硅圈抵压接触形成阻止物料进入的密封口。通过使弹性圈处于径向和轴向压缩的夹持状态，在实际使用过程中，当密封唇发生比较大的磨损，在弹性圈的弹性回复作用下，密封唇也可以及时自动补充磨损量，保证密封唇能够长期与碳化硅圈保持有效的密封接触，以最大程度地阻止物料泄漏。可以理解，密封唇相对于圈体更靠近需要防止泄漏的物料设置。优选地，弹性圈为O型圈，有利于降低成本。

优选地，碳化硅圈至少一端的外周上设置有截锥形引导面。通过设置截锥形引导面，使得碳化硅圈穿设过聚四氟乙烯圈时，不易对聚四氟乙烯圈的密封唇造成损伤。

优选地，碳化硅圈的轴向长度大于聚四氟乙烯圈的轴向长度，以使聚四氟乙烯圈在转动过程中始终能够与碳化硅圈充分接触，保证良好的密封效果。

优选地，第一轴向限位件为形成于通孔的孔壁上的台阶。优选地，第二轴向限位件为可拆卸地安装至安装座上的挡圈。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种物料加工机械，包括用于容纳物料的容器，该物料加工机械设置有上述的轴密封结构，转轴具有穿设入容器内的部分。进一步地，物料加工机械为造粒机、混料机或者螺杆喂料机。

附图说明

参考下列的详细说明和附图，本实用新型的例子的特点和优势将变得显而易见，其中：

图1示出了本实用新型一个实施例提供的轴密封结构应用于造粒机造粒单元的结构；

图2示出了图1中A处的局部放大图；

图3示出了本实用新型另一个实施例提供的轴密封结构应用于造粒机造粒单元的结构；

图4示出了图3中I处的局部放大图。

具体实施方式

本实用新型实施例中所称的造粒机例如可以是摇摆式造粒机，其用于将物料制成所需尺寸的颗粒产品。造粒机主要包括动力传动单元和造粒单元两部分，动力传动单元用于向造粒单元输出动力，使造粒单元料斗内的滚筒做摇摆式转动，以将物料通过滚筒下方的筛网挤出，形成颗粒状产品。

图1示出了应用有本实用新型一个实施例所提供的轴密封结构的造粒机造粒单元的示意图。

如图所示，该造粒单元包括料斗71，料斗71内形成用于容纳物料以及安装滚筒72的腔体。滚筒72的数量可以根据需要设定，例如为一个或多个。筛网(图中未示出)位于滚筒72的下方并部分包围滚筒72。滚筒72的前端和后端分别与转轴联接，具体地，滚筒72的前端与一转轴73联接，滚筒72的后端与另一转轴2联接。转轴73由安装在料斗71前端的轴承座74内的轴承可旋转地支承，转轴2由安装在料斗71后端的轴承座75内的轴承可旋转地支承。转轴2上可具有齿轮部(图中未示出)，动力传递单元通过控制与齿轮部啮合的机构(例如齿条)的往复运动，驱动转轴2、滚筒72和转轴75做摇摆式转动。

需要说明的是，本实施例中“滚筒的前端”指的是滚筒远离动力传递单元的一端，“滚筒的后端”指的是滚筒靠近动力传递单元的一端。

该造粒机造粒单元中，至少转轴2的密封结构采用本实用新型一个实施例所提供的轴密封结构。具体地，结合图1和图2可以看出，该轴密封结构至少包括安装座1、转轴2、密封组件、第一轴向限位件51和第二轴向限位件52。

其中，安装座1可以为构成料斗71的部件，在安装座1上设置有供转轴2穿设的通孔10。为避免料斗71内物料通过通孔10的孔壁和转轴2之间的缝隙向外(轴承内腔方向)泄露，在通孔10的孔壁与转轴2之间设置上述的密封组件。

密封组件具体地包括碳化硅圈3和聚四氟乙烯圈4。其中，碳化硅圈3套设于转轴2上并与转轴2过盈配合，以使碳化硅圈3和转轴2可以同步转动。优选地，碳化硅圈3可以通过热装法安装至转轴2上。聚四氟乙烯圈4套设于碳化硅圈3和通孔10的孔壁之间，聚四氟乙烯圈4的内周面至少部分地与碳化硅圈3抵压接触以形成密封接触带，可以理解，聚四氟乙烯圈4与碳化硅圈3之间允许发生相对转动。在聚四氟乙烯圈4的两侧外部分别布置有第一轴向限位件51和第二轴向限位件52，第一和第二轴向限位件用于限定聚四氟乙烯圈4的轴向位置，避免聚四氟乙烯圈4沿转轴2的轴向移动。

