CN106151526A - 一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置 - Google Patents

一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机械工程密封技术领域，具体指一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置，该装置包括内极靴环、分瓣式外极靴、分瓣式内永磁体、分瓣式外永磁体，其中内极靴环为一体成形结构，在内极靴环的外壁和分瓣式外极靴的内壁的中部设置环形凹槽，环形凹槽中安装永磁体；在内极靴环的外壁设置极齿I，在分瓣式外极靴的内壁设置极齿II，使极齿I伸入分瓣式外极靴上的极齿II之间的空间内，极齿II伸入内极靴环上极齿I两侧的空间内，形成迷宫型密封结构。该密封结构耐压能力强，密封性能可靠。

Description

一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置
技术领域
本发明涉及机械工程密封技术领域，具体指一种密封性能好的分瓣式迷宫型磁流体密封装置。
背景技术
磁流体密封具有零泄漏、长寿命、高可靠性等优点在各行各业得到了广泛的应用，但是传统的磁流体密封装置均为整体结构，在装配密封装置的过程中，需要先在设备的轴端装入密封装置，然后再将设备轴端与复杂的设备相连接，当磁流体密封所在旋转轴的轴端连接设备复杂、装拆不方便甚至不允许拆装的情况，不仅装配过程需要耗费大量的时间，装配效果受到影响，而且当密封失效时难以更换相应的密封零部件。针对此缺陷，利用分瓣式的密封结构，使磁流体密封装置用于复杂设备成为了可能，维修更换方便，但是现有的分瓣式磁流体密封装置存在密封耐压能力较低的难题，使分瓣式的密封装置难以用在高压等工况下。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，设计一种密封性能可靠的分瓣式迷宫型磁流体密封装置。
本发明的技术方案如下：一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置，包括轴、外壳、内极靴环、分瓣式外极靴、分瓣式内永磁体、分瓣式外永磁体，所述的轴安装于外壳内，所述的轴的外圆面和外壳的内圆面的轴心线相同，所述的内极靴环套装在轴上，内极靴环外圆面的中部设置内凹的环形凹槽I，所述的环形凹槽I将内极靴环的外圆面分为左半面I和右半面I，所述的左半面I和右半面I分别间隔开设两组以上的环形极齿I；
所述的分瓣式外极靴包括内径相同的半圆环型的上半极靴和下半极靴，所述的上半极靴和下半极靴安装于外壳的内壁上；所述的上半极靴和下半极靴的内半圆面中部分别设有环形凹槽II，环形凹槽I与环形凹槽II相互对应；所述的环形凹槽II将上半极靴和下半极靴的内半圆面分为左半面II和右半面II，所述的各个左半面II和右半面II分别间隔开设两组以上的半环形的极齿II；
所述的极齿I伸入两个极齿II之间的空间内，与分瓣式外极靴的内圆面存在间隙；所述的各极齿II伸入每个极齿I两侧的空间内，与内极靴环的外圆面存在间隙；
所述的分瓣式内永磁体包括内上半永磁体和内下半永磁体，内上半永磁体和内下半永磁体组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽I内；
所述的分瓣式外永磁体包括外上半永磁体和外下半永磁体，外上半永磁体和外下半永磁体组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽II内。
所述的分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体均为轴向充磁型永磁体，分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体的磁力线方向相反。
所述的外壳包括前半外壳和后半外壳，前半外壳和后半外壳的两端设有连接板，所述的连接板上设置连接孔，前半外壳和后半外壳通过连接件和连接孔固定在一起，前半外壳和后半外壳的内壁横截面为圆形。
还包括端盖，所述的端盖设置于外壳的右端。
所述的内极靴环和分瓣式外极靴的轴向长度相等。
本发明所述的密封装置还包括轴承，所述的轴承分别安装于内极靴环和分瓣式外极靴左右两侧的轴上。
所述的极齿I的个数为2-12个，极齿II的个数为3-13个。
所述的极齿I的外圆面与外极靴的内圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm；极齿II的的内圆面与内极靴环外圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
在上半极靴和下半极靴组合而成的外圆面上，环形凹槽II的两侧对称设置环形凹槽III，用于安装橡胶密封圈。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：将内极靴环安装于轴的中部，再将内上半永磁体和内下半永磁体安装于内极靴环外圆面上的环形凹槽I内，内上半永磁体和内下半永磁体连接成一整体分瓣式内永磁体，将磁性流体注入内极靴环外圆面上每个极齿I两侧的空间内；将外上半永磁体安装于上半极靴中部内圆面上的环形凹槽II内，将外下半永磁体安装于下半极靴中部内圆面的环形凹槽II内，在上半极靴和下半极靴外圆面的环形凹槽III内安装橡胶圈，在上半极靴和下半极靴内圆面上两极齿II之间的空间内注入磁性流体；再将上半极靴和下半极靴安装于内极靴环的外侧，使外上半永磁体和外下半永磁体结合成一整体分瓣式外永磁体，上半极靴和下半极靴结合成一整体分瓣式外极靴，且上半极靴和下半极靴内圆面的极齿II伸入内极靴环外圆面上极齿I两侧的空间内，内极靴环外圆面的极齿I伸入上半极靴和下半极靴内圆面上极齿II之间的空间内；在内极靴环和分瓣式外极靴左端部和右端部的轴上分别安装轴承；将前半外壳和后半外壳套装在上述密封部件的外侧，使外壳罩住上述安装在轴上的零件，前半外壳和后半外壳的连接孔内安装螺栓，使外壳结合成一整体，外壳左端的内壁靠紧位于左侧的轴承，外壳的右端安装端盖，端盖通过在螺钉孔内安装螺钉与外壳进行紧固，使端盖压紧位于右侧的轴承的外圈。
