CN106122285A - 一种圆锥式磁流体密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械工程密封技术领域，具体指一种圆锥式磁流体密封装置，该装置包括外极靴、内极靴、外永磁体、内永磁体，内极靴套装于轴上，内极靴的外壁为圆锥面，在该圆锥面上间隔设置多个环形凹槽I，相邻的两个环形凹槽I之间的部分为极齿I；环形凹槽I内安装内永磁体；外极靴安装于外壳的内壁上，外极靴的内壁为圆锥面，外极靴的内壁与内极靴外壁相互平行，在外极靴的内壁上对应环形凹槽I的位置开设多个环形凹槽II，相邻的两个环形凹槽II之间的部分为极齿II；环形凹槽II内分别安装外永磁体；极齿I与极齿II相互对应，它们之间留有间隙。该密封装置耐压能力强，克服现有大间隙磁流体密封装置密封性能可靠性较差的难题。

Description

一种圆锥式磁流体密封装置
技术领域
本发明涉及机械工程密封技术领域，具体指一种圆锥式磁流体密封装置 。
背景技术
磁流体密封具有零泄漏，无刚性摩擦等优点，被广泛应用于各行各业 。但磁流体轴密封承压值对密封间隙大小十分敏感，若密封间隙增大 0.1mm可使磁流体轴密封承压值降低10％以上。当磁流体密封技术应用在大直径、高速及重载密封环境中时，转轴的较大径向跳动量要求密封间隙也较大，磁流体密封性能随着密封间隙的增大而显著降低，不利于密封性能的稳定，从而限制了磁流体密封技术在大间隙和高速、重载条件中的应用。因此提高大间隙条件下磁流体密封性能具有重要的意义，现有的磁流体密封装置在大间隙条件下存在耐压能力较低的难题。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的缺陷，提供一种耐压能力强的圆锥式磁流体密封装置。
本发明的技术方案如下：一种圆锥式磁流体密封装置，包括外极靴、内极靴、外永磁体、内永磁体，所述的内极靴套装于轴上，内极靴的外壁为圆锥面，在该圆锥面上间隔设置多个环形凹槽I，相邻的两个环形凹槽I之间的部分为极齿I； 所述的环形凹槽I内安装内永磁体；
所述的外极靴安装于外壳的内壁上，外极靴的内壁为圆锥面，外极靴的内壁与内极靴外壁相互平行，在外极靴的内壁上对应环形凹槽I位置开设多个环形凹槽II，相邻的两个环形凹槽II之间的部分为极齿II；所述的环形凹槽II内分别安装外永磁体；
所述的极齿I与极齿II相互对应，它们之间留有间隙。
所述的环形凹槽I和环形凹槽II的底面呈圆锥面，环形凹槽I和环形凹槽II的底与内极靴的外壁平行，相互对应的环形凹槽I和环形凹槽II位于轴的同一径向上。
所述的内永磁体为分瓣式的永磁体，由两块大小相等的倾斜的半圆环体永磁体组成，内永磁体的内表面和外表面均平行与环形凹槽I的底面；所述的外永磁体为分瓣式永磁体，由四块大小相等的倾斜的四分之一圆环体组成，外永磁体的内表面和外表面均平行于环形凹槽II的底面；所述的内永磁体的高度小于环形凹槽I的深度，外永磁体的高度小于环形凹槽II的深度。
所述的内永磁体和外永磁体均为轴向充磁型永磁体，在轴的同一径向上的内永磁体和外永磁体的磁力线方向相反；内极靴上相邻的内永磁体磁力线方向相反，外极靴上相邻的外永磁体的磁力线方向相反。
所述的内极靴和外极靴的轴向长度相等。
还包括隔磁环和轴承，在内极靴和外极靴的左侧依次安装隔磁环和轴承，在内极靴和外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，外隔磁环的内径大于内隔磁环的外径，外隔磁环与内隔磁环的轴向长度相等。
所述的外极靴的外壁靠近左右端部的位置分别开设一个环形凹槽III，在环形凹槽III内安装橡胶密封圈。
所述的内永磁体的数量为2-10个，外永磁体的数量与内永磁体的数量相等。
所述的极齿I与极齿II之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：
