CN103759015A - 用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置 - Google Patents

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Abstract

用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置，属于机械工程密封领域。解决了现有磁性液体旋转密封装置只能在低压、低线速度的环境下密封液体介质，而传统密封方式在密封液体介质时都存在一定泄漏的问题。该装置包括壳体（1）、降压密封组件（2）、调压单向阀（3）、液位传感器（5）、磁性液体密封组件、第一螺钉（11）、挡圈（12）、微泵组件、第二螺钉（21）、循环出液通道（22）、出口单向阀（23）。所述装置通过降压密封组件（2）、微泵和磁性液体密封组件的组合，用微泵将降压密封组件（2）泄漏的液体泵入密封腔室，即能在高压、高转速工况下对液体介质进行密封，又能达到零泄漏的密封效果。

Description

用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域。
背景技术
传统密封液体的方式，如迷宫密封、机械密封、刷式密封等广泛应用于石油、化工、机械等行业中，但均不能达到零泄漏。磁性液体密封技术由于其具有零泄漏、无磨损、寿命长，结构简单等优点逐渐被越来越多的行业所使用。现有磁性液体旋转密封装置典型结构如公开号为CN102518811A和公开号为CN202091519U的专利申请所述。但现有的磁性液体旋转密封装置只能在低压、低线速度的环境下密封液体介质。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有磁性液体旋转密封装置只能在低压、低线速度的环境下密封液体介质，而传统密封方式在密封液体介质时都存在一定的泄漏问题。因此提供一种用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置，构成该装置包括：
壳体、降压密封组件、调压单向阀、进气孔、液位传感器、左极靴、左密封圈、右极靴、右密封圈、隔磁环、第一螺钉、挡圈、永磁体、第一密封圈、第二密封圈、泵壳、叶片、泵轴、进口单向阀、电机、第二螺钉、循环出液通道、出口单向阀、磁性液体；
构成该装置的各部分之间的连接：
将左密封圈安装在左极靴外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；将右密封圈安装在右极靴外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴；
所述的带密封圈的左极靴、永磁体、带密封圈的右极靴、隔磁环顺序装入壳体右侧沉孔中，形成磁性液体密封组件；挡圈安装在隔磁环的右端面，通过第一螺钉与壳体右端面的螺纹连接将挡圈与壳体固定；
将泵轴装入叶片内孔中，形成叶轮；将叶轮装入泵壳中，通过联轴器将叶轮与电机连接，形成微泵；将第一密封圈装入泵壳外圆凹槽中，将第二密封圈装入泵壳法兰盘的环形凹槽中，将进口单向阀安装在泵壳进口端面，形成微泵组件；通过第二螺钉与壳体下端面的螺纹连接将微泵组件与壳体固定；微泵出口与循环出液通道相连接；
将调压单向阀安装在壳体进气孔的出气端面；将液位传感器安装在壳体的左侧内孔中，固定在磁性液体密封组件和降压密封组件之间；
将降压密封组件装入壳体的内孔中，固定在循环出液通道与微泵之间；
将出口单向阀安装在循环出液通道的出口端面；
壳体加工有循环出液通道，循环出液通道与微泵出口连接，循环出液通道通过微泵将被密封液体进行循环；由于微泵具有体积小的特点，允许将整个泵体装入密封装置中，因此不会造成被密封液体从泵轴处泄漏。
磁性液体密封组件与降压密封组件之间安装有控制微泵工作状态的液位传感器，当液位超过磁性液体密封耐压要求时，液位传感器输出信号控制微泵开启，当液位低于磁性液体密封耐压要求时，液位传感器输出信号控制微泵停机。
在微泵启动时，微泵进口处会形成真空，加剧降压密封组件的泄漏量，因此在泵壳进口端面安装有进口单向阀，当真空度达到许用压力时，进口单向阀开启，磁性液体密封组件与降压密封组件之间的腔室中的液体被泵入密封腔室中，通过调节进口单向阀弹簧的预紧力来保证密封能力，同时壳体加工有进气孔，进气孔进气侧与外界气源连接，进气孔的出气端面安装有调压单向阀，通过调节调压单向阀的弹簧预紧力来调节磁性液体密封组件与降压密封组件之间的腔室压力，降低降压密封组件的泄漏量；
在微泵停机断电时，被密封液体会通过微泵出口倒灌入磁性液体密封组件与降压密封组件之间的腔室中，因此在壳体循环出液通道出口端面安装有出口单向阀，通过调节出口单向阀弹簧的预紧力来保证密封能力。
