CN105465373B - 一种高性能磁性液体密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能磁性液体密封装置，属于磁性液体旋转密封，适用于高速情况下输送高压介质气体。此密封由导磁轴、极靴一、极靴二、极靴三、永磁体、密封座、外六角螺钉、压盖、梳齿密封壳、滚动轴承、锁紧螺纹盖、内套壳、内压盖及密封圈等组成。当密封的介质气体压力较高时，需要将磁性液体密封做成多级，这在空间结构上受到了极大的限制，为了弥补磁性液体密封空间尺寸受限的不足，在磁性液体密封后端加入梳齿密封，通过在梳齿密封腔体内通入高压空气，达到与介质端腔体内的气压平衡，既实现了对密封介质的完全密封，又节省了密封的空间尺寸。

Description

一种高性能磁性液体密封结构
技术领域
本发明属于工程机械旋转密封领域，特别涉及一种高性能磁性液体密封结构。
背景技术
高性能磁性液体密封装置适用于石油、化工、采矿、机械、冶金、航空、航天、军工等领域输送介质气体的密封，因体积小，密封性能好而得到广泛的应用，传统的密封采用迷宫密封，适用于输送氮气、水蒸气、空气等对环境无污染的低压介质气体，对于输送有毒有害的高压介质气体不能得到应用，因为非接触型迷宫密封是在旋转件和固定件之间形成很小的曲折间隙，通过气流不断收缩和扩大来实现密封，虽然结构简单，但是曲折间隙只增加了流通阻力，从根本上不会防止气体介质的逸出，所以能够开发一款体积小而且对有毒有害介质气体能够完全密封的密封装置具有非常深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于：解决现有技术存在的问题，提出一种高性能磁性液体密封结构，通过在梳齿密封段充入高压空气，使得在磁性液体后部靠近大气端的梳齿密封腔体内形成一定的压力，去平衡密封的高压介质气体，达到与介质端腔体内的气压平衡，既实现了对密封介质的完全密封，又节省了密封的空间尺寸。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种高性能磁性液体密封结构，包括：旋转轴，所述旋转轴上套有密封座，所述密封座一端设有若干与待密封腔体连接的连接孔，所述密封座另一端与滚动轴承相接触，所述滚动轴承通过旋转轴上的台阶进行轴向限位，所述密封座靠近滚动轴承一端设有压盖，所述压盖与密封座之间采用螺栓连接，所述压盖使密封座与滚动轴承外圈相对静止，所述滚动轴承外侧设有锁紧螺纹盖，所述锁紧螺纹盖限制滚动轴承的轴向运动，所述密封座与滚动轴承形成的腔体内，从滚动轴承端开始设有高压气体平衡装置和磁性液体密封装置，所述密封座设有供高压气体平衡装置进气和出气的进气孔和出气孔。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述高压气体平衡装置为梳齿密封壳，所述梳齿密封壳远离滚动轴承的三分之二处内外表面分别设有进气外凹槽和进气内凹槽，所述进气内凹槽延伸至磁性液体密封装置处，所述进气外凹槽和进气内凹槽之间设有密封壳进气孔，所述梳齿密封壳远离滚动轴承的三分之一处内外表面分别设有出气外凹槽和出气内凹槽，所述出气外凹槽和出气内凹槽之间设有密封壳出气孔。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述磁性液体密封装置，包括内套壳，所述内套壳为底部带孔的杯状结构，所述内套壳的开口端与高压气体平衡装置相接，所述内套壳内依次装有极靴一、永磁体一、极靴二、永磁体二、极靴三和内压盖，所述内压盖的端面与内套壳的端面平齐。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述极靴一、极靴二和极靴三上靠近旋转轴处设有截面形状为矩形或梯形的环形齿。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述密封壳进气孔和密封壳出气孔的数量分别为12个。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述极靴一、极靴二和极靴三与内套壳之间设有密封圈。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述内套壳与密封座之间设有密封圈。
本发明的一种高性能磁性液体密封结构，所述梳齿密封壳与密封座之间设有密封圈。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：提出一种高性能磁性液体密封结构，通过在梳齿密封段充入高压空气，使得在磁性液体后部靠近大气端的梳齿密封腔体内形成一定的压力，去平衡密封的高压介质气体，达到与介质端腔体内的气压平衡，既实现了对密封介质的完全密封，又节省了密封的空间尺寸。
附图说明
图1是本发明一种高性能磁性液体密封结构示意图。
图2是本发明一种高性能磁性液体密封结构的梳齿密封壳示意图。
图中标记： 1-密封座、2-极靴一、3-内套壳、4-永磁体一、5-密封圈、6-密封圈、7-极靴二、8-密封圈、9-永磁体二、10-密封圈、11-密封圈、12-极靴三、13-内压盖、14-密封圈、15-密封圈、16-梳齿密封壳、17-出气孔、18-密封圈、19-滚动轴承、20-压盖、21-螺栓、22-锁紧螺纹盖、23-进气孔、24-旋转轴、25-密封壳出气孔、26-连接孔、27-密封壳进气孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示为本发明一种高性能磁性液体密封结构的实施例，一种高性能磁性液体密封结构，包括：旋转轴24，所述旋转轴24上套有密封座1，所述密封座1一端设有若干与待密封腔体连接的连接孔26，所述密封座1另一端与滚动轴承19相接触，所述滚动轴承19通过旋转轴24上的台阶进行轴向限位，所述密封座1靠近滚动轴承19一端设有压盖20，所述压盖20使密封座1与滚动轴承19外圈相对静止，所述压盖20与密封座1之间采用螺栓21连接，所述滚动轴承19外侧设有锁紧螺纹盖22，所述锁紧螺纹盖22限制滚动轴承19的轴向运动，所述密封座1与滚动轴承19形成的腔体内，从滚动轴承19端开始设有高压气体平衡装置和磁性液体密封装置，所述密封座1设有供高压气体平衡装置进气和出气的进气孔23和出气孔17。
