CN106969149A - 磁性液体端面迷宫密封装置 - Google Patents

磁性液体端面迷宫密封装置 Download PDF

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Abstract

磁性液体端面迷宫密封装置，属于机械工程密封领域。解决了现有磁性液体密封装置在失效的情况下，泄漏量较大，安全性不高的问题。所述装置由外壳(1)、静环、动环、永磁体、隔磁定位环、轴套、端盖(23)组成。永磁体的内径和外径和分别和静环的内径和外径相等，静环和动环端面开有高低齿，静环高齿(低齿)和动环低齿(高齿)相对，能够有效形成磁场梯度，增加耐压能力，其间距(密封间隙)为0.1～0.3mm；永磁体充磁方向相同或相反，不同的放置方式形成的磁回路不同，根据情况选择合理的永磁体放置方式。当磁性液体(25)失效时，动环和静环上的高低齿构成错列型迷宫密封，气体通过迷宫泄漏时，动能转化为内能，减小泄漏量。

Description

磁性液体端面迷宫密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，尤其适用于磁性液体端面密封装置。
背景技术
磁性液体密封因其零泄漏、长寿命、低摩擦等优点得到广泛应用。然而在实际应用中，磁性液体密封一但失效，其泄漏量较大，使得磁性液体密封的安全性下降。现有磁性液体密封装置如公告号为CN 204267737U公开的一种磁铁上开迷宫结构的磁性液体密封装置，所述装置在磁铁的内环上加工有迷宫密封结构，因磁铁质脆硬，加工性能不好，同时所述迷宫属于直通型，减漏效果不好；又如公告号为CN103115152A公开的一种磁性液体与迷宫交替式组合密封，所述装置把轴加工成阶梯状，因轴的设计还应满足动力学设计要求，此方法实用性不高。又如公布号为CN104373601A公开的一种极靴上开高低齿的磁性液体密封装置，所述装置极齿高度不同，用于形成迷宫，这种方法增加轴向长度，效果不好。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有磁性液体旋转密封装置在失效的情况下，泄漏量较大，安全性不高。因此提出一种磁性液体端面迷宫密封装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
磁性液体端面迷宫密封装置,该装置包括：外壳、第一动环密封圈、第一动环、第一隔磁定位环、第一静环、第一静环密封圈、第一永磁体、第一轴套、第二静环、第二静环密封圈、第二隔磁定位环、第二动环、第二动环密封圈、第三静环、第三静环密封圈、第二永磁体、第二轴套、第四静环密封圈、第四静环、第三隔磁定位环、第三动环、第三动环密封圈、端盖、回转轴、磁性液体。
构成该装置的各部分之间的连接：所述第一动环密封圈安装在第一动环内圆的凹槽内，构成带密封圈的第一动环；所述第一静环密封圈安装在第一静环外圆的凹槽内，构成带密封圈的第一静环；所述第二静环密封圈安装在第二静环外圆的凹槽内，构成带密封圈的第二静环；所述第二动环密封圈安装在第二动环内圆的凹槽内，构成带密封圈的第二动环；所述第三静环密封圈安装在第三静环外圆的凹槽内，构成带密封圈的第三静环；所述第四静环密封圈安装在第四静环外圆的凹槽内，构成带密封圈的第四静环；所述第三动环密封圈安装在第三动环内圆的凹槽内，构成带密封圈的第三动环；所述带密封圈的第一动环套在回转轴上，利用其自带的紧固螺钉完成带密封圈的第一动环的定位，构成带第一动环的回转轴。
所述外壳轴线垂直地面放置，依次放入第一隔磁定位环、带第一动环的回转轴、第一轴套、磁性液体、带密封圈的第一静环、第一永磁体、带密封圈的第二静环、磁性液体、第二隔磁定位环、带密封圈的第二动环、第二轴套、磁性液体、带密封圈的第三静环、第二永磁体、带密封圈的第四静环、磁性液体、第三隔磁定位环、带密封圈的第三动环，利用带密封圈的第三动环上的紧固螺钉完成定位；放入所述端盖，利用螺纹连接完成各组件的定位。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：永磁体的内径和外径和分别和静环的内径和外径相等，这样能更好的形成磁回路；静环和动环端面开有高低齿，装配时静环的低齿和动环的高齿相对，静环高齿和动环低齿相对，这样能够保证形成磁场梯度，增加耐压能力；静环高齿(或低齿)和动环低齿(或高齿)之间的距离为密封间隙，密封间隙为0.1～0.3mm；第一永磁体和第二永磁体充磁方向相同或相反，不同的放置方式形成的磁回路不同，根据情况选择合理的永磁体放置方式。