循环出液通道与微泵之间安装有降压密封组件，通过降压密封组件将被密封液体的压力降至磁性液体能够承受的压力范围；所述的降压密封组件可以选用机械密封、迷宫密封、刷式密封、填料密封和指尖密封等密封方式。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：
通过降压密封组件与磁性液体密封组件的串联，即能在高压、高转速工况下对液体介质进行密封，又能达到零泄漏的密封效果；通过内置微泵将降压密封组件泄漏的液体介质泵入工作腔内，降低了磁性液体与被密封液体之间的接触量，延长了本专利所述装置的使用寿命；液位传感器可以有效控制微泵的工作状态，进、出口单向阀保证了微泵在启动和停机时的密封性能。
附图说明
图1用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置结构图。
图2进口单向阀局部放大图。
图3降压密封组件采用机械密封的结构图。
图4降压密封组件采用迷宫密封的结构图。
图5降压密封组件采用刷式密封的结构图。
图1中：壳体1、降压密封组件2、调压单向阀3、进气孔4、液位传感器5、左极靴6、左密封圈7、右极靴8、右密封圈9、隔磁环10、第一螺钉11、挡圈12、永磁体13、第一密封圈14、第二密封圈15、泵壳16、叶片17、泵轴18、进口单向阀19、电机20、第二螺钉21、循环出液通道22、出口单向阀23。
具体实施方式
以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明：
用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置，如图1，该密封装置包括：壳体1、降压密封组件2、调压单向阀3、进气孔4、液位传感器5、左极靴6、左密封圈7、右极靴8、右密封圈9、隔磁环10、第一螺钉11、挡圈12、永磁体13、第一密封圈14、第二密封圈15、泵壳16、叶片17、泵轴18、进口单向阀19、电机20、第二螺钉21、循环出液通道22、出口单向阀23、磁性液体。
构成该装置的各部分之间的连接：
将左密封圈7安装在左极靴6外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；将右密封圈9安装在右极靴8外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴；
所述的带密封圈的左极靴、永磁体13、带密封圈的右极靴、隔磁环10顺序装入壳体1右侧沉孔中，形成磁性液体密封组件；挡圈12安装在隔磁环10的右端面，通过第一螺钉11与壳体1右端面的螺纹连接将挡圈12与壳体1固定；
将泵轴18装入叶片17内孔中，形成叶轮；将叶轮装入泵壳16中，通过联轴器将叶轮与电机20连接，形成微泵；将第一密封圈14装入泵壳16外圆凹槽中，将第二密封圈15装入泵壳16法兰盘的环形凹槽中，将进口单向阀19安装在泵壳16进口端面，形成微泵组件；通过第二螺钉21与壳体1下端面的螺纹连接将微泵组件与壳体1固定；微泵出口与循环出液通道22相连接；
将调压单向阀3安装在壳体进气孔4的出气端面；将液位传感器5安装在壳体1的左侧内孔中，固定在磁性液体密封组件和降压密封组件2之间；
将降压密封组件2装入壳体1的内孔中，固定在循环出液通道22与微泵之间；
将出口单向阀23安装在循环出液通道22的出口端面；
壳体1加工有循环出液通道22，循环出液通道22与微泵出口连接，循环出液通道22通过微泵将被密封液体进行循环；由于微泵具有体积小的特点，允许将整个泵体装入密封装置中，因此不会造成被密封液体从泵轴处泄漏。
磁性液体密封组件与降压密封组件2之间安装有控制微泵工作状态的液位传感器5，当液位超过磁性液体密封耐压要求时，液位传感器5输出信号控制微泵开启，当液位低于磁性液体密封耐压要求时，液位传感器5输出信号控制微泵停机。
在微泵启动时，微泵进口处会形成真空，加剧降压密封组件2的泄漏量，因此在泵壳16进口端面安装有进口单向阀19，当真空度达到许用压力时，进口单向阀19开启，磁性液体密封组件与降压密封组件2之间的腔室中的液体被泵入密封腔室中，通过调节进口单向阀19弹簧的预紧力来保证密封能力，同时壳体1加工有进气孔4，进气孔4的进气侧与外界气源连接，进气孔4的出气端面安装有调压单向阀3，通过调节调压单向阀3的弹簧预紧力来调节磁性液体密封组件与降压密封组件2之间的腔室压力，降低降压密封组件2的泄漏量；
在微泵停机断电时，被密封液体会通过微泵出口倒灌入磁性液体密封组件与降压密封组件2之间的腔室中，因此在壳体1的循环出液通道22出口端面安装有出口单向阀23，通过调节出口单向阀23弹簧的预紧力来保证密封能力。
循环出液通道23与微泵之间安装有降压密封组件2，通过降压密封组件2将被密封液体的压力降至磁性液体能够承受的压力范围；所述的降压密封组件2可以选用机械密封、迷宫密封、刷式密封、填料密封和指尖密封等密封方式。
永磁体13选用铷铁硼；
壳体1选用非导磁材料；
磁性液体的种类根据密封液体和环境温度的不同选择不同基液的磁性液体。

