CN112049937B - 双涂层磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双涂层磁性液体密封装置，所述密封装置包括壳体、转轴、第一极靴、第二极靴和第一永磁体，壳体内具有轴室，转轴可转动地设在轴室内，转轴的外周面设有第一非导磁涂层，第一极靴和第二极靴分别套设在转轴上且沿转轴的轴向间隔布置，第一极靴和第二极靴的内周面均设有第二非导磁涂层，第一永磁体套设在转轴上，第一永磁体位于第一极靴和第二极靴之间，第一极靴、第二极靴、第一永磁体和第一非导磁涂层形成之间第一液体腔，第一液体腔用于储存磁性液体，本发明的双涂层磁性液体密封装置降低加工难度和成本，能及时补充磁性液体，维持磁性液体密封的耐压能力，磁性液体还具有润滑效果，减少磁性液体密封的扭转力矩。

Description

双涂层磁性液体密封装置

技术领域

本发明涉及密封技术领域，具体地，涉及一种双涂层磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体密封是一种利用磁性液体能被磁场吸引的特性，通过设计合适的磁路，使得磁性液体在密封间隙中形成液体“O”型圈进行密封的密封方式被广泛应用于有害危险气体等对泄漏率要求严苛的密封环境。

磁性液体作为一种流体，在选用合适的基载液的情况下，也能起到润滑的作用。因此用磁性液体作为润滑剂，可以将磁性间隙设计得更小，减少磁性间隙能大幅度提高磁性液体密封的耐压能力。

然而，相关技术中，磁性间隙越小，所需的加工难度和加工成本越高。并且由于磁性液体密封的间隙较小，每次能加入的磁性液体量有限，当密封工况温度较高，或者主轴旋转速度过快，磁性液体容易发生损耗，需要频繁补充磁性液体，影响生产效率。而且由于缺少储液部件，需要外部大量供液才能实现有效的润滑，利用率较低。

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双涂层磁性液体密封装置，能够减少了加工难度，降低加工成本，增大了磁性密封的密封能力，还可及时从磁性液体腔内补充磁性液体，维持磁性液体密封的耐压能力，并且磁性液体还具有润滑效果，减少磁性液体密封的扭转力矩。

根据本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置包括壳体，所述壳体内具有轴室；转轴，所述转轴可转动地设在所述轴室内，所述转轴的外周面设有第一非导磁涂层；第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴和第二极靴分别套设在所述转轴上，所述第一极靴和第二极靴的内周面均设有第二非导磁涂层，所述第一极靴的第二非导磁涂层与所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第一密封间隙，所述第二极靴的第二非导磁涂层与所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第二密封间隙；第一永磁体，所述第一永磁体套设在所述转轴上，所述第一永磁体位于所述第一极靴和第二极靴之间；所述第一极靴、第二极靴、第一永磁体和所述第一非导磁涂层之间形成第一液体腔，所述第一液体腔用于储存磁性液体，所述第一密封间隙内吸附有所述磁性液体，所述第二密封间隙内吸附有所述磁性液体。

根据本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置能够在加工能力有限的情况下进一步将磁性液体密封的间隙减小，减少了加工难度，增大了磁性密封的密封能力，密封间隙中的磁性液体因为瞬间高压或者高速等原因被甩出密封间隙时，可以通过毛细作用从液体腔内补充磁性液体，对磁性液体进行自补充，实现对密封间隙的润滑和密封，维持磁性液体密封的耐压能力。而且，本发明通过在极靴和转轴上设置涂层减小磁性液体密封的密封间隙，避免转轴在发生径向跳动时与极靴发生直接碰撞，减小极靴的损耗，延长极靴的使用寿命，并且磁性液体还具有润滑效果，减少磁性液体密封的扭转力矩。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括第三极靴，所述第三极靴与所述第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，且所述第二极靴位于所述第一极靴和所述第三极靴之间，所述第三极靴套设在所述转轴上，所述第三极靴的内周面设有所述第二非导磁涂层，所述第三极靴的第二非导磁涂层和所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第三密封间隙，所述双涂层磁性液体密封装置还包括第二永磁体，所述第二永磁体套设在所述转轴上，所述第二永磁体位于所述第二极靴和第三极靴之间，所述第二极靴、第三极靴、第二永磁体和所述第一非导磁涂层之间形成第二液体腔，所述第二液体腔用于储存磁性液体，所述第三密封间隙内吸附有所述磁性液体。

