CN110939739B - 磁粉、磁性液体联合的密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁粉、磁性液体联合的密封装置，磁粉、磁性液体联合的密封装置包括：外壳，形成有容纳腔室；转轴，可转动地设在容纳腔室内，转轴上设有第一盲孔和第二盲孔以及第一过孔和第二过孔；第一极靴，设在转轴的外侧，第一极靴的内周壁上设有多个第一极齿，每个第一极齿的齿顶面与转轴的外周面之间设有磁粉；第二极靴，套设在转轴的外侧，第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，每个第二极齿的齿顶面与转轴的外周面之间设有磁粉；永磁体，套设在转轴上且位于第一极靴与第二极靴之间；端盖，位于第二极靴的远离第一极靴的一侧；温度传感器，设在转轴上。根据本发明的磁粉、磁性液体联合的密封装置，可以满足零泄漏和高耐压能力的要求。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程密封技术领域，尤其是涉及一种磁粉、磁性液体联合的密封装置。
背景技术
相关技术中，磁粉是一种由被表面活性剂包裹的纳米颗粒构成的粉体，在磁场下表现为超顺磁性。使用磁粉的密封装置能承受较大的压力差，具有较高的耐压能力，但是不能实现被密封物质的零泄漏(这里零泄漏指泄漏率低于10-11cm3/s)。磁性液体是将被表面活性剂包裹的纳米颗粒，均匀分散到基载液中形成的稳定胶体。使用磁性液体的密封装置能实现密封装置的零泄漏，但能承受的压力差较小。
然而，相关技术中的密封装置不能实现根据密封需要改变密封介质的状态以满足高耐压能力或零泄漏的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种磁粉、磁性液体联合的密封装置，所述磁粉、磁性液体联合的密封装置可以实现被密封物质的零泄漏，且可承受大压力差，所述密封装置可以使密封介质在两种状态之间切换，以满足零泄漏和高耐压能力的要求。
根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置，包括：外壳，所述外壳上形成有容纳腔室，所述容纳腔室的两端分别为内端和外端；转轴，所述转轴可转动地设在所述容纳腔室内，并且所述转轴由所述容纳腔室的外端伸入到所述容纳腔室的内端，所述转轴上设有沿轴向延伸的第一盲孔和第二盲孔，所述转轴上设有沿径向延伸第一过孔和第二过孔，在所述转轴的周向方向上，所述第一过孔包括两个，且两个所述第一过孔间隔180度，所述第二过孔包括两个，且两个所述第二过孔间隔180度，两个所述第一过孔的其中一个与所述第一盲孔连通，两个所述第一过孔的其中另一个与所述第二盲孔连通，两个所述第二过孔的其中一个与所述第一盲孔连通，两个所述第二过孔的其中另一个与所述第二盲孔连通；第一极靴，所述第一极靴套设在所述转轴的外侧，所述第一极靴的内周壁上设有多个第一极齿，每个所述第一极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有用于密封的磁粉，相邻的两个所述第一极齿之间限定出第一空腔，所述第一空腔与所述第一过孔在所述转轴的径向方向上相对设置；第二极靴，所述第二极靴套设在所述转轴的外侧且与所述第一极靴在所述转轴的轴向方向上间隔开设置，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，每个所述第二极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有用于密封的磁粉，相邻的两个所述第二极齿之间限定出第二空腔，所述第二空腔与所述第二过孔在所述转轴的径向方向上相对设置；永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，且位于所述第一极靴与所述第二极靴之间；端盖，所述端盖位于所述第二极靴的远离所述第一极靴的一侧，且所述端盖与所述外壳的相对位置固定；温度传感器，所述温度传感器设在所述转轴上且邻近所述磁粉设置以监测密封间隙附近的温度；其中，所述第一极靴包括：第一左半极靴，所述第一左半极靴与所述外壳密封连接；第二左半极靴，所述第二左半极靴位于所述第一左半极靴的邻近所述第二极靴的一侧，所述第二左半极靴与所述外壳密封连接；所述第一左半极靴与所述第二左半极靴相连，且所述第一左半极靴与所述第二左半极靴之间限定出第一腔室，所述第一腔室内设有第一电阻丝；所述第二极靴包括：第一右半极靴，所述第一右半极靴与所述外壳密封连接；第二右半极靴，所述第二右半极靴位于所述第一右半极靴的远离所述第一极靴的一侧，所述第二右半极靴与所述外壳密封连接；所述第一右半极靴与所述第二右半极靴相连，且所述第一右半极靴与所述第二右半极靴之间限定出第二腔室，所述第二腔室内设有第二电阻丝；其中，所述外壳上设有第一穿孔和第二穿孔，所述第一穿孔与所述第一腔室连通，以使所述第一电阻丝的导线穿过，所述第二穿孔与所述第二腔室连通，以使所述第二电阻丝的导线穿过。
