CN110848394A - 一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置 - Google Patents

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何新智
苗玉宾
喻峻
李德才
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    • 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
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Abstract

本发明一种用于密封液体介质的背叶轮‑磁性液体组合式密封装置，属于机械工程领域。构成该装置包括：转轴、自紧螺母、平键、背叶轮、外套、第一极靴、第一极靴密封圈、环形永磁体、第二极靴、第二极靴密封圈、端盖、磁性液体。本发明工作时，背叶轮随转轴一同旋转，背叶轮凭借右侧端面叶片的径向筋条结构产生偏向密封腔上游的离心压力，此离心压力阻碍泄漏流动，有效抵制密封腔的高压，使分配到磁性液体密封前端的压力大大减小，弥补了磁性液体密封单独作用时耐压能力弱的缺点，同时减弱被密封液体介质与磁性液体两相界面处的不稳定性，有效增长密封时长。

Description

一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置
技术领域
本发明属于机械工程密封领域，特别适用于高压差工况下的液体介质密封。
背景技术
磁性液体密封是一种新型密封方式，具有泄漏率低、功耗小、结构简单、寿命长的特点，尤其低压差、低转速工况下的气体介质密封。而针对于密封液体介质，高压差的密封环境会加剧磁性液体与被密封液体介质的界面处的不稳定性，磁性液体发生乳化，进而导致密封失效。公开号为CN208535157U的专利将密封结构置于端面处，虽一定程度降低两相界面出的相对速度，但增加了数条泄漏通道，降低了密封可靠性。公开号为CN103759018B的专利采用的刷式-磁性液体组合式密封结构则结构复杂、装配困难、制造成本高的问题。背叶轮是叶片泵中常采用的一种组成结构，常用于旋转轴的辅助密封，具有结构简单、工作可靠、寿命长的优点。因此本专利充分结合背叶轮密封与磁性液体密封的优点，解决高压差工况下的液体介质密封。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于液体介质密封、且耐压能力高、泄漏率低、结构简单的密封装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置，构成该装置包括：转轴、自紧螺母、平键、背叶轮、外套、第一极靴、第一极靴密封圈、环形永磁体、第二极靴、第二极靴密封圈、端盖、磁性液体；
构成该装置各部分之间连接方式：所述平键安装于转轴上的键槽内；所述背叶轮通过平键安装到转轴上并与转轴的轴肩端面接触；所述自紧螺母通过螺纹连接安装到转轴上并与背叶轮接触；所述自紧螺母、平键、背叶轮组成背叶轮密封组件；
所述第一极靴密封圈安装嵌入第一极靴凹槽内；所述第二极靴密封圈安装嵌入第二极靴凹槽内；所述第一极靴安装到外套内并与外套左侧阶梯端面接触；所述环形永磁体安装在第一极靴内圆中并与第一极靴内圆阶梯端面接触；所述第二极靴装到环形永磁体外圆上，其中第二极靴的内圆阶梯端面与环形永磁体外圆面接触；所述磁性液体注入到第一极靴、第二极靴与转轴间的间隙中；所述第一极靴、第一极靴密封圈、环形永磁体、第二极靴、第二极靴密封圈、磁性液体组成磁性液体密封组件；所述端盖安装到第二极靴右侧并与第二极靴右端面接触；所述外套与端盖通过螺纹连接在一起。
所述背叶轮4的叶片分布在右侧端面；所述背叶轮4的叶片的径向筋条形状采用前弯叶片、后弯叶片、倾斜叶片及径向直叶片等形状。
所述一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置和已有技术相比所具有的有益效果：
所述一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置采用将背叶轮密封与磁性液体密封组合的密封方式，当转轴工作时，背叶轮随转轴一同旋转，背叶轮凭借右侧端面叶片上的径向筋条结构产生偏向密封腔上游的离心压力，此离心压力阻碍泄漏流动，有效抵制密封腔的高压，使分配到磁性液体密封前端的压力大大减小，弥补了磁性液体密封单独作用时耐压能力弱的问题，同时减弱被密封液体介质与磁性液体两相界面处的不稳定性，进而增长有效密封时长；当转轴停止旋转，磁性液体密封结构保证密封的可靠性。所述背叶轮-磁性液体组合式密封装置在转轴工作及停车时均可以完成对被密封液体介质的有效密封。
附图说明
图1是一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置结构示意图；
图2是背叶轮叶片形状示意图。
图1中：转轴1、自紧螺母2、平键3、背叶轮4、外套5、第一极靴6、第一极靴密封圈7、环形永磁体8、第二极靴9、第二极靴密封圈10、端盖11、磁性液体12。
具体实施方式
参照附图对本发明做进一步说明：
一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置如图1，构成该装置包括：转轴1、自紧螺母2、平键3、背叶轮4、外套5、第一极靴6、第一极靴密封圈7、环形永磁体8、第二极靴9、第二极靴密封圈10、端盖11、磁性液体12。
构成该装置各部分之间连接方式：
所述平键3安装于转轴1上的键槽内；所述背叶轮4通过平键3安装到转轴1上并与转轴1的轴肩端面接触；所述自紧螺母2通过螺纹连接安装到转轴1上并与背叶轮4接触；所述自紧螺母2、平键3、背叶轮4组成背叶轮密封组件。
所述第一极靴密封圈7安装嵌入第一极靴6凹槽内；所述第二极靴密封圈10安装嵌入第二极靴9凹槽内；所述第一极靴6安装到外套5内并与外套5左侧阶梯端面接触；所述环形永磁体8安装在第一极靴6内圆中并与第一极靴6内圆阶梯端面接触；所述第二极靴9装到环形永磁体8外圆上，其中第二极靴9的内圆阶梯端面与环形永磁体8外圆面接触；所述磁性液体12注入到第一极靴6、第二极靴9与转轴1间的间隙中；所述第一极靴6、第一极靴密封圈7、环形永磁体8、第二极靴9、第二极靴密封圈10、磁性液体12组成磁性液体密封组件。
所述端盖11安装到第二极靴9右侧并与第二极靴9右端面接触；所述外套5与端盖11通过螺纹连接在一起。
所述背叶轮4的叶片分布在右侧端面；所述背叶轮4的叶片的径向筋条形状采用前弯叶片、后弯叶片、倾斜叶片及径向直叶片等形状，如图2所示。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (2)