将内永磁体安装于内极靴外壁的环形凹槽I内，将内极靴安装于轴的中部，在内极靴的外壁注入磁性流体；将外永磁体安装于外极靴内壁的环形凹槽II内，在外极靴外壁的环形凹槽III内安装橡胶圈，再将外极靴安装于外壳的内壁，使外极靴和内极靴的端面对齐，环形凹槽I 和环形凹槽II相互对齐，极齿I和极齿II相互对齐；在内极靴的左侧依次安装隔磁环和轴承，在内极靴的右侧依次安装隔磁环和轴承；最后将端盖安装于外壳的右端，端盖的外壁与外壳的内壁通过螺纹进行连接，使端盖压紧位于右侧的轴承的外圈。
本发明将内极靴的外壁和外极靴的内壁设置成圆锥面，并在圆锥面上开设凹槽，在凹槽内安装永磁体，在内极靴的外壁和外极靴的内壁上注入磁流体，实现圆锥式磁流体密封，该密封结构可有效延阻磁流体密封的泄漏；在内极靴的圆锥型外壁和外极靴的圆锥型内壁上均安装多个永磁体，使该密封结构的磁源充足，磁流体受到的磁场力强，提高了密封装置整体的耐压能力，扩大了其安全工作范围；本发明克服现有大间隙磁流体密封装置密封性能可靠性较差的的难题；本发明所述的密封装置结构简单，易于安装。
附图说明
图1为本发明所述的密封装置结构示意图
图中各序号及对应的结构名称如下：1-轴，2-外壳，3-轴承，4-内隔磁环，5-外隔磁环，6-环形凹槽II，7-环形凹槽I，8-外极靴，9-内极靴，10-外永磁体，11-内永磁体，12-端盖，13-环形凹槽III，14-极齿II，15-极齿I 。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所述的一种圆锥式磁流体密封装置，包括外极靴8、内极靴9、外永磁体10、内永磁体11，所述的内极靴9套装于轴1上，内极靴9的外壁为圆锥面，在该圆锥面上间隔设置多个环形凹槽I7，相邻的两个环形凹槽I7之间的部分为极齿I15； 所述的环形凹槽I7内安装内永磁体11；
所述的外极靴8安装于外壳2的内壁上，外极靴8的内壁为圆锥面，外极靴8的内壁与内极靴9外壁相互平行，在外极靴8的内壁上对应环形凹槽I7位置开设多个环形凹槽II6，相邻的两个环形凹槽II6之间的部分为极齿II14；所述的环形凹槽II6内分别安装外永磁体10；
所述的极齿I15与极齿II14相互对应，它们之间留有间隙。
所述的环形凹槽I7和环形凹槽II6的底面与内极靴9的外壁平行，相互对应的环形凹槽I7和环形凹槽II6位于轴1的同一径向上。
所述的内永磁体11为分瓣式的永磁体，由两块大小相等的倾斜的半圆环体永磁体组成，内永磁体11的内表面和外表面均平行与环形凹槽I7的底面；所述的外永磁体10为分瓣式永磁体，由四块大小相等的倾斜的四分之一圆环体组成，外永磁体10的内表面和外表面均平行于环形凹槽II6的底面；所述的内永磁体11的高度小于环形凹槽I7的深度，外永磁体10的高度小于环形凹槽II6的深度。
所述的内永磁体11和外永磁体10均为轴向充磁型永磁体，在轴1的同一径向上的内永磁体11和外永磁体10的磁力线方向相反；内极靴9上相邻的内永磁体11磁力线方向相反，外极靴8上相邻的外永磁体10的磁力线方向相反。
所述的内极靴9和外极靴8的轴向长度相等。
还包括隔磁环和轴承3，在内极靴9和外极靴8的左侧依次安装隔磁环和轴承3，在内极靴9和外极靴8的右侧依次安装隔磁环和轴承3。
所述的隔磁环包括外隔磁环5和内隔磁环4，所述的外隔磁环5安装于外壳2的内壁，内隔磁环4安装于轴1上，外隔磁环5的内径大于内隔磁环4的外径，外隔磁环5与内隔磁环4的轴向长度相等。
所述的外极靴8的外壁靠近左右端部的位置分别开设一个环形凹槽III13，在环形凹槽III13内安装橡胶密封圈。
所述的内永磁体11的数量为2-10个，外永磁体10的数量与内永磁体11的数量相等。
所述的极齿I7与极齿II6之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：
将内永磁体11安装于内极靴9外壁的环形凹槽I7内，将内极靴9安装于轴1的中部，在内极靴9的外壁注入磁性流体；将外永磁体10安装于外极靴8内壁的环形凹槽II6内，在外极靴8外壁的环形凹槽III13内安装橡胶圈，再将外极靴8安装于外壳2的内壁，使外极靴8和内极靴9的端面对齐，环形凹槽I7 和环形凹槽II6相互对齐，极齿I15和极齿II14相互对齐；在内极靴9的左侧依次安装隔磁环和轴承3，在内极靴9的右侧依次安装隔磁环和轴承3；最后将端盖12安装于外壳2的右端，端盖12的外壁与外壳2的内壁通过螺纹进行连接，使端盖12压紧位于右侧的轴承的外圈。

