CN111963688B - 多级多极磁粉密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级多极磁粉密封装置，包括外壳、往复轴、第一极靴、第二极靴、永磁体和密封组件。往复轴贯穿外壳，密封组件设在外壳内且套设在往复轴外侧，密封组件位于第一极靴远离永磁体的一侧和/或第二极靴远离永磁体的一侧，密封组件包括导磁环和侧齿，侧齿设在导磁环的内周壁上，且侧齿的内周面与往复轴的外周面之间具有预设间隙，导磁环具有可通断的磁场，以使往复轴上的散落磁粉填充至预设间隙以密封所述侧齿和所述往复轴。本发明实施例的多级多极磁粉密封装置，通过设置密封组件，形成多级多极密封，提高了密封装置的耐压能力，还可以补充密封间隙内的磁粉，密封装置的密封性在下降后得以恢复。
Description
技术领域
本发明涉及密封技术领域，尤其是涉及一种多级多极磁粉密封装置。
背景技术
磁粉密封，是以磁性颗粒为主体，经过表面活性剂、润滑剂等改性后形成的微纳米磁性粉体(下称“磁粉”)为密封介质的密封形式。磁粉密封是一种高性能的新型密封技术，相比于传统密封方式，具有泄漏率低、耐压能力强、可靠性高、耐受极端温度、可通过表面改性提升特定环境下的耐压能力等优点。
相关技术中，用于往复轴的磁粉密封装置，在往复轴做往复运动的过程中，部分磁粉粘附在往复轴上而被带离密封间隙，随着往复轴工作时间增加，被吸附在密封间隙的磁粉越来越少，导致磁粉密封装置的耐压能力降低，泄漏率升高，甚至完全失去密封效果。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种多级多极磁粉密封装置，密封效果好且可防止磁粉流失。
根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置包括外壳、往复轴、第一极靴、第二极靴、永磁体和密封组件，所述往复轴贯穿所述外壳且相对于所述外壳可沿所述往复轴的轴向往复运动；所述第一极靴设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述第一极靴的内周壁设有多个第一极齿，多个所述第一极齿沿所述往复轴的轴向间隔布置，所述第一极齿的齿顶面与所述往复轴的外周壁之间设有用于密封的磁粉；所述第二极靴设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，多个所述第二极齿沿所述往复轴的轴向间隔布置，所述第二极齿的齿顶面与所述往复轴的外周壁之间设有所述磁粉；所述永磁体设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述永磁体位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，所述永磁体、所述第一极靴、所述磁粉、所述往复轴和所述第二极靴形成磁回路；所述密封组件设在所述外壳内且套设在所述往复轴外侧，所述密封组件为一个并设置在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧或所述第二极靴远离所述永磁体的一侧，或者，所述密封组件为两个并相对设置在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧和所述第二极靴远离所述永磁体的一侧，所述密封组件包括导磁环和侧齿，所述侧齿设在所述导磁环的内周壁上，且所述侧齿的内周面与所述往复轴的外周面之间具有预设间隙，所述导磁环具有可通断的磁场，以使所述往复轴上的散落磁粉填充至所述预设间隙以密封所述侧齿和所述往复轴，所述侧齿、所述导磁环、所述第一极靴和/或第二极靴、所述磁粉、所述往复轴和所述散落磁粉形成磁回路。
根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置，通过设置密封组件，实现了对粘附在往复轴上的散落磁粉的利用，将其填充至预设间隙处，不仅解决了磁粉粘附在往复轴上导致密封装置密封效果下降的问题，同时形成第二极密封，有效提高了密封装置的密封效果和耐压能力，同时降低了泄漏率，并且在导磁环退磁后，散落磁粉被回收到密封间隙内，使密封间隙内的磁粉得到补充，磁粉密封装置的密封性能得以恢复。
在一些实施例中，所述多级多极磁粉密封装置还包括线圈，所述线圈绕设在所述导磁环的外周壁上，所述线圈通电形成磁场以将所述散落磁粉吸附在所述预设间隙处。
在一些实施例中，所述侧齿邻近所述往复轴的至少部分的横截面积沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向逐渐减小。