根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置，可以实现被密封物质的零泄漏，且可承受大压力差，所述密封装置可以使密封介质在上述两种状态之间切换，以满足零泄漏和高耐压能力的要求。
另外，根据本发明上述实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置还具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述第一左半极靴与所述外壳之间设有第一左极靴密封圈，所述第二左半极靴与所述外壳之间设有第二左极靴密封圈；所述第一右半极靴与所述外壳之间设有第一右极靴密封圈，所述第二右半极靴与所述外壳之间设有第二右极靴密封圈。
进一步地，所述第一左半极靴的邻近所述第二左半极靴的一侧形成有第一左半槽，所述第二左半极靴的邻近所述第一左半极靴的一侧形成有第二左半槽，所述第一左半极靴与所述第二左半极靴粘接相连，以在所述第一左半极靴与所述第二左半极靴之间限定出所述第一腔室；所述第一右半极靴的邻近所述第二右半极靴的一侧形成有第一右半槽，所述第二右半极靴的邻近所述第一右半极靴的一侧形成有第二右半槽，所述第一右半极靴与所述第二右半极靴粘接相连，以在所述第一右半极靴与所述第二右半极靴之间限定出所述第二腔室。
根据本发明的一些实施例，所述端盖与所述外壳螺纹连接。
根据本发明的一些实施例，在所述转轴的轴向方向上，所述第一过孔包括一个或间隔开布置的多个，所述第二过孔包括一个或间隔开布置的多个，所述第一过孔和所述第二过孔均被构造成圆形孔，且所述第一过孔和所述第二过孔的直径均为5mm。
在本发明的一些可选的实施例中，所述永磁体采用钕铁硼、钐钴、铁钴镍中的一种材料制成。
根据本发明的一些实施例，所述外壳和所述端盖为非导磁材料件。
根据本发明的一些实施例，所述磁粉选用表面包覆油酸的Fe3O4纳米颗粒。
在本发明的一些实施例中，所述第一左半极靴、所述第二左半极靴、所述第一右半极靴、所述第二右半极靴、所述转轴选用导磁材料件。
根据本发明的一些实施例，所述第一电阻丝和所述第二电阻丝选用0Gr25Al5。
本发明相对于相关技术而言具有以下有益效果：根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置的密封适应性更强，能适应不同的密封要求，分别为高耐压能力和零泄漏要求；操作简单，通过控制流入气体和控制交流电源通断，就可以实现两种密封状态之间切换。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置的一个剖面图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是图1中根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置的工作原理图。
附图标记：
磁粉、磁性液体联合的密封装置100、转轴1、外壳2、第一电阻丝3、第一左半极靴4、第一左极靴密封圈5、第二左极靴密封圈6、第二左半极靴7、永磁体8、第一右极靴密封圈9、第一右半极靴10、第二右极靴密封圈11、第二右半极靴12、端盖13、第二电阻丝14、磁粉15、温度传感器16、第一盲孔101、第二盲孔102、第一过孔103、第二过孔104、第一空腔105、第二空腔106、第一穿孔21、第二穿孔22。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中使用磁粉的密封装置不能实现被密封物质的零泄漏，相关技术中使用磁性液体的密封装置不能承受大压力差。总之，目前不存在一种密封装置，可以使密封介质在两种状态之间切换，以满足零泄漏和高耐压能力的要求。
