CN101737497A - 一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置 - Google Patents

一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置 Download PDF

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Abstract

一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置，其构成的连接为：第一三斜口填料环(2)、第一带“O”型圈的极靴(3)、第一永久磁铁(4)、第二带“O”型圈的极靴(5)、第二三斜口填料环(6)、第三带“O”型圈的极靴(7)、第二永久磁铁(8)、第四带“O”型圈的极靴(9)、第三三斜口填料环(10)、第五带“O”型圈的极靴(11)、第三永久磁铁(12)、第六带“O”型圈的极靴(13)、第四三斜口填料环(14)依次放置在带“O”型圈的密封座(1)腔底，通过螺栓(16)与带“O”型圈的密封座(1)连接，压紧以上零件；使用前，将磁性液体注入到各带“O”型圈的极靴的极齿下。解决了往复式压缩机的泄漏问题。

Description

一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，特别适用于真空镀膜机、压缩机等设备中温度在150℃以下，密封介质为气体的轴用往复运动密封。
背景技术
压缩机是一种用来压缩气体提高气体压力或输送气体的通用机械。目前应用最广泛的有往复式、螺杆式和离心式。其中往复式压缩机由于效率高、压力高等独特优点广泛应用于采矿、冶金、石油、化工等工业领域。但是往复式压缩机的泄漏现象是普遍存在的，又因为它的应用广泛，所以就更显得问题的严重性。特别是对于压缩输送易燃、易爆、剧毒气体的压缩机的泄漏更是不可忽视。目前往复式压缩机活塞杆的密封主要有填料密封和迷宫密封两种形式。填料密封属于接触密封，压力高时容易磨损，寿命较短；压力低时由于背压不够，泄漏量大。迷宫活塞式压缩机对制造精度要求十分高，目前世界上只有少数公司可以生产。利用磁性液体对磁场的响应特性，将磁性液体注入极靴与往复轴之间的间隙后会在轴的表面形成一道道液体“O”型密封环。从而起到密封作用。该种密封方法对轴的表面精度要求不高，且轴与极靴不接触，发热量小。但是轴的往复运动会带走一些磁性液体，长时间的往复运动最终会因为密封间隙内磁性液体量的减少导致密封失效。因此，上述单一的任何一种密封结构都无法解决往复式压缩机的泄漏问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是往复式压缩机的泄漏问题，针对目前单一密封方式无法满足密封要求的情况，提供一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置。
本发明的技术方案：
一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置，构成该装置的零件之间的连接为：第一三斜口填料环、第一带“O”型圈的极靴、第一永久磁铁、第二带“O”型圈极靴、第二三斜口填料环、第三带“O”型圈的极靴、第二永久磁铁、第四带“O”型圈的极靴、第三三斜口填料环、第五带“O”型圈的极靴、第三永久磁铁、第六带“O”型圈的极靴、第四三斜口填料环依次放置在带“O”型圈的密封座腔底，通过螺栓穿过端盖上的孔与带“O”型圈的密封座螺纹连接，使端盖压紧以上零件。
磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置安装到轴上之前，将磁性液体注入到第一至第六带“O”型圈的极靴的极齿下。
所述的带“O”型圈的密封座设三个进水接口三个出水接口；从右侧起第一个进出水接口中心线的位置距密封座腔底面的距离是l1+l2+l3+l4+l5，l1+l2为三斜口填料环的厚度，l3为第一带“O”型圈的极靴的中间孔的深度，l4这第一永久磁铁的厚度，l5为第二带“O”型圈的极靴的冷却水槽的中心线至右侧沉孔端面的距离。
中间进出水接口的中心线位置与第一个进出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，左侧出水接口的中心线位置距离中间出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，l6为第二带“O”型圈极靴冷却水槽的中心线至第二带“O”型圈极靴左侧端面距离。
所述的第二带“O”型圈极靴、第四带“O”型圈的极靴、第六带“O”型圈的极靴上开有冷却水槽环形槽。
所述的第一至第六带“O”型圈极靴的齿形参数为：齿宽0.2mm，齿槽宽度2.8mm，极齿外缘母线与齿槽倾斜部分之间的齿槽倾角为4°。
所述的磁性液体的基载液为煤油基，磁性颗粒粒径小于5nm。
本发明的有益效果是：采用磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置解决了往复式压缩机的泄漏问题。填料环—磁性液体组合密封中填料环的作用是防止磁性液体被往复轴带走和变形，起密封耐压作用的是磁性液体密封。因而该装置密封寿命长，轴的表面温度低。
附图说明
图1一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置结构图。
图2端盖剖面图。
图3第二、第四、第六带“O”型圈的极靴的剖面图。
图4图3的局部结构放大图。
图5第三、第五带“O”型圈的极靴的剖面图。
图6第一带“O”型圈的极靴的剖面图。
图7密封座剖面图。
图8密封座左视图。
图中：带“O”型圈的密封座1、第一三斜口填料环2、第一带“O”型圈的极靴3、第一永久磁铁4、第二带“O”型圈的极靴5、第二三斜口填料环6、第三带“O”型圈的极靴7、第二永久磁铁8、第四带“O”型圈的极靴9、第三三斜口填料环10、第五带“O”型圈的极靴11、第三永久磁铁12、第六带“O”型圈的极靴13、第四三斜口填料环14、带“O”型圈的端盖15、螺栓16。
具体实施方式
对照附图1对本发明的具体实施方式做进一步的说明：
一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置，构成该装置的零件之间的连接为：第一三斜口填料环2、第一带“O”型圈的极靴3、第一永久磁铁4、第二带“O”型圈的极靴5、第二三斜口填料环6、第三带“O”型圈的极靴7、第二永久磁铁8、第四带“O”型圈的极靴9、第三三斜口填料环10、第五带“O”型圈的极靴11、第三永久磁铁12、第六带“O”型圈的极靴13、第四三斜口填料环14依次放置在带“O”型圈的密封座1腔底，通过螺栓16穿过端盖15上的孔与带“O”型圈的密封座1螺纹连接，使端盖15压紧以上零件。
磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置安装到轴上之前，将磁性液体注入到第一至第六带“O”型圈的极靴的极齿下。
带“O”型圈的密封座1，见图1、7、8，其法兰端面两侧设有密封槽，其内放置“O”型圈；分别在法兰和左端面上均布四个通孔和四个螺纹孔，四个通孔用于与被密封腔壁面的连接；四个螺纹孔，用于与带“O”型圈的端盖15的连接。
在其壁上径向对称设三个进水接口三个出水接口；从右侧起第一个进出水接口中心线的位置距密封座腔底面的距离是l1+l2+l3+l4+l5，l1+l2为第一三斜口填料环2，l3为第一带“O”型圈的极靴3的中间孔的深度，l4这第一永久磁铁4的厚度，l5为第二带“O”型圈的极靴5的冷却水槽的中心线至右侧沉孔端面的距离。
中间进出水接口的中心线位置与第一个进出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，左侧进出水接口的中心线位置与中间进出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，l6为第二带“O”型圈的极靴5冷却水槽的中心线至第二带“O”型圈的极靴5左侧端面距离。
所述的第二带“O”型圈的极靴5、第四带“O”型圈的极靴9、第六带“O”型圈的极靴13上开有冷却水槽环形槽。
所述的第一至第六带“O”型圈极靴的齿形参数为：齿宽0.2mm，齿槽宽度2.8mm，极齿外缘母线与齿槽倾斜部分之间的齿槽倾角为4°，见图4。
第一至第四三斜口填料环(2、6、10、14)它们的结构和尺寸相同。
第二、四、六带“O”型圈极靴它们的结构和尺寸相同，其外环面上设有冷却水槽和一个密封槽，密封槽内放置“O”型圈，见图3。极齿加工在较小的内孔的环面上。
第三、五带“O”型圈极靴(7、11)它们的结构和尺寸相同，其右侧端面上设有一个密封槽，密封槽内放置“O”型圈，见图5。极齿加工在内孔的环面上。
端盖15，见图2，其右端面设一密封槽，其内放置“O”型圈，见图1。
端盖15、第一至第六带“O”型圈极靴、第一至第四三斜口填料环的内径相同。
第一带“O”型圈极靴3，见图6，其下端面设一密封槽，槽内放置“O”型圈，见图1；极齿加工在较小的内孔的环面上。
带“O”型圈的密封座1，见图1、7，其法兰端面两侧设有密封槽，其内放置“O”型圈。
全部“O”型圈的材料均是氟橡胶；第一至第三永久磁铁选用材料为铷铁棚；第一至第六带“O”型圈极靴的材料为DT3。
使用实例：采用本发明的密封装置对直径为80mm的往复轴进行密封，每个极靴上有5个极齿，密封间隙为0.2mm，齿宽0.2mm，永久磁铁选用铷铁棚材料，三斜口填料环材料为聚四氟乙烯，磁性液体选用煤油基磁性液体，在往复轴行程为280mm，曲柄转速为192r/min的条件下，密封良好。