在一些实施例中，所述第一极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm，所述第二极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm，所述第三极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括第一隔液环和第二隔液环，所述第一隔液环套设在所述转轴上，所述第一隔液环位于所述第一极靴和所述第二极靴之间，所述第一隔液环的外周面与所述第一永磁体的内周面相接触，所述第二隔液环套设在所述转轴上，所述第二隔液环位于所述第二极靴和第三极靴之间，所述第二隔液环的外周面与所述第二永磁体的内周面相接触，所述第一极靴、第二极靴、第一隔液环和所述第一非导磁涂层之间形成第一液体腔，所述第二极靴、第三极靴、第二隔液环和所述第一非导磁涂层之间形成第二液体腔。

在一些实施例中，所述第一隔液环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端和第二端，所述第一隔液环的第一端和所述第一隔液环的第二端均具有凹槽，所述第二隔液环包括所述转轴的轴向上相对布置的第一端和第二端，所述第二隔液环的第一端和所述第二隔液环第二端均具有凹槽，所述双涂层磁性液体密封装置还包括第四密封圈、第五密封圈、第六密封圈和第七密封圈，所述第四密封圈设在所述第一隔液环的第一端，所述第五密封圈设在所述第一隔液环的第二端的凹槽内，所述第六密封圈设在所述第二隔液环的第一端，所述第七密封圈设在所述第二隔液环的第二端的凹槽内。

在一些实施例中，所述第一非导磁涂层的外周上具有螺旋槽，所述螺旋槽沿所述转轴的轴向螺旋延伸，所述第一非导磁涂层的硬度高于所述第二非导磁涂层的硬度。

在一些实施例中，所述第一非导磁涂层与所述第二非导磁涂层在所述转轴的径向上的初始间隙小于0.01mm。

在一些实施例中，所述第一极靴邻近所述第二极靴的一侧具有从所述第一极靴向所述第二极靴延伸的第一凸台，所述第一凸台的外周面与所述壳体的内壁面相接触，所述第二极靴邻近所述第一极靴的一侧具有从所述第二极靴向所述第一极靴延伸的第二凸台，所述第一永磁体位于所述第一凸台和所述第二凸台之间，所述第一隔液环的外周面与所述第一凸台的内周面和所述第二凸台的内周面相接触，所述第二极靴邻近所述第三极靴的一侧具有从所述第二极靴向所述第三极靴延伸的第三凸台，所述第三极靴邻近所述第二极靴的一侧具有从所述第三极靴向所述第二极靴延伸的第四凸台，所述第二永磁体位于所示第三凸台和所述第四凸台之间，所述第二隔液环的外周面与所述第三凸台的内周面和所述第四凸台的内周面相接触。

在一些实施例中，所述壳体上具有第一补液口和第二补液口，所述第一补液口至少为一个，且所述第一补液口用于将所述壳体的内部和外界连通，所述第一凸台和第二凸台中至少一个的内部具有第一补液通道，所述第一补液通道用于将所述第一液体腔的内部和所述第一补液口连通，且所述第一补液通道的数量与所述第一补液口的数量对应设置，所述第二补液口至少为一个，且所述第二补液口用于将所述壳体的内部和外界连通，所述第三凸台和第四凸台中至少一个的内部具有第二补液通道，所述第二补液通道用于将所述第二液体腔的内部和所述第二补液口连通，且所述第二补液通道的数量与所述第二补液口的数量对应设置。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括密封件，所述密封件用于密封和开启所述第一补液口和所述第二补液口。