为了解决相关技术中存在的上述技术问题，本申请提出一种磁粉、磁性液体联合的密封装置100，下面参考附图描述根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100。
根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100，包括：外壳2、转轴1、第一极靴、第二极靴、永磁体8、端盖13以及温度传感器16。
具体而言，外壳2上形成有容纳腔室，所述容纳腔室的两端分别为内端和外端。转轴1可转动地设在所述容纳腔室内，并且转轴1由所述容纳腔室的外端伸入到所述容纳腔室的内端。例如，转轴1可以由图1中所示的所述容纳腔室的右端伸入到图1中所示的所述容纳腔室的左端。
转轴1上设有沿轴向延伸的第一盲孔101和第二盲孔102，转轴1上设有沿径向延伸第一过孔103和第二过孔104，第一过孔103与第一盲孔101连通，第二过孔104与第二盲孔102连通。例如，转轴1上可以设有第一盲孔101和第二盲孔102，第一盲孔101和第二盲孔102可以沿转轴1的轴向延伸，转轴1上可以设有第一过孔103和第二过孔104，第一过孔103和第二过孔104可以沿转轴1的径向延伸，并且第一过孔103可以与第一盲孔101连通，第二过孔104可以与第二盲孔102连通。
在本发明的一些可选的实施例中，第一过孔103和第二过孔104均可以包括多个。
根据本发明的一些实施例，在所述转轴1的周向方向上，所述第一过孔103包括两个，且两个所述第一过孔103间隔180度，所述第二过孔104包括两个，且两个所述第二过孔104间隔180度。
例如，在一些实施例中，在所述转轴1的周向方向上，第一过孔103可以包括两个，且两个所述第一过孔103可以间隔开180度，两个所述第一过孔103的中心线的连线可以位于转轴1的直径方向上。图1中示出了在所述转轴1的周向方向上设置有两个第一过孔103，两个第一过孔103在转轴1的直径方向上相对设置。
在所述转轴1的周向方向上，所述第二过孔104包括两个，且两个所述第二过孔104间隔180度。例如，在一些实施例中，在所述转轴1的周向方向上，第二过孔104可以包括两个，且两个所述第二过孔104可以间隔开180度，两个所述第二过孔104的中心线的连线可以位于转轴1的直径方向上。图1中示出了在所述转轴1的周向方向上设置有两个第二过孔104，两个第二过孔104在转轴1的直径方向上相对设置。
所述第一极靴套设在转轴1的外侧，所述第一极靴的内周壁上设有多个第一极齿，每个所述第一极齿的齿顶面与转轴1的外周面之间设有用于密封的磁粉15，相邻的两个第一极齿之间限定出第一空腔105，第一空腔105与第一过孔103在转轴1的径向方向上相对设置。
例如，所述第一极靴可以套设在转轴1的外侧，所述第一极靴的内周壁上设有多个第一极齿，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，每个所述第一极齿的齿顶面与转轴1的外周面之间设有密封介质，所述密封介质可以为例如用于密封的磁粉15等，所述磁粉15可以设在所述第一极靴与转轴1的间隙处，相邻的两个所述第一极齿之间可以限定出第一空腔105，第一空腔105与第一过孔103可以在转轴1的径向方向上相对设置。
所述第二极靴套设在转轴1的外侧且与所述第一极靴在转轴1的轴向方向上间隔开设置，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，每个第二极齿的齿顶面与转轴1的外周面之间设有用于密封的磁粉15，相邻的两个第二极齿之间限定出第二空腔106，第二空腔106与第二过孔104在转轴1的径向方向上相对设置。
例如，所述第二极靴可以套设在转轴1的外侧，并且所述第二极靴与所述第一极靴可以在转轴1的轴向方向上间隔开设置，所述第二极靴可以位于所述第一极靴的右侧，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，每个所述第二极齿的齿顶面与转轴1的外周面之间可以设有密封介质，所述密封介质可以为例如用于密封的磁粉15等，所述磁粉15可以设在所述第二极靴与转轴1的间隙处，相邻的两个所述第二极齿之间限定出第二空腔106，第二空腔106与第二过孔104在转轴1的径向方向上相对设置。
永磁体8套设在转轴1上，且位于所述第一极靴与所述第二极靴之间。例如，永磁体8可以套设在转轴1上，并且永磁体8可以位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，永磁体8的左端可以止抵于所述第一极靴的右侧面，永磁体8的右端可以止抵于所述第二极靴的左侧面。