Claims (2)

1.用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置，构成该装置包括： 
壳体（1）、降压密封组件（2）、调压单向阀（3）、进气孔（4）、液位传感器（5）、左极靴（6）、左密封圈（7）、右极靴（8）、右密封圈（9）、隔磁环（10）、第一螺钉（11）、挡圈（12）、永磁体（13）、第一密封圈（14）、第二密封圈（15）、泵壳（16）、叶片（17）、泵轴（18）、进口单向阀（19）、电机（20）、第二螺钉（21）、循环出液通道（22）、出口单向阀（23）、磁性液体； 
构成该装置的各部分之间的连接： 
将左密封圈（7）安装在左极靴（6）外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；将右密封圈（9）安装在右极靴（8）外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴； 
所述的带密封圈的左极靴、永磁体（13）、带密封圈的右极靴、隔磁环（10）顺序装入壳体（1）右侧沉孔中，形成磁性液体密封组件；挡圈（12）安装在隔磁环（10）的右端面，通过第一螺钉（11）与壳体（1）右端面的螺纹连接将挡圈（12）与壳体（1）固定； 
将泵轴（18）装入叶片（17）内孔中，形成叶轮；将叶轮装入泵壳（16）中，通过联轴器将叶轮与电机（20）连接，形成微泵；将第一密封圈（14）装入泵壳（16）外圆凹槽中，将第二密封圈（15）装入泵壳（16）法兰盘的环形凹槽中，将进口单向阀（19）安装在泵壳（16）进口端面，形成微泵组件；通过第二螺钉（21）与壳体（1）下端面的螺纹连接将微泵组件与壳体（1）固定；微泵出口与循环出液通道（22）相连接； 
将调压单向阀（3）安装在壳体（1）进气孔（4）的出气端面；将液位传感器（5）安装在壳体（1）的左侧内孔中，固定在磁性液体密封组件和降压密封组件（2）之间； 
将降压密封组件（2）装入壳体（1）的内孔中，固定在循环出液通道（22）与微泵之间； 
将出口单向阀（23）安装在循环出液通道（22）的出口端面； 
其特征在于： 
通过磁性液体密封组件、微泵和降压密封组件（2）的组合实现被密封液体的零泄漏； 
壳体（1）加工有循环出液通道（22），循环出液通道（22）与微泵出口连接，循环出液通道（22）通过微泵将密封液体进行循环； 
在微泵进口端面安装有进口单向阀（19），在壳体（1）循环出液通道出口端面安装有出口单向阀（23）； 
循环出液通道（22）与微泵之间安装有降压密封组件（2）； 
壳体（1）加工有进气孔（4），进气孔（4）的出气端面安装有调压单向阀（3）； 
磁性液体密封组件与降压密封组件（2）之间安装有控制微泵工作状态的液位传感器（5）。 
2.根据权利要求1所述的用于密封液体的微泵式上游泵送磁性液体密封装置，其特征在于： 
降压密封组件（2）可以选用机械密封、迷宫密封、刷式密封、填料密封和指尖密封等密封方式。 
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