CN110848393A - 一种多级磁流体密封装置 - Google Patents

一种多级磁流体密封装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110848393A
CN110848393A CN201910987890.2A CN201910987890A CN110848393A CN 110848393 A CN110848393 A CN 110848393A CN 201910987890 A CN201910987890 A CN 201910987890A CN 110848393 A CN110848393 A CN 110848393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic fluid
main shaft
movable frame
stage
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910987890.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110848393B (zh
Inventor
邱冰静
凌道盛
汪玉冰
赵宇
郑建靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201910987890.2A priority Critical patent/CN110848393B/zh
Publication of CN110848393A publication Critical patent/CN110848393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110848393B publication Critical patent/CN110848393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • 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
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023—Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多级磁流体密封装置，包括上固定架、下固定架以及组装后安装在上固定架和下固定架之间的主轴、二级减速装置、磁流体内密封组件、磁流体外密封组件和可动架；二级减速装置的输入齿轮固定安装在主轴上，磁流体外密封组件安装于可动架外台阶上，与上固定架间形成一级磁流体动密封；磁流体内密封组件安装于可动架内台阶上，与主轴间形成另一级磁流体动密封；可动架固定在二级减速装置的输出齿轮上，二级减速装置的输出齿轮通过轴承转动安装在主轴上；可动架与主轴的转向相同，与主轴之间有转速差。本发明具有结构简单的优点，通过分级减速密封的方式可解决传统的单级磁流体密封难以适用于大直径高线速度的转轴动密封的问题。

Description

一种多级磁流体密封装置
技术领域
本发明属于动密封领域，特别涉及一种多级磁流体密封装置，尤其适用于真空高速动密封场合。
背景技术
磁流体密封具有零泄漏、长寿命、高可靠性等优点，在许多回转动密封装置上得到了应用，如在单晶硅炉、真空熔炼炉、化学气相沉积、离子镀膜等真空设备的密封。在磁流体密封液动密封过程中，转轴的高速旋转对磁流体的离心作用限制了单级磁流体密封的耐压能力，限制了高线速度下动密封的应用；尤其对于大直径高转速的磁流体密封装置，大直径密封结构降低了磁场强度，使得传统的单级磁流体密封更难以适用于大直径高线速度的转轴动密封。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多级磁流体密封装置，通过分级减速密封的方式可解决传统的单级磁流体密封难以适用于大直径高线速度的转轴动密封的问题，可用于高转速动密封场合，尤其适用于高转速大轴径的真空动密封。
为实现上述目的，本发明采用方案如下：一种多级磁流体密封装置，包括上固定架、下固定架以及组装后安装在上固定架和下固定架之间的主轴、二级减速装置、磁流体内密封组件、磁流体外密封组件和可动架；二级减速装置的输入齿轮固定安装在主轴上，磁流体外密封组件安装于可动架外台阶上，与上固定架间形成一级磁流体动密封；磁流体内密封组件安装于可动架内台阶上，与主轴间形成另一级磁流体动密封；可动架固定在二级减速装置的输出齿轮上，二级减速装置的输出齿轮通过轴承转动安装在主轴上；可动架与主轴的转向相同，与主轴之间有转速差。
进一步的，所述的二级减速装置包括输出齿轮、输入齿轮、推力轴承、上减速齿轮、下减速齿轮、传动轴；输入齿轮通过键连接固定装配于主轴上随主轴转动，下减速齿轮及上减速齿轮通过键连接固定装配于传动轴上，下减速齿轮与输入齿轮啮合；推力轴承同心安装于主轴上，输出齿轮底面加工有凹槽与推力轴承配合安装；输出齿轮与上减速齿轮啮合，经两级齿轮减速后，输出齿轮与主轴转向相同，但小于主轴转速。
进一步的，输出齿轮上加工有定位孔，可动架通过定位销固连于输出齿轮上，可动架随输出齿轮转动。
进一步的，所述的磁流体内密封组件由两个内极齿、内磁铁、内圈上隔磁环及内圈下隔磁环组成，内磁铁装配于两个内极齿中间，内圈上隔磁环及内圈下隔磁环分别装配于两个内极齿的上方和下方。
进一步的，所述的磁流体外密封组件由两个外极齿、外磁铁、外圈上隔磁环及外圈下隔磁环组成，外磁铁装配于两个外极齿中间，外圈上隔磁环及外圈下隔磁环分别装配于两个外极齿的上方和下方。
