[发明专利]硬轴承乳化器的搅拌头

说明书

本发明涉及搅拌与乳化设备，特别涉及一种用于食品、化工行业的硬轴承乳化器上的搅拌头。

混合乳化机由机架和搅拌头两大部分组成，其中搅拌头部分由高速转动的转子和定子组成。在电动机的驱动下，高速旋转的转子将物料从容器底部吸入转子区，并承受强烈的混合作用，物料被迫经过精密配合的定子与转子的间隙后，从定子孔中甩出。搅拌头承受剧烈的机械及液力的剪切作用，将颗粒撕裂和粉碎，与此同时，新的物料被吸进转子中心，由此完成一个循环。

目前使用的搅拌头，其转轴和轴承基本上采用滑动轴承的结构和材料，轴承结构是侧面连续的空心圆柱体，由聚四氟乙烯或青铜等耐磨润滑型材料制造，转轴则由耐腐蚀的不锈钢材料如1Cr18Ni9Ti材料制造。

在现有的搅拌头结构中，轴承结构的侧面都是连续性的，虽然有些非液体下工作的滑动轴承的轴衬上开有凹槽，用以存储润滑油，但此种凹槽并不破坏轴承侧面的连续性，即凹槽并不穿透轴承侧面，此种结构对在液下工作的搅拌头没有用处，因为搅拌头不能含有润滑油。

目前所用搅拌头的转轴轴颈都没有采用硬质合金材料，倒是一些在非液体工作环境下的滑动轴承的轴承采用此种硬质材料，转轴轴颈渗氮以提高硬度达洛氏硬度HRC60，但是需要润滑油的充分润滑才能有效工作。按滑动轴承的一般原理，转轴轴颈不宜采用硬质合金材料，特别是含有碳化钨颗粒的镍基或钴基硬质合金材料，因为此种材料虽然对自身无损，但是却对轴承起到加速磨损的作用，如果以提高轴承的硬度来削弱这种磨损，则会损伤转轴并加速转轴的疲劳断裂。但是事实上，在液下工作的搅拌头的轴承工作状态存在着如下多种情况：

1、轴承径向负载为零，转轴轴颈与轴承的滑动摩擦力很小；

2、转轴转速很高，当转速达到3000转/分钟时，由于转轴的跳动引起轴颈与轴承的频繁撞击与摩擦，频率可达数万次/分钟；

3、转轴轴颈与轴承之间存在间隙，间隙内充满工作介质(物料)。

当搅拌头中的转轴轴颈由硬质合金材料、轴承也由硬度较高的金属材料制成时，搅拌器转轴轴颈与轴承之间存在着25μm～200μm的间隙，而搅拌器的工作介质终点物料粒度则为0.5μm～20μm，因此在此间隙内积存了大量物料。该间隙中的物料受到转轴高速旋转和挤压的作用，当转轴转速高达3000转/分钟时，线速度达到3米/秒钟，该间隙中远离上下两端的物料液体部分从上下两端甩出了间隙，剩下的固体物料则在发热状态下被烘干，并受到挤压后粘附在轴承上，久而久之，该间隙被物料填满，转轴被咬死，引起电机烧毁。

上面谈到，现有的搅拌头的轴承普遍采用聚四氟乙烯或青铜材料制造，转轴采用硬度较高的材料制造，如1Cr18Ni9Ti材料。搅拌头的滑动轴承的径向负荷为零或很小，但是由于电机转轴存在径向跳动，在高速旋转下，加上转轴轴颈与轴承之间充满粒度为0.5μm～200μm的工作介质物料，类似充满了磨料，转轴轴颈与轴承之间的碰撞与摩擦每分钟达到数万次，再者，转轴轴颈和轴承的硬度又太低，因此两者的使用寿命很短。如果转轴轴颈和轴承都采用高硬度材料制造，轴颈和轴承会因缺乏润滑和缓冲介质而受到剧烈磨损。

针对上述搅拌头所存在的缺点，本发明的目的是提供一种改进的硬轴承乳化器的搅拌头，其转轴轴颈和轴承采用硬质材料，既有润滑作用又能得到缓冲，解决了由物料堵塞而造成转轴被咬死的难题。

本发明的技术解决方案如下：

一种硬轴承乳化器的搅拌头，它包括由转轴和轴承组成的滑动轴承和轴承座，轴承座由支撑杆固定，轴承座通过紧固螺丝与定子相连接，在定子内设置转子，转子上装有转子刀片，所述轴承的侧面沿轴线方向设有一条以上槽孔；所述轴承座上设有其中一端与轴承槽孔相通、其中另一端与工作介质相通的斜向设置的槽孔，附着在轴承内壁及间隙中的物料由轴承槽孔经过轴承座槽孔输入到工作介质中，同时工作介质也经过槽孔进入到间隙中补充失去的工作介质，以增加润滑与缓冲作用；所述转轴由耐腐蚀材料制造，转轴的轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，所述轴承由耐腐蚀高硬度金属材料制造，轴承材料硬度大于洛氏硬度HRC30，轴承材料硬度与转轴轴颈材料硬度之比为0.3～1。

本发明的搅拌头采用新的结构设计，不会发生物料堵塞现象，转轴也不会被咬死，转轴轴颈与轴承之间能起到润滑作用和产生缓冲效果。转轴轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，轴承则由耐腐蚀高硬度金属材料制造，由此提高了耐磨性，延长了使用寿命。采用本发明的搅拌头可以有效地防止转轴咬死、电机烧毁等现象。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1是一种硬轴承乳化器的搅拌头结构示意图。