附图说明

图1是本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置的剖视示意图。

图2是图1中所示双涂层磁性液体密封装置中区域A的局部放大示意图。

图3是本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置的剖视示意图，示出有补液通道和补液口。

图4是图3中所示双涂层磁性液体密封装置中区域A的局部放大示意图。

图5是图3中所示双涂层磁性液体密封装置中区域B的局部放大示意图。

附图标记：

壳体1，第一补液口101，第二补液口102，

转轴2，第一非导磁涂层201，

第一极靴3，第一极靴的第二非导磁涂层301，第一凸台302，

第二极靴4，第二极靴的第二非导磁涂层401，第二凸台402，第三凸台403，

第一永磁体5，第一液体腔6，

第三极靴7，第三极靴的第二非导磁涂层701，第四凸台702，

第二永磁体8，第二液体腔9，第一轴承10，第二轴承11，第一隔磁环12，第二隔磁环13，第一密封圈14，第二密封圈15，第三密封圈16，第一隔液环17，第二隔液环18，第四密封圈19，第五密封圈20，第六密封圈21，第七密封圈22，第一补液通道23，第二补液通道24，端盖25。

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。

根据本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置包括壳体1、转轴2、第一极靴3、第二极靴4、第三极靴7、第一永磁体5和第二永磁体8。

壳体1内具有轴室。如图1所示，壳体1的右端设有端盖25，转轴2的右端穿过端盖25，端盖25通过螺栓与壳体1相连，端盖25用于对轴室进行密封。

转轴2可转动地设在轴室内，转轴2的外周面设有第一非导磁涂层201。

第一极靴3和第二极靴4在转轴2的轴向上(如图1中所示的左右方向)间隔布置，第一极靴3和第二极靴4分别套设在转轴2上。第一极靴3和第二极靴4的内周面均设有第二非导磁涂层，第一极靴的第二非导磁涂层301与第一非导磁涂层201在转轴2的径向上(如图1中所示的上下方向)具有第一密封间隙，第二极靴的第二非导磁涂层401与第一非导磁涂层201在转轴2的径向上具有第二密封间隙。

第一永磁体5套设在转轴2上，第一永磁体5位于第一极靴3和第二极靴4之间。如图1所示，第一永磁体5的外圆面与壳体1的内壁面相接触，第一永磁体5的内圆面与转轴2的外圆面在转轴2的径向上间隔布置。

第一极靴3、第二极靴4、第一永磁体5和第一非导磁涂层201之间形成第一液体腔6，第一液体腔6用于储存磁性液体，第一密封间隙内吸附有磁性液体，第一密封间隙与第一液体腔6连通，第一液体腔6内的磁性液体进入第一密封间隙用于对密封介质进行密封，第二密封间隙内吸附有磁性液体，第二密封间隙与第一液体腔6连通，第一液体腔6内的磁性液体进入第二密封间隙用于对密封介质进行密封。如图1和图2所示，第一极靴3的右侧面，第二极靴4的左侧面、第一永磁体5的内圆面和转轴2的外周面上的第一非导磁涂层201之间形成了第一液体腔6。

根据本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置能够在加工能力有限的情况下进一步将磁性液体密封的间隙减小，减少了加工难度，增大了磁性密封的密封能力，密封间隙中的磁性液体因为瞬间高压或者高速等原因被甩出密封间隙时，可以通过毛细作用从液体腔内补充磁性液体，对磁性液体进行自补充，实现对密封间隙的润滑和密封，维持磁性液体密封的耐压能力，本发明通过在极靴和转轴2上设置涂层减小磁性液体密封的密封间隙，避免转轴2在发生径向跳动时与极靴发生直接碰撞，减小极靴的损耗，延长极靴的使用寿命。

在一些实施例中，第三极靴7与第二极靴4在左右方向上间隔布置，第二极靴4位于第一极靴3和第三极靴7之间，第三极靴7套设在转轴2上，第三极靴7的内周面设有第二非导磁涂层，第三极靴的第二非导磁涂层701和第一非导磁涂层201在转轴2的径向上具有第三密封间隙。

在一些实施例中，第一极靴3在转轴2的轴向上的尺寸小于1mm，第二极靴4在转轴2的轴向上的尺寸小于1mm，第三极靴7在转轴2的轴向上的尺寸小于1mm。如图1所示，第一极靴、第二极靴和第三极靴在左右方向上的尺寸均小于1mm，能够使磁场更加凝聚，提高磁性液体的密封性。