本发明在内极靴环外圆面和分瓣式外极靴内圆面的中部分别设置环形凹槽，在环形凹槽内安装分瓣式的永磁体，从而为整个磁路提供磁源；在分瓣式外极靴的内圆面设置极齿II，在内极靴环的外圆面设置极齿I，分瓣式外极靴上的极齿II伸入内极靴环上极齿I两侧的空间内，内极靴环上的极齿I伸入分瓣式外极靴上极齿II之间的空间内，从而实现分瓣式迷宫型磁流体密封，该迷宫型密封结构大大提高了分瓣式磁流体密封装置的耐压能力，减小密封失效时磁流体的损失，扩大其安全工作的范围；本发明克服现有大间隙分瓣式磁流体密封装置密封性能较低的难题，密封性能可靠。
附图说明
图1为本发明密封装置的正视图
图2为本发明密封装置的俯视图
图中各序号标示及对应的结构名称如下：1-轴，2-连接孔，3-上半极靴，4-内极靴环，5-环形凹槽I，6-环形凹槽II，7-外上半永磁体，8-内上半永磁体，9-极齿I，10-极齿II，11-轴承，12-螺钉孔，13-端盖，14-环形凹槽III，15-外下半永磁体，16-内下半永磁体，17-下半极靴，18-前半外壳，19-后半外壳，20-连接板。
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1-2所示的一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置，包括轴1、外壳、内极靴环4、分瓣式外极靴、分瓣式内永磁体、分瓣式外永磁体，所述的轴1安装于外壳内，所述的轴1的外圆面和外壳的内圆面的轴心线相同，所述的内极靴环4套装在轴1上，内极靴环4外圆面的中部设置内凹的环形凹槽I5，所述的环形凹槽I5将内极靴环4的外圆面分为左半面I和右半面I，所述的左半面I和右半面I分别间隔开设两组以上的环形极齿I9；
所述的分瓣式外极靴包括内径相同的半圆环型的上半极靴3和下半极靴17，所述的上半极靴3和下半极靴17安装于外壳的内壁上；所述的上半极靴3和下半极靴17的内半圆面中部分别设有环形凹槽II6，环形凹槽I5与环形凹槽II6相互对应；所述的环形凹槽II6将上半极靴3和下半极靴17的内半圆面分为左半面II和右半面II，所述的各个左半面II和右半面II分别间隔开设两组以上的半环形的极齿II10；
所述的极齿I9伸入两个极齿II10之间的空间内，与分瓣式外极靴的内圆面存在间隙；所述的各极齿II10伸入每个极齿I9两侧的空间内，与内极靴环4的外圆面存在间隙；
所述的分瓣式内永磁体包括内上半永磁体8和内下半永磁体16，内上半永磁体8和内下半永磁体16组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽I5内；
所述的分瓣式外永磁体包括外上半永磁体7和外下半永磁体15，外上半永磁体7和外下半永磁体15组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽II6内。
所述的分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体均为轴向充磁型永磁体，分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体的磁力线方向相反。
所述的外壳包括前半外壳18和后半外壳19，前半外壳18和后半外壳19的两端设有连接板20，所述的连接板20上设置连接孔2，前半外壳18和后半外壳19通过连接件和连接孔2固定在一起，前半外壳18和后半外壳19的内壁横截面为圆形。
还包括端盖13，所述的端盖13设置于外壳的右端。
所述的内极靴环4和分瓣式外极靴的轴向长度相等。
本发明所述的密封装置还包括轴承11，所述的轴承11分别安装于内极靴环4和分瓣式外极靴左右两侧的轴1上。
所述的极齿I9的个数为2-12个，极齿II10的个数为3-13个。
所述的极齿I9的外圆面与外极靴的内圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm；极齿II10的的内圆面与内极靴环4外圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
在上半极靴3和下半极靴17组合而成的外圆面上，环形凹槽II6的两侧对称设置环形凹槽III14，用于安装橡胶密封圈。
本发明所述的密封装置的安装过程如下：将内极靴环4安装于轴1的中部，再将内上半永磁体8和内下半永磁体16安装于内极靴环4外圆面上的环形凹槽I5内，内上半永磁体8和内下半永磁体16连接成一整体分瓣式内永磁体，将磁性流体注入内极靴环4外圆面上每个极齿I9两侧的空间内；将外上半永磁体7安装于上半极靴3中部内圆面上的环形凹槽II6内，将外下半永磁体15安装于下半极靴17中部内圆面的环形凹槽II6内，在上半极靴3和下半极靴17外圆面的环形凹槽III14内安装橡胶圈，在上半极靴3和下半极靴17内圆面上两极齿II10之间的空间内注入磁性流体；再将上半极靴3和下半极靴17安装于内极靴环4的外侧，使外上半永磁体7和外下半永磁体15结合成一整体分瓣式外永磁体，上半极靴3和下半极靴17结合成一整体分瓣式外极靴，且上半极靴3和下半极靴17内圆面的各极齿II10伸入内极靴环4外圆面上极齿I9两侧的空间内，内极靴环4外圆面的极齿I9伸入上半极靴3和下半极靴内17圆面上极齿II10之间的空间内；在内极靴环4和分瓣式外极靴左端部和右端部的轴1上分别安装轴承11；将前半外壳18和后半外壳19套装在上述密封部件的外侧，使外壳罩住上述安装在轴上的零件，前半外壳18和后半外壳19的连接孔2内安装螺栓，使外壳结合成一整体，外壳左端的内壁靠紧位于左侧的轴承11，外壳的右端安装端盖13，端盖13通过在螺钉孔12内安装螺钉与外壳进行紧固，使端盖13压紧位于右侧的轴承11的外圈。