进一步的，所述的上固定架及下固定架上均加工有轴承定位孔，二级减速装置的传动轴通过轴承安装于上固定架及下固定架之间的轴承定位孔上。
进一步的，盖板通过固定螺栓安装于可动架上端。
本发明的有益效果是：本发明采用减速装置，将采用一级密封时相对转速较大的上固定架与主轴间的动密封分为了两级磁流体密封，减小了高线速度下离心力对磁流体工作稳定性的影响，有利于提高磁流体密封的适用转速，本发明具有结构简单，安装方便的优点，可有效解决目前单级磁流体密封难适用于高转速、大直径转轴动密封的问题，有利于提高磁流体密封装置的适用工作范围。
附图说明
图1是多级磁流体密封装置的装配图；
图2是下固定架结构图；
图3是上固定架结构图；
图4是外极齿结构图；
图5是隔磁环结构图；
图6是盖板结构图；
图7是可动架结构图；
图8是主轴结构图；
图9是内极齿结构图；
图10是推力轴承结构图；
图11是输出齿轮结构图；
图12是传动轴结构图；
图中：1.下固定架；2.下减速齿轮；3.上减速齿轮；4.上固定架；5.外圈下隔磁环；6.外极齿；7.外磁铁；8.外圈上隔磁环；9.盖板；10.可动架；11.主轴；12.固定螺栓；13.内极齿；14.内圈上隔磁环；15.内磁铁；16.内圈下隔磁环；17.推力轴承；18.定位销；19.输入齿轮；20.输出齿轮；21.传动轴
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此仅显示与本发明有关的构成。
需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1-12所示，多级磁流体密封装置包括上固定架4、下固定架1以及组装后安装在上固定架4和下固定架1之间的主轴11、二级减速装置、磁流体内密封组件、磁流体外密封组件及可动架10。二级减速装置的输入齿轮固定安装在主轴11上，磁流体外密封组件安装于可动架10外台阶上，与上固定架4间形成一级磁流体动密封；磁流体内密封组件安装于可动架10内台阶上，与主轴11间形成另一级磁流体动密封；可动架10固定在二级减速装置的输出齿轮上，二级减速装置的输出齿轮通过轴承转动安装在主轴11上；可动架10与主轴11的转向相同，与主轴11之间有转速差。
如图1、图2、图8、图10、图11、图12所示，二级减速装置包括输出齿轮20、输入齿轮19、推力轴承17、上减速齿轮3、下减速齿轮2、传动轴21；输入齿轮19与主轴11同轴配合安装于台阶11-1并通过键连接方式固定，推力轴承17与主轴11紧配合安装于台阶11-2处；如图11所示，输出齿轮20下方开设有凹槽20-1，输出齿轮20通过凹槽20-1与推力轴承17上的滚子17-3配合，且与推力轴承17允许相对转动；下减速齿轮2通过键联接安装于传动轴21上台阶21-2处；上减速齿轮3通过键联接安装于传动轴21上台阶22-1处；下减速齿轮2与输入齿轮19啮合传动；上减速齿轮3与输出齿轮20啮合传动。
如图1、图2、图3、图12所示，上固定架4上加工有轴承安装孔4-2，下固定架1上加工有轴承安装孔1-2，传动轴21两端通过轴承装配于轴承安装孔4-1及轴承安装孔1-2内；下固定架1上的中心通孔1-1、上固定架4上的中心孔4-1及主轴11同轴装配。
如图1、图7、图11所示，可动架10上加工有定位孔10-1、螺纹孔10-2、内凸台10-3及外凸台10-4，输出齿轮20上加工有定位孔20-2；采用定位销18通过定位孔10-1与定位孔20-2将可动架10固连于输出齿轮20上，可动架10随输出齿轮20旋转。
如图1、图6及图7所示，磁流体内密封组件安装于可动架10上的内凸台10-3上，与主轴11之间形成一级磁流体动密封；磁流体外密封组件安装于可动架10上的外凸台10-4上，与上固定架4之间形成另一级磁流体动密封；上盖板9上加工有螺栓孔9-1，上盖板9通过固定螺栓12固定安装于可动架上。
工作原理：如图1所示，输入齿轮11随主轴11同速同向转动，经啮合齿轮下减速齿轮2减速，下减速齿轮2带动传动轴21上的上减速齿轮3转动，最终使得输出齿轮20通过推力轴承17相对主轴11转动，同时可动架10随输出齿轮20转动，可动架10与主轴11转向相同且转速小于主轴11的转速；磁流体内密封件及磁流体外密封件随可动架10转动，磁流体内密封件与主轴11之间形成一级磁流体动密封，相对转速小于采用一级磁流体密封下的转速差，磁流体外密封件与上固定架之间形成另一级磁流体动密封，相对转速亦小于采用一级磁流体密封下的转速差；因此，通过采用多级密封减速的方式实现高线速度、大直径下的密封需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：在不脱离本发明工作原理的前提下，还可以做出改进及细化，这些改进和细化也应当视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多级磁流体密封装置，其特征在于，包括上固定架、下固定架以及组装后安装在上固定架和下固定架之间的主轴、二级减速装置、磁流体内密封组件、磁流体外密封组件和可动架；二级减速装置的输入齿轮固定安装在主轴上，磁流体外密封组件安装于可动架外台阶上，与上固定架间形成一级磁流体动密封；磁流体内密封组件安装于可动架内台阶上，与主轴间形成另一级磁流体动密封；可动架固定在二级减速装置的输出齿轮上，二级减速装置的输出齿轮通过轴承转动安装在主轴上；可动架与主轴的转向相同，与主轴之间有转速差。
