CN108825790A - 一种磁源递增型磁流体密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁源递增型磁流体密封结构，包括中空的壳体，在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个极靴，相邻两个极靴之间夹设有永磁体，从高压侧至低压侧方向，每两个相邻极靴之间夹设的永磁体数量递增，永磁体为轴向充磁型永磁环；两个相邻极靴之间所夹设的永磁体数量大于一个时，永磁环之间套接装配；沿轴的轴向方向，相邻永磁体的磁极的极性相反；沿轴的径向方向，相邻永磁体的磁极的极性相同。永磁体数量递增可以增加磁路磁能积，从而使得从高压侧至低压侧每一极靴下磁流体密封都比前一个强，耐压能力逐渐提高，能够保证所有极靴都发挥密封作用。而且阻碍磁流体泄漏的作用逐渐增强，避免了磁流体泄漏。

Description

一种磁源递增型磁流体密封结构
技术领域
本发明属于机械工程密封技术，具体涉及一种磁源递增型磁流体密封结构。
背景技术
现有用于轴往复运动的磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、轴，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。
提高磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过增加磁流体密封磁路中磁源的数量并改进极靴的形状，如公开号为CN204805552U和CN202418592U的专利所述的密封装置。尽管以上文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但现有技术仍然存在如下缺陷：
现有技术的多级密封结构中，各极靴上的极齿数量都是相同的。发明人实验发现从高压侧到低压侧，相邻两个极靴中，若高压侧极靴磁流体密封耐压能力大于相邻低压侧磁流体密封耐压能力时，低压侧磁流体密封会不起作用，也就是说低压侧的密封形同虚设。对于多级密封结构来说，既然低压侧的磁流体密封无法发挥作用，那么设置过多级数的极靴只会增大磁流体密封结构的体积，浪费更多的成本。
另外，在轴往复运动中，部分液体会发生勃附，形成液体膜，当磁场力不足以束缚这层膜时，磁流体便会在压差作用下进入密室，造成污染。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能够让所有极靴都发挥作用的磁流体密封结构。
本发明解决问题的技术方案是：一种磁源递增型磁流体密封结构，包括中空的壳体，所述壳体一端封闭、另一端敞开，在壳体的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体内腔的轴，在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个极靴，所述极靴为环状，极靴外圆面与壳体内壁抵接，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有永磁体，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，从高压侧至低压侧方向，每两个相邻极靴之间夹设的永磁体数量递增，所述永磁体为轴向充磁型永磁环；
两个相邻极靴之间所夹设的永磁体数量大于一个时，永磁体的直径不同，永磁环之间套接装配；
沿轴的轴向方向，相邻永磁体的磁极的极性相反；沿轴的径向方向，相邻永磁体的磁极的极性相同。
上述方案中，在轴的径向方向，永磁环一个套一个的依次装配。
永磁体数量递增可以增加磁路磁能积，从而使得从高压侧至低压侧每一极靴下磁流体密封都比前一个强，耐压能力逐渐提高，能够保证所有极靴都发挥密封作用。而且阻碍磁流体泄漏的作用逐渐增强，避免了磁流体泄漏。
进一步的，从高压侧至低压侧方向，极靴宽度依次递增，极靴上的极齿数量依次递增。
将极靴宽度改变，对应的齿数也存在变化。通过结构的变化，人为制造出高压侧极靴下磁流体密封能力小于低压侧极靴下磁流体密封能力，可以保证不出现背景技术所述的缺陷情况。从高压侧至低压侧，极靴的耐压能力逐渐上升，使得所有极靴下磁流体密封都能够发挥作用，保证了密封耐压性能。
优选的，相邻极靴上的极齿数量相差1个或2个。
优选的，每个极靴上的极齿数量为1～20个。
进一步的，最靠近壳体封闭端的那一个极靴与壳体封闭端内壁之间设有隔磁环。
进一步的，最靠近壳体敞开端的那一个极靴通过端盖压紧密封于壳体内腔。
优选的，所述永磁体的数量为3～30个。
优选的，所述极靴的数量为2～10个。
优选的，极齿与轴外表面之间的间隙大小为0.05～3mm。
进一步的，环绕通孔内圆面开有凹槽，凹槽内安装有Y型密封圈。
本发明的显著效果为：
1.永磁体数量递增可以增加磁路磁能积，从而使得从高压侧至低压侧每一极靴下磁流体密封都比前一个强，耐压能力逐渐提高，能够保证所有极靴都发挥密封作用。而且阻碍磁流体泄漏的作用逐渐增强，避免了磁流体泄漏。
2.通过结构的变化，人为制造出高压侧极靴下磁流体密封能力小于低压侧极靴下磁流体密封能力，从高压侧至低压侧，极靴的耐压能力逐渐上升，使得所有极靴下磁流体密封都能够发挥作用，保证了密封耐压性能。
上述两点的改进不仅各自发挥着作用，而且相辅相成，都共同的具有使得极靴的耐压能力逐渐上升的作用，共同使得所有极靴发挥作用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明磁流体密封结构示意图。
图中：1-轴，2-壳体，3-极靴，4-端盖,5-隔磁环,6-极齿，7-永磁体，8-Y型密封圈。
具体实施方式
如图1所示，一种磁源递增型磁流体密封结构，包括中空的壳体2，所述壳体2一端封闭、另一端敞开。在壳体2的封闭端面中心开有通孔。
还包括从通孔穿设至壳体2内腔的轴1。环绕通孔内圆面开有凹槽，凹槽内安装有Y型密封圈8。
在轴1外表面与壳体2内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个极靴3。所述极靴3为环状，极靴3外圆面与壳体2内壁抵接。极靴3内圆面上设有极齿6。相邻两个极靴3之间夹设有永磁体7。极齿6与轴1外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体。
从高压侧至低压侧方向，每两个相邻极靴3之间夹设的永磁体7数量递增。所述永磁体7为轴向充磁型永磁环。两个相邻极靴3之间所夹设的永磁体7数量大于一个时，永磁体7的直径不同，永磁环之间套接装配。沿轴1的轴向方向，相邻永磁体7的磁极的极性相反；沿轴1的径向方向，相邻永磁体7的磁极的极性相同。
从高压侧至低压侧方向，极靴3宽度依次递增，极靴3上的极齿6数量依次递增。
所述永磁体7为轴向充磁型永磁环。相邻永磁体的磁极的极性相反。
相邻极靴3上的极齿6数量相差1个或2个。
每个极靴3上的极齿6数量为1～20个。
所述永磁体7的数量为3～30个。
所述极靴7的数量为2～10个。
极齿6与轴1外表面之间的间隙大小为0.05～3mm。
最靠近壳体2封闭端的那一个极靴3与壳体2封闭端内壁之间设有隔磁环5。最靠近壳体2敞开端的那一个极靴3通过端盖4压紧密封于壳体2内腔。

