密封结构及机械设备的制作方法

本发明涉及机械设备的密封技术领域，尤其涉及一种密封结构及机械设备，比如环卫机械的防水密封结构。

背景技术：

环卫机械作为城市环境美化、道路清扫、垃圾装运的专用工程机械，其垃圾存储箱必须具有良好的密封性，才能防止垃圾、污水外泄，杜绝二次污染。环卫车的密封目前主要采用在箱体与箱盖之间安装橡胶密封条，通过压力作用使密封条变形，填充箱体与箱盖之间的间隙，实现防水密封。

机械产品密封零部件选材和结构设计多种多样，一般来说，根据使用环境的要求，密封条可以选择乙丙橡胶、丁腈橡胶、氟硅橡胶等橡胶材料，根据安装结构的要求，设计各种形状尺寸的密实密封条、发泡密封条、中空密封条或嵌入钢带密封条等。

密封条的设计一般都是零部件设计完成后，再根据零部件的安装要求进行密封条的结构设计，很少综合考虑结构与密封条的匹配性、安装更换的简便性、牢固性及对密封表面的保护性。

目前，环卫机械上主要采用如图1所示的密封条进行密封，该密封条a1内部的空洞很大，容易变形塌陷，导致密封失效；安装时，采用在金属卡槽a2内涂抹密封胶，以把密封条a1固定在金属卡槽a2内，通过密封胶的凝固实现牢固安装的目的。

这种结构的密封条具有以下缺点：

1、该密封条的顶端具有两个等高的凸起结构，在车箱关闭时，顶端凸起与箱盖接触发生滑动摩擦，长期使用过程中，箱盖表面的垃圾颗粒污染物会使密封条的顶端凸起结构出现划伤、凹坑等缺陷，最终在缺陷处发生泄露；

2、密封条采用中空结构，中间具有一个很大的空心部位，这样虽然节约了橡胶材料成本，但过大的空洞在长期使用时容易发生塌陷变形，压缩永久变形性能较差，使用寿命较短；

3、根据环卫车的结构，在车箱闭合时，密封条不仅受到正向的压缩力，还受到侧向的摩擦搓动力。车箱关闭时的侧向搓动力在密封条底部的卡角位置转化成拉拔力，不断地把密封条从金属卡槽内向外拉动，迫使密封条从卡槽内脱落，最终造成密封失效。目前的解决方案是在金属卡槽内涂抹密封胶，利用密封胶把密封条固定在金属卡槽中，但在使用过程中效果较差，经常由于密封胶的涂抹量较少或没有凝固，造成密封条从金属卡槽内脱落；

4、当密封条脱落或失效需要进行更换时，通常采用火焰烧烤的方法对金属卡槽内的密封胶进行清理，工艺繁琐，清理困难，造成大量的人力物力浪费，同时密封胶烧烤清理时，产生刺鼻性气味和浓烟，造成严重污染环境。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种密封结构及机械设备，以解决现有技术中的密封条顶端凸起结构容易被垃圾颗粒划伤而引起密封泄漏的问题，提高密封性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种密封结构，包括密封部分，所述密封部分包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起的顶部设有加高部，以使所述第一凸起高于所述第二凸起，并在所述第二凸起与待密封面接触之前通过所述第一凸起对所述待密封面进行清洁，所述第一凸起和所述第二凸起与所述待密封面紧密接触以实现密封。

进一步地，所述加高部与所述第一凸起一体成型。

进一步地，所述第一凸起比所述第二凸起高1mm～2mm。

进一步地，所述密封部分设有第一通孔，所述第一通孔包括一个、两个或两个以上。

进一步地，所述第一通孔内设有填充物。

进一步地，所述填充物包括密实橡胶和/或海绵橡胶。

进一步地，还包括与所述密封部分一体成型的安装部分，所述密封结构通过所述安装部分安装在车架上。

进一步地，所述安装部分设有第二通孔。

进一步地，所述第二通孔与在所述密封部分设置的第一通孔不连通。

进一步地，还包括垫板，所述安装部分的一侧设有能够将所述第二通孔从侧面打开的开口，以将所述垫板装入所述第二通孔内，并通过所述垫板压紧所述安装部分。

进一步地，所述开口沿所述密封结构高度方向的宽度为1mm～2mm。

进一步地，所述垫板上设有第一安装孔，所述安装部分的底部设有第二安装孔，螺栓穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔以将所述垫板和所述安装部分与所述车架连接。