Claims (9)

1.一种分瓣式迷宫型磁流体密封装置，包括轴（1）、外壳、内极靴环（4）、分瓣式外极靴、分瓣式内永磁体、分瓣式外永磁体，所述的轴（1）安装于外壳内，所述的轴（1）的外圆面和外壳的内圆面的轴心线相同，其特征在于：所述的内极靴环（4）套装在轴（1）上，内极靴环（4）外圆面的中部设置内凹的环形凹槽I（5），所述的环形凹槽I（5）将内极靴环（4）的外圆面分为左半面I和右半面I，所述的左半面I和右半面I分别间隔开设两组以上的环形极齿I（9）；
所述的分瓣式外极靴包括内径相同的半圆环型的上半极靴（3）和下半极靴（17），所述的上半极靴（3）和下半极靴（17）安装于外壳的内壁上；所述的上半极靴（3）和下半极靴（17）的内半圆面中部分别设有环形凹槽II（6），环形凹槽I（5）与环形凹槽II（6）相互对应；所述的环形凹槽II（6）将上半极靴（3）和下半极靴（17）的内半圆面分为左半面II和右半面II，所述的各个左半面II和右半面II分别间隔开设两组以上的半环形的极齿II（10）；
所述的极齿I（9）伸入两个极齿II（10）之间的空间内，与分瓣式外极靴的内圆面存在间隙；所述的各极齿II（10）伸入每个极齿I（9）两侧的空间内，与内极靴环（4）的外圆面存在间隙；
所述的分瓣式内永磁体包括内上半永磁体（8）和内下半永磁体（16），内上半永磁体（8）和内下半永磁体（16）组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽I（5）内；
所述的分瓣式外永磁体包括外上半永磁体（7）和外下半永磁体（15），外上半永磁体（7）和外下半永磁体（15）组成完整的环形永磁体安装于环形凹槽II（6）内。
2.如权利要求1所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：所述的分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体均为轴向充磁型永磁体，分瓣式内永磁体和分瓣式外永磁体的磁力线方向相反。
3.如权利要求1所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：所述的外壳包括前半外壳（18）和后半外壳（19），前半外壳（18）和后半外壳（19）的两端设有连接板（20），所述的连接板（20）上设置连接孔（2），前半外壳（18）和后半外壳（19）通过连接件和连接孔（2）固定在一起，前半外壳（18）和后半外壳（19）的内壁横截面为圆形。
4.如权利要求3所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：还包括端盖（13），所述的端盖（13）设置于外壳的右端。
5.如权利要求1所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：所述的内极靴环（4）和分瓣式外极靴的轴向长度相等。
6.如权利要求5所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：还包括轴承（11），所述的轴承（11）分别安装于内极靴环（4）和分瓣式外极靴左右两侧的轴（1）上。
7.如权利要求1所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿I（9）的个数为2-12个，极齿II（10）的个数为3-13个。
8.如权利要求1-7任一项所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿I（9）的外圆面与外极靴的内圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm；极齿II（10）的的内圆面与内极靴环（4）外圆面之间的间隙大小为0.1mm-5mm。
9.如权利要求1所述的分瓣式迷宫型磁流体密封装置，其特征在于：在上半极靴（3）和下半极靴（17）组合而成的外圆面上，环形凹槽II（6）的两侧对称设置环形凹槽III（14），用于安装橡胶密封圈。
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