Claims (10)

1.一种磁源递增型磁流体密封结构，包括中空的壳体（2），所述壳体（2）一端封闭、另一端敞开，在壳体（2）的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体（2）内腔的轴（1），在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个极靴（3），所述极靴（3）为环状，极靴（3）外圆面与壳体（2）内壁抵接，极靴（3）内圆面上设有极齿（6），相邻两个极靴（3）之间夹设有永磁体（7），极齿（6）与轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，其特征在于：从高压侧至低压侧方向，每两个相邻极靴（3）之间夹设的永磁体（7）数量递增，所述永磁体（7）为轴向充磁型永磁环；
两个相邻极靴（3）之间所夹设的永磁体（7）数量大于一个时，永磁体（7）的直径不同，永磁环之间套接装配；
沿轴（1）的轴向方向，相邻永磁体（7）的磁极的极性相反；沿轴（1）的径向方向，相邻永磁体（7）的磁极的极性相同。
2.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：从高压侧至低压侧方向，极靴（3）宽度依次递增，极靴（3）上的极齿（6）数量依次递增。
3.根据权利要求2所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：相邻极靴（3）上的极齿（6）数量相差1个或2个。
4.根据权利要求2或3所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：每个极靴（3）上的极齿（6）数量为1～20个。
5.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：最靠近壳体（2）封闭端的那一个极靴（3）与壳体（2）封闭端内壁之间设有隔磁环（5）。
6.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：最靠近壳体（2）敞开端的那一个极靴（3）通过端盖（4）压紧密封于壳体（2）内腔。
7.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：所述永磁体（7）的数量为3～30个。
8.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：所述极靴（7）的数量为2～10个。
9.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：极齿（6）与轴（1）外表面之间的间隙大小为0.05～3mm。
10.根据权利要求1所述的磁源递增型磁流体密封结构，其特征在于：环绕通孔内圆面开有凹槽，凹槽内安装有Y型密封圈（8）。
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