CN108869751A - 一种组合式磁流体往复密封结构 - Google Patents

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陈帆
何美丽
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force

Abstract

本发明公开了一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，每个轴向充磁型永磁环的内圆面与轴外表面之间存在环状容置空间，每个容置空间内设置有斯特封或格莱圈，斯特封或格莱圈的外圆面与轴向充磁型永磁环的内圆面抵接，斯特封或格莱圈的内圆面与轴的外表面抵接。本发明在传统的磁流体密封结构中加入了斯特封，形成了组合密封的形式，进一步提高了密封结构的密封耐压性能，还可以阻止磁流体的流失。

Description

一种组合式磁流体往复密封结构
技术领域
本发明属于机械工程密封技术，具体涉及一种组合式磁流体往复密封结构。
背景技术
现有用于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一般有两种：第一，想办法提高磁场强度；第二，增加磁流体的饱和磁化强度。大多数出发点都是从提高磁场强度去考虑，但现有的磁流体密封性能并不完美，仍有如下缺陷：
1.一旦液压油进入磁流体密封结构中，液压油会立即稀释磁流体，造成磁流体密封性能下降。
2.运行过程中存在磁流体的流失的问题。
3.存在漏磁现象。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能够提高密封耐压性能的磁流体密封结构。
本发明解决问题的一种技术方案是：一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，每个轴向充磁型永磁环的内圆面与轴外表面之间存在环状容置空间，每个容置空间内设置有斯特封，斯特封的外圆面与轴向充磁型永磁环的内圆面抵接，斯特封的内圆面与轴的外表面抵接。
本发明解决问题的另一种技术方案是：一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，每个轴向充磁型永磁环的内圆面与轴外表面之间存在环状容置空间，每个容置空间内设置有格莱圈，格莱圈的外圆面与轴向充磁型永磁环的内圆面抵接，格莱圈的内圆面与轴的外表面抵接。
上述两种方案所述的轴为一切需要密封的圆柱体零件，不仅仅包括通常理解的光轴、阶梯轴等，还包括活塞头、活塞杆等圆柱状零件。
上述两种方案在传统的磁流体密封结构中加入了斯特封或格莱圈，形成了组合密封的形式。加入斯特封或格莱圈共同的好处有三：第一，一旦液压油进入磁流体密封结构中，可以马上被斯特封或格莱圈阻止，避免液压油稀释磁流体，维持不同液体的界面稳定；第二，斯特封或格莱圈可对磁流体密封形成辅助密封的作用，进一步提高密封耐压性能；第三，斯特封或格莱圈由于自身的良好密封性能，还可以阻止磁流体的流失。
斯特封和格莱圈的区别在于一个是单向密封、一个是双向密封，比如用于活塞杆密封时可用斯特封，用于活塞头密封时可用格莱圈。
进一步的，上述两种方案中，最靠近壳体封闭端的极靴、以及最靠近壳体敞开端的极靴的横截面为均L 形，且这两个极靴上单侧设有轴向伸出部，且轴向伸出部相向设置；
位于最靠近壳体封闭端和敞开端的两个极靴之间的所有极靴的横截面为T形，且横截面为T形的极靴两侧均设有轴向伸出部；
所有极靴的外圆面与壳体内壁抵接，相邻极靴的轴向伸出部之间夹设有密封圈；
所述轴向充磁型永磁环对应镶嵌于两个相邻极靴、轴及密封圈围成的密闭空间。
上述更进一步的改进中，轴向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴将轴向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。
进一步的，最靠近壳体封闭端的极靴与壳体封闭端内壁之间设有隔磁环；
最靠近壳体敞开端的极靴通过端盖压紧密封于壳体内腔，且该极靴与端盖之间设有隔磁环。
优选的，极齿与轴外表面之间的间隙大小为0.05～4mm。
优选的，每个极靴上的极齿数量为3～10个。
优选的，所述极靴的数量为2～20个。
本发明的显著效果是：
1. 在传统的磁流体密封结构中加入了斯特封或格莱圈，形成了组合密封的形式。好处有三：第一，一旦液压油进入磁流体密封结构中，可以马上被斯特封或格莱圈阻止，避免液压油稀释磁流体，维持不同液体的界面稳定；第二，斯特封或格莱圈可对磁流体密封形成辅助密封的作用，进一步提高密封耐压性能；第三，斯特封或格莱圈由于自身的良好密封性能，还可以阻止磁流体的流失。从整体上提升了单纯磁流体密封的密封耐压性能。
2. 轴向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴将轴向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为实施例1密封结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为实施例2密封结构示意图。
图4为图3的局部放大图。
图中：1-往复轴，2-壳体，3-极靴，4-端盖,5-隔磁环,6-极齿，7-轴向充磁型永磁环,8-密封圈，9-斯特封，10-格莱圈, 31-轴向伸出部。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴3。极靴3的数量优选为2～20个。极靴3内圆面上设有极齿6。每个极靴3上的极齿6数量优选为3～10个。
相邻两个极靴3之间夹设有轴向充磁型永磁环7。相邻轴向充磁型永磁环7的磁极的极性相反。极齿6与轴1外表面之间存在间隙。间隙大小为0.05～4mm。间隙处注有磁流体。
最靠近壳体2封闭端的极靴3、以及最靠近壳体2敞开端的极靴3的横截面为均L形，且这两个极靴3上单侧设有轴向伸出部31，且轴向伸出部31相向设置。
位于最靠近壳体2封闭端和敞开端的两个极靴3之间的所有极靴3的横截面为T形，且横截面为T形的极靴3两侧均设有轴向伸出部31。
所有极靴3的外圆面与壳体2内壁抵接。相邻极靴3的轴向伸出部31之间夹设有密封圈8。所述轴向充磁型永磁环7对应镶嵌于两个相邻极靴3、轴1及密封圈8围成的密闭空间。
每个轴向充磁型永磁环7的内圆面与轴1外表面之间存在环状容置空间。每个容置空间内设置有斯特封9。斯特封9的外圆面与轴向充磁型永磁环7的内圆面抵接。斯特封9的内圆面与轴1的外表面抵接。
最靠近壳体2封闭端的极靴3与壳体2封闭端内壁之间设有隔磁环5。最靠近壳体2敞开端的极靴3通过端盖4压紧密封于壳体2内腔，且该极靴3与端盖4之间设有隔磁环5。
实施例2
如图3-4所示，重复实施例1，所不同的是：用格莱圈10代替斯特封9，每个容置空间内设置格莱圈10。格莱圈10的外圆面与轴向充磁型永磁环7的内圆面抵接。格莱圈10的内圆面与轴1的外表面抵接。