Claims (10)

1. 一种圆锥式磁流体密封装置，包括外极靴（8）、内极靴（9）、外永磁体（10）、内永磁体（11），其特征在于：所述的内极靴（9）套装于轴（1）上，内极靴（9）外壁为圆锥面，在该圆锥面上间隔设置多个环形凹槽I（7），相邻的两个环形凹槽I（7）之间的部分为极齿I（15）； 所述的环形凹槽I（7）内安装内永磁体（11）；
所述的外极靴（8）安装于外壳（2）的内壁上，外极靴（8）的内壁为圆锥面，外极靴（8）的内壁与内极靴（9）外壁相互平行，在外极靴（8）的内壁上对应环形凹槽I（7）位置开设多个环形凹槽II（6），相邻的两个环形凹槽II（6）之间的部分为极齿II（14）；所述的环形凹槽II（6）内分别安装外永磁体（10）；
所述的极齿I（15）与极齿II（14）相互对应，它们之间留有间隙。
2.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的环形凹槽I（7）和环形凹槽II（6）的底面与内极靴（9）的外壁平行，相互对应的环形凹槽I（7）和环形凹槽II（6）位于轴（1）的同一径向上。
3.如权利要求2所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的内永磁体（11）为分瓣式的永磁体，由两块大小相等的倾斜的半圆环体永磁体组成，内永磁体（11）的内表面和外表面均平行与环形凹槽I（7）的底面；所述的外永磁体（10）为分瓣式永磁体，由四块大小相等的倾斜的四分之一圆环体组成，外永磁体（10）的内表面和外表面均平行于环形凹槽II（6）的底面；所述的内永磁体（11）的高度小于环形凹槽I（7）的深度，外永磁体（10）的高度小于环形凹槽II（6）的深度。
4.如权利要求3所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的内永磁体（11）和外永磁体（10）均为轴向充磁型永磁体，在轴（1）的同一径向上的内永磁体（11）和外永磁体（10）的磁力线方向相反；内极靴（9）上相邻的内永磁体（11）磁力线方向相反，外极靴（8）上相邻的外永磁体（10）的磁力线方向相反。
5.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的内极靴（9）和外极靴（8）的轴向长度相等。
6.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：还包括隔磁环和轴承（3），在内极靴（9）和外极靴（8）的左侧依次安装隔磁环和轴承（3），在内极靴（9）和外极靴（8）的右侧依次安装隔磁环和轴承（3）。
7.如权利要求6所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的隔磁环包括外隔磁环（5）和内隔磁环（4），所述的外隔磁环（5）安装于外壳（2）的内壁，内隔磁环（4）安装于轴（1）上，外隔磁环（5）的内径大于内隔磁环（4）的外径，外隔磁环（5）与内隔磁环（4）的轴向长度相等。
8.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的外极靴（8）的外壁靠近左右端部的位置分别开设一个环形凹槽III（13），在环形凹槽III（13）内安装橡胶密封圈。
9.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的内永磁体（11）的数量为2-10个，外永磁体（10）的数量与内永磁体（11）的数量相等。
10.如权利要求1所述的圆锥式磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿I（7）与极齿II（6）之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
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