CN109764138B - 一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置，所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，包括阶梯轴、外壳、左一极靴环、右一极靴环、中间套筒、中间永磁体环；所述的阶梯轴包括直径最大的1级轴和直径依次减小的一组以上的次1级轴，所述的次1级轴沿1级轴的侧面依次向两侧排布，以1级轴的中间径向截面为分界左右对称。本发明的目的是解决现有密封装置存在的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

一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置。

背景技术

当磁性流体密封技术应用在大直径、高速及重载密封环境中，密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大而失效，因此提高大间隙磁性流体密封的耐压性能是当前研究的热点问题之一。

提高大间隙下磁性流体密封耐压性能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，但其密封性能仍旧达不到高速重载等特殊工况的高密封性能要求。

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果；本发明的目的是提供一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在的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。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在的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：

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，包括阶梯轴、外壳、左一极靴环、右一极靴环、中间套筒、中间永磁体环；

所述的阶梯轴包括直径最大的1级轴和直径依次减小的一组以上的次1级轴，所述的次1级轴沿1级轴的侧面依次向两侧排布，以1级轴的中间径向截面为分界左右对称；

所述的左一极靴环、中间永磁体环、右一极靴环依次套装于外壳的内壁上，左一极靴环的右端面与中间永磁体环的左端面接触，中间永磁体环的右端面与右一极靴环的左端面接触；所述的左一极靴环、中间永磁体环、右一极靴环均对应1级轴设置，其中，中间永磁体环对应1级轴的中部；

所述的中间套筒套装于1级轴的外圆面上，中间套筒的外圆面与中间永磁体环的内圆面相对应，并且它们之间留有空隙；

所述的中间套筒左端面上的外侧设有凸环I；所述的左一极靴环的右端面上的中部设有环形凹槽I，所述的凸环I的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽I的底面；所述的环形凹槽I的底面设有极齿I，所述的极齿I沿轴向右延伸，与凸环I的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I的靠外侧的侧壁上设有极齿II，所述的极齿II沿着径向凸环I的外圆面延伸，与凸环I的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I的靠内侧的侧壁上设有极齿III，所述的极齿III沿着径向凸环I的内圆面延伸，与凸环I的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环的内圆面沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有空隙，左一极靴环的内圆面上设有极齿Ⅳ，所述的极齿Ⅳ沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环的右端面上位于环形凹槽I与1级轴之间的部分上设有极齿Ⅴ，所述的极齿Ⅴ沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒的右端面上的外侧设有凸环II；所述的右一极靴环的左端面上的中部设有环形凹槽II，所述的凸环II的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽II的底面，环形凹槽II的底面上设有极齿Ⅵ，所述的极齿Ⅵ沿轴向左延伸，与凸环II的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环II的外圆面贴近环形凹槽II的靠外侧的侧壁，凸环II的外圆面与环形凹槽II的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环II的内圆面贴近环形凹槽II的靠内侧的侧壁，凸环II的内圆面与环形凹槽II的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽II的靠外侧的侧壁上设有极齿Ⅶ，所述的极齿Ⅶ沿着径向凸环II的外圆面延伸，与凸环II的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽II的靠内侧的侧壁上设有极齿Ⅷ，所述的极齿Ⅷ沿着径向凸环II的内圆面延伸，与凸环II的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环的内圆面沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有空隙，右一极靴环的内圆面上设有极齿Ⅸ，所述的极齿Ⅸ沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环的右端面上位于环形凹槽II与1级轴之间的部分上设有极齿Ⅹ，所述的极齿Ⅹ沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体。

所述的极齿I间隔设置1-10个，所述的极齿II间隔设置1-10个，极齿III间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅳ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅴ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅵ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅶ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅷ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅸ间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅹ间隔设置1-10个。

所述的左一极靴环、右一极靴环的外圆面上设有设有环形凹槽Ⅴ，所述的环形凹槽Ⅴ内设有密封圈I。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置， 还包括左二极靴环、右二极靴环、左永磁体环，右永磁体环、左套筒、右套筒；

