CN106402399A - 一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置 - Google Patents

一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置 Download PDF

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Abstract

一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，属于机械工程密封领域。解决了现有磁性液体密封装置在高环境温度和高转速工况下，高温导致磁性液体易挥发，磁性液体密封寿命短、易失效的问题。该装置由磁性液体密封组件、冷却储存环、压力可控的增压装置等组成。冷却储存环能够充分冷却并补充左极靴(8)左端第一个极齿和右极靴(12)右端第一个极齿处的磁性液体；左端第一个极齿和右端第一个极齿处距离回转轴(21)的间隙较大，磁性液体相对剪切速率较小，发热量较小，挥发量小；只要左端第一个极齿和右端第一个极齿处的磁性液体不因为挥发而失效，其余磁性液体将不会挥发；极靴上有很多极齿，改变左右两端两个极齿结构不影响密封装置的耐压能力。

Description

一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，尤其适用于高环境温度和高转速工况下的磁性液体密封。
背景技术
磁性液体密封因其零泄漏、低摩擦、长寿命等优点得到广泛应用。然而在实际应用中，在高转速和高环境温度工况下，密封间隙内磁性液体发热量大，温度高，导致磁性液体挥发量增大，从而导致磁性液体密封寿命短、易失效。现有磁性液体密封装置如公开号为CN104197024A公开的蠕动泵送循环冷却式磁性液体密封装置，所述装置通过蠕动泵将磁性液体输送到外部进行冷却，冷却效率高，但其结构过于复杂。又如授权公告号为CN200943707Y公开的一种高温磁性液体密封水冷装置，所述装置通过套在极靴外圆的嵌入水套对磁性液体进行冷却，但其冷却效果不好，也不能补充磁性液体。再如现有磁性液体旋转密封装置典型结构如公开号为CN 202091519U和CN 1544834A公开的磁性液体密封装置，没有冷却系统，不适用于高环境温度和高转速工况。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有磁性液体密封装置在高温和高转速工况下，由于高温导致磁性液体易挥发，导致磁性液体密封寿命短、易失效，严重影响磁性液体密封装置的使用性能。因此提出一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置,构成该装置包括：外壳、左冷却储存环、左冷却储存环第一密封圈、左冷却储存环第二密封圈、左储存磁性液体、左冷却储存环第三密封圈、左极靴第一密封圈、左极靴、左极靴第二密封圈、永磁体、右极靴第一密封圈、右极靴、右极靴第二密封圈、右冷却储存环第一密封圈、右储存磁性液体、右冷却储存环第二密封圈、右冷却储存环第三密封圈、右冷却储存环、右端盖、密封用密封用磁性液体、回转轴。
构成该装置的各部分之间的连接：所述左冷却储存环第一密封圈、左冷却储存环第二密封圈、左冷却储存环第三密封圈安装在左冷却储存环外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左冷却储存环；所述左极靴第一密封圈、左极靴第二密封圈安装在左极靴外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；所述右极靴第一密封圈、右极靴第二密封圈安装在右极靴外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴；所述右冷却储存环第一密封圈、右冷却储存环第二密封圈、右冷却储存环第三密封圈安装在右冷却储存环外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右冷却储存环。
所述外壳套上回转轴，通过外壳法兰盘上的螺纹连接实现外壳的定位；所述带密封圈的左冷却储存环、带密封圈的左极靴、永磁体、带密封圈的右极靴放入外壳中，使左冷却储存环的左端面与外壳接触；注入所述密封用磁性液体；所述带密封圈的右冷却储存环、右端盖依次放入外壳中，利用螺纹连接将右端盖与外壳固定，使各部件在外壳内轴向定位完成；所述左储存磁性液体、右储存磁性液体通过密封性良好的增压装置分别注入左冷却储存、右冷却储存环，通过增压装置能调节左储存磁性液体、右储存磁性液体的内部压力；密封用磁性液体、左储存磁性液体、右储存磁性液体为相同的磁性液体；环利用外壳上的孔连续通入低温冷却液，对密封装置进行循环冷却。
