CN101737499B - 具有自清洁功能的磁性液体密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有自清洁功能的磁性液体密封装置，属于机械工程密封技术领域。该密封装置包括：外壳(2)、左轴承(3)、带橡胶密封圈的左极靴(5)、永磁铁(6)、带橡胶密封圈的右极靴(8)、右轴承(10)、调节垫片(11)、法兰盘(13)轴(14)；其右极靴的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°，使右极靴的形状改变，使磁场强度发生变化，使右极靴a侧的磁场强度高于b侧的磁场强度。由伯努利方程可得，由外界进入磁性液体中的颗粒，在磁场强度高的一侧所受到的压力大于磁场强度低的一侧的压力，即a侧压力大于b侧的压力，这样体系对于外界的异物产生排斥力，达到自清洁目的。

Description

具有自清洁功能的磁性液体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封技术，特别适用于泥水、风沙等恶劣环境下的磁性液体密封。
背景技术
现有的磁性液体密封装置，通常于安装密封组件前在磁铁和极靴的空隙中注入磁性液体，将轴及其上的密封组件依次装入壳体后，磁铁、极靴、轴会形成磁路，在磁场力的作用下，磁性液体流入极靴极齿与轴之间的密封间隙，在密封间隙中形成数个液态“O”形圈，实现密封作用。但是在现实使用过程中，难免有粉尘等非磁性颗粒进入到极齿上的磁性液体中，从而影响密封效果和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，现有的磁性液体密封装置中，尤其是泥水、风沙等恶劣环境下使用的密封装置，难免有粉尘等非磁性颗粒进入到极齿上的磁性液体中，从而导致密封效果和使用寿命下降。因此提供一种具有自清洁功能的磁性液体密封装置。
本发明的技术方案：
一种具有自清洁功能的磁性液体密封装置，该密封装置包括：套、左轴承、右轴承、左极靴、右极靴、永磁铁、调节垫片、轴、法兰盘；依次将左轴承、带橡胶密封圈的左极靴、永磁铁、带橡胶密封圈的右极靴、右轴承安装在一起，形成一密封组件，向永磁铁的内环面上注入磁性液体后，将此密封组件放置在套内的凸台上，安装调节垫片和法兰盘，用螺钉与套螺纹连接，使密封组件固定在套内，最后按照从左至右的方向装上轴。
所述的右极靴的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°。
本发明中左、右极靴的极齿数相同，由于右极靴的右端面与轴线成角度α，使右极靴的外侧面宽度大于极齿侧面的宽度。
由于右极靴的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°之间，使右极靴的形状改变，使磁场强度发生变化，使右极靴最右端极齿a处的磁场强度高于右轴承内侧面左端b处的磁场强度。由伯努利方程可得，由外界进入磁性液体中的颗粒，在磁场强度高的一侧所受到的压力大于磁场强度低的一侧的压力，即a侧压力大于b侧的压力，这样体系对于外界的异物产生排斥力，达到自清洁目的。
本发明的有益效果：
由于右极靴的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°之间，改变右极靴的形状，使磁场强度发生变化，使右极靴a侧的磁场强度高于b侧的磁场强度，使磁性液体中的颗粒，在磁场强度高的一侧所受压力大于磁场强度低的一侧，即a侧压力大于b侧的压力，这样对于外界的异物产生排斥力，达到自清洁目的，改善了密封效果，增加了寿命长，同时更适用于恶劣化境下的磁性液体密封。
附图说明
图1具有自清洁功能的磁性液体密封装置结构图。
图中：螺纹孔1、外壳(2)、左轴承(3)、第一橡胶密封圈(4)、左极靴(5)、永磁铁(6)、第二橡胶密封圈(7)、右极靴(8)、极靴极齿(9)、右轴承(10)、调节垫片(11)、法兰盘(13)轴(14)。
具体实施方式
以附图为具体实施方式对本发明进行进一步说明：
具有自清洁功能的磁性液体密封装置，该密封装置包括：外壳2、左轴承3、第一橡胶密封圈4、左极靴5、永磁铁6、第二橡胶密封圈7、右极靴8、右轴承10、调节垫片11、法兰盘13轴14、；依次将左轴承3、带橡胶密封圈的左极靴5、永磁铁6、带橡胶密封圈的右极靴8、右轴承10安装在一起，形成一密封组件，向永磁铁6的内环面上注入磁性液体后，将此密封组件放置在外壳2内的凸台上，安装调节垫片11和法兰盘13，用螺钉12与外壳2螺纹连接，使密封组件固定在外壳2内，最后按照从左至右的方向装上轴14。
由于右极靴的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°，在两个端值及其之间的任何一个角度值，均使右极靴的形状改变，使磁场强度发生变化，使右极靴a侧的磁场强度高于b侧的磁场强度。由伯努利方程可得，由外界进入磁性液体中的颗粒，在磁场强度高的一侧所受到的压力大于磁场强度低的一侧的压力，即a侧压力大于b侧的压力，这样体系对于外界的异物产生排斥力，达到自清洁目的。
本发明中左、右极靴的极齿数和现有技术中的极齿数相同，由于右极靴的右端面与轴线成角度α，使右极靴的外侧面宽度大于极齿侧面的宽度。
在左极靴4和右极靴8的外圈柱面上设防止橡胶密封圈的槽，左极靴4和右极靴8两侧各设计一个凸台，一个凸台的作用是隔离磁路，防止磁性液体吸附到左轴承3和右轴承10，另一个凸台是固定用磁铁6的位置，左极靴4和右极靴8的材料选用电工纯铁。
调节垫片11在装备时用于调整轴向距离，螺纹孔1是为了和其他装置相连而设计的。
外壳2、调节垫片11和螺钉12都由非磁性材料制成，如不锈钢等。轴14的材料选用导磁材料，如45号钢等。
永磁铁6，根据实际温度的要求选用銣铁硼或铝钴镍材料，常温下选用銣铁硼，温度在300℃以下时选用钐钴，温度在400℃选用铝钴镍。
极齿的级数根据密封的压差条件确定，每级的密封能力为0.5大气压。极靴与轴的间隙为0.1～0.2mm，极齿的齿宽是间隙的3～5倍，齿高是间隙的20～30倍。
磁性液体的种类可以根据密封气体和温度环境的不同，选择不同基液的磁性液体，在装配时一次注入，一般真空密封时选用煤油或碳氢化合物或二脂类基载液，耐酸耐碱时选用氟碳基载液。低温下选用优质煤油或硅酸盐脂类或二脂类基载液。
上述密封装置同时适用于正压密封。

Claims (1)

1.一种具有自清洁功能的磁性液体密封装置，该密封装置包括：外壳(2)、左轴承(3)、第一橡胶密封圈(4)、带第一橡胶密封圈的左极靴(5)、永磁铁(6)、第二橡胶密封圈(7)、带第二橡胶密封圈的右极靴(8)、右轴承(10)、调节垫片(11)、法兰盘(13)、轴(14)；依次将左轴承(3)、带第一橡胶密封圈的左极靴(5)、永磁铁(6)、带第二橡胶密封圈的右极靴(8)、右轴承(10)安装在一起，形成一密封组件，向永磁铁(6)的内环面上注入磁性液体后，将此密封组件放置在外壳(2)内的凸台上，安装调节垫片(11)和法兰盘(13)，用螺钉(12)与外壳(2)螺纹连接，使密封组件固定在外壳(2)内，最后按照从左至右的方向装上轴(14)；
其特征在于：右极靴(8)的右端面与轴线成角度α，α为10°～80°。
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