2.根据权利要求1所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，所述的二级减速装置包括输出齿轮、输入齿轮、推力轴承、上减速齿轮、下减速齿轮、传动轴；输入齿轮通过键连接固定装配于主轴上随主轴转动，下减速齿轮及上减速齿轮通过键连接固定装配于传动轴上，下减速齿轮与输入齿轮啮合；推力轴承同心安装于主轴上，输出齿轮底面加工有凹槽与推力轴承配合安装；输出齿轮与上减速齿轮啮合，经两级齿轮减速后，输出齿轮与主轴转向相同，但小于主轴转速。
3.根据权利要求2所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，输出齿轮上加工有定位孔，可动架通过定位销固连于输出齿轮上，可动架随输出齿轮转动。
4.根据权利要求1所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，所述的磁流体内密封组件由两个内极齿、内磁铁、内圈上隔磁环及内圈下隔磁环组成，内磁铁装配于两个内极齿中间，内圈上隔磁环及内圈下隔磁环分别装配于两个内极齿的上方和下方。
5.根据权利要求1所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，所述的磁流体外密封组件由两个外极齿、外磁铁、外圈上隔磁环及外圈下隔磁环组成，外磁铁装配于两个外极齿中间，外圈上隔磁环及外圈下隔磁环分别装配于两个外极齿的上方和下方。
6.根据权利要求2所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，所述的上固定架及下固定架上均加工有轴承定位孔，二级减速装置的传动轴通过轴承安装于上固定架和下固定架之间的轴承定位孔上。
7.根据权利要求1所述的多级磁流体密封装置，其特征在于，盖板通过固定螺栓安装于可动架上端。
CN201910987890.2A 2019-10-17 2019-10-17 一种多级磁流体密封装置 Active CN110848393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910987890.2A CN110848393B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种多级磁流体密封装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910987890.2A CN110848393B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种多级磁流体密封装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110848393A true CN110848393A (zh) 2020-02-28
CN110848393B CN110848393B (zh) 2020-11-20

Family

ID=69597957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910987890.2A Active CN110848393B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种多级磁流体密封装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110848393B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112303240A (zh) * 2020-09-15 2021-02-02 浙江大学 一种两级磁流体密封装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533921A (en) * 1978-08-29 1980-03-10 Fuji Electric Co Ltd Magnetic fluid seal device
US20030001340A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Pazhayannur Ram V. Low power high speed disc drive spindle seal
CN203585339U (zh) * 2013-11-08 2014-05-07 江苏海事职业技术学院 一种船舶尾轴密封装置
CN204267733U (zh) * 2014-11-29 2015-04-15 洛阳康耀电子有限公司 一种高真空磁耦合动密封传动装置
CN105387213A (zh) * 2015-12-30 2016-03-09 北京交通大学 一种适用于核反应堆主泵密封的磁性液体与机械密封组合密封装置
CN105570463A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 烟台润蚨祥油封有限公司 一种车用双向密封旋转油封
JP2017029042A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社シマノ 磁気シール機構および魚釣用リール
CN106835027A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 江阴市中兴光电实业有限公司 带行星盘的镀膜机膜片转动结构
CN108105340A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 潍坊江钢机械有限公司 开孔机双级减速传动装置
CN108488391A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 北京航空航天大学 一种适用于高压差环境下的动封严结构