在一些实施例中，所述侧齿包括沿所述往复轴的轴向依次布置的第一段和第二段，所述第一段与所述导磁环相连，所述第二段相比于所述第一段邻近所述第一极靴或第二极靴，所述第二段的横截面积沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向逐渐减小。
在一些实施例中，所述第二段的内周面沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向向内倾斜设置，所述第二段的外周面沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向向内倾斜设置。
在一些实施例中，所述密封组件包括第一密封组件和第二密封组件，所述第一密封组件设在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧，所述第二密封组件设在所述第二极靴远离所述永磁体的一侧；所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈绕设在所述第一密封组件的导磁环上，所述第二线圈绕设在所述第二密封组件的导磁环上。
在一些实施例中，所述永磁体内部的磁场方向由S极朝向N极，所述第一密封组件的导磁环内部的磁场方向和所述第二密封组件的导磁环内部的磁场方向均与所述永磁体内部的磁场方向相反。
在一些实施例中，所述导磁环的外周壁设有安装环，所述安装环的外周壁与所述外壳的内周壁接触连接。
在一些实施例中，所述导磁环和所述侧齿的材料均为软磁材料。
在一些实施例中，所述多级多极磁粉密封装置还包括唇形密封圈，所述外壳具有供所述往复轴的一端通过的第一通孔和供所述往复轴的另一端通过的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的内周面均设有环形槽，所述唇形密封圈配合在所述环形槽内。
附图说明
图1是根据本发明实施例的可回收磁粉的磁粉密封装置的示意图；
图2是根据本发明实施例的可回收磁粉的磁粉密封装置的第一状态示意图；
图3是根据本发明实施例的可回收磁粉的磁粉密封装置的第二状态示意图；
图4是根据本发明实施例的可回收磁粉的磁粉密封装置的局部放大图A；
图5是根据本发明实施例的可回收磁粉的磁粉密封装置的工作流程图。
附图标记：
外壳1，端盖11，第一通孔12，第二通孔13，
往复轴2，密封间隙21，预设间隙22，
第一极靴3，第一极齿31,
第二极靴4，第二极齿41，
永磁体5，
密封组件6，导磁环61，侧齿62，第一段621，第二段622，安装环63，
线圈7，
唇形密封圈8。
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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置包括外壳1、往复轴2、第一极靴3、第二极靴4、永磁体5和密封组件6。
其中，往复轴2贯穿外壳1，且往复轴2相对于外壳1可沿往复轴2的轴向(如图1中所示的左右方向)进行往复运动。第一极靴3设在外壳1内且套设在往复轴2的外侧，第一极靴3的内周壁设有多个第一极齿31，多个第一极齿31沿往复轴2的轴向间隔布置，第一极齿31的齿顶面与往复轴2的外周面之间设有用于密封的磁粉。
第二极靴4设在外壳1内且套设在往复轴2的外侧，第二极靴4的内周壁上设有多个第二极齿41，多个第二极齿41沿往复轴2的轴向间隔布置，第二极齿41的齿顶面与往复轴2的外周面之间同样设有磁粉。
需要说明的是，本实施例中的所述磁粉是采用平均粒径30nm的SmCo5粉末和平均粒径100μm的包覆油酸的Fe3O4颗粒以质量比2:1混合、并加入二硫化钼混合制成的粉体。
永磁体5设在外壳1内且套设在往复轴2的外侧，永磁体5位于第一极靴3与第二极靴4之间，永磁体5、第一极靴3、磁粉、往复轴2和第二极靴4形成磁回路。需要说明的是，第一极靴3、往复轴2和第二极靴4均采用导磁材料制成，外壳1采用非导磁材料制成，磁粉在磁场的作用下吸附在第一极齿31和第二极齿41的齿顶面处，并与往复轴2相接触以实现密封，以下，为了便于说明，往复轴2和第一极齿31、往复轴2和第二极齿41之间的间隙均称为密封间隙21。