端盖13位于所述第二极靴的远离所述第一极靴的一侧，且端盖13与外壳2的相对位置固定。例如，端盖13可以位于所述第二极靴的右侧，并且端盖13与外壳2的相对位置固定。由此，通过端盖13与壳体2的配合，有利于使外壳2内各零部件完成轴向定位。
根据本发明的一些实施例，磁粉、磁性液体联合的密封装置100还可以包括：温度传感器16，温度传感器16可以设在转轴1上，并且温度传感器16可以邻近磁粉15设置以监测密封间隙附近的温度。
例如，在本发明的一些具体实施例中，温度传感器16可以设在所述第二极靴的右侧，但本发明不限于此。
其中，参照图1，根据本发明的一些实施例，所述第一极靴包括：第一左半极靴4以及第二左半极靴7。第一左半极靴4与外壳2密封连接；第二左半极靴7位于第一左半极靴4的邻近所述第二极靴的一侧(例如，第二左半极靴7可以位于第一左半极靴4的右侧)，第二左半极靴7与外壳2密封连接；第一左半极靴4与第二左半极靴7相连，且第一左半极靴4与第二左半极靴7之间限定出第一腔室107，第一腔室107内设有第一电阻丝3。
所述第二极靴包括：第一右半极靴10以及第二右半极靴12。第一右半极靴10与外壳2密封连接；第二右半极靴12位于第一右半极靴10的远离所述第一极靴的一侧(例如，第二右半极靴12位于第一右半极靴10的右侧)，第二右半极靴12与外壳2密封连接；第一右半极靴10与第二右半极靴12相连，且第一右半极靴10与第二右半极靴12之间限定出第二腔室108，第二腔室108内设有第二电阻丝14。
其中，外壳2上设有第一穿孔21和第二穿孔22，第一穿孔21与第一腔室107连通，以使第一电阻丝3的导线穿过，第二穿孔22与第二腔室108连通，以使第二电阻丝14的导线穿过。
结合图1至图3，根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100工作时，当密封装置100要求零泄漏时，在转轴1的第一盲孔101喷入雾化的煤油。如图1所示，雾化的煤油沿转轴1的直径方向上的一侧的第一过孔103和第二过孔104流入并分别填充极齿(例如所述第一极齿和第二极齿)之间的第一空腔105和第二空腔106。如图1所示，当第一空腔105和第二空腔106被雾化的煤油填充的过程中，第一空腔105和第二空腔106中的雾化的煤油可以分别由转轴1的直径方向上的另一侧的第一过孔103和第二过孔104流出，进而由转轴1的第二盲孔102流出；转轴1的转动和雾化的煤油的不断喷入，导致空腔(包括第一空腔105和第二空腔106)内雾气的对流，雾气与磁粉15充分混合，在原位形成磁性液体，实现密封装置100的零泄漏。
当密封装置100内的磁粉15已经转化为磁性液体，而密封装置100要求有高耐压能力时，在转轴1的第一盲孔101喷入干燥氮气，通过温度传感器16监测密封间隙附近的温度，接通交流电源令第一电阻丝3、第二电阻丝14通电，使密封间隙附近温度达到预定温度(例如350℃等)；磁性液体中的煤油蒸发，随流动的干燥氮气由转轴1的第二盲孔102流出，使磁性液体变为磁粉，实现高耐压能力。根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100，可以实现被密封物质的零泄漏，且可承受大压力差，也就是说，本申请所述密封装置可以使密封介质在上述两种状态之间切换，以满足零泄漏和高耐压能力的要求。
进一步地，结合图1，第一左半极靴4与外壳2之间设有第一左极靴密封圈5，第二左半极靴7与外壳2之间设有第二左极靴密封圈6。第一右半极靴10与外壳2之间设有第一右极靴密封圈9，第二右半极靴12与外壳2之间设有第二右极靴密封圈11。
例如，将第一左极靴密封圈5嵌入第一左半极靴4的密封槽中，构成带密封圈第一左半极靴；将第二左极靴密封圈6嵌入第二左半极靴7的密封槽中，构成带密封圈第二左半极靴。将第一右极靴密封圈9嵌入第一右半极靴10的密封槽中，构成带密封圈第一右半极靴；将第二右极靴密封圈11嵌入第二右半极靴12的密封槽中，构成带密封圈的第二右半极靴。由此，有利于避免密封圈发生轴向窜动，从而有利于进一步保证密封效果。这里，密封圈的材质、形状和密封等级可以根据实际需要做出选择，本发明对此不作具体限定。
进一步地，如图1所示，第一左半极靴4的邻近第二左半极靴7的一侧形成有第一左半槽，第二左半极靴7的邻近第一左半极靴4的一侧形成有第二左半槽，第一左半极靴4与第二左半极靴7粘接相连，以在第一左半极靴4与第二左半极靴7之间限定出第一腔室。
