CN108374894B - 一种嵌入型磁流体密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入型磁流体密封装置，包括中空的壳体、设置于壳体内腔的转轴，转轴与壳体通过轴承装配连接，在转轴径向方向上设有盘状轴，盘状轴直径大于转轴直径，在盘状轴上沿周向开有凹槽，凹槽内设有永磁体；所述永磁体是径向充磁型永磁环；在壳体内壁、正对盘状轴位置处套装有极靴，极靴与永磁体外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体。本发明通过结构改进，使得整体的磁密封方案尽可能的减少了漏磁，从而提高了磁性流体密封的耐压能力和密封性能，能够减少在密封失效时磁性流体的损失量。同时，一体式结构的极靴使得装配更加方便，容易满足装配精度的要求。

Description

一种嵌入型磁流体密封装置
技术领域
本发明属于密封技术，具体涉及一种嵌入型磁流体密封装置。
背景技术
磁流体密封具有密封件之间无固体摩擦、密封件使用寿命长、可实现零泄漏等优点。
现有的磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、转轴，转轴和壳体之间设置永磁体和极靴进行磁流体密封，极靴内圈设有极齿。
该种结构主要存在如下缺陷：
1. 无论是单级密封还是多级密封，存在漏磁严重的问题，从而导致磁流体密封的耐压能力减弱。
2.如果采用的是单级密封，则供磁能力弱，磁密封性能差，难以达到真空密封的要求；如果采用多级密封，能提高密封性能，但会增加密封的整体长度，进而使密封装置体积过大。
3.多级密封时，极靴和永磁体分别设有多个，其装配精度难以保证，或者说由于需要很高的装配精度，其装配难度相当大。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种具有高密封性能和高耐压性能，且装配容易的嵌入型磁流体密封装置。
本发明解决问题的技术方案是：一种嵌入型磁流体密封装置，包括中空的壳体、设置于壳体内腔的转轴，转轴与壳体通过轴承装配连接，在转轴径向方向上设有盘状轴，盘状轴直径大于转轴直径，在盘状轴上沿周向开有凹槽，凹槽内设有永磁体；所述永磁体是径向充磁型永磁环；
在壳体内壁、正对盘状轴位置处套装有极靴，极靴与永磁体外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体。
上述方案通过对转轴的结构改进，并配合永磁体安装位置及类型的变化，使得整体的磁密封方案尽可能的减少了漏磁，从而提高了磁性流体密封的耐压能力和密封性能，能够减少在密封失效时磁性流体的损失量。同时增加了密封装置的自修复能力。
进一步的，带凹槽的盘状轴沿转轴轴向间隔设有两个，且凹槽内均安装有永磁体，相邻两个永磁体的磁极的极性相反。规定磁极的方向，是为了使增加的永磁体的磁场方向与其所在的磁回路方向相同，以增强磁场。
优选的，所述极靴正对两个盘状轴，且极靴为一体式结构。一体式结构的好处在于使得装配更加方便，之所以能够设计成一体式结构，是因为相对于传统结构，永磁体的位置发生了变化，不再位于两个极靴之间，极靴就可以不制作成单独的个体，而是整体制造。
优选的，所述永磁体的外圆面与盘状轴的外圆面平齐。
优选的，所述永磁体为分瓣式永磁体。
优选的，所述极靴与永磁体外表面之间的间隙为0.05～5mm。上述结构设计的好处是尤其能够适应间隙大于0.4mm的场合。
优选的，极靴外圆面与壳体内壁之间通过密封圈密封。
优选的，带凹槽的盘状轴沿转轴轴向间隔设有2～10个，且凹槽内均安装有永磁体，相邻两个永磁体的磁极的极性相反。
进一步的，在极靴的外侧端面上均设有隔磁环；
所述转轴为阶梯轴，所述轴承包括与转轴的台肩抵接的第一轴承和第二轴承；所述壳体内腔一端设有台阶，第一轴承另一端面与该台阶抵接，第二轴承通过端盖压紧密封于壳体内腔；所述极靴设置于第一轴承和第二轴承之间。
本发明通过结构改进，扩大了安全工作范围，能够满足大间隙等场合需求，其具体显著效果表现在：
1. 通过对转轴的结构改进，并配合永磁体安装位置及类型的变化，使得整体的磁密封方案尽可能的减少了漏磁，从而提高了磁性流体密封的耐压能力和密封性能，能够减少在密封失效时磁性流体的损失量。同时增加了密封装置的自修复能力。
2. 一体式结构的极靴使得装配更加方便，容易满足装配精度的要求。
3. 将永磁体安装在转轴上，相对于传统结构，节约了整体装置长度方向的空间，利于装置的微小化。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明密封装置剖面图。
图2为转轴结构示意图。
图中：1-转轴，2-壳体，3-第一轴承，4-隔磁环，5-极靴，6-盘状轴，7-凹槽，8-磁流体，9-永磁体，10-密封圈，12-第二轴承，13-台阶，14-端盖。
具体实施方式
如图1、2所示，一种嵌入型磁流体密封装置，包括中空的壳体2、设置于壳体2内腔的转轴1，转轴1与壳体2通过轴承装配连接。
在转轴1径向方向上设有盘状轴6，盘状轴6直径大于转轴1直径。在盘状轴6上沿周向开有凹槽7。凹槽7内设有永磁体9。所述永磁体9是径向充磁型永磁环。
带凹槽7的盘状轴6沿转轴1轴向间隔设有两个，且凹槽7内均安装有分瓣式永磁体9。相邻两个永磁体9的磁极的极性相反。所述永磁体9的外圆面与盘状轴6的外圆面平齐。
在壳体2内壁、正对两个盘状轴6位置处套装有极靴5。极靴5为一体式结构。极靴5外圆面与壳体2内壁之间通过密封圈10密封。
极靴5与永磁体9外表面之间存在间隙，间隙为0.05～5mm。间隙处注有磁流体8。
在极靴5的外侧端面上均设有隔磁环4。
所述转轴1为阶梯轴，所述轴承包括与转轴1的台肩抵接的第一轴承3和第二轴承12。所述壳体2内腔一端设有台阶13，第一轴承3另一端面与该台阶13抵接。第二轴承12通过端盖14压紧密封于壳体2内腔。所述极靴5设置于第一轴承3和第二轴承12之间。