密封组件6设在外壳1内且套设在往复轴2的外侧，且密封组件6位于第一极靴3远离永磁体5的一侧和/或第二极靴4远离永磁体5的一侧。换言之，密封组件6设置在第一极靴3的左侧和第二极靴4的右侧中的至少一个位置处，密封组件6可以为一个并设置在第一极靴3远离永磁体5的一侧或第二极靴4远离永磁体5的一侧，密封组件6还可以为两个并相对设置在第一极靴4远离永磁体5的一侧和第二极靴4远离永磁体5的一侧。具体地，密封组件6包括导磁环61和侧齿62，侧齿62设在导磁环61的内周壁上，且侧齿62的内周面与往复轴2的外周面之间具有预设间隙22，导磁环61具有可通断的磁场，在导磁环61具有磁场时，侧齿62、导磁环61、第一极靴3和/或第二极靴4、密封间隙21内的磁粉、往复轴2和预设间隙22内的散落磁粉形成磁回路。在磁场力的作用下，往复轴2上的散落磁粉被吸附至预设间隙22处以密封侧齿62和往复轴2。当导磁环61退磁后，预设间隙22内的散落磁粉被第一极齿31和第二极齿41所吸附，从而填充至密封间隙21内，实现了对密封间隙21内磁粉的回收补充。
需要说明的是，在多级多极磁粉密封装置中，“多极密封”指的是磁粉密封装置具有多个磁极，每个磁极各形成一个磁回路；“多级密封”指的是磁粉密封装置具有多个极齿，每个极齿与往复轴之间的密封间隙处均吸附磁粉，形成一级密封。在磁场力的作用下，第一极齿31和第二极齿41上吸附磁粉以将密封间隙21密封，形成第一极密封，侧齿62在磁场力的作用下将散落磁粉吸附至预设间隙22处，形成第二极密封，第一极密封和第二极密封构成多极密封。永磁体5、第一极靴3、密封间隙21内的磁粉、往复轴2和第二极靴4形成第一个磁回路，侧齿62、导磁环61、第一极靴3和/或第二极靴4、密封间隙21内的磁粉、往复轴2和预设间隙内22的散落磁粉形成第二个磁回路。也就是说，如果没有密封组件6，或者导磁环61内不具有磁场时，密封装置为多级单极密封；根据本发明内容，且导磁环61内具有磁场时，密封装置为多级多极密封。多级多极密封装置的耐压能力更强，密封性能更可靠。
由此，根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置，通过设置密封组件6，实现了对粘附在往复轴2上的散落磁粉的利用，将其填充至预设间隙22处，不仅解决了磁粉粘附在往复轴2上导致密封装置密封效果下降的问题，同时形成第二极密封，有效提高了密封装置的密封效果和耐压能力，同时降低了泄漏率，并且在导磁环61退磁后，散落磁粉被回收到密封间隙21内，使密封间隙21内的磁粉得到补充，磁粉密封装置的密封性能得以恢复。
具体地，根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置还包括线圈7，线圈7绕设在导磁环61的外周壁上，线圈7通电后导磁环61被磁化，导磁环61内产生沿导磁环61轴向的磁场，形成一电磁铁，磁场沿导磁环61延伸至侧齿62处，从而通过磁场力将散落磁粉吸附在侧齿62上以填充预设间隙22形成密封。
如图4所示，在一些实施例中，侧齿62邻近往复轴2的至少部分的横截面积沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向逐渐减小。可以理解的是，侧齿62靠近往复轴2的一部分或者多部分朝向内侧(永磁体5所在一侧)，并且此部分的横截面积由外向内逐渐减小，如此设置，可以在侧齿62的尾部形成尖端结构，尖端结构处的磁感线更密集，磁场更强，散落磁粉可以更好地吸附在侧齿62上。
如图4所示，具体地，侧齿62包括沿往复轴2的轴向依次布置的第一段621和第二段622，第一段621的外侧与导磁环61相连，第一段621的内侧与第二段622相连，第二段622相比于第一段621邻近第一极靴3或第二极靴4，第二段622的横截面积沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向逐渐减小。换言之，第一段621起到连接第二段622和延长侧齿62长度的作用，保证第二段622与往复轴2之间形成预设间隙22，第二段622朝向内侧(永磁体5所在一侧)倾斜，且第二段622的横截面积由外向内逐渐减小，第二段622对应的预设间隙22内的磁感线最密集。
进一步地，第二段622的内周面沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向向内倾斜设置，第二段622的外周面沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向向内倾斜设置。需要说明的是，此处的向内指的是由导磁环61朝向往复轴2的方向，即沿往复轴2的径向靠近往复轴2的方向。
可以理解的是，位于第一极靴3左侧的第二段622由第一极靴3的外侧朝向第一极靴3倾斜，位于第二极靴4右侧的第二段622由第二极靴4的外侧朝向第二极靴4倾斜，且位于第一极靴3左侧的第二段622和位于第二极靴4右侧的第二段622均沿往复轴2的径向靠近往复轴2倾斜。
由此，第二段622的末端形成尖端，且尖端更加靠近往复轴2和永磁体5所在一侧，可以使得侧齿62更加靠近第一极齿31和第二极齿41，待导磁环61失去磁场后，吸附在侧齿62上的散落磁粉可以全部被第一极齿31和/或第二极齿41所吸附，从而补充密封间隙21内的磁粉。