Claims (5)

1.一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置，其特征是，构成该装置的零件之间的连接为：第一三斜口填料环(2)、第一带“O”型圈的极靴(3)、第一永久磁铁(4)、第二带“O”型圈极靴(5)、第二三斜口填料环(6)、第三带“O”型圈的极靴(7)、第二永久磁铁(8)、第四带“O”型圈的极靴(9)、第三三斜口填料环(10)、第五带“O”型圈的极靴(11)、第三永久磁铁(12)、第六带“O”型圈的极靴(13)、第四三斜口填料环(14)依次放置在带“O”型圈的密封座(1)腔底，通过螺栓(16)穿过端盖(15)上的孔与带“O”型圈的密封座(1)螺纹连接，使端盖(15)压紧以上零件；
磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置安装到轴上之前，将磁性液体注入到第一至第六带“O”型圈的极靴的极齿下。
2.根据权利要求1所述的一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置，其特征是，带“O”型圈的密封座(1)设三个进水接口三个出水接口；从右侧起第一个进出水接口中心线的位置距密封座腔底面的距离是l1+l2+l3+l4+l5，l1+l2为三斜口填料环(2)，l3为第一带“O”型圈的极靴(3)的中间孔的深度，l4这第一永久磁铁(4)的厚度，l5为第二带“O”型圈的极靴(5)的冷却水槽的中心线至右侧沉孔端面的距离；
中间进出水接口的中心线位置与第一个进出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，左侧进出水接口的中心线位置与中间进出水接口中心线的距离是l2+l3+l4+l5+l6，l6为第二带“O”型圈极靴(5)冷却水槽的中心线至第二带“O”型圈极靴(5)左侧端面距离。
3.根据权利要求1所述的一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置，其特征是，第二带“O”型圈极靴(5)、第四带“O”型圈的极靴(9)、第六带“O”型圈的极靴(13)上开有冷却水槽。
4.根据权利要求1所述的一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置，其特征是，第一至第六带“O”型圈极靴的齿形参数为：齿宽0.2mm，齿槽宽度2.8mm，极齿外缘母线与齿槽倾斜部分之间的齿槽倾角为4°。
5.根据权利要求1所述的一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复密封装置，其特征是，磁性液体的基载液为煤油基，磁性颗粒粒径小于5nm。
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