CN110748647B - 一种凸台式磁性液体密封装置 - Google Patents

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Abstract

凸台式磁性液体密封装置，属于机械工程密封技术领域。解决了现有磁性液体旋转密封在高速旋转、径向尺寸受限的工况下，磁性液体的密度大，离心力大，导致磁性液体密封装置耐压能力不足，甚至失效问题。该装置由马蹄铁型环状永磁体、极靴、隔磁环等组成。马蹄铁型永磁体减少了径向尺寸，缩短了磁回路，增强了密封间隙的磁场；凸台形的中间极靴有效利用离心力，增强了装置在高速工况的密封性能。

Description

一种凸台式磁性液体密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封技术领域，尤其适用于高速旋转密封，且轴向尺寸受限的场合。
背景技术
磁性液体密封由于零泄漏、长寿命、低摩擦的优点被广泛应用。但在实际应用中，由于磁路较长，磁阻大，漏磁严重，磁性液体密封一旦失效，其泄漏量较大。普通的磁性液体密封件不能解决在高速工况下，径向尺寸受限的密封问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有的磁性液体旋转密封装置的磁路过长，且在密封失效的情况下，泄漏量较大，安全性不高。在高速旋转密封且径向尺寸受限的工况下，普通的磁性液体密封装置难以解决。因此提出一种凸台式磁性液体密封装置。
本发明所采用的技术方案是：
凸台式磁性液体密封装置，该装置包括：外壳(1)、轴承(2)、左隔磁环(3)、左密封圈(4)、左极靴(5)、中间隔磁环(6)、马蹄铁型环状永磁体(7)、中间密封圈(8)、中间极靴(9)、右密封圈(10)、右隔磁环(11)、右极靴(12)、磁性液体(13)、轴套(14)、右轴承(15)、端盖(16)、轴(17)。
构成该装置的各部分之间的连接：所述左密封圈安装在左极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的左极靴；所述中间密封圈安装在中间极靴的内圆面的凹槽内，构成带密封圈的中间极靴；所述右密封圈安装在右极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的右极靴；所述中间隔磁环安装在马蹄铁型环状永磁体的凹槽内，构成带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体；
左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、轴、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承、端盖依次装入外壳中；带密封圈的左极靴和带密封圈的右极靴与外壳紧密接触构成密封；左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承套装在轴上，向所述装置注入足量的磁性液体，通过端盖定位，端盖与外壳通过螺纹连接。
本发明的有益效果：1、在径向尺寸受限，轴向尺寸不受限时，有效解决了径向尺寸受限问题，同时缩短了磁路，增强了密封间隙的磁场；2、在高速密封工况下，磁性液体自身的离心力对磁性液体密封性能的影响不能忽略，离心力使得磁性液体密封性能下降，此密封装置用于高速密封时，中间极靴的截断面为中间高两边低，在转动过程中，会形成线速度差，使得磁性液体在离心力的作用下，向中间的密封间隙流动，形成密封环，进而达到密封效果。
附图说明
图1为本发明的一种凸台式磁性液体密封装置；
图1中：外壳(1)、轴承(2)、左隔磁环(3)、左密封圈(4)、左极靴(5)、中间隔磁环(6)、马蹄型环状永磁铁(7)、中间密封圈(8)、中间极靴(9)、右密封圈(10)、右隔磁环(11)、右极靴(12)、磁性液体(13)、轴套(14)、右轴承(15)、端盖(16)、轴(17)。
具体实施方式
以附图为具体实施方式对本发明做进一步说明：
一种凸台式磁性液体密封装置如图1，该装置包括：外壳(1)、轴承(2)、左隔磁环(3)、左密封圈(4)、左极靴(5)、中间隔磁环(6)、马蹄铁型环状永磁体(7)、中间密封圈(8)、中间极靴(9)、右密封圈(10)、右隔磁环(11)、右极靴(12)、磁性液体(13)、轴套(14)、右轴承(15)、端盖(16)、轴(17)。
构成该装置的各部分之间的连接：所述左密封圈安装在左极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的左极靴；所述中间密封圈安装在中间极靴的内圆面的凹槽内，构成带密封圈的中间极靴；所述右密封圈安装在右极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的右极靴；所述中间隔磁环安装在马蹄铁型环状永磁体的凹槽内，构成带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体；
左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、轴、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承、端盖依次装入外壳中；带密封圈的左极靴和带密封圈的右极靴与外壳紧密接触构成密封；左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承套装在轴上，向所述装置注入足量的磁性液体，通过端盖定位，端盖与外壳通过螺纹连接。
下面说明磁回路的组成：马蹄铁型环状永磁体(7)从N极发出的磁场，经左极靴(5)、磁性液体(13)、中间极靴(9)、右极靴(12)回到马蹄铁型环状永磁体(7)的S极，形成闭合磁回路。
该装置利用马蹄铁型环状永磁体与极靴紧密配合，减小了密封装置的径向尺寸，适用于径向尺寸受限的场合。
极靴选用导磁性能良好的材料，如2Cr13；
马蹄铁型环状永磁体选用铷铁硼作为材料；
外壳、轴套、隔磁环均选用不导磁的材料，如不锈钢304；
中间隔磁环选用热塑性能好且不导磁材料；
磁性液体(13)的种类根据使用环境和密封介质的不同，选择不同基载液的磁性液体，有必要时可以选用磁流变液。

Claims (4)

1.一种凸台式磁性液体密封装置，其特征在于，该密封装置包括：外壳(1)、轴承(2)、左隔磁环(3)、左密封圈(4)、左极靴(5)、中间隔磁环(6)、马蹄铁型环状永磁体(7)、中间密封圈(8)、中间极靴(9)、右密封圈(10)、右隔磁环(11)、右极靴(12)、磁性液体(13)、轴套(14)、右轴承(15)、端盖(16)、轴(17)；
构成该装置的各部分之间的连接：所述左密封圈安装在左极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的左极靴；所述中间密封圈安装在中间极靴的内圆面的凹槽内，构成带密封圈的中间极靴；所述右密封圈安装在右极靴外圆面的凹槽内，构成带密封圈的右极靴；所述中间隔磁环安装在马蹄铁型环状永磁体的凹槽内，构成带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体；
左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、轴、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承、端盖依次装入外壳中；带密封圈的左极靴和带密封圈的右极靴与外壳紧密接触构成密封；左轴承、左隔磁环、带密封圈的左极靴、带中间隔磁环的马蹄铁型环状永磁体、带密封圈的中间极靴、带密封圈的右极靴、右隔磁环、轴套、右轴承套装在轴上，向所述装置注入足量的磁性液体，通过端盖定位，端盖与外壳通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述凸台式磁性液体密封装置，其特征在于：
马蹄铁型环状永磁体(7)横截面为U型，两端分别为N、S极。
3.根据权利要求1所述凸台式磁性液体密封装置，其特征在于：
中间极靴(9)带有极齿，其横截面为‘凸’形，两侧具有一定的倾斜角，一般为18°～60°。
4.根据权利要求1所述凸台式磁性液体密封装置，其特征在于：
中间隔磁环(6)的内圆面与中间极靴(9)外圆面间隙足够小，一般为0.8～1.2mm。
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