在一些实施例中，导磁环61和侧齿62的材料均软磁材料，软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料，软磁材料易于磁化，也易于退磁。在线圈7断电后，导磁环61和侧齿62会快速消磁，不会影响磁粉转移到第一极齿31和第二极齿41处。
在一些实施例中，密封组件6包括第一密封组件和第二密封组件，第一密封组件设在第一极靴3远离永磁体5的一侧，即第一极靴3的左侧，第二密封组件设在第二极靴4的右侧。线圈7包括第一线圈和第二线圈，第一线圈绕设在第一密封组件的导磁环61上，第二线圈绕设在第二密封组件的导磁环61上。
第一密封组件和第二密封组件各形成一个磁场，且两个侧齿62处均可以形成密封，并与第一极齿31和第二极齿41处的密封相配合，密封效果好。
如图2和图3所示，根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置，永磁体5内部的磁场方向始终由S极朝向N极，第一密封组件的导磁环61内部的磁场方向和第二密封组件的导磁环61内部的磁场方向均与永磁体5内部的磁场方向相反。
如图2所示，往复轴2在向左运动，图中闭合线路表示磁回路，闭合线路中的箭头方向表示磁场方向，线圈7内的点表示电流方向垂直纸面向外，线圈7内的叉号表示电流方向垂直纸面向里，永磁体5内部的磁场方向从右向左，第一密封组件的导磁环61内部的磁场方向从左向右，两个磁场在第一极靴3内部串联在一起，并在往复轴2处分别朝向两侧分离，一部分经过侧齿62回到导磁环61内形成磁回路，另一部分经过往复轴2和第二极靴4回到永磁体5形成磁回路。
如图3所示，往复轴2在向右运动，第二密封组件的导磁环61内部的磁场方向从左向右，并与永磁体5内部的磁场在第二极靴4内部串联在一起，在往复轴2处分别朝向两侧分离，一部分磁场经过侧齿62回到导磁环61内形成磁回路，另一部分经过往复轴2和第一极靴3回到永磁体5形成磁回路。
由此，永磁体5形成的磁场与第一密封组件和第二密封组件形成的电磁场形成三个不同的磁回路，且密封组件形成的磁回路与永磁体5所在的磁回路串联，形成的磁场十分稳定，并且不会相互影响，设计合理，提高了装置的实用性。
在一些实施例中，导磁环61的外周壁设有安装环63，安装环63的外周壁与外壳1的内周壁接触连接。如图1和图4所示，安装环63凸出于导磁环61，并与外壳1相配合，保证了密封组件6与外壳1的相对固定，防止密封组件6与外壳1发生相对于外壳1径向的移动，并且，安装环63并不会对线圈7绕设在导磁环61上造成影响，设计简单合理。
除此之外，密封组件6还需要满足与外壳1的轴向固定，在一些实施例中，第一密封组件的导磁环61的第一端与外壳1的第一端接触连接，第一密封组件的导磁环61的第二端与第一极靴3的第一端接触连接；第二密封组件的导磁环61的第一端与所述第二极靴4的第二端接触连接，第二密封组件的导磁环61的第二端与外壳1的第二端接触连接。本实施例中，第一端均表示图中的左侧一端，第二端均表示图中的右侧一端，由此，第一密封组件和第二密封组件及二者之间的第一极靴3、第二极靴4和永磁体5均与外壳1保持相对固定，不会发生沿往复轴2轴向的相对移动。
在一些实施例中，磁粉密封装置还包括唇形密封圈8，外壳1具有供往复轴2通过的第一通孔12和第二通孔13，第一通孔12和第二通孔13的内周面均设有环形槽，唇形密封圈8配合在环形槽内。由此，磁粉密封和唇形密封组合的密封形式，使脱离密封间隙21处的磁粉更难以离开外壳1，进一步提高了磁粉密封装置的密封性，防止磁粉污染外界工作环境。
此外，在一些其他实施例中，第一极靴3的外周壁上开设有环形槽，环形槽内设有O形圈，O形圈用以防止被密封的介质通过第一极靴3和外壳1之间的间隙泄漏。同样的，第二极靴4外周壁上也开设有环形槽，环形槽内设有O形圈，O形圈用以防止被密封的介质通过第二极靴4和外壳1之间的间隙泄漏。
需要说明的是，根据本发明实施例的磁粉密封装置，外壳1的结构可以为一体式结构，但是为了便于装配，外壳1也可以设置为分体结构，或在外壳1上开口，并加设端盖11，外壳1的结构可根据具体情况选择。
下面参考图1和图4描述根据本发明的一些具体示例的用于往复轴22的磁粉密封装置。
如图1所示，根据本发明实施例的多级多极磁粉密封装置，包括外壳1、往复轴2、第一极靴3、第二极靴4、永磁体5、第一密封组件和第二密封组件。