上述设置通过在密封座1内设置磁性液体密封装置靠近待密封介质端，通常情况下待密封介质的压力较高，如果全部靠磁性液体密封装置来抵抗待密封介质的压力对磁性液体密封装置的体积和强度要求很高，从而会造成体积非常大，所以本实施例在磁性液体密封装置外侧设置高压气体平衡装置，通过在待密封介质的相对面通入高压空气，从而可以平衡待密封介质的压力，而充入的高压空气可以根据待密封介质的压力进行调整，从而达到气压平衡，以此达到非常好的密封效果。
所述高压气体平衡装置为梳齿密封壳16，所述梳齿密封壳16远离滚动轴承19的三分之二处内外表面分别设有进气外凹槽和进气内凹槽，所述进气内凹槽延伸至磁性液体密封装置处，所述进气外凹槽和进气内凹槽之间设有密封壳进气孔27，所述齿密封壳16远离滚动轴承19的三分之一处内外表面分别设有出气外凹槽和出气内凹槽，所述出气外凹槽和出气内凹槽之间设有密封壳出气孔25，这样通过梳齿密封壳16的结构的设置，进气外凹槽与进气孔23相通，使高压空气进入密封壳进气孔27，然后可以进入进气内凹槽，而进气内凹槽延伸至磁性液体密封装置从而可以平衡待密封介质的压力，而多余的高压气体则可以从出气孔17端排出，保证内部压力平衡。
所述磁性液体密封装置，包括内套壳3，所述内套壳3为底部带孔的杯状结构，所述内套壳3的开口端与高压气体平衡装置相接，所述内套壳3内依次装有极靴一2、永磁体一4、极靴二7、永磁体二9、极靴三12和内压盖13，所述内压盖13的端面与内套壳3的端面平齐，所述极靴一2、极靴二7和极靴三12上靠近旋转轴24处设有截面形状为矩形或梯形的环形齿，所述密封壳进气孔27和密封壳出气孔25的数量分别为12个，这样的设置利于装置的加工，以及在使用过程中使所气体更加均匀的分布，所述极靴一2、极靴二7和极靴三12与内套壳3之间设有密封圈，所述内套壳3与密封座1之间设有密封圈10，所述梳齿密封壳16与密封座1之间设有密封圈。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：解决现有技术存在的问题，提出一种高性能磁性液体密封结构，通过在梳齿密封段充入高压空气，使得在磁性液体后部靠近大气端的梳齿密封腔体内形成一定的压力，去平衡密封的高压介质气体，达到与介质端腔体内的气压平衡，既实现了对密封介质的完全密封，又节省了密封的空间尺寸。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，包括：旋转轴（24），所述旋转轴（24）上套有密封座（1），所述密封座（1）一端设有若干与待密封腔体连接的连接孔（26），所述密封座（1）另一端与滚动轴承（19）相接触，所述滚动轴承（19）通过旋转轴（24）上的台阶进行轴向限位，所述密封座（1）靠近滚动轴承（19）一端设有压盖（20），所述压盖（20）使密封座（1）与滚动轴承（19）外圈相对静止，所述压盖（20）与密封座（1）之间采用螺栓（21）连接，所述滚动轴承（19）外侧设有锁紧螺纹盖（22），所述锁紧螺纹盖（22）限制滚动轴承（19）的轴向运动，所述密封座（1）与滚动轴承（19）形成的腔体内，从滚动轴承（19）端开始设有高压气体平衡装置和磁性液体密封装置，所述密封座（1）设有供高压气体平衡装置进气和出气的进气孔（23）和出气孔（17），所述高压气体平衡装置为梳齿密封壳（16），所述梳齿密封壳（16）远离滚动轴承（19）的三分之二处内外表面分别设有进气外凹槽和进气内凹槽，所述进气内凹槽延伸至磁性液体密封装置处，所述进气外凹槽和进气内凹槽之间设有密封壳进气孔（27），所述梳齿密封壳（16）远离滚动轴承（19）的三分之一处内外表面分别设有出气外凹槽和出气内凹槽，所述出气外凹槽和出气内凹槽之间设有密封壳出气孔（25）。
2.根据权利要求1所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述磁性液体密封装置，包括内套壳（3），所述内套壳（3）为底部带孔的杯状结构，所述内套壳（3）的开口端与高压气体平衡装置相接，所述内套壳（3）内依次装有极靴一（2）、永磁体一（4）、极靴二（7）、永磁体二（9）、极靴三（12）和内压盖（13），所述内压盖（13）的端面与内套壳（3）的端面平齐。
3.根据权利要求2所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述极靴一（2）、极靴二（7）和极靴三（12）上靠近旋转轴（24）处设有截面形状为矩形或梯形的环形齿。
4.根据权利要求2所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述梳齿密封壳进气孔（27）和密封壳出气孔（25）的数量分别为12个。
5.根据权利要求2所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述极靴一（2）、极靴二（7）和极靴三（12）与内套壳（3）之间设有密封圈（5、8、11）。
6.根据权利要求3所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述内套壳（3）与密封座（1）之间设有密封圈（10）。
7.根据权利要求3所述的一种高性能磁性液体密封结构，其特征在于，所述梳齿密封壳（16）与密封座（1）之间设有密封圈（14、15、18）。
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