CN106015585A - 一种浮环-磁流体密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械工程密封技术领域，具体涉及一种浮环‑磁流体密封装置，包括左极靴、左浮环、弹簧、右浮环、永磁体、右极靴，所述的左浮环和右浮环设于轴上，左浮环和右浮环之间通过一组以上的弹簧连接；左极靴设于左浮环左侧的轴上，右极靴设于右浮环右侧的轴上；在左浮环的左端面上间隔开设环形凹槽I，环形凹槽I中安装永磁体；永磁体向左极靴的右端面延伸，与左极靴的右端面之间留有间隙；右浮环的右端面上开设环形凹槽II，环形凹槽II中安装永磁体；永磁体向右极靴的左端面延伸，与右极靴左端面之间留有间隙。本发明结构设计合理，密封性能稳定。

Description

一种浮环-磁流体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种密封效果好的浮环-磁流体密封装置。
背景技术
浮环密封的原理是靠高压密封油在浮环与轴套间形成油膜，节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧，将气体封住。因为主要是油膜起作用，故又称为油膜密封。现有的浮环密封装置存在内泄漏及密封可靠性较低的难题，而且在密封系统启动和停机时存在较严重的磨损问题，因此提高浮环密封装置的耐压性能及密封可靠性对于将其成功应用到高速动密封领域中具有重要的意义。
发明内容
本发明旨在解决现有浮环密封装置存在的技术问题，提供一种密封性能可靠的浮环-磁流体密封装置。
本发明的技术方案如下：
一种浮环-磁流体密封装置，包括左极靴、左浮环、弹簧、右浮环、永磁体、右极靴，所述的左浮环和右浮环设于轴上，左浮环和右浮环之间通过一组以上的弹簧连接；所述的左极靴设于左浮环左侧的轴上，所述的右极靴设于右浮环右侧的轴上；
在左浮环的左端面上间隔开设环形凹槽I，环形凹槽I中安装永磁体；所述的永磁体向左极靴的右端面延伸，与左极靴的右端面之间留有间隙，在左极靴右端面与永磁体的间隙内注入磁性流体，在磁场力的作用下，磁性流体吸附于永磁体的端面上；
所述的右浮环的右端面上开设环形凹槽II，环形凹槽II中安装永磁体；所述的永磁体向右极靴的左端面延伸，与右极靴左端面之间留有间隙，在右极靴与永磁体之间的间隙内注入磁性流体，在磁场力的作用下，磁性流体吸附于永磁体的端面上。
所述的左浮环的左端面上相邻的环形凹槽I内设置的永磁体极性相反；所述的右浮环的右端面上相邻的环形凹槽II内设置的永磁体极性相反。
本发明所述的密封装置还包括定位环、隔磁环、轴承、外壳，所述的定位环分别安装于左浮环的左侧和右浮环右侧的轴上；位于左极靴的左侧依次安装隔磁环和轴承，位于右极靴的右侧依次安装隔磁环和轴承。
所述的隔磁环包括外隔磁环和内隔磁环，所述的外隔磁环安装于外壳的内壁，内隔磁环安装于轴上，外隔磁环的内壁和内隔磁环的外壁之间存在间隙，外隔磁环与内隔磁环的轴向长度相等。
所述的永磁体为轴向充磁型永磁体。
在左浮环的内圆面和右浮环的内圆面上开设环形凹槽III，用于安装密封橡胶圈；所述的左极靴和右极靴的外圆面上设置环形凹槽Ⅳ，用于安装密封橡胶圈。
所述的环形凹槽I的数量为1-6个，环形凹槽I的径向高度为3-30mm，轴向深度为1-50mm。
所述的弹簧的数量为2-6个，沿轴的圆周均匀设置。
所述的左浮环上的永磁体的左端面与左极靴之间的距离为0.1-5mm，右浮环上的永磁体的右端面与右极靴之间的距离为0.1-5mm。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：在左浮环和右浮环内圆面的环形凹槽III内安装橡胶圈，在左极靴和右极靴外圆面的环形凹槽Ⅳ内安装橡胶圈；将永磁体分别安装到左浮环的环形凹槽I和右浮环上的环形凹槽II内；将左浮环和右浮环间隔安装于轴的中部，左浮环和右浮环之间设置弹簧；位于环形凹槽I内的永磁体的左端注入磁性流体，位于环形凹槽II内的永磁体的右端注入磁性流体；在左浮环的左侧极右浮环右侧的轴上分别安装定位环；在位于左侧的定位环的左侧依次安装左极靴、隔磁环、轴承；在位于右侧定位环的右侧依次安装右极靴、隔磁环、轴承；将外壳套装于轴上，使外壳罩住轴上的零件，外壳左侧的内壁靠紧位于左侧的轴承；最后通过端盖与外壳右端的螺纹连接压紧位于右侧的轴承的外圈。