外壳1的右端开口，并在开口处设有端盖11，端盖11与外壳1配合限定出一腔体以供安装各个零部件，外壳1的左端具有第一通孔12，端盖11处具有第二通孔13，往复轴2贯穿第一通孔12和第二通孔13，第一通孔12和第二通孔13的内周面均设有环形槽，且两个环形槽内均设有唇形密封圈8。第一极靴3和第二极靴4均套设在往复轴2的外侧，并位于外壳1内部，第一极靴3的外周壁与外壳1的内周壁相抵，第二极靴4的外周壁和外壳1的内周壁相抵，第一极靴3和第二极靴4之间设有永磁体5，并且永磁体5不与外壳1接触，永磁体5、第一极靴3、磁粉、往复轴2和第二极靴4形成磁回路，并产生稳定的磁场，第一极靴3具有多个第一极齿31，第二极靴4具有多个第二极齿41，第一极齿31和第二极齿41在磁场力的作用下吸附有磁粉，磁粉填充在密封间隙21处，起到密封作用。
第一密封组件套设在往复轴2的外侧且位于第一极靴3的左侧，第二密封组件套设在往复轴2的外侧且位于第二极靴4的右侧，第一密封组件和第二密封组件均包括导磁环61、侧齿62和安装环63，侧齿62设在导磁环61的内周壁上，安装环63设在导磁环61的外周壁上，安装环63的外周面与外壳1的内周面接触连接，第一密封组件的导磁环61上绕设有第一线圈，第二密封组件的导磁环61上绕设有第二线圈，第一线圈和第二线圈通电后在导磁环61上形成磁场。
侧齿62包括第一段621和第二段622，第一段621的外侧与导磁环61相连，第一段621的内侧与第二段622相连，第二段622的横截面积沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向逐渐减小，第二段622的内周面沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向向内倾斜设置，第二段622的外周面沿朝向第一极靴3或第二极靴4的方向向内倾斜设置，侧齿62与往复轴2的外周面之间形成预设间隙22，粘附在往复轴2上的散落磁粉被侧齿62吸附填充至预设间隙22形成密封。
下面结合图5对磁粉密封装置的工作过程进行详细描述。
为了便于描述，第一密封组件的导磁环61简称为第一导磁环，第二密封组件的导磁环61简称为第二导磁环。第一密封组件的侧齿62简称为第一侧齿，第二密封组件的侧齿62简称为第二侧齿。
当往复轴2进行往复运动到达最右端时，第一线圈通电，第一导磁环被磁化，第二线圈断电，第二导磁环退磁，吸附在第二侧齿处的散落磁粉被第二极齿41所吸附，填充至密封间隙21，此时往复轴2开始向左运动，粘附在往复轴2上的散落磁粉，在磁场力的作用下被吸附到第一侧齿处的预设间隙22内，实现密封，当往复轴2到达最左端时，第二线圈通电，第二导磁环被磁化，第一线圈断电，第一导磁环退磁，第一侧齿处的散落磁粉被第一极齿31所吸附，填充至密封间隙21，之后往复轴2开始向右运动，粘附在往复轴2上的散落磁粉，在磁场力的作用下被吸附到第二侧齿处的预设间隙22内，实现密封，最后，往复轴2到达最右端，并重复上述过程。
需要说明的是，当导磁环61和侧齿62的软磁性能不理想，在断电后退磁较慢时，可以在第一线圈或第二线圈断电后，给其通上较小的反向电流，可以帮助导磁环61和侧齿62更快速地退磁。
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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种多级多极磁粉密封装置，其特征在于，包括：
外壳；
往复轴，所述往复轴贯穿所述外壳且相对于所述外壳可沿所述往复轴的轴向往复运动；
第一极靴，所述第一极靴设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述第一极靴的内周壁设有多个第一极齿，多个所述第一极齿沿所述往复轴的轴向间隔布置，所述第一极齿的齿顶面与所述往复轴的外周壁之间设有用于密封的磁粉；
第二极靴，所述第二极靴设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，多个所述第二极齿沿所述往复轴的轴向间隔布置，所述第二极齿的齿顶面与所述往复轴的外周壁之间设有所述磁粉；
永磁体，所述永磁体设在所述外壳内且套设在所述往复轴的外侧，所述永磁体位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，所述永磁体、所述第一极靴、所述磁粉、所述往复轴和所述第二极靴形成磁回路；
密封组件，所述密封组件设在所述外壳内且套设在所述往复轴外侧，所述密封组件为一个并设置在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧或所述第二极靴远离所述永磁体的一侧，或者，所述密封组件为两个并相对设置在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧和所述第二极靴远离所述永磁体的一侧，所述密封组件包括导磁环和侧齿，所述侧齿设在所述导磁环的内周壁上，且所述侧齿的内周面与所述往复轴的外周面之间具有预设间隙，所述导磁环具有可通断的磁场，以使所述往复轴上的散落磁粉填充至所述预设间隙以密封所述侧齿和所述往复轴，所述侧齿、所述导磁环、所述第一极靴和/或第二极靴、所述磁粉、所述往复轴和所述散落磁粉形成磁回路。