第二永磁体8套设在转轴2上，第二永磁体8位于第二极靴4和第三极靴7之间，第二极靴4、第三极靴7、第二永磁体8和第一非导磁涂层201之间形成第二液体腔9，第二液体腔9用于储存磁性液体，第三密封间隙内吸附有磁性液体，第三密封间隙与第二液体腔9连通，第二液体腔9内的磁性液体进入第三密封间隙用于对密封介质进行密封。

如图1所示，第二永磁体8的外圆面与壳体1的内壁面相接触，第二永磁体8的内圆面与转轴2的外圆面在上下方向上间隔布置，如图1所示，第二极靴4的右侧面，第三极靴7的左侧面、第二永磁体8的内圆面和转轴2的外周面上的第一非导磁涂层201之间形成了第二液体腔9。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括第一轴承10和第二轴承11，第一轴承10和第二轴承11设在壳体1内，第一轴承10和第二轴承11分别套设在转轴2上，且第一轴承10和第二轴承11的外周与壳体1的内壁相接触。

如图1所示，第一极靴3、第一永磁体5、第二极靴4、第二永磁体8和第三极靴7沿左右方向依次套设在转轴2上，并且第一极靴3、第一永磁体5、第二极靴4、第二永磁体8和第三极靴7均在第一轴承10和第二轴承11之间，第一非导磁涂层201在的左右方向上的尺寸小于第一轴承10和第二轴承11在左右方向上的间隔距离。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括第一隔磁环12和第二隔磁环13，第一隔磁环12和第二隔磁环13设在壳体1内，第一隔磁环12套设在转轴2上，第一隔磁环12的外周面与壳体1的内侧面相接触。

第二隔磁环13套设在转轴2上，第二隔磁环13的外周面与壳体1的内侧面相接触，第一隔磁环12位于第一轴承10和第一极靴3之间，第二隔磁环13位于第二轴承11和第三极靴7之间。

如图1所示，第一隔磁环12的左侧面与第一轴承10的右侧面相接触，第一隔磁环12的右侧面与第一极靴3的左侧面相接触，第二隔磁环13的右侧面与第二轴承11的左侧面相接触，第二隔磁环13的左侧面与第三极靴7的右侧面相接触。

在一些实施例中，第一极靴3外周面上、第二极靴4外周面上和第三极靴7外周面上均设有凹槽。双涂层磁性液体密封装置还包括第一密封圈14、第二密封圈15和第三密封圈16，第一密封圈14设在第一极靴3外周面上的凹槽内，第二密封圈15设在第二极靴4外周面上的凹槽内，第三密封圈16设在第三极靴7外周面上的凹槽内。本申请的实施例，通过设置第一密封圈14、第二密封圈15和第三密封圈16能够避免磁性液体由极靴外圆面与壳体1内壁面之间泄漏，提高磁性液体的密封性。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括第一隔液环17和第二隔液环18，第一隔液环17套设在转轴2上，第一隔液环17位于第一极靴3和第二极靴4之间，第一隔液环17的外周面与第一永磁体5的内周面相接触。

第二隔液环18套设在转轴2上，第二隔液环18位于第二极靴4和第三极靴7之间，第二隔液环18的外周面与第二永磁体8的内周面相接触。

如图1所示，第一隔液环17在左右方向上的尺寸与第一永磁体5在左右方向上的尺寸一致，第二隔液环18在左右方向上的尺寸与第二永磁体8在左右方向上的尺寸一致。

第一极靴3、第二极靴4、第一隔液环17和第一非导磁涂层201之间形成第一液体腔6，第二极靴4、第三极靴7、第二隔液环18和第一非导磁涂层201之间形成第二液体腔9。如图1所示，第一极靴3的右侧面，第二极靴4的左侧面、第一隔液环17的内圆面和转轴2的外周面上的第一非导磁涂层201之间形成了第一液体腔6，第二极靴4的右侧面，第三极靴7的左侧面、第二隔液环18的内圆面和转轴2的外周面上的第一非导磁涂层201之间形成了第二液体腔9。