所述左极靴左端第一个极齿、右极靴右端第一个极齿处和回转轴的间隙为其余极齿处密封间隙的3～8倍；所述左冷却储存环、右冷却储存环和回转轴的间隙为除左极靴左端第一个极齿、右极靴右端第一个极齿之外其余极齿密封间隙的0.5倍；所述左冷却储存环右端面开有小孔，小孔正对左极靴左端第一个极齿与回转轴的间隙，右冷却储存环左端面开有小孔，小孔正对右极靴右端第一个极齿与回转轴的间隙。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：在高环境温度和高转速工况下，左冷却储存能够充分冷却左极靴左端第一个极齿上的密封用磁性液体，右冷却储存环能够充分冷却右极靴右端第一个极齿上的密封用磁性液体；所述左冷却储存、右冷却储存环能够分别冷却左冷却储存、右冷却储存环与回转轴间隙内的空气，降低外部环境高温对磁性液体挥发性的影响；所述左极靴左端第一个极齿、右极靴右端第一个极齿处和回转轴的间隙较大，间隙内密封用磁性液体发热量小、温度低，挥发量小；所述左储存磁性液体、右储存磁性液体能够通过增压装置补充左极靴左端第一个极齿、右极靴右端第一个极齿处的密封用磁性液体，隔绝外部环境与其余极齿处密封用磁性液体的接触，使其不会挥发；从而延长磁性液体密封装置的使用寿命。只改变两个极齿与回转轴之间的间隙不影响耐压能力；解决了磁性液体密封在高环境温度、高转速工况下，因为磁性液体挥发导致密封寿命缩短、易失效的问题。
附图说明
图1一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置。
图1中：外壳1、左冷却储存环2、左冷却储存环第一密封圈3、左冷却储存环第二密封圈4、左储存磁性液体5、左冷却储存环第三密封圈6、左极靴第一密封圈7、左极靴8、左极靴第二密封圈9、永磁体10、右极靴第一密封圈11、右极靴12、右极靴第二密封圈13、右冷却储存环第一密封圈14、右储存磁性液体15、右冷却储存环第二密封圈16、右冷却储存环第三密封圈17、右冷却储存环18、右端盖19、密封用密封用磁性液体20、回转轴21。
具体实施方式
以附图为具体实施方式对本发明做进一步说明：
一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置如图1：外壳1、左冷却储存环2、左冷却储存环第一密封圈3、左冷却储存环第二密封圈4、左储存磁性液体5、左冷却储存环第三密封圈6、左极靴第一密封圈7、左极靴8、左极靴第二密封圈9、永磁体10、右极靴第一密封圈11、右极靴12、右极靴第二密封圈13、右冷却储存环第一密封圈14、右储存磁性液体15、右冷却储存环第二密封圈16、右冷却储存环第三密封圈17、右冷却储存环18、右端盖19、密封用密封用磁性液体20、回转轴21。
构成该装置的各部分之间的连接：所述左冷却储存环第一密封圈3、左冷却储存环第二密封圈4、左冷却储存环第三密封圈6安装在左冷却储存环2外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左冷却储存环；所述左极靴第一密封圈7、左极靴第二密封圈9安装在左极靴8外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；所述右极靴第一密封圈11、右极靴第二密封圈13安装在右极靴12外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴；所述右冷却储存环第一密封圈14、右冷却储存环第二密封圈16、右冷却储存环第三密封圈17安装在右冷却储存环18外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右冷却储存环。
所述外壳1套上回转轴21，通过外壳1法兰盘上的螺纹连接实现外壳1的定位；所述带密封圈的左冷却储存环、带密封圈的左极靴、永磁体10、带密封圈的右极靴依次放入外壳1中，使左冷却储存环2的左端面与外壳接触；注入所述密封用磁性液体20；所述带密封圈的右冷却储存环、右端盖19依次放入外壳1中，利用螺纹连接将右端盖19与外壳1固定，使各部件在外壳1内轴向定位完成；所述左储存磁性液体5、右储存磁性液体15通过外部连接密封性良好的压力可控的增压装置分别注入左冷却储存2、右冷却储存环18，通过增压装置能调节左储存磁性液体5、右储存磁性液体15的内部压力，补充间隙内的密封用磁性液体20；密封用磁性液体20、左储存磁性液体5、右储存磁性液体15为相同的磁性液体；环利用外壳1上的孔连续通入低温冷却液，对密封装置进行循环冷却。
所述左极靴8左端第一个极齿、右极靴12右端第一个极齿处和回转轴21的间隙为其余极齿处密封间隙的3～8倍；所述左冷却储存环2、右冷却储存环18和回转轴21的间隙为除左极靴8左端第一个极齿、右极靴12右端第一个极齿之外其余极齿密封间隙的0.5倍；所述左冷却储存环2右端面开有小孔，小孔正对左极靴8左端第一个极齿与回转轴21的间隙，右冷却储存环18左端面开有小孔，小孔正对右极靴18右端第一个极齿与回转轴21的间隙。
所述左冷却储存2能够充分冷却左极靴8左端第一个极齿上的密封用磁性液体20，右冷却储存环18能够充分冷却右极靴12右端第一个极齿上的密封用磁性液体20；所述左冷却储存2、右冷却储存环18能够分别冷却左冷却储存2、右冷却储存环18与回转轴21间隙内的空气，降低外部环境高温对磁性液体挥发性的影响；所述左极靴8左端第一个极齿、右极靴12右端第一个极齿处和回转轴21的间隙较大，间隙内密封用磁性液体20发热量小、温度低，挥发量小；所述左储存磁性液体5、右储存磁性液体15能够通过增压装置补充左极靴8左端第一个极齿、右极靴12右端第一个极齿处的密封用磁性液体20，隔绝外部环境与其余极齿处密封用磁性液体20的接触，使其不会挥发；从而延长磁性液体密封装置的使用寿命。只改变两个极齿与回转轴21之间的间隙不影响耐压能力。
冷却储存环采用导热性良好的不导磁材料，如铜；
左、右极靴、回转轴1选用导磁性良好的材料，如电工纯铁；
永磁体10选用钕铁硼；
磁性液体的种类根据使用环境和密封介质选择不同基载液的磁性液体。