2.根据权利要求1所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，还包括线圈，所述线圈绕设在所述导磁环的外周壁上，所述线圈通电形成磁场以将所述散落磁粉吸附在所述预设间隙处。
3.根据权利要求1所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述侧齿邻近所述往复轴的至少部分的横截面积沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述侧齿包括沿所述往复轴的轴向依次布置的第一段和第二段，所述第一段与所述导磁环相连，所述第二段相比于所述第一段邻近所述第一极靴或第二极靴，所述第二段的横截面积沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述第二段的内周面沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向向内倾斜设置，所述第二段的外周面沿朝向所述第一极靴或第二极靴的方向向内倾斜设置。
6.根据权利要求2所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述密封组件包括第一密封组件和第二密封组件，所述第一密封组件设在所述第一极靴远离所述永磁体的一侧，所述第二密封组件设在所述第二极靴远离所述永磁体的一侧；
所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈绕设在所述第一密封组件的导磁环上，所述第二线圈绕设在所述第二密封组件的导磁环上。
7.根据权利要求6所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述永磁体内部的磁场方向由S极朝向N极，所述第一密封组件的导磁环内部的磁场方向和所述第二密封组件的导磁环内部的磁场方向均与所述永磁体内部的磁场方向相反。
8.根据权利要求1所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述导磁环的外周壁设有安装环，所述安装环的外周壁与所述外壳的内周壁接触连接。
9.根据权利要求1所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，所述导磁环和所述侧齿的材料均为软磁材料。
10.根据权利要求1所述的多级多极磁粉密封装置，其特征在于，还包括唇形密封圈，所述外壳具有供所述往复轴的一端通过的第一通孔和供所述往复轴的另一端通过的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的内周面均设有环形槽，所述唇形密封圈配合在所述环形槽内。
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|---|---|---|---|---|
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| CN112963538A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-06-15 | 北京交通大学 | 一种磁粉与磁性液体组合密封装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56120819A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Sealing device for bearing |
| CN1066463A (zh) * | 1991-05-05 | 1992-11-25 | 张华明 | 磁性密封润滑脂及其密封装置 |
| CN2128325Y (zh) * | 1992-06-17 | 1993-03-17 | 丁慧生 | 磁粉离合器/制动器密封装置 |
| JPH11141692A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-25 | Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd | 磁力作用を利用したオイルシール構造 |