该轴密封结构，碳化硅圈3与转轴2以过盈配合的方式紧固在一起，使碳化硅圈3可以作为动圈使用；聚四氟乙烯圈4的内周面至少部分地与碳化硅圈3抵压接触以形成密封接触带，可以理解，聚四氟乙烯圈4与碳化硅圈3之间允许发生相对转动(可以将聚四氟乙烯圈4视为静圈)，并且聚四氟乙烯圈4的轴向位置由第一轴向限位件51和第二轴向限位件52限定。由于碳化硅圈3硬度较高且具有自润滑效果，因此随转轴2转动的过程中形变量较小，摩擦控制好，而且可以最大程度地控制转轴2的形变量；而聚四氟乙烯圈4具有耐腐蚀、高润滑以及极为突出的不粘接性能，通过配合形变量小的碳化硅圈3使用可以大幅减慢自身的磨损速度，能够与碳化硅圈长时间保持良好的密封接触，从而提供了一种密封效果好、使用寿命长的轴密封结构。经过实验证明，采用本实用新型实施例提供的密封组件相对于其他构型及材质的密封件来说，可以最大程度的避免料斗内物料向外泄露。

优选地，碳化硅圈3的轴向长度大于聚四氟乙烯圈4的轴向长度，这样，即使转轴2发生少量的轴向窜动或者碳化硅圈3的端部发生破损，也能够保证聚四氟乙烯圈4在转动过程中始终与碳化硅圈3充分接触，保证良好的密封效果。

在一种优选实施方式中，聚四氟乙烯圈4可以采用已知技术中的唇形密封圈，利用唇形密封圈可以自动补偿磨损量的优点，达到更好的密封性能。

本实施例中还示出了第一轴向限位件51和第二轴向限位件52的优选实施方式：如图2所示，第一轴向限位件51为形成于通孔10的孔壁上的台阶，第二轴向限位件52为可拆卸地安装至安装座1上的挡圈。当然，在其他实施例中，第一轴向限位件51和第二轴向限位件52还可以有多种实施方式，只要能实现聚四氟乙烯圈4的轴向可靠定位即可。例如，第一轴向限位件51也可以由安装至安装座1上的挡圈实施。

图3示出了应用有本实用新型另一个实施例所提供的轴密封结构的造粒机造粒单元的示意图。如图3和图4所示，该实施例与上述实施例的主要不同之处在于：密封组件还包括有弹性圈6，以及示出了聚四氟乙烯圈4的一种优选结构。

如图4所示，本实施例中，聚四氟乙烯圈4包括圈体41和密封唇42。圈体41套设在通孔10的孔壁和转轴2之间，由图中可以看出，圈体41的内周与转轴2之间优选地存在间隙。圈体41的第二端抵靠在第二轴向限位件52上。密封唇42从圈体41的第一端的径向内侧倾斜地向外延伸，使密封唇42的内周面至少部分地与碳化硅圈3抵压接触，形成阻止物料通过的密封口。

弹性圈6夹持在由通孔10的孔壁、第一轴向限位件51、密封唇42的外周面所围成的区域内，第一轴向限位件51通过压紧弹性圈6实现对聚四氟乙烯圈4的轴向限位作用。聚四氟乙烯圈4通过采用上述的构型，且使弹性圈6处于径向和轴向压缩的夹持状态，相对于没有使用弹性圈6的带有密封唇的聚四氟乙烯圈来说，在实际使用过程中，当密封唇42发生比较大的磨损而不能仅依靠自身的弹性变形保持压紧在转轴2上时，通过弹性圈6的弹性回复作用，密封唇42可以被强制压紧在转轴2上，能够及时自动补充磨损量，进而保证了密封唇42能够长期与碳化硅圈3保持有效密封接触，以最大程度地阻止物料泄漏。可以理解，密封唇42相对于圈体41更靠近料斗71内的物料设置。优选地，弹性圈6可以为橡胶圈，更具体地为O型圈，有利于降低成本。

另外，当聚四氟乙烯乙烯圈4采用带有密封唇的结构时，由图2和图4中还可以看出，优选地，碳化硅圈3至少一端的外周上设置有截锥形引导面31，优选地截锥形引导面31设置在碳化硅圈3需从聚四氟乙烯圈4中穿过的一端。通过设置截锥形引导面31，使得碳化硅圈3穿设过聚四氟乙烯圈4时，不易对聚四氟乙烯圈4的密封唇造成损伤。

工业适用性

实验证明，双头摇摆式造粒机的转轴2处的密封通过应用本实用新型实施例提供的带有弹性圈6的轴密封结构，当造粒机用于加工鸡精调味料或者汤料八小时后，拆卸支承转轴2的轴承座75后发现，通过密封组件向轴承内腔方向泄漏的物料非常少，显著低于未采用该密封结构的其他同等规格造粒机转轴处的泄漏量。由此，本实用新型实施例提供了一种密封效果显著且可以长期免维护的轴密封结构。