所述的左永磁体环设于外壳的内壁上，位于左一极靴环和左二极靴环之间，或者设于各个左二极靴环之间；所述的右永磁体环设于外壳的内壁上，位于右一极靴环和右二极靴环之间，或者设于各个右二极靴环之间；

所述的左二极靴环、左永磁体环、左套筒的组合对应1级轴左侧的每个次1级轴设置，每个次1级轴分别设置一组；所述的左二极靴环设于外壳的内壁上；所述的左套筒套设于次1级轴的外圆面上，左套筒的右端面与左一极靴环的左端面接触，或者左套筒的右端面与其右侧的上一级的左二极靴环的左端面接触；所述的左套筒的外圆面与左永磁体环的内圆面相对应，左套筒的外圆面与左永磁体环的内圆面之间留有空隙；

所述的右永磁体环设于外壳的内壁上，位于右一极靴环和右二极靴环之间，或者设于各个右二极靴环之间；

所述的右二极靴环、右永磁体环、右套筒的组合对应1级轴右侧的每个次1级轴设置，每个次1级轴分别设置一组；所述的右二极靴环设于外壳的内壁上；所述的右套筒套设于次1级轴的外圆面上，右套筒的左端面与右一极靴环的右端面接触，或者右套筒的左端面与其左侧的上一级的右二极靴环的右端面接触；所述的右套筒的外圆面与右永磁体环的内圆面相对应，右套筒的外圆面与右永磁体环的内圆面之间留有空隙；

所述的左套筒的左端面上的外侧设有凸环III；所述的左二极靴环的右端面上的中部设有环形凹槽III，所述的凸环III的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽III的底面；所述的环形凹槽III的底面设有极齿ⅩI，所述的极齿ⅩI沿轴向右延伸，与凸环III的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩII，所述的极齿ⅩII沿着径向凸环III的外圆面延伸，与凸环III的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩIII，所述的极齿ⅩIII沿着径向凸环III的内圆面延伸，与凸环III的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环的内圆面沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有空隙，左二极靴环的内圆面上设有极齿ⅩⅣ，所述的极齿ⅩⅣ沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环的右端面上位于环形凹槽III与1级轴之间的部分上设有极齿ⅩⅤ，所述的ⅩⅤ沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒的右端面上的外侧设有凸环Ⅳ；所述的右二极靴环的左端面上的中部设有环形凹槽Ⅳ，所述的凸环Ⅳ的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽Ⅳ的底面，环形凹槽Ⅳ的底面上设有极齿ⅩⅥ，所述的极齿ⅩⅥ沿轴向左延伸，与凸环Ⅳ的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环Ⅳ的外圆面贴近环形凹槽Ⅳ的靠外侧的侧壁，凸环Ⅳ的外圆面与环形凹槽Ⅳ的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环Ⅳ的内圆面贴近环形凹槽Ⅳ的靠内侧的侧壁，凸环Ⅳ的内圆面与环形凹槽Ⅳ的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩⅦ，所述的极齿ⅩⅦ沿着径向凸环Ⅳ的外圆面延伸，与凸环Ⅳ的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩⅧ，所述的极齿ⅩⅧ沿着径向凸环Ⅳ的内圆面延伸，与凸环Ⅳ的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环的内圆面沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有空隙，右一极靴环的内圆面上设有极齿ⅩⅨ，所述的极齿ⅩⅨ沿径向向1级轴的外圆面延伸，与1级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环的右端面上位于环形凹槽Ⅳ与1级轴之间的部分上设有极齿ⅩⅩ，所述的极齿ⅩⅩ沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体。

所述的1级轴10的左右两侧分别依次设置的次级轴为2-10级轴，所述的1级轴101、2-10级轴的直径依次减小；所述的左二极靴环、左永磁体环、左套筒的组合对应左侧的2-10级轴设置2-10组；所述的右二极靴环、右永磁体环、右套筒的组合对应右侧的2-10级轴设置2-10组。

