刀座轴密封装置的制作方法

本发明涉及一种高速刀轴封密封装置，属于厨房类高速搅拌器用品技术领域。

背景技术：

高速搅拌器等设备上经常会用到刀具，这些刀具通过刀座安装在对应的设备杯体内，刀座则通过刀轴封及轴密封与杯体或主机连接。在安装过程中，刀轴封密封安装的可靠性和稳定性对刀具的作业状况影响非常显著，如何实现刀轴封密封的稳定安装和实现可靠密封，是高速搅拌机等设备工作是否正常的关键，而常规的方式是通过橡胶垫、密封垫以及标准油封等实现刀轴封的密封，这些方式的优势在于结构简单，方便组织和采购，缺陷则是密封可靠性不佳和密封寿命很短，由于搅拌器在高速搅拌过程中,不仅有高速高温,而且介质复杂，导致这些橡胶垫、密封垫甚至油封会很快发生变形或者磨损而导致密封失效，密封效果难以保证并且可靠性不佳，而且一旦发生密封失效造成介质泄露将直接导致轴承失效进而导致电机烧毁,严重时甚至会引起安全事故。

基于此，做出本申请刀轴封密封装置。

技术实现要素：

针对现有刀轴封安装中所存在的上述缺陷，本申请提供一种安装稳定、密封性好的刀轴封密封装置。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

刀轴封密封装置，包括骨架和橡胶层，所述的骨架和橡胶层为一体化密封结构，橡胶层与轴封形成密封，且所述的橡胶层一侧向外延伸形成防尘唇，该防尘唇包括第一道唇、第二道唇和第三道唇，且第一道唇位于最外侧，第二道唇居中，第三道唇位于最下方，且其内伸角度与第一道唇、第二道唇方向均相反,但密封方向与第一道唇、第二道唇一致,并朝向介质方向。

所述的橡胶层远离防尘唇的另一侧为平的或者波浪形，该侧与刀座所在腔体过盈配合。

所述的第二道唇与第一道唇、第二道唇与第三道唇之间分别形成两个封闭的密封容腔，该密封容腔内壁设置有由润滑脂涂覆形成润滑层。

所述的第一道唇高于或低于橡胶层的上端面，或者与轴封端面持平。

所述橡胶层的上端面与第一道唇之间设置缓冲腔，缓冲腔与密封空腔连通。

所述的第一道唇和/或第二道唇的唇形设置防翻点结构。

所述的第一道唇、第二道唇和第三道唇均为橡胶预压加载式密封唇。所述的橡胶层上端面以及下端面上分别设置倒角。

所述的第一道唇内径为5-14mm，第二道唇内径为5-14mm，第三道唇内径为5-14mm，橡胶层高度为4-16mm。

本申请所提供的刀轴封密封装置，包括骨架和橡胶层，所述的骨架和橡胶层通过硫化成型工艺形成为一体化密封结构，该一体化密封结构通过轴封外径(包覆在骨架外壳的波浪形橡胶层的外径)和内径(三道橡胶唇的内径)与刀座所在腔体和刀轴共同形成密封系统；内径和刀轴之间设置三道特殊设计的密封唇形成两者之间的密封,该三道密封唇包括两道朝外的唇口和一道反向唇口,三道唇口都经过优化设计,其中最朝外的第一道唇为挡渣密封唇,基本上95%以上的复杂颗粒和介质都可以被阻挡和密封住；第二道唇(中间唇)起保持润滑和第二道密封的作用；为确保100%密封效果,还加了一个橡胶唇,也就是第三道唇,该唇的内伸角度与另外两道唇的方向相反,但是密封方向与另外两道唇是一致的,也就是它的密封方向是朝向介质方向,这种结构不仅可以起到保持润滑的作用,还可以在极端情况下前两道橡胶唇口磨损的极端的情况下,第三道唇由于特殊形状结构而能够补偿该唇口磨损使该密封唇能始终以一个稳定的力抱紧刀轴封,起到长效密封的作用和保证,所以该密封装置的可靠性和寿命都是能够满足高速搅拌类设备的应用要求的。