例如，参照图1，第一左半极靴4的右侧形成有第一左半槽，第二左半极靴7的左侧形成有第二左半槽，第一左半极靴4与第二左半极靴7粘接相连，这样可以在第一左半极靴4与第二左半极靴7之间通过所述第一左半槽与所述第二左半槽的配合限定出第一腔室107。
第一右半极靴10的邻近第二右半极靴12的一侧形成有第一右半槽，第二右半极靴12的邻近第一右半极靴10的一侧形成有第二右半槽，第一右半极靴10与第二右半极靴12粘接相连，以在第一右半极靴10与第二右半极靴12之间限定出第二腔室。
例如，结合图1，第一右半极靴10的右侧形成有第一右半槽，第二右半极靴12的左侧形成有第二右半槽，第一右半极靴10与第二右半极靴12粘接相连，这样可以在第一右半极靴10与第二右半极靴12之间通过所述第一右半槽与所述第二右半槽的配合限定出第二腔室108。
在本发明的一些实施例中，将带密封圈第一左半极靴安装在外壳2上，外壳2的内侧右端面与带密封圈第一左半极靴的左端面接触；将第一电阻丝3的导线穿过外壳2上的第一穿孔21，第一电阻丝3的两端接交流电源；将带密封圈第二左半极靴用胶粘在带密封圈第一左半极靴的右侧，并使第一电阻丝3位于第一左半极靴4和第二左半极靴7形成的第一腔室107中；将永磁体8安装在第二左半极靴7上。将带密封圈第一右半极靴安装在永磁体8上；将第二电阻丝14的导线穿过外壳2上的第二穿孔22，第二电阻丝14两端接交流电源；将带密封圈第二右半极靴用胶粘在带密封圈第一右半极靴的右侧，并使第二电阻丝14位于第一右半极靴10和第二右半极靴12形成的第二腔室108中。
根据本发明的一些实施例，端盖13与外壳2螺纹连接。由此，易于实现端盖13与外壳2之间的装配和拆卸，还有利于实现对外壳2内各零部件的轴向定位。
当然，在本发明的一些可选的实施例中，端盖13与外壳2也可以通过其他的连接方式例如插接等方式相连，本发明对端盖13与外壳2之间的具体连接方式不作限定，实际应用中可以根据需要而适应性设置。
结合图1，根据本发明的一些实施例，在所述转轴1的轴向方向上，第一过孔103包括一个或间隔开布置的多个。例如，在一些实施例中，在所述转轴1的轴向方向(例如图1中的左右方向)上，第一过孔103可以包括一个或间隔开布置的多个。图1中示出了在所述转轴1的轴向方向上设置有三个第一过孔103，三个第一过孔103间隔开设置。
在所述转轴1的轴向方向上，所述第二过孔104包括一个或间隔开布置的多个。例如，在一些实施例中，在所述转轴1的轴向方向(例如图1中的左右方向)上，第二过孔104可以包括一个或间隔开布置的多个。图1中示出了在所述转轴1的轴向方向上设置有三个第二过孔104，三个第二过孔104间隔开设置。
例如，在本发明的一些具体实施例中，第一过孔103和第二过孔104均包括六个，但本发明不限于此。
这里，需要说明的是，上述对第一过孔103和第二过孔104的数量以及布置方式的描述只是示例性的，不能理解为对本发明的限制。
两个第一过孔103可以对应一个第一空腔105设置，两个第一过孔103分别与第一空腔105连通。两个第二过孔104可以对应一个第二空腔106设置，两个第二过孔104分别与第二空腔105连通。这样可以使极齿(例如所述第一极齿和所述第二极齿)之间的空腔(例如第一空腔105和第二空腔106)与转轴1上的盲孔(例如第一盲孔101和第二盲孔102)导通。其中，第一空腔105可以与第一盲孔101导通，第二空腔106可以与第二盲孔102导通。
第一过孔103和第二过孔104均被构造成圆形孔，且第一过孔103和第二过孔104的直径均为5mm。
在本发明的一些可选的实施例中，永磁体8采用钕铁硼、钐钴、铁钴镍中的一种材料制成。可以理解的是，在常温密封条件下永磁体8选用钕铁硼材料，温度在300℃以下时永磁体8选用钐钴，温度在400℃时永磁体8选用铁钴镍。由此，不同的密封温度条件下选用不同的永磁体8，有利于提高本发明实施例的密封装置100的适用范围。
根据本发明的一些实施例，外壳2和端盖13为非导磁材料件。示例性且不限制地，外壳2和端盖13可以为不锈钢材料件。
根据本发明的一些实施例，磁粉15可以选用表面包覆油酸的Fe3O4纳米颗粒。
在本发明的一些实施例中，第一左半极靴4、第二左半极靴7、第一右半极靴10、第二右半极靴12、转轴1选用导磁材料件。例如，在本发明的一些实施例中，第一左半极靴4、第二左半极靴7、第一右半极靴10、第二右半极靴12、转轴1可以选用导磁性能良好的材料，例如电工纯铁等。