所述的极齿ⅩI间隔设置1-10个，ⅩII间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩIII间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅣ间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅤ间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅥ间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅦ间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅧ间隔设置1-10个，所述的ⅩⅨ间隔设置1-10个。

所述的左二极靴和右二极靴环的外圆面上设有设有环形凹槽Ⅵ，所述的环形凹槽Ⅵ内设有密封圈II。

所述的左永磁体环与中间永磁体环的磁力线方向相反，所述的右永磁体环与中间永磁体环的磁力线方向相反，所述的左永磁体环与右永磁体环的磁力线方向相同。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，还包括左隔磁环、右隔磁环；所述的左隔磁环设于最左侧的左二极靴环的左侧，紧贴外壳的内壁设置；所述的右隔磁环设于最右侧右二极靴环的右侧，紧贴外壳的内壁设置。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，还包括左轴承和右轴承；所述的左轴承套装于阶梯轴1左端上，位于左隔磁环的左侧；所述的右轴承套装于阶梯轴1的右端上，位于右隔磁环的右侧。

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果。

本发明通过设计一种带有凹槽的极靴，凹槽面上开设极齿，并与T型套筒结合，T型套筒与轴螺纹连接，形成密封间隙，在轴与极靴行程的径向密封间隙内以及极靴与T型套筒之间形成的轴向间隙和径向间隙内注入磁流体，从而实现一种嵌入型迷宫式磁流体密封。这种结构，进一步加强了整个磁流体密封装置的密封耐压的能力。

本发明克服现有密封装置在高速重载、偏心、离心力较大以及大间隙等特殊工况高密封性能较低的难题，采用嵌入型迷宫式装置结构设计，本发明不仅大大提高了高速重载下磁流体密封的耐压性能，且其迷宫密封结构降低了磁流体的损失，提高了磁流体自修复能力。本发明还能降低偏心和离心的影响，提高了大间隙条件下磁性流体密封的可靠性，扩大了其安全工作范围。

附图说明

图1为本发明所述的密封装置的结构示意图;

图中各序号标示及对应的名称如下：

1-阶梯轴，2-外壳，3-左一极靴环，4-左二极靴环，5-右一极靴环，6-右二极靴环，7-中间套筒，8-左永磁体环、9-中间永磁体环，10-右永磁体环，11-凸环I，12-环形凹槽I，13-极齿I，14-极齿III，15-极齿Ⅳ，16-极齿Ⅴ，17-凸环II，18-环形凹槽II，19-极齿Ⅵ，20-极齿Ⅶ，21-极齿Ⅷ，22-极齿Ⅸ，23-极齿Ⅹ，24-环形凹槽Ⅴ，25-密封圈I，26-左套筒，27-右套筒，28-环形凹槽III，29-凸环III，30-极齿Ⅺ，31-极齿ⅩII，32-极齿ⅩIII，33-极齿ⅩⅣ，34-极齿ⅩⅤ，35-凸环Ⅳ，36-环形凹槽Ⅳ，37-极齿ⅩⅥ，38-极齿ⅩⅦ，39-极齿ⅩⅧ，40-极齿ⅩⅨ，41-极齿ⅩⅩ，42-环形凹槽Ⅵ，43-密封圈II，44-左隔磁环，45-右隔磁环，46-左轴承，47-右轴承，48-极齿II，49-端盖。

101-1级轴。

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，所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，包括阶梯轴1、外壳2、左一极靴环3、右一极靴环5、中间套筒7、中间永磁体环9；

所述的阶梯轴1包括直径最大的1级轴101和直径依次减小的一组以上的次级轴，所述的次级轴沿1级轴101的侧面依次向两侧排布，以1级轴101的中间径向截面为分界左右对称；