| CN2660236Y (zh) * | 2003-12-01 | 2004-12-01 | 北京交通大学 | 提高往复轴磁性液体密封耐压能力的装置 |
| CN2712973Y (zh) * | 2004-06-18 | 2005-07-27 | 安徽工业大学 | 大型洗衣机主轴的密封装置 |
| JP4169139B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2008-10-22 | Ｎｔｎ株式会社 | 密封装置 |
| CN101737497A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-06-16 | 北京交通大学 | 一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置 |
| CN101776151A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-07-14 | 北京交通大学 | 一种往复轴磁性液体密封结构 |
| CN106402400A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-15 | 北京交通大学 | 防腐蚀蒸汽的反应釜磁性液体密封装置 |
| CN110131419A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-16 | 自贡兆强密封制品实业有限公司 | 一种往复式磁性液体组合密封装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107830178A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-23 | 广西科技大学 | 一种混合型往复密封装置 |
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56120819A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Sealing device for bearing |
| CN1066463A (zh) * | 1991-05-05 | 1992-11-25 | 张华明 | 磁性密封润滑脂及其密封装置 |
| CN2128325Y (zh) * | 1992-06-17 | 1993-03-17 | 丁慧生 | 磁粉离合器/制动器密封装置 |
| JPH11141692A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-25 | Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd | 磁力作用を利用したオイルシール構造 |
| JP4169139B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2008-10-22 | Ｎｔｎ株式会社 | 密封装置 |
| CN2660236Y (zh) * | 2003-12-01 | 2004-12-01 | 北京交通大学 | 提高往复轴磁性液体密封耐压能力的装置 |
| CN2712973Y (zh) * | 2004-06-18 | 2005-07-27 | 安徽工业大学 | 大型洗衣机主轴的密封装置 |
| CN101737497A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-06-16 | 北京交通大学 | 一种磁性液体与三斜口填料环组合式往复轴密封装置 |
| CN101776151A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-07-14 | 北京交通大学 | 一种往复轴磁性液体密封结构 |
| CN106402400A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-15 | 北京交通大学 | 防腐蚀蒸汽的反应釜磁性液体密封装置 |
| CN110131419A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-16 | 自贡兆强密封制品实业有限公司 | 一种往复式磁性液体组合密封装置 |
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