CN105221753A - 径向磁性液体旋转密封装置 - Google Patents

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径向磁性液体旋转密封装置，属于机械工程密封领域。解决了现有密封装置在使用过程中添加或者更换磁性液体困难，以及轴向长度大所造成的加工和装配精度过高等问题。该磁性液体密封装置为径向密封，通过扩大径向尺寸缩短了轴向尺寸，第一导磁盘与外壳之间用螺钉连接，拆卸方便，并且提供了一种新的设计磁性液体旋转密封装置的方式。

Description

径向磁性液体旋转密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域。
背景技术
磁性液体密封技术由于具有零泄漏、无磨损、寿命长、维修方便、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。现有的磁性液体旋转密封装置均为轴向密封，通过在转轴与极靴之间注入磁性液体进行密封，在使用过程中添加或者更换磁性液体困难，并且随着密封件内密封级数增加，轴向长度也随之增加，对加工和装配精度也要求越高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有的磁性液体旋转密封装置在使用过程中添加或者更换磁性液体困难，并且随着密封件内密封级数增加，轴向长度也随之增加，对加工和装配精度也要求越高。因此提供一种径向磁性液体旋转密封装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
径向磁性液体旋转密封装置，该装置包括外壳、调节垫片、第一导磁盘、螺钉、第三橡胶密封圈、轴套、右轴承、螺钉、左轴承、隔磁套、螺钉、第二橡胶密封圈、第一环形永磁体、第一橡胶密封圈、螺钉、隔磁罩、第二环形永磁体、密封圈、第二导磁盘。
所述的第一橡胶密封圈安装在第一环形永磁体端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第一环形永磁体，第二橡胶密封圈安装在第二环形永磁体端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第二环形永磁体；将右轴承和左轴承分别安装在隔磁套环形凸台的两个端面，形成带轴承的隔磁套；将带轴承的隔磁套装入外壳的内孔中；继将带橡胶密封圈的第二环形永磁体装入隔磁套的内孔中；继将隔磁罩装入带橡胶密封圈的第二环形永磁体的内孔中；继将带橡胶密封圈的第一环形永磁体装入隔磁罩的内孔中；通过螺钉与第二导磁盘上的螺纹连接将隔磁罩与第二导磁盘固定；通过螺钉与隔磁套上的螺纹连接将隔磁套与第二导磁盘固定；将适量磁性液体注在第一环形永磁体和第二环形永磁体右端面；将调节垫片安装在右轴承的右端面；将第一导磁盘安装在外壳的右端面；通过螺钉与外壳的螺纹连接将外壳与第一导磁盘固定，使各零件轴向定位；将第三橡胶密封圈装入第一导磁盘的圆周凹槽中；将轴套装入第一导磁盘的内孔中；通过螺钉将轴套与第一导磁盘固定。
所述的第一导磁盘为圆环形结构，其材料为导磁性材料，左端面加工有两个环形凸台，形成极靴，每个极靴上加工有极齿和齿槽，每个极靴的极齿个数为2～10个，极齿宽度大于0.3mm，齿槽宽度大于0.5mm。
所述的第二导磁盘为圆环形结构，其材料为导磁性材料，其外径大于第一导磁盘的外径，在其外圆周加工有通孔和密封槽，该通孔用于与外部设备固定连接，密封槽装入密封圈后用于与外部设备间的静密封。
所述的隔磁罩，为环形结构，其截面为“凹”字形，材料为非导磁性材料，隔磁罩右端的外圆周加工有凸台，用于固定第一环形永磁体和第二环形永磁体的右端面。
所述的第一环形永磁体和第二环形永磁体的右端面与第一导磁盘的极齿之间的间隙可以从0.001～1mm范围内选取，从而在径向形成了磁性液体密封，相比传统磁性液体密封方式，其间隙完全可以做到0.01mm以下。
所述的第一环形永磁体的左端面为N(S)极，右端面为S(N)极；第二环形永磁体左端面为S(N)极，右端面为N(S)极，第一、第二环形永磁体的磁力线通过第一导磁盘和第二导磁盘形成回路。