Claims (7)

1.一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴（3），极靴（3）内圆面上设有极齿（6），相邻两个极靴（3）之间夹设有轴向充磁型永磁环（7），相邻轴向充磁型永磁环（7）的磁极的极性相反，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：每个轴向充磁型永磁环（7）的内圆面与轴（1）外表面之间存在环状容置空间，每个容置空间内设置有斯特封（9），斯特封（9）的外圆面与轴向充磁型永磁环（7）的内圆面抵接，斯特封（9）的内圆面与轴（1）的外表面抵接。
2.一种组合式磁流体往复密封结构，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环状极靴（3），极靴（3）内圆面上设有极齿（6），相邻两个极靴（3）之间夹设有轴向充磁型永磁环（7），相邻轴向充磁型永磁环（7）的磁极的极性相反，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：每个轴向充磁型永磁环（7）的内圆面与轴（1）外表面之间存在环状容置空间，每个容置空间内设置有格莱圈（10），格莱圈（10）的外圆面与轴向充磁型永磁环（7）的内圆面抵接，格莱圈（10）的内圆面与轴（1）的外表面抵接。
3. 根据权利要求1或2所述的组合式磁流体往复密封结构，其特征在于：最靠近壳体（2）封闭端的极靴（3）、以及最靠近壳体（2）敞开端的极靴（3）的横截面为均L 形，且这两个极靴（3）上单侧设有轴向伸出部（31），且轴向伸出部（31）相向设置；
位于最靠近壳体（2）封闭端和敞开端的两个极靴（3）之间的所有极靴（3）的横截面为T形，且横截面为T形的极靴（3）两侧均设有轴向伸出部（31）；
所有极靴（3）的外圆面与壳体（2）内壁抵接，相邻极靴（3）的轴向伸出部（31）之间夹设有密封圈（8）；
所述轴向充磁型永磁环（7）对应镶嵌于两个相邻极靴（3）、轴（1）及密封圈（8）围成的密闭空间。
4.根据权利要求3所述的组合式磁流体往复密封结构，其特征在于：最靠近壳体（2）封闭端的极靴（3）与壳体（2）封闭端内壁之间设有隔磁环（5）；
最靠近壳体（2）敞开端的极靴（3）通过端盖（4）压紧密封于壳体（2）内腔，且该极靴（3）与端盖（4）之间设有隔磁环（5）。
5.根据权利要求1或2所述的组合式磁流体往复密封结构，其特征在于：极齿（6）与轴（1）外表面之间的间隙大小为0.05～4mm。
6.根据权利要求1或2所述的组合式磁流体往复密封结构，其特征在于：每个极靴（3）上的极齿（6）数量为3～10个。
7.根据权利要求1或2所述的组合式磁流体往复密封结构，其特征在于：所述极靴（3）的数量为2～20个。
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