进一步地，所述垫板的宽度与所述第二通孔的宽度大致相等。

进一步地，所述垫板的厚度和所述螺栓的头部厚度之和与所述第二通孔的高度大致相等。

进一步地，所述安装部分包括位于所述第二通孔两侧的第一侧部和第二侧部以及位于所述第二通孔下方的安装底部，所述第一侧部位于所述第一凸起下方，所述第二侧部位于所述第二凸起下方，所述开口设置在所述第二侧部。

进一步地，所述第二通孔被设置为能够使所述第一侧部的厚度比所述第二侧部的厚度大。

进一步地，所述第一侧部的厚度为所述第二侧部的厚度的1.5倍及以上。

进一步地，还包括设置在所述车架上的挡板，所述挡板设置在靠近所述第二侧部的一侧，以对所述开口进行侧向支撑。

进一步地，所述挡板与所述第二侧部的外侧紧密接触。

进一步地，所述挡板的厚度为3mm～5mm；和/或，所述挡板的高度比所述第二凸起的高度低3mm～5mm。

进一步地，还包括连接板，所述连接板连接在所述开口的外侧，以固定和封堵所述开口。

为实现上述目的，本发明还提供了一种机械设备，包括上述的密封结构。

进一步地，还包括车架，所述车架上设有第三安装孔，螺栓穿过垫板上的第一安装孔、所述密封结构的安装底部的第二安装孔和所述车架上的第三安装孔，以实现所述垫板、所述安装底部与所述车架的连接。

基于上述技术方案，本发明通过在第一凸起的顶部设置加高部，使得第一凸起的高度比第二凸起的高度高，这样在密封部分与待密封面相接触时，第一凸起首先接触到待密封面，并且在压紧过程中待密封面与第一凸起之间会发生相对滑动，在滑动过程中，待密封面上的垃圾颗粒等杂物可以被第一凸起清理干净，这样可以保护第二凸起，在第二凸起与待密封面接触时待清洁面是相对比较干净的，防止第二凸起出现划伤、凹坑等缺陷，降低发生泄漏的可能性，提高密封性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中密封条的结构示意图。

图2为本发明密封结构一个实施例的剖视图。

图3为图2实施例中密封结构的立体图。

图4为本发明密封结构另一个实施例的剖视图。

图5为图4实施例中密封结构的立体图。

图6为本发明密封结构又一个实施例的剖视图。

图7为图6实施例中密封结构的立体图。

图8为本发明密封结构再一个实施例的剖视图。

图9为图8实施例中密封结构的立体图。

图10为本发明密封结构一个实施例中垫板的整体结构示意图。

图11为本发明密封结构一个实施例中垫板的局部结构示意图。

图12为本发明机械设备一个实施例中车架的安装部分的整体结构示意图。

图13为本发明机械设备一个实施例中车架的安装部分的局部结构示意图。

图14为本发明密封结构一个实施例安装在车架上的结构示意图。

图15为本发明密封结构一个实施例安装在车架上的左视图。

图16为本发明密封结构一个实施例在密封初始状态时的结构示意图。

图17为本发明密封结构一个实施例在密封中间状态时的结构示意图。

图18为本发明密封结构一个实施例在密封完成状态时的结构示意图。

图中：a1、密封条；a2、金属卡槽；

1、密封部分；11、第一凸起；12、第二凸起；13、凹槽；14、第一通孔；15、密实橡胶；16、海绵橡胶；2、安装部分；21、第二通孔；22、第一侧部；23、第二侧部；24、安装底部；241、第二安装孔；25、开口；3、垫板；31、第一安装孔；4、车架；41、第三安装孔；5、挡板；6、螺栓；7、箱盖；8、运动标记；9、垃圾颗粒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图2所示，为本发明提供的密封结构一个实施例的剖视图。在该实施例中，密封结构包括密封部分1，密封部分1包括第一凸起11和第二凸起12，第一凸起11和第二凸起12之间形成大致呈V型的凹槽13，第一凸起11的顶部设有加高部，以使第一凸起11高于第二凸起12，并在第二凸起12与待密封面接触之前通过第一凸起11对待密封面进行清洁，第一凸起11和第二凸起12与待密封面紧密接触以实现密封。其中，被第一凸起11清理下来的垃圾颗粒可以存储在凹槽13中，防止第二凸起12被划伤。

密封部分1可以采用橡胶材质，也可以采用塑料或热塑性弹性体等复合材料。

在上述实施例中，通过在第一凸起11的顶部设置加高部，使得第一凸起11的高度比第二凸起12的高度高，这样在密封部分与待密封面相接触时，第一凸起11首先接触到待密封面，并且在压紧过程中待密封面与第一凸起11之间会发生相对滑动，在滑动过程中，待密封面上的垃圾颗粒等杂物可以被第一凸起11清理干净，这样可以保护第二凸起12，在第二凸起12与待密封面接触时待清洁面是相对比较干净的，防止第二凸起12出现划伤、凹坑等缺陷，降低发生泄漏的可能性，提高密封性能。