所述轴套用于与外部转轴的连接，其内孔与外部转轴采用过盈配合，且其内孔小于第一环形永磁体和第二导磁盘的内孔。
永磁体与导磁盘极齿之间的间隙沿导磁盘的径向进行分布，将以往轴向密封方式改为径向密封方式，提供了一种设计磁性液体密封结构的新方法。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果如下：(1)通过在第一、第二环形永磁体与第一导磁盘之间的间隙注入磁性液体进行密封，随着密封级数的增加，只改变密封件的径向尺寸，避免了轴向长度的增加，从而降低了加工和装配的精度要求；(2)该结构拆卸方便，从而降低了在使用过程中添加或者更换磁性液体的难度；(3)由于采用端面密封方式，第一导磁盘上的极靴与第一、第二环形永磁体之间的密封间隙可以远远小于现有磁性液体密封装置的密封间隙，甚至可以达到微米级别；(4)由于采用端面密封方式，避免了安装过程中极齿发生碰撞损坏的问题；(5)通过该方式，可以将磁性液体密封由轴向密封方式改进为径向密封方式，从而可以应用于轴向空间受限的场合。
附图说明
图1径向磁性液体旋转密封装置结构图。
图1中：外壳1、调节垫片2、第一导磁盘3、螺钉4、第三橡胶密封圈5、轴套6、右轴承7、螺钉8、左轴承9、隔磁套10、螺钉11、第二橡胶密封圈12、第一环形永磁体13、第一橡胶密封圈14、螺钉15、隔磁罩16、第二环形永磁体17、密封圈18、第二导磁盘19。
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：
径向磁性液体旋转密封装置，如图1，该密封装置包括：外壳1、调节垫片2、第一导磁盘3、螺钉4、第三橡胶密封圈5、轴套6、右轴承7、螺钉8、左轴承9、隔磁套10、螺钉11、第二橡胶密封圈12、第一环形永磁体13、第一橡胶密封圈14、螺钉15、隔磁罩16、第二环形永磁体17、第二导磁盘19。
构成该装置的各部分之间的连接：
所述的第一橡胶密封圈14安装在第一环形永磁体13端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第一环形永磁体，第二橡胶密封圈12安装在第二环形永磁体17端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第二环形永磁体；
将右轴承7和左轴承9分别安装在隔磁套10环形凸台的两个端面，形成带轴承的隔磁套；将带轴承的隔磁套装入外壳1的内孔中；继将带橡胶密封圈的第二环形永磁体装入隔磁套10的内孔中；继将隔磁罩16装入带橡胶密封圈的第二环形永磁体的内孔中；继将带橡胶密封圈的第一环形永磁体装入隔磁罩16的内孔中；通过螺钉15与第二导磁盘19上的螺纹连接将隔磁罩16与第二导磁盘19固定；通过螺钉11与隔磁套10上的螺纹连接将隔磁套10与第二导磁盘19固定；将适量磁性液体注在第一环形永磁体13和第二环形永磁体17右端面；将调节垫片2安装在右轴承7的右端面；将第一导磁盘3安装在外壳1的右端面；通过螺钉8与外壳1的螺纹连接将外壳1与第一导磁盘3固定，使各零件轴向定位；将第三橡胶密封圈5装入第一导磁盘3的圆周凹槽中；将轴套6装入第一导磁盘3的内孔中；通过螺钉4将轴套6与第一导磁盘3固定；
所述的第一、第二环形永磁体13、17与第一导磁盘3之间的间隙注入磁性液体进行密封，随着密封级数的增加，只改变密封件的径向尺寸，避免了轴向长度的增加，从而降低了加工和装配精度；第一导磁盘3与外壳1之间用螺钉8连接，拆卸方便，从而降低了在使用过程中添加或者更换磁性液体的难度。
橡胶密封圈18是用于和其他装置密封。
外壳1、调节垫片2、螺钉4、轴套6、螺钉8、隔磁套10、螺钉11、螺柱15、隔磁罩16均采用非磁性材料如不锈钢制成。
第一导磁盘3和第二导磁盘19采用导磁性能良好的材料如电工纯铁。
第一环形永磁体13和第二环形永磁体17选用铷铁硼。
左、右轴承9、7可根据轴向受力大小来选择不同型号的轴承，如深沟球轴承或者角接触球轴承等。
磁性液体的种类根据密封气体和环境温度的不同选择不同基液的磁性液体，一般在真空密封时选用氟碳化合物基磁性液体或硅油基磁性液体或二脂类基磁性液体，低温下选用硅油基磁性液体。