所述的左一极靴环3、中间永磁体环9、右一极靴环5依次套装于外壳2的内壁上，左一极靴环3的右端面与中间永磁体环9的左端面接触，中间永磁体环9的右端面与右一极靴环5的左端面接触；所述的左一极靴环3、中间永磁体环9、右一极靴环5均对应1级轴101设置，其中，中间永磁体环9对应1级轴101的中部；

所述的中间套筒7套装于1级轴101的外圆面上，中间套筒7的外圆面与中间永磁体环9的内圆面相对应，并且它们之间留有空隙；

所述的中间套筒7左端面上的外侧设有凸环I11；所述的左一极靴环3的右端面上的中部设有环形凹槽I12，所述的凸环I11的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽I12的底面；所述的环形凹槽I12的底面设有极齿I13，所述的极齿I13沿轴向右延伸，与凸环I11的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I12的靠外侧的侧壁上设有极齿II48，所述的极齿II48沿着径向凸环I11的外圆面延伸，与凸环I11的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I12的靠内侧的侧壁上设有极齿III14，所述的极齿III14沿着径向凸环I11的内圆面延伸，与凸环I11的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环3的内圆面沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有空隙，左一极靴环3的内圆面上设有极齿Ⅳ15，所述的极齿Ⅳ15沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环3的右端面上位于环形凹槽I12与1级轴101之间的部分上设有极齿Ⅴ16，所述的极齿Ⅴ16沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒7的右端面上的外侧设有凸环II17；所述的右一极靴环5的左端面上的中部设有环形凹槽II18，所述的凸环II17的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽II18的底面，环形凹槽II18的底面上设有极齿Ⅵ19，所述的极齿Ⅵ19沿轴向左延伸，与凸环II17的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环II17的外圆面贴近环形凹槽II18的靠外侧的侧壁，凸环II17的外圆面与环形凹槽II18的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环II17的内圆面贴近环形凹槽II18的靠内侧的侧壁，凸环II17的内圆面与环形凹槽II18的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽II18的靠外侧的侧壁上设有极齿Ⅶ20，所述的极齿Ⅶ20沿着径向凸环II17的外圆面延伸，与凸环II18的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽II18的靠内侧的侧壁上设有极齿Ⅷ21，所述的极齿Ⅷ21沿着径向凸环II18的内圆面延伸，与凸环II18的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环5的内圆面沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有空隙，右一极靴环5的内圆面上设有极齿Ⅸ22，所述的极齿Ⅸ22沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环5的右端面上位于环形凹槽II18与1级轴101之间的部分上设有极齿Ⅹ23，所述的极齿Ⅹ23沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体。

所述的极齿I13间隔设置1-10个，所述的极齿II16间隔设置1-10个，极齿III14间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅳ15间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅴ16间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅵ19间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅶ20间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅷ21间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅸ22间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅹ23间隔设置1-10个。

所述的左一极靴环3、右一极靴环5的外圆面上设有设有环形凹槽Ⅴ24，所述的环形凹槽Ⅴ24内设有密封圈I25。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置， 还包括左二极靴环4、右二极靴环6、左永磁体环8，右永磁体环10、左套筒26、右套筒27；

所述的左永磁体环8设于外壳2的内壁上，位于左一极靴环3和左二极靴环4之间，或者设于各个左二极靴环4之间；所述的右永磁体环10设于外壳2的内壁上，位于右一极靴环5和右二极靴环6之间，或者设于各个右二极靴环6之间；

所述的左二极靴环4、左永磁体环8、左套筒26的组合对应1级轴101左侧的每个次级轴设置，每个次级轴分别设置一组；所述的左二极靴环4设于外壳2的内壁上；所述的左套筒26套设于次级轴的外圆面上，左套筒26的右端面与左一极靴环3的左端面接触，或者左套筒26的右端面与其右侧的上一级的左二极靴环4的左端面接触；所述的左套筒26的外圆面与左永磁体环8的内圆面相对应，左套筒26的外圆面与左永磁体环8的内圆面之间留有空隙；

