CN110906009A - 一种混联型套筒式磁流体密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种混联型套筒式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左轴承、左隔磁环、右隔磁环、右轴承、端盖、右极靴、右密封圈、左密封圈、左极靴，所述轴上安装有套筒；所述套筒置于左极靴、右极靴之间；所述套筒两侧的轴向上开有凹槽；所述左极靴和右极靴与套筒相对的一侧上设有凹槽；所述每个凹槽内嵌有永磁体；本发明使用套筒装置结构设计，减少了磁流体密封磁回路长度，提高密封间隙内的磁场强度，大大减少了在密封失效时磁流体的损失，从而提高了大间隙条件下磁流体密封的耐压能力和密封可靠性，因此克服了现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，扩大了其安全工作范围。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程密封技术领域，具体涉及一种混联型套筒式磁流体密封装置。
背景技术
磁性液体因其具有良好的化学和物理性能而得到广泛的应用。磁性液体密封技术是一种利用磁性液体对外加磁场的响应特性从而将其牢牢固定在密封间隙内，形成类似“O”型密封圈以抵抗其两侧压差的密封技术。然而，在高速轴或轴径大于500mm的低速转轴如船舶主轴等要求大的密封间隙条件下，磁流体的密封性能会比较差，因此研究提高大间隙条件下磁性液体的耐压性能有重要的意义。
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，中国专利CN207634699中提出一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置，但是该结构能提供的磁场强度在重载高压情况下较难满足要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提出一种混联型套筒式磁流体密封装置。
本发明采用以下技术方案：
一种混联型套筒式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左轴承、左隔磁环、右隔磁环、右轴承、端盖、右极靴、右密封圈、左密封圈、左极靴，所述轴上安装有套筒；所述套筒置于左极靴、右极靴之间；所述套筒两侧的轴向上开有凹槽；所述左极靴和右极靴与套筒相对的一侧上设有凹槽；所述每个凹槽内嵌有永磁体。
进一步地，所述套筒以螺纹连接的方式安装在轴上。
进一步地，所述永磁体以过盈配合的方式安装在左极靴、右极靴、套筒上的凹槽内。
进一步地，所述套筒外侧安装有中间永磁体；所述中间永磁体布置在左、右极靴之间。
进一步地，所述套筒外侧安装有中间永磁体；所述中间永磁体布置在左、右极靴之间。
进一步地，所述永磁体为轴向充磁型永磁体。
进一步地，套筒上的永磁体的磁力线方向与左、右极靴上的永磁体的磁力线方向相同。
进一步地，所述中间永磁体的磁力线方向与套筒，左、右极靴上的永磁体的磁力线方向相反。
进一步地，所述左、右极靴的内圆面设有轴向极齿；所述极齿与轴形成的径向密封间隙的大小为0.05-3mm；所述轴向密封间隙内注有磁流体。
本发明使用套筒装置结构设计，将套筒和极靴轴向开槽，使轴向充磁的永磁体嵌入凹槽内，套筒的凹槽内放入多个永磁体，减少了磁流体密封磁回路长度，提高密封间隙内的磁场强度，大大减少了在密封失效时磁流体的损失，从而提高了大间隙条件下磁流体密封的耐压能力和密封可靠性，因此克服了现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，扩大了其安全工作范围。
附图说明
图1为本发明混联型套筒式磁流体密封装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、 “轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提出一种混联型套筒式磁流体密封装置，包括轴1、外壳2、左轴承3、左隔磁环4、左一永磁体5、左二永磁体6、左三永磁体7、中间永磁体8、右一永磁体9、右二永磁体10、右三永磁体11、右隔磁环12、右轴承13、端盖14、右极靴15、右密封圈16、套筒17、左密封圈18、左极靴19。
其中，轴1贯穿外壳2布置，套筒17以螺纹连接的方式安装在轴1上，套筒17的两侧安装有左极靴19与右极靴15，两者均固定在外壳2内部；套筒17左右两侧的轴向上开有凹槽，本实施例中，如图1所示，套筒17上、下半端的左、右两侧各开有两个凹槽，其中左侧两个凹槽内分别以过盈配合的方式嵌入左二永磁体6与左三永磁体7，而右侧两个凹槽内同样以过盈配合的方式嵌入右一永磁体9和右二永磁体10；而在左极靴和右极靴与套筒相对的一侧上设有凹槽，凹槽内均以过盈配合的方式嵌入左一永磁体5和右三永磁体11；在左极靴19、右极靴15之间、套筒17的径向外侧设有中间永磁体8；以上所述的左一永磁体5、左二永磁体6、左三永磁体7、中间永磁体8、右一永磁体9、右二永磁体10、右三永磁体11均为轴向充磁型；其中左一永磁体5、左二永磁体6、左三永磁体7、右一永磁体9、右二永磁体10、右三永磁体11的磁力线方向相同，而中间永磁体8的磁力线方向与它们相反，它们共同组成作用于磁性液体的外加磁场；在左、右极靴的内圆面设有轴向极齿（图中未示出），极齿与轴形成的径向密封间隙的大小为0.05-3mm，轴向密封间隙内注有磁流体，本实施例中极靴上的极齿的数量为1-5个。
左极靴19、右极靴15的外圆上分别安装有左密封圈18与右密封圈16，在左极靴19、右极靴15的外侧分别安装有左轴承3与右轴承13；而左极靴19与左轴承3之间安装有左隔磁环4，同样右极靴15与右轴承13之间安装有右隔磁环12；以上密封组件安装在外壳2内，通过端盖14与外壳2的螺纹连接压紧右轴承13的外圈，从而实现完整的组装。
故综上所示，本发明使用套筒装置结构设计，将套筒和极靴轴向开槽，使轴向充磁的永磁体嵌入凹槽内，套筒的凹槽内放入多个永磁体，减少了磁流体密封磁回路长度，提高密封间隙内的磁场强度，大大减少了在密封失效时磁流体的损失，从而提高了大间隙条件下磁流体密封的耐压能力和密封可靠性，因此克服了现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况下高密封性能要求的难题，扩大了其安全工作范围。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中套筒17的数量为2-10个，即同一个轴1上布置多级套筒式磁流体密封装置，满足不同工况下的需要。
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混联型套筒式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左轴承、左隔磁环、右隔磁环、右轴承、端盖、右极靴、右密封圈、左密封圈、左极靴，其特征在于，所述轴上安装有套筒；所述套筒置于左极靴、右极靴之间；所述套筒两侧的轴向上开有凹槽；所述左极靴和右极靴与套筒相对的一侧上设有凹槽；所述每个凹槽内嵌有永磁体。
2.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述套筒以螺纹连接的方式安装在轴上。
3.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述永磁体以过盈配合的方式安装在左极靴、右极靴、套筒上的凹槽内。
4.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述套筒外侧安装有中间永磁体；所述中间永磁体布置在左、右极靴之间。
5.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述永磁体为轴向充磁型永磁体。
6.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，套筒上的永磁体的磁力线方向与左、右极靴上的永磁体的磁力线方向相同。
7.根据权利要求4所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述中间永磁体的磁力线方向与套筒、左、右极靴上的永磁体的磁力线方向相反。
8.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于，所述左、右极靴的内圆面设有轴向极齿；所述极齿与轴形成的径向密封间隙的大小为0.05-3mm；所述轴向密封间隙内注有磁流体。
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