当磁性液体失效时，动环和静环上的高低齿构成错列型迷宫密封，气体通过迷宫泄漏时，动能转化为内能，减小泄漏量，这样可以使得当磁性液体失效时，密封装置也具有一定的密封能力，提高密封装置的安全性。从而成功的解决了现有磁性液体旋转密封装置在失效的情况下，泄漏量较大，安全性不高的问题。
附图说明
图1磁性液体端面迷宫密封装置；
图2永磁体充磁方向相同时的磁回路构成；
图3永磁体充磁方向相反时的磁回路构成；
图4静环和动环高低齿配合示意图。
图1中：外壳1、第一动环密封圈2、第一动环3、第一隔磁定位环4、第一静环5、第一静环密封圈6、第一永磁体7、第一轴套8、第二静环9、第二静环密封圈10、第二隔磁定位环11、第二动环12、第二动环密封圈13、第三静环14、第三静环密封圈15、第二永磁体16、第二轴套17、第四静环密封圈18、第四静环19、第三隔磁定位环20、第三动环21、第三动环密封圈22、端盖23、回转轴24、磁性液体25。
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：
磁性液体端面迷宫密封装置如图1：外壳1、第一动环密封圈2、第一动环3、第一隔磁定位环4、第一静环5、第一静环密封圈6、第一永磁体7、第一轴套8、第二静环9、第二静环密封圈10、第二隔磁定位环11、第二动环12、第二动环密封圈13、第三静环14、第三静环密封圈15、第二永磁体16、第二轴套17、第四静环密封圈18、第四静环19、第三隔磁定位环20、第三动环21、第三动环密封圈22、端盖23、回转轴24、磁性液体25。
构成该装置的各部分之间的连接：所述第一动环密封圈2安装在第一动环3内圆的凹槽内，构成带密封圈的第一动环；所述第一静环密封圈6安装在第一静环5外圆的凹槽内，构成带密封圈的第一静环；所述第二静环密封圈10安装在第二静环9外圆的凹槽内，构成带密封圈的第二静环；所述第二动环密封圈13安装在第二动环12内圆的凹槽内，构成带密封圈的第二动环；所述第三静环密封圈15安装在第三静环14外圆的凹槽内，构成带密封圈的第三静环；所述第四静环密封圈18安装在第四静环19外圆的凹槽内，构成带密封圈的第四静环；所述第三动环密封圈22安装在第三动环21内圆的凹槽内，构成带密封圈的第三动环；所述带密封圈的第一动环套在回转轴24上，利用其自带的紧固螺钉完成带密封圈的第一动环的定位，构成带第一动环的回转轴。
所述外壳1轴线垂直地面放置，依次放入第一隔磁定位环4、带第一动环的回转轴、第一轴套8、磁性液体25、带密封圈的第一静环、第一永磁体、带密封圈的第二静环、磁性液体25、第二隔磁定位环11、带密封圈的第二动环、第二轴套17、磁性液体25、带密封圈的第三静环、第二永磁体、带密封圈的第四静环、磁性液体25、第三隔磁定位环20、带密封圈的第三动环，利用带密封圈的第三动环上的紧固螺钉完成定位；放入所述端盖23，利用螺纹连接完成各组件的定位。
下面结合图1简要介绍磁回路的组成和工作原理：当第一永磁体7和第二永磁体16充磁方向相反时，第一永磁体7发出的磁力线经第一静环5、第一动环3、回转轴24、第二动环12、第二静环9回到第一永磁体7，构成磁回路，密封间隙为动环和静环之间的端面间隙；当第一永磁体7和第二永磁体16充磁方向相同时，第一永磁体7发出的磁力线经第二静环9、第二动环12、第三静环14、第二永磁体16、第四静环19、第三动环21、回转轴24、第一动环3、第一静环5回到第一永磁体7，构成磁回路，密封间隙为动环和静环之间的端面间隙。
永磁体的内径和外径和分别和静环的内径和外径相等，这样能更好的形成磁回路；静环和动环端面开有高低齿，装配时静环的低齿和动环的高齿相对，静环高齿和动环低齿相对，这样能够保证形成磁场梯度，增加耐压能力；静环高齿(或低齿)和动环低齿(或高齿)之间的距离为密封间隙，密封间隙为0.1～0.3mm；第一永磁体7和第二永磁体16充磁方向相同或相反，不同的放置方式形成的磁回路不同，根据情况选择合理的永磁体放置方式。
当磁性液体25失效时，动环和静环上的高低齿构成错列型迷宫密封，气体通过迷宫泄漏时，动能转化为内能，减小泄漏量，这样可以使得当磁性液体失效时，密封装置也具有一定的密封能力，提高密封装置的安全性。
静环、动环、回转轴24选用导磁性良好的材料，如电工纯铁；
永磁体选用钕铁硼；
隔磁定位环、外壳1选用不导磁的材料，如不锈钢；
磁性液体25的种类根据使用环境和密封介质的不同选择不同基载液的磁性液体。