所述的右永磁体环10设于外壳2的内壁上，位于右一极靴环5和右二极靴环6之间，或者设于各个右二极靴环6之间；

所述的右二极靴环6、右永磁体环10、右套筒27的组合对应1级轴101右侧的每个次级轴设置，每个次级轴分别设置一组；所述的右二极靴环6设于外壳2的内壁上；所述的右套筒27套设于次级轴的外圆面上，右套筒27的左端面与右一极靴环5的右端面接触，或者右套筒27的左端面与其左侧的上一级的右二极靴环6的右端面接触；所述的右套筒27的外圆面与右永磁体环10的内圆面相对应，右套筒27的外圆面与右永磁体环10的内圆面之间留有空隙；

所述的左套筒26的左端面上的外侧设有凸环III29；所述的左二极靴环4的右端面上的中部设有环形凹槽III28，所述的凸环III29的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽III28的底面；所述的环形凹槽III28的底面设有极齿ⅩI30，所述的极齿ⅩI30沿轴向右延伸，与凸环III29的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III28的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩII31，所述的极齿ⅩII31沿着径向凸环III29的外圆面延伸，与凸环III29的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III28的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩIII32，所述的极齿ⅩIII32沿着径向凸环III29的内圆面延伸，与凸环III29的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环4的内圆面沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有空隙，左二极靴环4的内圆面上设有极齿ⅩⅣ33，所述的极齿ⅩⅣ33沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环4的右端面上位于环形凹槽III28与1级轴101之间的部分上设有极齿ⅩⅤ34，所述的ⅩⅤ34沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒7的右端面上的外侧设有凸环Ⅳ35；所述的右二极靴环6的左端面上的中部设有环形凹槽Ⅳ36，所述的凸环Ⅳ35的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽Ⅳ36的底面，环形凹槽Ⅳ36的底面上设有极齿ⅩⅥ37，所述的极齿ⅩⅥ37沿轴向左延伸，与凸环Ⅳ35的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环Ⅳ35的外圆面贴近环形凹槽Ⅳ36的靠外侧的侧壁，凸环Ⅳ35的外圆面与环形凹槽Ⅳ36的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环Ⅳ35的内圆面贴近环形凹槽Ⅳ36的靠内侧的侧壁，凸环Ⅳ35的内圆面与环形凹槽Ⅳ36的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ36的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩⅦ38，所述的极齿ⅩⅦ38沿着径向凸环Ⅳ35的外圆面延伸，与凸环Ⅳ35的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ36的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩⅧ39，所述的极齿ⅩⅧ39沿着径向凸环Ⅳ35的内圆面延伸，与凸环Ⅳ35的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环5的内圆面沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有空隙，右一极靴环5的内圆面上设有极齿ⅩⅨ40，所述的极齿ⅩⅨ40沿径向向1级轴101的外圆面延伸，与1级轴101的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环5的右端面上位于环形凹槽Ⅳ36与1级轴101之间的部分上设有极齿ⅩⅩ41，所述的极齿ⅩⅩ41沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体。

所述的1级轴10的左右两侧分别依次设置的次级轴为2-10级轴，所述的1级轴101、2-10级轴的直径依次减小；所述的左二极靴环4、左永磁体环8、左套筒26的组合对应左侧的2-10级轴设置2-10组；所述的右二极靴环6、右永磁体环10、右套筒27的组合对应右侧的2-10级轴设置2-10组。

所述的极齿ⅩI30间隔设置1-10个，ⅩII31间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩIII32间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅣ33间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅤ34间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅥ37间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅦ38间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅧ39间隔设置1-10个，所述的ⅩⅨ40间隔设置1-10个。

所述的左二极靴4和右二极靴环6的外圆面上设有设有环形凹槽Ⅵ42，所述的环形凹槽Ⅵ42内设有密封圈II43。

所述的左永磁体环8与中间永磁体环9的磁力线方向相反，所述的右永磁体环10与中间永磁体环9的磁力线方向相反，所述的左永磁体环8与右永磁体环10的磁力线方向相同。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，还包括左隔磁环44、右隔磁环45；所述的左隔磁环44设于最左侧的左二极靴环4的左侧，紧贴外壳2的内壁设置；所述的右隔磁环45设于最右侧右二极靴环6的右侧，紧贴外壳2的内壁设置。

