CN108843793B - 一种凹凸型磁流体密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凹凸型磁流体密封装置，包括所述的凹凸型磁流体密封装置，包括外壳、内极靴环、外极靴环、内永磁体环、外永磁体环；所述的内极靴环套装于轴上；所述的外极靴环沿轴的轴向间隔设于外壳的内壁上；所述的外极靴环的数量和位置对应内永磁体环设置，外极靴环沿轴径向内永磁体环延伸，与内永磁体环之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；所述的最外两端的外极靴环外设有隔磁环I，所述的隔磁环I设于外壳的内壁上，与最外两端的外极靴环相接触。本发明能够解决现有密封装置存在的因磁流体泄漏导致耐压性能较低的难题，使得该密封技术成功应用于高速重载等领域中。

Description

一种凹凸型磁流体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种凹凸型磁流体密封装置。
背景技术
当磁性流体密封技术应用在高速重载密封环境中，密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大出现磁流体的泄漏问题，从而使密封装置失效，因此减少大间隙磁性流体密封的磁流体泄漏是当前研究的热点问题之一。
减少大间隙磁性流体密封的磁流体泄漏的方法之一是通过改进磁性流体密封结构，如对比文献1(公开号为 CN 103115152A的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但其密封性能仍旧存在着在高速重载等特殊工况下磁流体会出现泄漏的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种凹凸型磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在的因磁流体泄导致耐压性能较低的难题，使得该密封技术成功应用于高速重载等领域中。
本发明的技术方案如下：
所述的凹凸型磁流体密封装置，包括外壳、内极靴环、外极靴环、内永磁体环、外永磁体环；
所述的内极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设置，套装于轴上；所述的内永磁体环设于每两个内极靴环之间，套装于轴上，每个内永磁体环分别与其两边的内极靴环的端面接触；
所述的外极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设于外壳的内壁上，所述的外永磁体环设于每两个外极靴环之间，每个外永磁体环分别与其两边的外极靴环的端面接触；
所述的外极靴环的数量和位置对应内永磁体环设置，外极靴环沿轴径向内永磁体环延伸，与内永磁体环之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；
所述的最外两端的外极靴环外设有隔磁环I，所述的隔磁环I设于外壳的内壁上，与最外两端的外极靴环相接触；
所述的最外两端的内极靴环对应隔磁环I设置，沿着径向向隔磁环I延伸，与隔磁环I之间留有空隙；其余的内极靴环对应外永磁体环的位置和数量设置，沿径向向外永磁体环延伸，与外永磁体环之间留有空隙。
所述的外极靴环与内永磁体环在轴向上的长度相同。
所述的内极靴环包括轴向套和极齿，所述的轴向套套装于轴上，内永磁体环的两个端面分别与其两边的内极靴环的轴向套接触，所述的轴向套外侧壁的中部设有极齿，所述的极齿沿径向向外壳方向延伸，与隔磁环I或外永磁体环之间留有空隙。
所述的极齿的端面与其相对的外极靴环端面之间的距离小于外极靴环在轴向上的长度。
所述的凹凸型磁流体密封装置，除了最外两端的内极靴环之外，其余内极靴环的轴向套和外永磁体环在轴向上的长度相同。所述的隔磁环I的轴向长度等于最外两端的内极靴环的轴向套和隔磁环II的轴向长度之和。
所述的内永磁体环为径向充磁永磁体；并且相邻的两个内永磁体环的磁力线方向相反。
所述的外永磁体环为轴向充磁永磁体；并且相邻的两个外永磁体环的磁力线方向相反。
所述的外永磁体环的数量为1-10个，内永磁体环、内极靴环、外极靴环均对应外永磁体环的数量进行设置。
所述的凹凸型磁流体密封装置，还包括两个隔磁环II，所述的隔磁环II设于轴上，位于最外两端的内极靴环外，与最外两端的内极靴环相接触，并且隔磁环II与隔磁环I之间留有空隙。
所述的凹凸型磁流体密封装置， 还包括左轴承和右轴承；所述的左轴承和右轴承分别套装于轴上，所述的左轴承设于左端的隔磁环I和隔磁环II的左侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触；所述的右轴承设于右端的隔磁环I和隔磁环II的右侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触。
所述的最外两端的外极靴环的外圆面上设有环形凹槽，所述的环形凹槽内设有密封圈。
本发明通过设计一种由极靴和永磁体形成的凹凸型结构，在极靴和永磁体形成的凹凸型间隙内注入磁流体，从而实现一种凹凸型磁流体密封装置，通过这种凹凸结构，使得磁流体密封结构两端为迷宫密封，有效缓冲被密封介质直接作用到磁流体上，提高磁流体密封的可靠性。
本发明通过设计极齿的端面与其相对的外极靴环端面之间的距离小于外极靴环在轴向上的长度，使得磁流体即使在大离心力下，有所流动时，也会进入极齿和外极靴环端面之间的空间，为极齿和外极靴环所阻止，进一步减少了磁流体的流失，尤其是能有效减少密封失效时磁性流体的损失。
本发明通过最外两端的内极靴环与隔磁环I的对应结构设置，进一步加强了迷宫密封结构，通过改变泄漏通道，缓冲被密封介质直接作用到磁流体上，提高磁流体密封的可靠性。
本发明能够有效克服现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，大大减少了在密封失效时磁性流体的损失，提高了大间隙条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，所述的凹凸型磁流体密封装置，包括外壳、内极靴环、外极靴环、内永磁体环、外永磁体环；
所述的内极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设置，套装于轴上；所述的内永磁体环设于每两个内极靴环之间，套装于轴上，每个内永磁体环分别与其两边的内极靴环的端面接触；
所述的外极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设于外壳的内壁上，所述的外永磁体环设于每两个外极靴环之间，每个外永磁体环分别与其两边的外极靴环的端面接触；
所述的外极靴环的数量和位置对应内永磁体环设置，外极靴环沿轴径向内永磁体环延伸，与内永磁体环之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；
所述的最外两端的外极靴环外设有隔磁环I，所述的隔磁环I设于外壳的内壁上，与最外两端的外极靴环相接触；
所述的最外两端的内极靴环对应隔磁环I设置，沿着径向向隔磁环I延伸，与隔磁环I之间留有空隙；其余的内极靴环对应外永磁体环的位置和数量设置，沿径向向外永磁体环延伸，与外永磁体环之间留有空隙。
所述的外极靴环与内永磁体环在轴向上的长度相同。
所述的内极靴环包括轴向套和极齿，所述的轴向套套装于轴上，内永磁体环的两个端面分别与其两边的内极靴环的轴向套接触，所述的轴向套外侧壁的中部设有极齿，所述的极齿沿径向向外壳方向延伸，与隔磁环I或外永磁体环之间留有空隙。
所述的极齿的端面与其相对的外极靴环端面之间的距离小于外极靴环在轴向上的长度。
所述的凹凸型磁流体密封装置，除了最外两端的内极靴环之外，其余内极靴环的轴向套和外永磁体环在轴向上的长度相同。
所述的内永磁体环为径向充磁永磁体；并且相邻的两个内永磁体环的磁力线方向相反。
所述的外永磁体环为轴向充磁永磁体；并且相邻的两个外永磁体环的磁力线方向相反。
所述的外永磁体环的数量为1-10个，，内永磁体环、内极靴环、外极靴环均对应外永磁体环的数量进行设置。
所述的凹凸型磁流体密封装置，还包括两个隔磁环II，所述的隔磁环II设于轴上，位于最外两端的内极靴环外，与最外两端的内极靴环相接触，并且隔磁环II与隔磁环I之间留有空隙。
所述的凹凸型磁流体密封装置， 还包括左轴承和右轴承；所述的左轴承和右轴承分别套装于轴上，所述的左轴承设于左端的隔磁环I和隔磁环II的左侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触；所述的右轴承设于右端的隔磁环I和隔磁环II的右侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触。
所述的最外两端的外极靴环的外圆面上设有环形凹槽，所述的环形凹槽内设有密封圈。