在如图1和图2所示实施例中，密封部分1上设置了两个凸起，在本发明提供的密封结构的其他实施例中，凸起个数可以根据需要进行灵活设置，比如可以设置为三个或三个以上，各个凸起之间的高度差可以根据密封时的压缩量进行调整，只要能够达到清洁密封表面，减少磨损，提高密封性的效果即可。

作为本发明密封结构的一个优选实施例，加高部与第一凸起11一体成型，即在初始就设置为第一凸起11的高度比第二凸起12的高度高，这样可以提高第一凸起11的整体结构强度，保证第一凸起11的整体性，提高第一凸起11的使用寿命。

具体地，第一凸起11比第二凸起12高1mm～2mm，第一凸起11与第二凸起12之间的高度差控制在该范围内，既可以起到很好的自清洁作用，又能够使第一凸起11控制在合适的弹性变形范围内，以保证第二凸起12能够接触到待密封面，实现较好的密封效果。

进一步地，密封部分1可以设有第一通孔14，第一通孔14除了可以降低密封结构的总体重量，节省制造材料，降低制造成本之外，还可以减小使第一凸起11和第二凸起12被挤压而发生变形的作用力，弹性性能更好。

根据密封部分1压缩变形的需要，第一通孔14的设置数量可以有多种选择。如图4和图5所示，密封部分1设有一个第一通孔14；如图2和图3所示，密封部分1设有两个第一通孔14；在其他实施例中，第一通孔14也可以设置两个以上。

当第一通孔14的个数为两个或两个以上时，两个第一通孔14之间的橡胶可以提供一定的支撑，提高抗压缩变形能力，比现有技术中仅设置一个通孔的性能更好，使用寿命更长。但是，由于第一通孔14的数量越多，生产工艺越复杂，成本越高，因此设置两个第一通孔14的方案是最优的，成本适中且性能较好。

第一通孔14的形状可以有多种选择，比如可以为圆形、椭圆形或矩形等，如图2所示，第一通孔14为不规则形状，大致与密封部分1的外轮廓形状相似。

为进一步提高密封部分1的抗压缩变形能力，第一通孔14内可以设置填充物。如图6和图7所示，第一通孔14内填充有密实橡胶15，密实橡胶15是一种比较紧密的无孔结构；如图8和图9所示，第一通孔14内填充有海绵橡胶16，海绵橡胶16是一种多孔结构，重量轻，抗压缩永久变形性能能力好。

作为本发明密封结构实施例的进一步改进，密封结构还包括与密封部分1一体成型的安装部分2，密封结构通过安装部分2安装在车架4上。相比于现有技术中通过金属卡槽a2对密封条a1进行安装固定的方案，本发明实施例中将安装部分2与密封部分1设置为一体成型的结构，可以省略将密封部分1与安装部分2进行连接固定的工序，并且可以保证密封结构的整体性，密封部分1与安装部分2之间不会由于受到侧向拉拔力而出现连接失效的问题。

进一步地，参考图2，安装部分2设有第二通孔21，第二通孔21可以进一步降低密封结构的整体重量，降低制造成本，并且进一步提高压缩弹性。

优选地，第二通孔21与在密封部分1设置的第一通孔14不连通，这样在第一通孔14与第二通孔21之间的部分可以形成骨架结构，相比于现有技术中仅仅设置一个大通孔的方案来说，多个通孔之间形成的骨架结构可以提高抗压缩变形的能力，防止密封结构受压塌陷。

该实施例中将密封结构分为密封部分1和安装部分2，并分别单独设置通孔，并且第一通孔14与第二通孔21不连通，可以减小空心区域在密封结构的截面中所占的比例，保证密封部分1上通孔的完整性，增加通孔内气体或填充物的抗压缩能力，提升密封结构抵抗压缩永久变形能力和密封性。

如图10所示，密封结构还包括垫板3，安装部分2的一侧设有能够将第二通孔21从侧面打开的开口25，以将垫板3装入第二通孔21内，并通过垫板3压紧安装部分2。通过设置垫板3，可以将安装部分2平整地压紧在车架4上，保证密封结构与车架4上的安装平面紧密贴合，防止安装部分2底部在受到转化的拉拔力时向上翘起或者造成连接失效，保护密封结构在安装孔位置不发生撕裂，增加安装牢固性。