所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，还包括左轴承46和右轴承47；所述的左轴承46套装于阶梯轴1左端上，位于左隔磁环44的左侧；所述的右轴承47套装于阶梯轴1的右端上，位于右隔磁环45的右侧。

Claims (8)

1.一种嵌入型迷宫式磁流体密封装置，包括阶梯轴（1）、外壳（2）、左一极靴环（3）、右一极靴环（5）、中间套筒（7）、中间永磁体环（9），其特征在于：

所述的阶梯轴（1）包括直径最大的1级轴（101）和直径依次减小的一组以上的次级轴，所述的次级轴沿1级轴（101）的侧面依次向两侧排布，以1级轴（101）的中间径向截面为分界左右对称；

所述的左一极靴环（3）、中间永磁体环（9）、右一极靴环（5）依次套装于外壳（2）的内壁上，左一极靴环（3）的右端面与中间永磁体环（9）的左端面接触，中间永磁体环（9）的右端面与右一极靴环（5）的左端面接触；所述的左一极靴环（3）、中间永磁体环（9）、右一极靴环（5）均对应1级轴（101）设置，其中，中间永磁体环（9）对应1级轴（101）的中部；

所述的中间套筒（7）套装于1级轴（101）的外圆面上，中间套筒（7）的外圆面与中间永磁体环（9）的内圆面相对应，并且它们之间留有空隙；

所述的中间套筒（7）左端面上的外侧设有凸环I（11）；所述的左一极靴环（3）的右端面上的中部设有环形凹槽I（12），所述的凸环I（11）的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽I（12）的底面；所述的环形凹槽I（12）的底面设有极齿I（13），所述的极齿I（13）沿轴向右延伸，与凸环I（11）的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I（12）的靠外侧的侧壁上设有极齿II（48），所述的极齿II（48）沿着径向凸环I（11）的外圆面延伸，与凸环I（11）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽I（12）的靠内侧的侧壁上设有极齿III（14），所述的极齿III（14）沿着径向凸环I（11）的内圆面延伸，与凸环I（11）的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环（3）的内圆面沿径向向1级轴（101）的外圆面延伸，与1级轴（101）的外圆面之间留有空隙，左一极靴环（3）的内圆面上设有极齿Ⅳ（15），所述的极齿Ⅳ（15）沿径向向1级轴（101）的外圆面延伸，与1级轴（101）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左一极靴环（3）的右端面上位于环形凹槽I（12）与1级轴（101）之间的部分上设有极齿Ⅴ（16），所述的极齿Ⅴ（16）沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒（7）的右端面上的外侧设有凸环II（17）；所述的右一极靴环（5）的左端面上的中部设有环形凹槽II（18），所述的凸环II（17）的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽II（18）的底面，环形凹槽II（18）的底面上设有极齿Ⅵ（19），所述的极齿Ⅵ（19）沿轴向左延伸，与凸环II（17）的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环II（17）的外圆面贴近环形凹槽II（18）的靠外侧的侧壁，凸环II（17）的外圆面与环形凹槽II（18）的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环II（17）的内圆面贴近环形凹槽II（18）的靠内侧的侧壁，凸环II（17）的内圆面与环形凹槽II（18）的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽II（18）的靠外侧的侧壁上设有极齿Ⅶ（20），所述的极齿Ⅶ（20）沿着径向凸环II（17）的外圆面延伸，与凸环II（17）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽II（18）的靠内侧的侧壁上设有极齿Ⅷ（21），所述的极齿Ⅷ（21）沿着径向凸环II（17）的内圆面延伸，与凸环II（17）的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环（5）的内圆面沿径向向1级轴（101）的外圆面延伸，与1级轴（101）的外圆面之间留有空隙，右一极靴环（5）的内圆面上设有极齿Ⅸ（22），所述的极齿Ⅸ（22）沿径向向1级轴（101）的外圆面延伸，与1级轴（101）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右一极靴环（5）的右端面上位于环形凹槽II（18）与1级轴（101）之间的部分上设有极齿Ⅹ（23），所述的极齿Ⅹ（23）沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的极齿I（13）间隔设置1-10个，所述的极齿II（48）间隔设置1-10个，极齿III（14）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅳ（15）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅴ（16）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅵ（19）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅶ（20）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅷ（21）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅸ（22）间隔设置1-10个，所述的极齿Ⅹ（23）间隔设置1-10个；