本发明在浮环密封的基础上，通过在浮环上开设环形凹槽，在环形凹槽内安装轴向充磁的永磁体，从而实现浮环-磁流体密封；本发明克服现有浮环密封装置存在内泄漏及密封可靠性较低的难题，采用浮环-磁流体密封装置降低了密封系统启动和停机时的摩擦和磨损问题，提高了浮环密封的耐压能力和密封可靠性，也扩大了其安全工作范围。
附图说明
图1为本发明所述的密封装置的结构示意图
图中各序号标示及对应的名称如下：1-轴，2-外壳，3-左极靴，4-左浮环，41-环形凹槽I，5-弹簧，6-右浮环，61-环形凹槽II，7-永磁体，8-右极靴，9-外隔磁环，10-内隔磁环，11-轴承，12-端盖，13-环形凹槽Ⅳ，14-环形凹槽III，15-定位环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种浮环-磁流体密封装置，包括左极靴3、左浮环4、弹簧5、右浮环6、永磁体7、右极靴8，所述的左浮环4和右浮环6设于轴1上，左浮环4和右浮环6之间通过一组以上的弹簧5连接；所述的左极靴3设于左浮环4左侧的轴1上，所述的右极靴8设于右浮环6右侧的轴1上；
在左浮环4的左端面上间隔开设环形凹槽I41，环形凹槽I41中安装永磁体7；所述的永磁体7向左极靴3的右端面延伸，与左极靴3的右端面之间留有间隙；
所述的右浮环6的右端面上开设环形凹槽II61，环形凹槽II61中安装永磁体7；所述的永磁体7向右极靴8的左端面延伸，与右极靴8左端面之间留有间隙。
所述的左浮环4的左端面上相邻的环形凹槽I41内设置的永磁体7极性相反；所述的右浮环6的右端面上相邻的环形凹槽II61内设置的永磁体7极性相反。
本发明所述的密封装置还包括定位环15、括隔磁环、轴承11、外壳2，所述的定位环15分别安装于左浮环4的左侧和右浮环6右侧的轴1上；位于左极靴3的左侧依次安装隔磁环和轴承11，位于右极靴8的右侧依次安装隔磁环和轴承11。
所述的隔磁环包括外隔磁环9和内隔磁环10，所述的外隔磁环9安装于外壳2的内壁，内隔磁环10安装于轴1上，外隔磁环9的内壁和内隔磁环10的外壁之间存在间隙，外隔磁环9与内隔磁环10的轴向长度相等。
所述的永磁体7为轴向充磁型永磁体。
在左浮环4的内圆面和右浮环6的内圆面上分别开设环形凹槽III14，用于安装密封橡胶圈；所述的左极靴3和右极靴8的外圆面上分别设置环形凹槽Ⅳ13，用于安装密封橡胶圈。
所述的环形凹槽I41的数量为1-6个，环形凹槽I41的径向高度为3-30mm，轴向深度为1-50mm。
所述的弹簧5的数量为2-6个，沿轴1的圆周均匀设置。
所述的左浮环4上的永磁体7的左端面与左极靴3之间的距离为0.1-5mm，右浮环6上的永磁体7的右端面与右极靴8之间的距离为0.1-5mm。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：在左浮环4和右浮环6内圆面的环形凹槽III14内安装橡胶圈，在左极靴3和右极靴8外圆面的环形凹槽Ⅳ13内安装橡胶圈；将永磁体7分别安装到左浮环4的环形凹槽I41和右浮环6上的环形凹槽II61内；将左浮环4和右浮环6间隔安装于轴1的中部，左浮环4和右浮环6之间设置弹簧5；位于环形凹槽I41内的永磁体7的左端注入磁性流体，位于环形凹槽II61内的永磁体7的右端注入磁性流体；在左浮环4的左侧极右浮环6右侧的轴1上分别安装定位环15；在位于左侧的定位环15的左侧依次安装左极靴3、隔磁环、轴承11；在位于右侧定位环15的右侧依次安装右极靴8、隔磁环、轴承11；将外壳2套装于轴1上，使外壳2罩住轴1上的零件，外壳2左侧的内壁靠紧位于左侧的轴承11；最后通过端盖12与外壳2右端的螺纹连接压紧位于右侧的轴承11的外圈。