1.一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置，其特征在于：构成该装置包括：转轴(1)、自紧螺母(2)、平键(3)、背叶轮(4)、外套(5)、第一极靴(6)、第一极靴密封圈(7)、环形永磁体(8)、第二极靴(9)、第二极靴密封圈(10)、端盖(11)、磁性液体(12)；
构成该装置各部分之间连接方式：
所述平键(3)安装于转轴(1)上的键槽内；所述背叶轮(4)通过平键(3)安装到转轴(1)上并与转轴(1)的轴肩端面接触；所述自紧螺母(2)通过螺纹连接安装到转轴(1)上并与背叶轮(4)接触；所述自紧螺母(2)、平键(3)、背叶轮(4)组成背叶轮密封组件；
所述第一极靴密封圈(7)安装嵌入第一极靴(6)凹槽内；所述第二极靴密封圈(10)安装嵌入第二极靴(9)凹槽内；所述第一极靴(6)安装到外套(5)内并与外套(5)左侧阶梯端面接触；所述环形永磁体(8)安装在第一极靴(6)内圆中并与第一极靴(6)内圆阶梯端面接触；所述第二极靴(9)装到环形永磁体(8)外圆上，其中第二极靴(9)的内圆阶梯端面与环形永磁体(8)外圆面接触；所述磁性液体(12)注入到第一极靴(6)、第二极靴(9)与转轴(1)间的间隙中；所述第一极靴(6)、第一极靴密封圈(7)、环形永磁体(8)、第二极靴(9)、第二极靴密封圈(10)、磁性液体(12)组成磁性液体密封组件；
所述端盖(11)安装到第二极靴(9)右侧并与第二极靴(9)右端面接触；所述外套(5)与端盖(11)通过螺纹连接在一起。
2.根据权力要求1所述一种用于密封液体介质的背叶轮-磁性液体组合式密封装置，其特征在于：
所述背叶轮(4)的叶片分布在右侧端面；所述背叶轮(4)的叶片径向筋条形状采用前弯叶片、后弯叶片、倾斜叶片及径向直叶片等形状。
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