所述的左一极靴环（3）、右一极靴环（5）的外圆面上设有环形凹槽Ⅴ（24），所述的环形凹槽Ⅴ（24）内设有密封圈I（25）。

2.如权利要求1所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：

还包括左二极靴环（4）、右二极靴环（6）、左永磁体环（8），右永磁体环（10）、左套筒（26）、右套筒（27）；

所述的左永磁体环（8）设于外壳（2）的内壁上，位于左一极靴环（3）和左二极靴环（4）之间，或者设于各个左二极靴环（4）之间；所述的右永磁体环（10）设于外壳（2）的内壁上，位于右一极靴环（5）和右二极靴环（6）之间，或者设于各个右二极靴环（6）之间；

所述的左二极靴环（4）、左永磁体环（8）、左套筒（26）的组合对应1级轴（101）左侧的每个次级轴设置，每个次级轴分别设置一组；所述的左二极靴环（4）设于外壳（2）的内壁上；所述的左套筒（26）套设于次级轴的外圆面上，左套筒（26）的右端面与左一极靴环（3）的左端面接触，或者左套筒（26）的右端面与其右侧的上一级的左二极靴环（4）的左端面接触；所述的左套筒（26）的外圆面与左永磁体环（8）的内圆面相对应，左套筒（26）的外圆面与左永磁体环（8）的内圆面之间留有空隙；

所述的右二极靴环（6）、右永磁体环（10）、右套筒（27）的组合对应1级轴（101）右侧的每个次级轴设置，每个次级轴分别设置一组；所述的右二极靴环（6）设于外壳（2）的内壁上；所述的右套筒（27）套设于次级轴的外圆面上，右套筒（27）的左端面与右一极靴环（5）的右端面接触，或者右套筒（27）的左端面与其左侧的上一级的右二极靴环（6）的右端面接触；所述的右套筒（27）的外圆面与右永磁体环（10）的内圆面相对应，右套筒（27）的外圆面与右永磁体环（10）的内圆面之间留有空隙；

所述的左套筒（26）的左端面上的外侧设有凸环III（29）；所述的左二极靴环（4）的右端面上的中部设有环形凹槽III（28），所述的凸环III（29）的左端面沿轴向左延伸靠近环形凹槽III（28）的底面；所述的环形凹槽III（28）的底面设有极齿ⅩI（30），所述的极齿ⅩI（30）沿轴向右延伸，与凸环III（29）的左端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III（28）的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩII（31），所述的极齿ⅩII（31）沿着径向凸环III（29）的外圆面延伸，与凸环III（29）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽III（28）的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩIII（32），所述的极齿ⅩIII（32）沿着径向凸环III（29）的内圆面延伸，与凸环III（29）的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环（4）的内圆面沿径向向次级轴的外圆面延伸，与次级轴的外圆面之间留有空隙，左二极靴环（4）的内圆面上设有极齿ⅩⅣ（33），所述的极齿ⅩⅣ（33）沿径向向次级轴的外圆面延伸，与次级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左二极靴环（4）的右端面上位于环形凹槽III（28）与次级轴之间的部分上设有极齿ⅩⅤ（34），所述的ⅩⅤ（34）沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体；