Claims (10)

1. 一种浮环-磁流体密封装置，包括左极靴（3）、左浮环（4）、弹簧（5）、右浮环（6）、永磁体（7）、右极靴（8），其特征在于：
所述的左浮环（4）和右浮环（6）设于轴（1）上，左浮环（4）和右浮环（6）之间通过一组以上的弹簧（5）连接；所述的左极靴（3）设于左浮环（4）左侧的轴（1）上，所述的右极靴（8）设于右浮环（6）右侧的轴（1）上；
在左浮环（4）的左端面上间隔开设环形凹槽I（41），环形凹槽I（41）中安装永磁体（7）；所述的永磁体（7）向左极靴（3）的右端面延伸，与左极靴（3）的右端面之间留有间隙；
所述的右浮环（6）的右端面上开设环形凹槽II（61），环形凹槽II（61）中安装永磁体（7）；所述的永磁体（7）向右极靴（8）的左端面延伸，与右极靴（8）左端面之间留有间隙。
2. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的左浮环（4）的左端面上相邻的环形凹槽I（41）内设置的永磁体（7）极性相反；所述的右浮环（6）的右端面上相邻的环形凹槽II（61）内设置的永磁体（7）极性相反。
3. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：还包括定位环（15），所述的定位环（15）分别安装于左浮环（4）的左侧和右浮环（6）右侧的轴（1）上。
4. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：还包括隔磁环、轴承（11）、外壳（2），位于左极靴（3）的左侧依次安装隔磁环和轴承（11），位于右极靴（8）的右侧依次安装隔磁环和轴承（11）。
5. 如权利要求4所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的隔磁环包括外隔磁环（9）和内隔磁环（10），所述的外隔磁环（9）安装于外壳（2）的内壁，内隔磁环（10）安装于轴（1）上，外隔磁环（9）的内壁和内隔磁环（10）的外壁之间存在间隙，外隔磁环（9）与内隔磁环（10）的轴向长度相等。
6. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的永磁体（7）为轴向充磁型永磁体。
7. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：在左浮环（4）的内圆面和右浮环（6）的内圆面上分别开设环形凹槽III（14），用于安装密封橡胶圈；所述的左极靴（3）和右极靴（8）的外圆面上分别设置环形凹槽Ⅳ（13），用于安装密封橡胶圈。
8. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的环形凹槽I（41）的数量为1-6个，环形凹槽I（41）的径向高度为3-30mm，轴向深度为1-50mm。
9. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的弹簧（5）的数量为2-6个，沿轴（1）的圆周均匀设置。
10. 如权利要求1所述的浮环-磁流体密封装置，其特征在于：所述的左浮环（4）上的永磁体（7）的左端面与左极靴（3）之间的距离为0.1-5mm，右浮环（6）上的永磁体（7）的右端面与右极靴（8）之间的距离为0.1-5mm。
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