在一些实施例中，第一隔液环17包括在转轴2的轴向上相对布置的第一端(如图1中所示第一隔液环17的左端)和第二端(如图1中所示第一隔液环17的右端)，第一隔液环17的第一端和第一隔液环17的第二端均具有凹槽。

第二隔液环18包括转轴2的轴向上相对布置的第一端和第二端，第二隔液环18的第一端(如图1中所示的第二隔液环18的左端)和第二隔液环18第二端(如图1中所示的第二隔液环18的右端)均具有凹槽。

双涂层磁性液体密封装置还包括第四密封圈19、第五密封圈20、第六密封圈21和第七密封圈22，第四密封圈19设在第一隔液环17的第一端的凹槽内，第五密封圈20设在第一隔液环17的第二端的凹槽内，第六密封圈21设在第二隔液环18的第一端的凹槽内，第七密封圈22设在第二隔液环18的第二端的凹槽内。

本申请的实施例，通过设置第四密封圈19和第五密封圈20，能够对第一隔液环17与第一极靴3和第二极靴4之间在左右方向上的间隙密封，防止第一液体腔6内的磁性液体由第一隔液环17与第一极靴3和第二极靴4之间的间隙处泄漏，第六密封圈21和第七密封圈22，能够对第二隔液环18与第二极靴4和第三极靴7之间在左右方向上的间隙密封，防止第一液体腔6内的磁性液体由第一隔液环17与第一极靴3和第二极靴4之间的间隙处泄漏。通过第四密封圈19、第五密封圈20、第六密封圈21和第七密封圈22进一步了磁性液体的密封性。

在一些实施例中，第一非导磁涂层201的外周上具有螺旋槽(未示出)，螺旋槽沿转轴2的轴向螺旋延伸，第一非导磁涂层201的硬度大于第二非导磁涂层的硬度。避免转轴与极靴发生碰磨时，减小第一非导磁涂层的过度磨损，保持第一非导磁涂层上螺旋槽的泵送能力。

具体地，螺纹槽可通过蚀刻、激光等方式加工，螺纹槽的深度小于第一非导磁涂层201的厚度。可以理解的是，本申请中的螺纹槽的深度和加工方式并不限于此。螺旋槽的旋向应保证工作时，产生的轴向泵送力会将磁性液体由液体腔推向被壳体1内部的轴室的方向，从而保证第一密封间隙、第二密封间隙和第三密封间隙内始终吸附有磁性液体，避免密封间隙缺少磁性液体，提高磁性液体密封的耐压能力，还有利于极靴与转轴2之间进行润滑。

如图1所示，第一非导磁涂层201和第二非导磁涂层在上下方向上的尺寸小于1mm能够使磁场更加凝聚，从而对磁性液体的吸附更加稳定，提高了对磁性液体的密封性。

在一些实施例中，第一非导磁涂层201与第二非导磁涂层在转轴2的径向上的初始间隙小于0.01mm。

磁性液体密封的耐压能力能被改写成与磁场大小相关的磁表面张力与密封间隙之间的关系，因此减少磁性液体密封的间隙能大幅度提高磁性液体密封的耐压能力，第一非导磁涂层201与第二非导磁涂层之间的间隙越小产生的毛细力越大，当两者之间间隙小于0.01mm时，产生的毛细力将第一液体腔6中的磁性液体吸附至第一密封间隙和第二密封间隙中，将第二液体腔9中的磁性液体吸附至第三密封间隙中，避免了因磁性液体流失导致的密封失效，即使发生磨损导致两者之间间隙变大，磁性液体仍能因为毛细力的作用自动填充到第一密封间隙和第二密封间隙中的缺口处，防止发生泄漏。

在一些实施例中，第一极靴3邻近第二极靴4的一侧(如图3中所示第一极靴3的右侧)具有从第一极靴3向第二极靴4延伸的(如图3中所示从左向右的方向)第一凸台302，第一凸台302的外周面与壳体1的内壁面相接触。

第二极靴4邻近第一极靴3的一侧(如图3中所示第二极靴4的左侧)具有从第二极靴4向第一极靴3延伸(图3中所示的从右向左的方向)的第二凸台402，第一永磁体5位于第一凸台302和第二凸台402之间。第一隔液环17的外周面与第一凸台302的内周面和第二凸台402的内周面相接触。