Claims (8)

1.一种嵌入型磁流体密封装置，包括中空的壳体（2）、设置于壳体（2）内腔的转轴（1），转轴（1）与壳体（2）通过轴承装配连接，其特征在于：在转轴（1）径向方向上设有盘状轴（6），盘状轴（6）直径大于转轴（1）直径，在盘状轴（6）上沿周向开有凹槽（7），凹槽（7）内设有永磁体（9）；所述永磁体（9）是径向充磁型永磁环；
在壳体（2）内壁、正对盘状轴（6）位置处套装有极靴（5），所述永磁体（9）的外圆面与盘状轴（6）的外圆面平齐；极靴（5）与永磁体（9）外表面和盘状轴（6）的外圆面之间存在间隙，间隙处注有磁流体（8）。
2.根据权利要求1所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：带凹槽（7）的盘状轴（6）沿转轴（1）轴向间隔设有两个，且凹槽（7）内均安装有永磁体（9），相邻两个永磁体（9）的磁极的极性相反。
3.根据权利要求2所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：所述极靴（5）正对两个盘状轴（6），且极靴（5）为一体式结构。
4.根据权利要求1～3任一项所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：所述永磁体（9）为分瓣式永磁体。
5.根据权利要求1～3任一项所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：所述极靴（5）与永磁体（9）外表面之间的间隙为0.05～5mm。
6.根据权利要求1所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：极靴（5）外圆面与壳体（2）内壁之间通过密封圈（10）密封。
7.根据权利要求1所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：带凹槽（7）的盘状轴（6）沿转轴（1）轴向间隔设有2～10个，且凹槽（7）内均安装有永磁体（9），相邻两个永磁体（9）的磁极的极性相反。
8.根据权利要求1所述的嵌入型磁流体密封装置，其特征在于：在极靴（5）的外侧端面上均设有隔磁环（4）；
所述转轴（1）为阶梯轴，所述轴承包括与转轴（1）的台肩抵接的第一轴承（3）和第二轴承（12）；所述壳体（2）内腔一端设有台阶（13），第一轴承（3）另一端面与该台阶（13）抵接，第二轴承（12）通过端盖（14）压紧密封于壳体（2）内腔；所述极靴（5）设置于第一轴承（3）和第二轴承（12）之间。
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