Claims (6)

1.径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：该装置包括：外壳(1)、调节垫片(2)、第一导磁盘(3)、螺钉(4)、第三橡胶密封圈(5)、轴套(6)、右轴承(7)、螺钉(8)、左轴承(9)、隔磁套(10)、螺钉(11)、第二橡胶密封圈(12)、第一环形永磁体(13)、第一橡胶密封圈(14)、螺钉(15)、隔磁罩(16)、第二环形永磁体(17)、密封圈(18)和第二导磁盘(19)；所述的第一橡胶密封圈(14)安装在第一环形永磁体(13)端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第一环形永磁体，第二橡胶密封圈(12)安装在第二环形永磁体(17)端面的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第二环形永磁体；将右轴承(7)和左轴承(9)分别安装在隔磁套(10)环形凸台的两个端面，形成带轴承的隔磁套；将带轴承的隔磁套装入外壳(1)的内孔中；继将带橡胶密封圈的第二环形永磁体装入隔磁套(10)的内孔中；继将隔磁罩(16)装入带橡胶密封圈的第二环形永磁体的内孔中；继将带橡胶密封圈的第一环形永磁体装入隔磁罩(16)的内孔中；通过螺钉(15)与第二导磁盘(19)上的螺纹连接将隔磁罩(16)与第二导磁盘(19)固定；通过螺钉(11)与隔磁套(10)上的螺纹连接将隔磁套(10)与第二导磁盘(19)固定；将适量磁性液体注在第一环形永磁体(13)和第二环形永磁体(17)右端面；将调节垫片(2)安装在右轴承(7)的右端面；将第一导磁盘(3)安装在外壳(1)的右端面；通过螺钉(8)与外壳(1)的螺纹连接将外壳(1)与第一导磁盘(3)固定，使各零件轴向定位；将第三橡胶密封圈(5)装入第一导磁盘(3)的圆周凹槽中；将轴套(6)装入第一导磁盘(3)的内孔中；通过螺钉(4)将轴套(6)与第一导磁盘(3)固定。
2.根据权利要求1所述的径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：
所述的第一导磁盘(3)为圆环形结构，其材料为导磁性材料，左端面加工有两个环形凸台，形成极靴，每个极靴上加工有极齿和齿槽，每个极靴的极齿个数为2～10个；
所述的第二导磁盘(19)为圆环形结构，其材料为导磁性材料，其外径大于第一导磁盘(3)的外径，在其外圆周加工有通孔和密封槽，该通孔用于与外部设备固定连接，密封槽装入密封圈(18)后用于与外部设备间的静密封。
3.根据权利要求1所述的径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：
所述的隔磁罩(16)，为环形结构，其截面为“凹”字形，材料为非导磁性材料，隔磁罩右端的外圆周加工有凸台，用于固定第一环形永磁体(13)和第二环形永磁体(17)的右端面。
4.根据权利要求1所述的径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：
所述的第一环形永磁体(13)和第二环形永磁体(17)的右端面与第一导磁盘(3)的极齿之间的间隙内注入磁性液体，形成径向密封，该间隙范围为0.001～1mm。
5.根据权利要求1所述的径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：
所述的第一环形永磁体(13)和第二环形永磁体(17)的极性相反，即第一环形永磁体(13)的左端面为N极，右端面为S极；第二环形永磁体(17)左端面为S极，右端面为N极，从而通过第一导磁盘(3)和第二导磁盘(19)之间形成闭合磁路。
6.根据权利要求1或2或5所述的径向磁性液体旋转密封装置，其特征在于：
所述轴套(6)用于与外部转轴的连接，其内孔与外部转轴采用过盈配合，且其内孔小于第一环形永磁体(13)和第二导磁盘(19)的内孔。
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