所述的第一道唇为外伸式设计,它是面对介质的首要密封唇,主要起挡渣和密封的作用,该密封唇口的尺寸和角度等唇型参数都经过优化设计，易于清洗，不会出现其他结构可能出现的食材介质积渣残留和生菌返味等现象。更优选的，所述的第一道唇设计带有防止安装翻转的特殊结构，使密封件的安装无论从哪个方向安装都不会出现唇部发生翻转的现象,确保密封件安装时的该密封唇的稳定性。

所述第二道唇即中间唇的密封方向和第一道唇口密封方向一致,主要起第二道密封作用,更优选的，所述的第二道唇与第一道唇口、第二道唇与第三道唇之间分别形成两个封闭的密封容腔,密封空腔的存在，保证了三个密封唇之间的润滑脂在刀轴封高速工作过程中能长期存留于橡胶层的滑动唇口上,可以极大地延长三个唇密封唇口的运行寿命并降低橡胶唇对高速旋转轴的磨耗和功耗,降低能量损失和磨损噪音。同时更优选的是,该道密封唇的腰部角度和唇口角度都如图经过优化,而且都有防翻设计。

所述的第三道唇为橡胶唇,主要起第三道密封的作用,更优选的是,它的设计是经过优化设计,保证一个基本的对轴的预抱紧力,同时优化的唇型又加大了它和中间唇所形成的容腔的空间,既能起到第三道密封的作用,又能确保密封容腔内的润滑脂不泄露,还因为其特殊的形状结构而对于在唇口有一定磨损的情况下,其本身具有一定对磨损唇口的自补偿能力,能极大地提升密封的寿命和可靠性。

所述的第一道唇与第二道唇之间、第二道唇上、第二道唇与第三道唇之间均设置润滑层，该润滑层由润滑脂涂覆而成。

所述的第一道唇高于或低于密封橡胶层的上端面，或者与轴封端面持平。

所述的第一道唇的唇形设置防翻点,该唇形也可以不带防翻点设计。

所述的第二道唇的唇型也设置防翻点,也可以不带防翻点结构。

所述的第三道唇为橡胶预压加载式密封唇。更优选的，所述的第三道唇的设置有防翻结构,该密封唇的密封方向为密封唇口滑动面方向,即密封三道唇所形成的润滑腔内的润滑脂和介质侧泄露的介质。

所述的第二道唇的内径较第一道唇和第三道唇的内径要大一些,使其对轴的过盈量相对其它两个唇小。所述的轴封外径是由包覆在骨架外壳上一定厚度的橡胶层构成,其为带波浪形的或平的,该橡胶层与刀座所在腔体实现过盈配合,主要是起到对刀座所在腔体实现静止密封的作用,更优选的是,橡胶层两端设置倒角，该倒角设计在轴封被安装进刀座所在腔体时起到很好的导向作用,易于安装且密封不会被装偏；并保证其在安装后和实际运行中不会出现轴封退出腔体的现象。

上述特殊设计的三道唇轴封结构不但实现了其在高速刀轴上以及刀座所在腔体对复杂介质的完全密封，而且进一步加强了密封可靠性和稳定性。

所述的密封空腔顶部设置缓冲腔，该缓冲腔位于骨架与密封空腔之间，并与密封空腔连通。缓冲腔的设置有助于提高密封空腔的容置性能，尤其是当发生大形变时，起到缓冲和转移形变的作用。