所述的中间套筒（7）的右端面上的外侧设有凸环Ⅳ（35）；所述的右二极靴环（6）的左端面上的中部设有环形凹槽Ⅳ（36），所述的凸环Ⅳ（35）的右端面沿轴向向右延伸靠近环形凹槽Ⅳ（36）的底面，环形凹槽Ⅳ（36）的底面上设有极齿ⅩⅥ（37），所述的极齿ⅩⅥ（37）沿轴向左延伸，与凸环Ⅳ（35）的右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的凸环Ⅳ（35）的外圆面贴近环形凹槽Ⅳ（36）的靠外侧的侧壁，凸环Ⅳ（35）的外圆面与环形凹槽Ⅳ（36）的靠外侧的侧壁之间填充有磁流体，所述的凸环Ⅳ（35）的内圆面贴近环形凹槽Ⅳ（36）的靠内侧的侧壁，凸环Ⅳ（35）的内圆面与环形凹槽Ⅳ（36）的靠内侧的侧壁之间填充有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ（36）的靠外侧的侧壁上设有极齿ⅩⅦ（38），所述的极齿ⅩⅦ（38）沿着径向凸环Ⅳ（35）的外圆面延伸，与凸环Ⅳ（35）的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的环形凹槽Ⅳ（36）的靠内侧的侧壁上设有极齿ⅩⅧ（39），所述的极齿ⅩⅧ（39）沿着径向凸环Ⅳ（35）的内圆面延伸，与凸环Ⅳ（35）的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右二极靴环（6）的内圆面沿径向向次级轴的外圆面延伸，与次级轴的外圆面之间留有空隙，右二极靴环（6）的内圆面上设有极齿ⅩⅨ（40），所述的极齿ⅩⅨ（40）沿径向向次级轴的外圆面延伸，与次级轴的外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的右二极靴环（6）的左端面上位于环形凹槽Ⅳ（36）与次级轴之间的部分上设有极齿ⅩⅩ（41），所述的极齿ⅩⅩ（41）沿轴向向中间套筒的左端面延伸，与中间套筒的左端面之间留有间隙，该间隙中填充磁流体。

3.如权利要求2所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：

所述的1级轴（101）的左右两侧分别依次设置的次级轴为2-10级轴，所述的1级轴（101）、2-10级轴的直径依次减小；所述的左二极靴环（4）、左永磁体环（8）、左套筒（26）的组合对应左侧的2-10级轴设置2-10组；所述的右二极靴环（6）、右永磁体环（10）、右套筒（27）的组合对应右侧的2-10级轴设置2-10组。

4.如权利要求2所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：所述的极齿ⅩI（30）间隔设置1-10个，ⅩII（31）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩIII（32）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅣ（33）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅤ（34）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅥ（37）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅦ（38）间隔设置1-10个，所述的极齿ⅩⅧ（39）间隔设置1-10个，所述的ⅩⅨ（40）间隔设置1-10个。

5.如权利要求2所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：

所述的左二极靴环（4）和右二极靴环（6）的外圆面上设有环形凹槽Ⅵ（42），所述的环形凹槽Ⅵ（42）内设有密封圈II（43）。

6.如权利要求2所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：所述的左永磁体环（8）与中间永磁体环（9）的磁力线方向相反，所述的右永磁体环（10）与中间永磁体环（9）的磁力线方向相反，所述的左永磁体环（8）与右永磁体环（10）的磁力线方向相同。

7.如权利要求1所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：还包括左隔磁环（44）、右隔磁环（45）；所述的左隔磁环（44）设于最左侧的左二极靴环（4）的左侧，紧贴外壳（2）的内壁设置；所述的右隔磁环（45）设于最右侧右二极靴环（6）的右侧，紧贴外壳（2）的内壁设置。

8.如权利要求1所述的嵌入型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：还包括左轴承（46）和右轴承（47）；所述的左轴承（46）套装于阶梯轴（1）左端上，位于左隔磁环（44）的左侧；所述的右轴承（47）套装于阶梯轴（1）的右端上，位于右隔磁环（45）的右侧。