Claims (7)

1.一种凹凸型磁流体密封装置，包括外壳、内极靴环、外极靴环、内永磁体环、外永磁体环，其特征在于：
所述的内极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设置，套装于轴上；所述的内永磁体环设于每两个内极靴环之间，套装于轴上，每个内永磁体环分别与其两边的内极靴环的端面接触；
所述的外极靴环设有多个，沿轴的轴向间隔设于外壳的内壁上，所述的外永磁体环设于每两个外极靴环之间，每个外永磁体环分别与其两边的外极靴环的端面接触；
所述的外极靴环的数量和位置对应内永磁体环设置，外极靴环沿轴径向内永磁体环延伸，与内永磁体环之间留有间隙，该间隙中填充磁流体进行密封；
所述的最外两端的外极靴环外设有隔磁环I，所述的隔磁环I设于外壳的内壁上，与最外两端的外极靴环相接触；
所述的最外两端的内极靴环对应隔磁环I设置，沿着径向向隔磁环I延伸，与隔磁环I之间留有空隙；其余的内极靴环对应外永磁体环的位置和数量设置，沿径向向外永磁体环延伸，与外永磁体环之间留有空隙；
所述的内极靴环包括轴向套和极齿，所述的轴向套套装于轴上，内永磁体环的两个端面分别与其两边的内极靴环的轴向套接触，所述的轴向套外侧壁的中部设有极齿，所述的极齿沿径向向外壳方向延伸，与隔磁环I或外永磁体环之间留有空隙；
所述的内永磁体环为径向充磁永磁体；并且相邻的两个内永磁体环的磁力线方向相反；
所述的外永磁体环为轴向充磁永磁体；并且相邻的两个外永磁体环的磁力线方向相反。
2.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：所述的外极靴环与内永磁体环在轴向上的长度相同。
3.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿的端面与其相对的外极靴环端面之间的距离小于外极靴环在轴向上的长度。
4.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：除了最外两端的内极靴环之外，其余内极靴环的轴向套和外永磁体环在轴向上的长度相同。
5.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：所述的外永磁体环的数量为1-10个，内永磁体环、内极靴环、外极靴环均对应外永磁体环的数量进行设置。
6.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：还包括两个隔磁环II、左轴承和右轴承，所述的隔磁环II设于轴上，位于最外两端的内极靴环外，与最外两端的内极靴环相接触，并且隔磁环II与隔磁环I之间留有空隙；所述的左轴承和右轴承分别套装于轴上，所述的左轴承设于左端的隔磁环I和隔磁环II的左侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触；所述的右轴承设于右端的隔磁环I和隔磁环II的右侧，并分别与隔磁环I和隔磁环II接触。
7.如权利要求1所述的凹凸型磁流体密封装置，其特征在于：
所述的最外两端的外极靴环的外圆面上设有环形凹槽，所述的环形凹槽内设有密封圈。
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