CN110206891A (zh) * 2019-07-07 2019-09-06 南京林业大学 剖分式机械密封用磁性液体辅助密封圈
CN110307298A (zh) * 2019-06-19 2019-10-08 哈尔滨工业大学（威海） 一种基于行星齿轮机构的机械动密封装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533921A (en) * 1978-08-29 1980-03-10 Fuji Electric Co Ltd Magnetic fluid seal device
US20030001340A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Pazhayannur Ram V. Low power high speed disc drive spindle seal
CN203585339U (zh) * 2013-11-08 2014-05-07 江苏海事职业技术学院 一种船舶尾轴密封装置
CN204267733U (zh) * 2014-11-29 2015-04-15 洛阳康耀电子有限公司 一种高真空磁耦合动密封传动装置
JP2017029042A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社シマノ 磁気シール機構および魚釣用リール
CN105387213A (zh) * 2015-12-30 2016-03-09 北京交通大学 一种适用于核反应堆主泵密封的磁性液体与机械密封组合密封装置
CN105570463A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 烟台润蚨祥油封有限公司 一种车用双向密封旋转油封
CN106835027A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 江阴市中兴光电实业有限公司 带行星盘的镀膜机膜片转动结构
CN108105340A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 潍坊江钢机械有限公司 开孔机双级减速传动装置
CN108488391A (zh) * 2018-03-12 2018-09-04 北京航空航天大学 一种适用于高压差环境下的动封严结构
CN110307298A (zh) * 2019-06-19 2019-10-08 哈尔滨工业大学（威海） 一种基于行星齿轮机构的机械动密封装置
CN110206891A (zh) * 2019-07-07 2019-09-06 南京林业大学 剖分式机械密封用磁性液体辅助密封圈

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112303240A (zh) * 2020-09-15 2021-02-02 浙江大学 一种两级磁流体密封装置
CN112303240B (zh) * 2020-09-15 2022-05-31 浙江大学 一种两级磁流体密封装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110848393B (zh) 2020-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106208543B (zh) 一种伺服电机及其控制方法
CN107842590B (zh) 一种余度角位移输出式差速器
CN107605844B (zh) 一种旋转液压缸
CN110848393A (zh) 一种多级磁流体密封装置
CN205350235U (zh) 一种二级并联摆线钢球减速器
CN104234878B (zh) 电机驱动的egr阀
CN103591068B (zh) 中空式永磁交流伺服电动机螺旋直驱式电液比例流量阀
CN103591070A (zh) 永磁交流伺服电动机螺纹直驱式电液比例流量阀
CN103602956B (zh) 一种真空沉积系统及其旋转馈入装置
CN112303240B (zh) 一种两级磁流体密封装置
CN203625463U (zh) 一种真空沉积系统及其旋转馈入装置
CN108644319A (zh) 一种用于航空的加油开关电动传动装置
CN206468796U (zh) 高精度行星减速器
CN102518754B (zh) 一种多级行星减速装置
CN108361344A (zh) 一种斜盘式轴向柱塞液压马达驱动回转装置
CN207611292U (zh) 一种由超声电机驱动控制的单框架控制力矩陀螺
CN211557122U (zh) 一种磁力减速装置
CN111412288B (zh) 一种集成式多轴磁性流体密封装置
CN105624628B (zh) 一种预溅射时磁路组件可以转动的旋转阴极
CN103291861A (zh) 一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱
CN209212893U (zh) 二级径齿差行星轮传动机构
CN223469661U (zh) 一种行星齿轮箱减速机构
CN211778984U (zh) 一种集成式多轴磁性流体密封装置
CN223677133U (zh) 一种阀门电动执行器
CN108015537B (zh) 一种壳体、齿轮板及丝杠副的精定位安装方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant