CN109027250A - 一种无漏磁的磁流体密封结构 - Google Patents

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杨小龙
陈帆
邱敏敏
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
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Abstract

本发明公开了一种无漏磁的磁流体密封结构，磁流体密封单元包括在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴、设置于每个极靴内圆面上的极齿、轴向充磁型永磁环、密封圈，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴相向的端面上分别开有环形凹槽，轴向充磁型永磁环两侧分别对应卡入两个极靴的环形凹槽内并固定；两个极靴的外圆面与壳体内壁抵接，两极靴的侧面、壳体内壁、以及轴向充磁型永磁环的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈设置于容置空间内。本发明环形凹槽的设计增加了极靴与轴向充磁型永磁环的接触面积，且两侧的极靴及密封圈将轴向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。

Description

一种无漏磁的磁流体密封结构
技术领域
本发明属于机械工程密封技术，具体涉及一种无漏磁的磁流体密封结构。
背景技术
现有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。
磁流体密封中磁场的泄漏导致磁路中磁场强度的降低，从而使磁流体密封的耐压性能降低。如图1所示，目前极靴3和轴向充磁型永磁环7都是标准的环状结构，二者的横截面都是矩形，二者的结合面处是磁流体密封的主要漏磁发生位置，因此解决磁流体密封的漏磁问题对于提高磁流体密封性能具有重要的意义。
中国专利201711333738.X公开了一种梯形极靴套筒式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左极靴环、右极靴环、上永磁体环、下永磁体环、梯形套筒；所述的左极靴环、右极靴环的内圆面上设有极齿III；所述的上永磁体环设于外壳的内壁上，所述的梯形套筒套装于轴上，梯形套筒的外圆面与上永磁体环相对应，并与上永磁体环的内圆面之间留有空隙，所述的梯形套筒的外圆面上设有凹槽I，所述的下永磁体环设于凹槽I内；所述的梯形套筒的左端面为斜行环面I，右端面为斜行环面II；斜行环面I上设有极齿I，斜行环面II上设有极齿II。据发明人介绍，该专利的下永磁体环采用并联结构，主要目的是为了增大磁场强度，上永磁体环与极靴之间仍然存在严重的漏磁情况。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能够避免漏磁的磁流体密封结构。
本发明解决问题的技术方案是：一种无漏磁的磁流体密封结构，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设有至少一个磁流体密封单元；
所述磁流体密封单元包括在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴、设置于每个极靴内圆面上的极齿、轴向充磁型永磁环、密封圈，所述极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴相向的端面上分别开有环形凹槽，所述轴向充磁型永磁环两侧分别对应卡入两个极靴的环形凹槽内并固定；两个极靴的外圆面与壳体内壁抵接，两极靴的侧面、壳体内壁、以及轴向充磁型永磁环的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈设置于容置空间内。
传统的矩形永磁体和极靴的结合面接触面积小，漏磁大。上述方案中环形凹槽的设计增加了极靴与轴向充磁型永磁环的接触面积，是减少漏磁的重要措施；而且，轴向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴及密封圈将轴向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。
具体的，所述轴向充磁型永磁环与环形凹槽之间为过盈配合或间隙配合。
优选的，所述磁流体密封单元依次串联设有多个，彼此之间相互抵接；相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反。
采用多个磁流体密封单元组成多级密封，密封耐压性能更好。
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0.05～3mm。
本发明的显著效果是：环形凹槽的设计增加了极靴与轴向充磁型永磁环的接触面积，是减少漏磁的重要措施；而且，轴向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴及密封圈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为现有技术磁流体密封的磁感线分布示意图。
图2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-轴向充磁型永磁环，8-磁流体密封单元,9-密封圈。
具体实施方式
如图2所示，一种无漏磁的磁流体密封结构，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内壁之间的空间内设有至少一个磁流体密封单元8。
所述磁流体密封单元8包括在轴1外表面与壳体2内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴3、设置于每个极靴3内圆面上的极齿6、轴向充磁型永磁环7、密封圈9。所述极齿6与轴1外表面之间存在间隙。间隙大小为0.05～3mm。间隙处注有磁流体。在两个极靴3相向的端面上分别开有环形凹槽。所述轴向充磁型永磁环7两侧分别对应卡入两个极靴3的环形凹槽内，并通过过盈配合或间隙配合固定。两个极靴3的外圆面与壳体2内壁抵接。两极靴3的侧面、壳体2内壁、以及轴向充磁型永磁环7的外圆面合围形成有容置空间。所述密封圈9设置于容置空间内。
优选的，所述磁流体密封单元8依次串联设有多个，彼此之间相互抵接。相邻轴向充磁型永磁环7的磁极的极性相反。
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。

Claims (6)

1.一种无漏磁的磁流体密封结构，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），其特征在于：在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内设有至少一个磁流体密封单元（8）；
所述磁流体密封单元（8）包括在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴（3）、设置于每个极靴（3）内圆面上的极齿（6）、轴向充磁型永磁环（7）、密封圈（9），所述极齿（6）与轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴（3）相向的端面上分别开有环形凹槽，所述轴向充磁型永磁环（7）两侧分别对应卡入两个极靴（3）的环形凹槽内并固定；两个极靴（3）的外圆面与壳体（2）内壁抵接，两极靴（3）的侧面、壳体（2）内壁、以及轴向充磁型永磁环（7）的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈（9）设置于容置空间内。
2.根据权利要求1所述的无漏磁的磁流体密封结构，其特征在于：所述轴向充磁型永磁环（7）与环形凹槽之间为过盈配合或间隙配合。
3.根据权利要求1或2所述的无漏磁的磁流体密封结构，其特征在于：所述磁流体密封单元（8）依次串联设有多个，彼此之间相互抵接；相邻轴向充磁型永磁环（7）的磁极的极性相反。
4.根据权利要求1或2所述的无漏磁的磁流体密封结构，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）。
5.根据权利要求1或2所述的无漏磁的磁流体密封结构，其特征在于：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）。
6.根据权利要求1所述的无漏磁的磁流体密封结构，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。
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