本申请主要针对和解决高速旋转（尤其是30000rpm以下）的刀轴封的高可靠和长寿命轴密封结构，尤其适用于轴径在12mm以内且相对来说，轴在旋转时的偏摆很小,而且唇部设计防翻点（主要是第一道唇设置防止安装翻转的结构），确保安装时唇口不会发生翻转；而轴封结构中形成稳定可靠的三道唇密封结构，其中，第一道唇的腰部厚度以及径向尺寸和唇型角度都经过如图的优化设计，以确保道第一道唇在刀轴上的抱紧力和跟随性达到了最佳匹配，保证了防尘、挡渣、防水以及密封的功能；第二道唇（中间唇）的各向尺寸和唇型角度同样进行了优化设计，使得第二道唇不仅起到主要密封的作用，还有保证构成润滑层的润滑脂在第一道唇与第二道唇、第二道唇与第三道唇之间所形成的密封空腔中长期滞留的作用；第三道唇的唇型样式包括尺寸和唇口角度都经过特殊设计和优化，确保唇部较好的跟随性，且随着该唇口的磨损，其唇型结构可以自动补偿唇部的磨损，延长了密封的整体寿命。

上述这种创新优化的三道唇口结构，使得此种结构密封的稳定性和可靠性大幅度提升。

本申请所提供的刀轴封密封装置避免了常规密封可靠性和寿命不佳的问题，并克服了进口产品存在的积渣返味以及寿命不稳定的缺陷。同时,该密封也是对于该行业轴密封的一种成本较低的解决方案,可以在行业里面大面积应用。

附图说明

图1为本申请的局部剖面图；

图2为本申请的安装示意图。

其中标号：a.刀座；b.轴封；c.刀座所在腔体；1.骨架；2.橡胶层；21.上端面；22.侧壁；23.倒角；3.密封唇；31.第一道唇；32.第二道唇；33.第三道唇；34.防翻点一；35.防翻点二；3a.缓冲腔；3b.密封空腔。

具体实施方式

实施例1

本实施例刀轴封密封装置，结合图1，包括骨架1和橡胶层2，骨架1和橡胶层2为一体化密封结构，橡胶层2与轴封b形成密封，且橡胶层2一侧呈波浪形的侧壁22，该侧与刀座所在腔体过盈配合，另一侧向外延伸形成防尘唇3，该防尘唇3包括第一道唇31、第二道唇32和第三道唇33，且第一道唇31位于最外侧，第二道唇32居中，第三道唇33位于最下方，且其内伸角度与第一道唇31、第二道唇32方向均相反,但密封方向与第一道唇31、第二道唇32一致,并朝向介质方向。

其中，第二道唇32与第一道唇31、第二道唇32与第三道唇33之间分别形成两个封闭的密封容腔3b，该密封容腔3b内壁设置有由润滑脂涂覆形成润滑层（为方便显示防尘唇的结构，图中未标识出来）。

第一道唇31低于橡胶层2的上端面21，上端面21与第一道唇31之间设置缓冲腔3a，缓冲腔3a与密封空腔3b连通；橡胶层2的上端面21以及下端面上分别设置倒角23。

第一道唇31和第二道唇32的唇形上还分别设置防翻点一34、防翻点二35。

本实施例中，第一道唇31、第二道唇32和第三道唇33均为橡胶预压加载式密封唇。

如图2所示，整个刀轴封密封连接装置的轴封b被过盈配合安装在刀座a上，同时把刀轴穿过有三道唇的轴封内径,轴封端面紧贴刀座,第一道唇31以一定的预压力紧贴刀轴。如本例，轴封外径过盈配合装配于刀座a上并紧贴刀座内端面,这些部位与刀座a属于静态配合,而且由于该轴封b有金属骨架支撑,所以可以形成稳定的静态密封,介质不会从这些部位产生泄露；同时,三道密封唇在被装配到刀轴上后,就形成了如图1的密封结构,第一道唇31在任何装配形态下都不会产生变形翻转,它通过其优化的唇形设计以合适的角度和抱紧力贴在刀轴上,并直接面对介质,此密封结构容易安装和清洗,同时,第二道唇32和第三道唇33就与第一道唇32一起形成了一个动态轴密封系统,每道唇的功能都如前所述。