Claims (5)

1.一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，其特征在于；该装置包括：外壳(1)、左冷却储存环(2)、左冷却储存环第一密封圈(3)、左冷却储存环第二密封圈(4)、左储存磁性液体(5)、左冷却储存环第三密封圈(6)、左极靴第一密封圈(7)、左极靴(8)、左极靴第二密封圈(9)、永磁体(10)、右极靴第一密封圈(11)、右极靴(12)、右极靴第二密封圈(13)、右冷却储存环第一密封圈(14)、右储存磁性液体(15)、右冷却储存环第二密封圈(16)、右冷却储存环第三密封圈(17)、右冷却储存环(18)、右端盖(19)、密封用密封用磁性液体(20)、回转轴(21)；
构成该装置的各部分之间的连接：所述左冷却储存环第一密封圈(3)、左冷却储存环第二密封圈(4)、左冷却储存环第三密封圈(6)安装在左冷却储存环(2)外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左冷却储存环；所述左极靴第一密封圈(7)、左极靴第二密封圈(9)安装在左极靴(8)外圆上的凹槽内，形成带密封圈的左极靴；所述右极靴第一密封圈(11)、右极靴第二密封圈(13)安装在右极靴(12)外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右极靴；所述右冷却储存环第一密封圈(14)、右冷却储存环第二密封圈(16)、右冷却储存环第三密封圈(17)安装在右冷却储存环(18)外圆上的凹槽内，形成带密封圈的右冷却储存环；
所述外壳(1)套上回转轴(21)，通过外壳(1)法兰盘上的螺纹连接实现外壳(1)的定位；所述带密封圈的左冷却储存环、带密封圈的左极靴、永磁体(10)、带密封圈的右极靴依次放入外壳(1)中；所述左冷却储存环(2)的左端面与外壳接触；注入所述密封用磁性液体(20)；所述带密封圈的右冷却储存环、右端盖(19)依次放入外壳(1)中，利用螺纹连接将右端盖(19)与外壳(1)固定，使各部件在外壳(1)内轴向定位完成；所述左储存磁性液体(5)、右储存磁性液体(15)通过密封性良好的压力可控的增压装置分别注入左冷却储存(2)、右冷却储存环(18)，通过增压装置能调节左储存磁性液体(5)、右储存磁性液体(15)的内部压力；密封用磁性液体(20)、左储存磁性液体(5)、右储存磁性液体(15)为相同的磁性液体；环利用外壳(1)上的孔连续通入低温冷却液，对密封装置进行循环冷却。
2.根据权利要求1所述一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，其特征在于：
所述左极靴(8)左端第一个极齿、右极靴(12)右端第一个极齿处和回转轴(21)的间隙为其余极齿处密封间隙的3～8倍。
3.根据权利要求1所述一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，其特征在于：
所述左冷却储存环(2)、右冷却储存环(18)和回转轴(21)的间隙为除左极靴(8)左端第一个极齿、右极靴(12)右端第一个极齿之外其余极齿密封间隙的0.5倍。
4.根据权利要求1所述一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，其特征在于：
所述左冷却储存环(2)右端面开有小孔，小孔正对左极靴(8)左端第一个极齿与回转轴(21)的间隙，右冷却储存环(18)左端面开有小孔，小孔正对右极靴(18)右端第一个极齿与回转轴(21)的间隙。
5.根据权利要求1所述一种能减少磁性液体挥发的磁性液体密封装置，其特征在于：
所述左储存磁性液体5、右储存磁性液体15外部连接密封性良好的压力可控的增压装置。
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