垫板3的整体形状可以与所要密封的开口的形状大致相同。对于环卫机械来说，需要密封的箱体的开口一般呈矩形，因此如图10所示，垫板3的整体也可以呈矩形，在弯折处还可以设置圆弧过渡板，以更好地与箱体上的开口相互配合，实现更完整的密封。密封结构优选地为长条状。

如图11所示，垫板3上设有第一安装孔31，安装部分2的底部(即安装底部24)设有第二安装孔241，螺栓6穿过第一安装孔31和第二安装孔241以将垫板3和安装部分2与车架4连接。相比于现有技术中通过金属卡槽a2对密封条a1进行安装固定的方案，本实施例中通过设置垫板3和螺栓6，既可以提高连接的可靠性，又可以使得密封结构的安装和拆卸都很方便，不需要火焰烧烤，不会产生浓烟造成环境污染。

其中，密封结构的安装底部24上所设置的第二安装孔241的数量、大小和位置可以根据需要进行灵活设置，优选地，第二安装孔241位于安装底部24的中心位置，第二安装孔241的直径优选地但不限于为10mm，任意两个第二安装孔241之间的间隔可以为100mm～300mm，比如200mm，当然也可以根据要求进行调整。

在本发明密封结构的优选实施例中，开口25为小细缝，沿密封结构高度方向的宽度不需要太大，优选为1mm～2mm，这样既可以达到打开第二通孔21的目的，又可以避免由于开口太宽而造成安装部分2两侧高度不一，提高密封结构的整体稳定性。

在本发明密封结构的一个实施例中，第二通孔21的形状大致呈矩形，方便垫板3的安装。

垫板3的宽度优选地与第二通孔21的宽度大致相等，以对安装部分2实现较好的压紧作用。

垫板3的厚度和螺栓6的头部厚度之和与第二通孔21的高度大致相等，这样有利于提高密封结构的抗压能力，避免密封结构由于长期使用而受压变形。

参考图2，安装部分2包括位于第二通孔21两侧的第一侧部22和第二侧部23以及位于第二通孔21下方的安装底部24，第一侧部22位于第一凸起11下方，第二侧部23位于第二凸起12下方。

参考图14和图15，由于待密封面与第一凸起11发生相对滑动时会向左运动，因此密封部分1的第一侧部22会受到侧向搓动力，因此优选地，开口25设置在不会直接被搓动的第二侧部23，这样可以防止开口25直接受到侧向搓动力而被打开，影响密封结构的整体强度。

为提高设置开口25的第一侧部22的结构强度，第二通孔21被设置为能够使第一侧部22的厚度比第二侧部23的厚度大，这样第一侧部22能够承受更大的压力，防止密封结构受压发生塌陷，并且在受到侧向搓动力时第一侧部22具有更大的抵抗能力。

优选地，第一侧部22的厚度L₁为第二侧部23的厚度L₂的1.5倍及以上。

作为本发明密封结构实施例的更进一步改进，密封结构还包括设置在车架4上的挡板5，挡板5设置在靠近第二侧部23的一侧，以对开口25进行侧向支撑。在待密封面被清洁并相对于密封结构向左移动时，密封结构整体受到向左的搓动力，此时挡板5可以起到抵抗该搓动力的作用，防止密封结构侧向压溃。其中，挡板5优选地为金属材质，当然也可以选择其他材质。

优选地，挡板5与第二侧部23的外侧紧密接触，这样可以实现更好的阻挡作用，防止密封结构受压变形。

其中，挡板5的厚度可以为3mm～5mm，比如4mm。挡板5的高度比第二凸起12的高度低3mm～5mm，比如4mm。

密封结构还可以包括连接板，连接板可以通过螺栓连接在开口25的外侧，以固定和封堵开口25，以在通过垫板3将密封结构安装在车架4上之后将开口25封死，以提高抵抗侧向搓动力的能力。

本发明所提供的密封结构的以上各个实施例，可以广泛应用于各类机械设备的密封，特别是环卫机械、汽车、轮船、冷库等箱体的密封。

如图12和图13所示，机械设备还包括车架4(或者其他类似车架4的用于安装密封结构的安装架)，车架4上设有第三安装孔41，螺栓6穿过垫板3上的第一安装孔31、密封结构的安装底部24的第二安装孔241和车架4上的第三安装孔41，以实现垫板3、安装底部24与车架4的连接。优选地，垫板3上的第一安装孔31、密封结构的安装底部24的第二安装孔241和车架4上的第三安装孔41的大小一致，并且能够对齐。