当然，在本发明的其他实施例中，第一左半极靴4、第二左半极靴7、第一右半极靴10、第二右半极靴12、转轴1的材料可以根据实际情况做出选择，并不限于电工纯铁，这对本领域的技术人员来说是可以理解的。
在本发明的一些实施例中，第一电阻丝3和第二电阻丝14可以选用0Gr25Al5。
根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100，转轴1开有上下两个盲孔，第一盲孔101和第二盲孔102，其中，第一盲孔101与每相邻两个第一极齿之间的第一空腔105导通，第二盲孔102与每相邻两个第二极齿之间的第二空腔106导通。第一左半极靴4和第二左半极靴7之间形成有第一腔室107，第一腔室107内设有第一电阻丝3；第一右半极靴10和第二右半极靴12之间形成有第二腔室108，第二腔室108内设有第二电阻丝14。在每个极齿处(例如极齿的齿顶面与转轴1之间的间隙处)注入磁粉15，此时密封装置100有高耐压能力。若密封装置100需要实现零泄漏，从转轴1的第一盲孔101喷入雾化的煤油，填充极齿(例如第一极齿和第二极齿)之间的空腔(例如第一空腔105和第二空腔106)并由转轴1的第二盲孔102流出。转轴1转动导致所述空腔内雾气对流，雾气与磁粉15充分混合，磁粉15变为磁性液体，实现零泄漏。若密封装置100需要高耐压能力，从转轴1的第一盲孔101喷入干燥氮气，电阻丝(例如第一电阻丝3和第二电阻丝14)通电。磁性液体中的煤油蒸发，所述磁性液体变为磁粉15，实现高耐压能力。根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100可以在磁粉、磁性液体两种工作状态间切换，分别满足高耐压能力和零泄漏的要求。
本发明相对于相关技术而言具有以下有益效果：根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100的密封适应性更强，能适应不同的密封要求，分别为高耐压能力和零泄漏要求；操作简单，通过控制流入气体和控制交流电源通断，就可以实现两种密封状态之间的切换。
根据本发明实施例的磁粉、磁性液体联合的密封装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，包括：
外壳(2)，所述外壳(2)上形成有容纳腔室，所述容纳腔室的两端分别为内端和外端；
转轴(1)，所述转轴(1)可转动地设在所述容纳腔室内，并且所述转轴(1)由所述容纳腔室的外端伸入到所述容纳腔室的内端，所述转轴(1)上设有沿轴向延伸的第一盲孔(101)和第二盲孔(102)，所述转轴(1)上设有沿径向延伸第一过孔(103)和第二过孔(104)，在所述转轴(1)的周向方向上，所述第一过孔(103)包括两个，且两个所述第一过孔(103)间隔180度，所述第二过孔(104)包括两个，且两个所述第二过孔(104)间隔180度，两个所述第一过孔(103)的其中一个与所述第一盲孔(101)连通，两个所述第一过孔(103)的其中另一个与所述第二盲孔(102)连通，两个所述第二过孔(104)的其中一个与所述第一盲孔(101)连通，两个所述第二过孔(104)的其中另一个与所述第二盲孔(102)连通；
第一极靴，所述第一极靴套设在所述转轴(1)的外侧，所述第一极靴的内周壁上设有多个第一极齿，每个所述第一极齿的齿顶面与所述转轴(1)的外周面之间设有用于密封的磁粉(15)，相邻的两个所述第一极齿之间限定出第一空腔(105)，所述第一空腔(105)与所述第一过孔(103)在所述转轴(1)的径向方向上相对设置；
第二极靴，所述第二极靴套设在所述转轴(1)的外侧且与所述第一极靴在所述转轴(1)的轴向方向上间隔开设置，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，每个所述第二极齿的齿顶面与所述转轴(1)的外周面之间设有用于密封的磁粉(15)，相邻的两个所述第二极齿之间限定出第二空腔(106)，所述第二空腔(106)与所述第二过孔(104)在所述转轴(1)的径向方向上相对设置；
永磁体(8)，所述永磁体(8)套设在所述转轴(1)上，且位于所述第一极靴与所述第二极靴之间；
端盖(13)，所述端盖(13)位于所述第二极靴的远离所述第一极靴的一侧，且所述端盖(13)与所述外壳(2)的相对位置固定；
温度传感器(16)，所述温度传感器(16)设在所述转轴(1)上且邻近所述磁粉(15)设置以监测密封间隙附近的温度；其中，所述第一极靴包括：