结合图2，最朝外的第一道唇31为挡渣密封唇,基本上95%以上的复杂颗粒和介质都可以被阻挡和密封住；第二道唇32起保持润滑和第二道密封的作用；为确保100%密封效果,还加了一个橡胶唇,也就是第三道唇33,该唇的内伸角度与另外两道唇的方向相反,但是密封方向与另外两道唇是一致的,也就是它的密封方向是朝向介质方向,这种结构不仅可以起到保持润滑的作用,还可以在极端情况下前两道橡胶唇口磨损的极端的情况下,第三道唇33由于特殊形状结构而能够补偿该唇口磨损使该密封唇能始终以一个稳定的力抱紧刀轴封,起到长效密封的作用和保证,所以该密封装置的可靠性和寿命都是能够满足高速搅拌类设备的应用要求的。

具体来讲，第一道唇31是面对介质的首要密封唇,主要起挡渣和密封的作用,该密封唇口的尺寸和角度等唇型参数都经过优化设计。第一道唇31设计带有防止安装翻转的特殊结构，使密封件的安装无论从哪个方向安装都不会出现唇部发生翻转的现象,确保密封件安装时的该密封唇的稳定性。

第二道唇32的密封方向和第一道唇31密封方向一致,主要起第二道密封作用,第二道唇32与第一道唇31、第二道唇32与第三道唇33之间分别形成两个封闭的密封容腔4a,密封空腔4a的存在，保证了三个密封唇之间的润滑脂在刀轴封高速工作过程中能长期存留于橡胶层2的滑动唇口上,可以极大地延长三个唇密封唇口的运行寿命并降低橡胶唇对高速旋转轴的磨耗和功耗,降低能量损失和磨损噪音。而且第二道唇的唇口也设计有防翻点,无论如何在刀轴上装配,都不会出现唇口翻转从而导致密封失效的情况。

第三道唇33为橡胶唇,主要起第三道密封的作用,它的设计是经过优化设计,保证一个基本的对轴的预抱紧力,同时特殊唇型又加大了它和第二道唇32所形成的容腔的空间,既能起到第三道密封的作用,又能确保密封容腔4a内的润滑脂不泄露,还因为其特殊的形状结构而对于在唇口有一定磨损的情况下,其本身具有一定对磨损唇口的自补偿能力,能极大地提升密封的寿命和可靠性。

上述特殊设计的三道唇轴封结构不但实现了其在高速刀轴上以及刀座所在腔体c对复杂介质的完全密封，而且进一步加强了密封可靠性和稳定性。

本实施例中，结合图1，在刀轴高速旋转（尤其是30000转/分钟以下）的过程中，第一道唇31面向介质，唇型设置安装防翻点,确保安装防翻效果；该密封装置的三唇结构，其中，轴封b的高度l的尺寸范围分别为最小4±0.15mm,最大为16±0.15mm，其中,轴封b外径的尺寸范围为最小ф12^＋0.40＋0.20，最大为ф35^＋0.40＋0.20；三道唇的内径的尺寸范围分别是最小为ф5.0±0.15mm，最大为ф14±0.15mm，这个具体是根据实际使用的刀座a或者刀轴的尺寸而做出相应的配合调整。

由此，三道唇型结构可以保证每道唇的稳定性，同时三个唇之间所形成的容腔能够确保润滑脂的长期滞留；而且如图2所示的密封唇形状，能够确保密封对于轴在旋转时的跟随性和可靠密封，且随着各个唇口部分的磨损，尤其是第三道唇33也产生磨损时，其特殊的唇型结构可以起到自动补偿的作用，延长了密封的整体寿命；这种三道唇口结构，使得密封的稳定性大幅度提升。

本申请所提供的刀轴封连接装置避免了常规设备密封性和稳定性不佳的问题，并克服了进口产品存在的积渣返味以及寿命不稳定的缺陷。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。