下面结合附图2～18对本发明密封结构及机械设备的一个实施例的具体结构和工作过程进行详细说明：

如图2和图3所示，密封结构包括一体成型的密封部分1和安装部分2，两部分相互独立互不影响，密封部分1包括第一凸起11和第二凸起12以及在第一凸起11和第二凸起12之间形成的凹槽13，第一凸起11的高度高于第二凸起12，密封部分1还设有两个第一通孔14，当然也可以如图4和图5所示，仅设置一个第一通孔14。但是，由于密封部分1既要求具有较好的压缩回弹性，又要求具有较好的抗压缩能力防止塌陷变形，因此综合考虑设置两个第一通孔14是最优的方案，成本适中，性能良好。

如图6和图7所示，第一通孔14内可以填充密实橡胶15；如图8和图9所示，第一通孔14内也可以填充海绵橡胶16。

安装部分2设有第二通孔21，在第二通孔21的两侧形成第一侧部22和第二侧部23，下方形成安装底部24，第二侧部23设有开口25，安装底部24设有第二安装孔241，开口25可以从侧面将第二通孔21打开，以将如图10和图11所示的垫板3安装到第二通孔21内，可以将安装部分2的安装底部24紧密贴合在车架4的安装表面上，防止安装部分2受到侧向拉拔力时发生撕裂或连接失效。

如图12和图13所示，车架4上设有第三安装孔41。如图14和图15所示为密封结构安装在车架4上之后的结构示意图，车架4上设有挡板5，可以提供侧向支撑，防止密封结构受到侧向搓动力而塌陷变形。

具体的安装过程为：首先，把密封结构放置在车架4的安装位置，保证安装部分2设置开口25的第二侧部23与挡板5紧密接触；然后，打开侧向开口25，放入垫板3，压紧安装底部24，对齐垫板3上的第一安装孔31、安装底部24上的第二安装孔241和车架4上的第三安装孔41；最后，拧紧螺栓6，完成安装。

具体来说，如图16所示，密封结构处于密封初始状态，箱盖7从上向下盖在密封结构的顶部，此时运动标记8正好位于第一凸起11的上方，箱盖7的内表面(即待密封面)上有很多垃圾颗粒9；

如图17所示，随着箱盖7与密封结构的进一步压紧，从运动标记8的变化位置可知，箱盖7相对于密封结构向左运动，密封结构除了受到向下的正压力之外，还受到从第一凸起11指向第二凸起12的侧向力，此时挡板5能够对开口25形成侧向支撑，防止密封结构受压塌陷；同时，箱盖7在向左运动的过程中，第一凸起11与待密封面紧密接触，能够对待密封面上的垃圾颗粒9进行清理，从而保护第二凸起12免受垃圾颗粒9的摩擦磨损，具有自清洁密封表面的功能；

如图18所示，根据运动标记8的变化位置可知，箱盖7的内表面自第一凸起11的位置向左依次被清理干净，这样第二凸起12就可以与相对比较干净的待密封面相互接触，密封性能更好。

该密封结构的安装过程简单快捷，与车架结合牢固紧密，垫板和挡板保护密封结构免遭破坏和变形，提升了密封结构的使用寿命，安装过程未使用任何密封胶，车架干净整洁，密封结构的更换和维护保养与安装过程一样简单快捷，可节约大量人力物力成本。

通过对本发明密封结构及机械设备的多个实施例的说明，可以看到本发明密封结构及机械设备实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、密封结构包括密封部分和安装部分，两部分一体成型，并且互不影响，结构紧凑，有利于提高抗压缩变形能力，防止塌陷，提高寿命；

2、密封部分包含两个高度不等的凸起，使密封结构具有自清洁功能，减少待密封面的摩擦磨损，保护较低的凸起在滑动时不出现划痕、凹坑等较大缺陷，提升密封性；

3、安装部分的侧面设有开口，能够使垫板、螺栓等安装零件进入密封结构内部，通过螺栓和垫板把密封结构牢固、平整地安装在车架上；

4、密封结构通过垫板和螺栓与车架进行连接，安装过程比较简单，节省人力，不需要使用密封胶，干净整洁，易拆卸；

5、车架上设有挡板，可以防止侧向搓动力导致的变形塌陷；

6、车架结构简单，不使用金属卡槽和密封胶，密封结构的安装和更换简便快捷，节约大量人力物力成本；

7、螺栓安装牢固，完全杜绝密封结构受侧向力而脱落现象，可广泛应用于环卫机械、汽车、轮船、冷库等箱体的密封。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，比如，根据密封性要求和密封部位进行结构性调整，调整密封部分凸起的数量、高度来改善自清洁性能和密封性能，调整密封部分第一通孔的数量、形状、大小和截面占比等获得不同的回弹性和抗压缩永久变形能力等，通过这些调整得到不同的实施方式，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。