Claims (5)

1.磁性液体端面迷宫密封装置，其特征在于：该装置包括：外壳(1)、第一动环密封圈(2)、第一动环(3)、第一隔磁定位环(4)、第一静环(5)、第一静环密封圈(6)、第一永磁体(7)、第一轴套(8)、第二静环(9)、第二静环密封圈(10)、第二隔磁定位环(11)、第二动环(12)、第二动环密封圈(13)、第三静环(14)、第三静环密封圈(15)、第二永磁体(16)、第二轴套(17)、第四静环密封圈(18)、第四静环(19)、第三隔磁定位环(20)、第三动环(21)、第三动环密封圈(22)、端盖(23)、回转轴(24)、磁性液体(25)；
构成该装置的各部分之间的连接：所述第一动环密封圈(2)安装在第一动环(3)内圆的凹槽内，构成带密封圈的第一动环；所述第一静环密封圈(6)安装在第一静环(5)外圆的凹槽内，构成带密封圈的第一静环；所述第二静环密封圈(10)安装在第二静环(9)外圆的凹槽内，构成带密封圈的第二静环；所述第二动环密封圈(13)安装在第二动环(12)内圆的凹槽内，构成带密封圈的第二动环；所述第三静环密封圈(15)安装在第三静环(14)外圆的凹槽内，构成带密封圈的第三静环；所述第四静环密封圈(18)安装在第四静环(19)外圆的凹槽内，构成带密封圈的第四静环；所述第三动环密封圈(22)安装在第三动环(21)内圆的凹槽内，构成带密封圈的第三动环；所述带密封圈的第一动环套在回转轴(24)上，利用其自带的紧固螺钉完成带密封圈的第一动环的定位，构成带第一动环的回转轴；
所述外壳(1)轴线垂直地面放置，依次放入第一隔磁定位环(4)、带第一动环的回转轴、第一轴套(8)、磁性液体(25)、带密封圈的第一静环、第一永磁体、带密封圈的第二静环、磁性液体(25)、第二隔磁定位环(11)、带密封圈的第二动环、第二轴套(17)、磁性液体(25)、带密封圈的第三静环、第二永磁体、带密封圈的第四静环、磁性液体(25)、第三隔磁定位环(20)、带密封圈的第三动环，利用带密封圈的第三动环上的紧固螺钉完成定位；放入所述端盖(23)，利用螺纹连接完成各组件的定位；
当第一永磁体(7)和第二永磁体(16)充磁方向相反时，第一永磁体(7)发出的磁力线经第一静环(5)、第一动环(3)、回转轴(24)、第二动环(12)、第二静环(9)回到第一永磁体(7)，构成磁回路，密封间隙为动环和静环之间的端面间隙；当第一永磁体(7)和第二永磁体(16)充磁方向相同时，第一永磁体(7)发出的磁力线经第二静环(9)、第二动环(12)、第三静环(14)、第二永磁体(16)、第四静环(19)、第三动环(21)、回转轴(24)、第一动环(3)、第一静环(5)回到第一永磁体(7)，构成磁回路，密封间隙为动环和静环之间的端面间隙。
2.根据权利要求1所述磁性液体端面迷宫密封装置，其特征在于：
永磁体的内径和外径和分别和静环的内径和外径相等。
3.根据权利要求1所述磁性液体端面迷宫密封装置，其特征在于：
静环和动环端面开有高低齿，装配时静环的低齿和动环的高齿相对，静环高齿和动环低齿相对。
4.根据权利要求1所述磁性液体端面迷宫密封装置，其特征在于：
静环高齿(或低齿)和动环低齿(或高齿)之间的距离为密封间隙，密封间隙为0.1～0.3mm。
5.根据权利要求1所述磁性液体端面迷宫密封装置，其特征在于：
第一永磁体(7)和第二永磁体(16)充磁方向相同或相反。
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