本领域的技术人员可以理解，本实用新型实施例提供的轴密封结构其适用范围并不限于上述举例所涉及的造粒机，还可以用于其他类型的物料加工机械中，尤其适用于用于加工具有一定湿度的产品(或原料)的设备的低速旋转轴的密封，例如，应用于混料机主轴的密封。当该轴密封结构用于混料机主轴的密封时，转轴穿设进入混料机的容器(可以是开放式的料斗或者封闭式的料罐)内，并与容器内的搅拌主轴连接，以驱动搅拌主轴做同向低速转动。优选地，本实用新型实施例提供的轴密封结构还可以应用于螺杆喂料机。

在整个说明书中提到的“一个例子”，“另一个例子”，“例子”等等，意思是描述与例子相关的某个元件/元素(例如特点、结构和/或特征)包括在这里描述的至少一个例子中，可以和/或可以不出现在其它例子中。另外，可以理解的是描述的任何例子的多个元件可在多个不同的例子中以任何合适的方式组合，除非上下文明确说明。

当介绍这里描述和/或说明的轴密封结构的元件/部件/等时，冠词“一”、“该”和“所述”表示存在一个或多个元件/部件/等。术语“包括”、“包含”和“具有”表示包括在内，意思是可能存在除了所列元件/部件/等之外的附加的元件/部件/等。

该说明书使用示例来公开本实用新型，包括最佳实施方案，并且使得本领域任何技术人员都能够实现本实用新型。本实用新型的可获得专利的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非区别于权利要求字面语言的结构元件、或者如果这些其它示例包括非实质性区别于权利要求字面语言的等同的结构元件，则这些其它示例应落在权利要求的范围内。

附图标记列表

1 安装座 2 转轴

10 通孔 4 聚四氟乙烯圈

3 碳化硅圈 41 圈体

31 截锥形引导面 42 密封唇

52 第二轴向限位件 51 第一轴向限位件

6 弹性圈 52 第二轴向限位件

71 料斗 72 滚筒

73 转轴 74 轴承座

75 轴承座

Claims (10)

1.一种轴密封结构，包括：具有通孔(10)的安装座(1)；穿设在所述通孔(10)中的转轴(2)；其特征在于，

所述通孔(10)的孔壁与所述转轴(2)之间设置有密封组件，所述密封组件包括：碳化硅圈(3)，套设于所述转轴(2)上并与所述转轴(2)过盈配合；聚四氟乙烯圈(4)，套设于所述碳化硅圈(3)和所述通孔(10)的孔壁之间；所述聚四氟乙烯圈(4)的内周面至少部分地与所述碳化硅圈(3)抵压接触；

所述聚四氟乙烯圈(4)由位于所述聚四氟乙烯圈(4)两侧的第一轴向限位件(51)和第二轴向限位件(52)定位。

2.根据权利要求1所述的轴密封结构，其特征在于，所述聚四氟乙烯圈(4)为唇形密封圈。

3.根据权利要求1所述的轴密封结构，其特征在于，

所述聚四氟乙烯圈(4)包括圈体(41)和密封唇(42)；所述密封唇(42)从所述圈体(41)的第一端径向内侧倾斜地向外延伸，使所述密封唇(42)的内周面至少部分地与所述碳化硅圈(3)抵压接触；所述圈体(41)的第二端抵靠在所述第二轴向限位件(52)上；

所述密封组件还包括弹性圈(6)，所述弹性圈(6)夹持在由所述通孔(10)的孔壁、所述密封唇(42)的外周面和所述第一轴向限位件(51)围成的区域内。

4.根据权利要求3所述的轴密封结构，其特征在于，所述弹性圈(6)为O型圈。

5.根据权利要求3所述的轴密封结构，其特征在于，所述碳化硅圈(3)至少一端的外周上设置有截锥形引导面(31)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴密封结构，其特征在于，所述碳化硅圈(3)的轴向长度大于所述聚四氟乙烯圈(4)的轴向长度。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的轴密封结构，其特征在于，所述第一轴向限位件(51)为形成于所述通孔(10)的孔壁上的台阶。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的轴密封结构，其特征在于，所述第二轴向限位件(52)为可拆卸地安装至所述安装座(1)上的挡圈。

9.一种物料加工机械，包括用于容纳物料的容器，其特征在于，设置有权利要求1至8中任一项所述的轴密封结构，所述转轴具有穿设入所述容器内的部分。

10.根据权利要求9所述物料加工机械，其特征在于，所述物料加工机械为造粒机、混料机或者螺杆喂料机。