第一左半极靴(4)，所述第一左半极靴(4)与所述外壳(2)密封连接；
第二左半极靴(7)，所述第二左半极靴(7)位于所述第一左半极靴(4)的邻近所述第二极靴的一侧，所述第二左半极靴(7)与所述外壳(2)密封连接；
所述第一左半极靴(4)与所述第二左半极靴(7)相连，且所述第一左半极靴(4)与所述第二左半极靴(7)之间限定出第一腔室(107)，所述第一腔室(107)内设有第一电阻丝(3)；
所述第二极靴包括：
第一右半极靴(10)，所述第一右半极靴(10)与所述外壳(2)密封连接；
第二右半极靴(12)，所述第二右半极靴(12)位于所述第一右半极靴(10)的远离所述第一极靴的一侧，所述第二右半极靴(12)与所述外壳(2)密封连接；
所述第一右半极靴(10)与所述第二右半极靴(12)相连，且所述第一右半极靴(10)与所述第二右半极靴(12)之间限定出第二腔室(108)，所述第二腔室(108)内设有第二电阻丝(14)；
其中，所述外壳(2)上设有第一穿孔(21)和第二穿孔(22)，所述第一穿孔(21)与所述第一腔室(107)连通，以使所述第一电阻丝(3)的导线穿过，所述第二穿孔(22)与所述第二腔室(108)连通，以使所述第二电阻丝(14)的导线穿过。
2.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，
所述第一左半极靴(4)与所述外壳(2)之间设有第一左极靴密封圈(5)，所述第二左半极靴(7)与所述外壳(2)之间设有第二左极靴密封圈(6)；
所述第一右半极靴(10)与所述外壳(2)之间设有第一右极靴密封圈(9)，所述第二右半极靴(12)与所述外壳(2)之间设有第二右极靴密封圈(11)。
3.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，
所述第一左半极靴(4)的邻近所述第二左半极靴(7)的一侧形成有第一左半槽，所述第二左半极靴(7)的邻近所述第一左半极靴(4)的一侧形成有第二左半槽，所述第一左半极靴(4)与所述第二左半极靴(7)粘接相连，以在所述第一左半极靴(4)与所述第二左半极靴(7)之间限定出所述第一腔室(107)；
所述第一右半极靴(10)的邻近所述第二右半极靴(12)的一侧形成有第一右半槽，所述第二右半极靴(12)的邻近所述第一右半极靴(10)的一侧形成有第二右半槽，所述第一右半极靴(10)与所述第二右半极靴(12)粘接相连，以在所述第一右半极靴(10)与所述第二右半极靴(12)之间限定出所述第二腔室(108)。
4.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，所述端盖(13)与所述外壳(2)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，在所述转轴(1)的轴向方向上，所述第一过孔(103)包括一个或间隔开布置的多个，所述第二过孔(104)包括一个或间隔开布置的多个，所述第一过孔(103)和所述第二过孔(104)均被构造成圆形孔，且所述第一过孔(103)和所述第二过孔(104)的直径均为5mm。
6.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，所述永磁体(8)采用钕铁硼、钐钴、铁钴镍中的一种材料制成。
7.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，所述外壳(2)和所述端盖(13)为非导磁材料件。
8.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，所述磁粉(15)选用表面包覆油酸的Fe3O4纳米颗粒。
9.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，
所述第一左半极靴(4)、所述第二左半极靴(7)、所述第一右半极靴(10)、所述第二右半极靴(12)、所述转轴(1)选用导磁材料件。
10.根据权利要求1所述的磁粉、磁性液体联合的密封装置，其特征在于，所述第一电阻丝(3)和所述第二电阻丝(14)选用0Gr25Al5。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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