如图3所示，第一隔液环17在转轴2的轴向上的尺寸大于第一永磁体5在转轴2的轴向上的尺寸。

第二极靴4邻近第三极靴7的一侧(如图3中所示的第二极靴4的右侧)具有从第二极靴4向第三极靴7延伸的(如图3中所示的从左向右的方向)第三凸台403。第三极靴7邻近第二极靴4的一侧(如图3中所示的第三极靴7的左侧)具有从第三极靴7向第二极靴4延伸(图3中所述的从右向左的方向)的第四凸台702。第二永磁体8位于所示第三凸台403和第四凸台702之间。

第二隔液环18的外周面与第三凸台403的内周面和第四凸台702的内周面相接触。如图3所示，第二隔液环18在转轴2的轴向上的尺寸大于第二永磁体8在转轴2的轴向上的尺寸。第一隔液环17在转轴2的轴向上的尺寸大于第一永磁体5在转轴2的轴向上的尺寸。

在一些实施例中，壳体1上具有第一补液口101和第二补液口102，第一补液口101至少为一个，第一补液口101用于将壳体1的内部和外界连通。

第一凸台302和第二凸台402中至少一个的内部具有第一补液通道23，第一补液通道23用于将第一液体腔6的内部和第一补液口101连通，第一补液通道23的数量与第一补液口101的数量对应设置。

如图3和图4所示，第一补液通道23为两个，两个第一补液通道23分别设在第一凸台302和第二凸台402内部，第一补液口101为两个，两个第一补液口101与两个第一补液通道23一一对应。

第二补液口102至少为一个，第二补液口102用于将壳体1的内部和外界连通，第三凸台403和第四凸台702中至少一个的内部具有第二补液通道24，第二补液通道24用于将第二液体腔9的内部和第二补液口102连通，且第二补液通道24的数量与第二补液口102的数量对应设置。如图3和图5所示，第二补液通道24为两个，两个第二补液通道24分别设在第三凸台403和第四凸台702内部，第二补液口102为两个，两个第二补液口102与两个第二补液通道24一一对应。

本申请的实施例中，通过设置补液口和补液通道，在密封装置安装过程中不需要预先添加磁性液体，可以在安装完之后通过向补液口插入不导磁的补液管向所述液体腔补液，同时便于在后续补液时无需拆卸密封装置。

在一些实施例中，双涂层磁性液体密封装置还包括密封件(未示出)，密封件用于密封和开启第一补液口101和第二补液口102。密封件能够避免液体腔内的磁性液体发生泄漏。

在一些实施例中，磁性液体采用润滑油作为基载质。采用润滑油作为基载质不仅能够实现磁性密封还可润滑极靴和转轴2。

下面参照图1至图5描述本发明一些具体示例的双涂层磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置包括壳体1、转轴2、第一极靴3、第二极靴4、第三极靴7、第一永磁体5、第二永磁体8、第一轴承10、第二轴承11、第一隔磁环12和第二隔磁环13。

壳体1内具有轴室，壳体1的右端设有端盖，转轴2的右端穿过端盖，端盖通过螺栓与壳体1相连，端盖用于对轴室进行密封。

转轴2可转动地设在轴室内，转轴2的外周面设有第一非导磁涂层201，第一轴承10和第二轴承11设在壳体1内，第一轴承10和第二轴承11分别套设在转轴2上。

第一极靴3和第二极靴4在左右方向上间隔布置，第一极靴3和第二极靴4分别套设在转轴2上，第一极靴3和第二极靴4的内周面均设有第二非导磁涂层，第一极靴的第二非导磁涂层301与第一非导磁涂层201上下方向上具有第一密封间隙，第二极靴的第二非导磁涂层401与第一非导磁涂层201在上下方向上具有第二密封间隙。

第一永磁体5套设在转轴2上，第一永磁体5位于第一极靴3和第二极靴4之间，第一永磁体5的外圆面与壳体1的内壁面相接触，第一永磁体5的内圆面与转轴2的外圆面在上下方向上间隔布置。

第二永磁体8套设在转轴2上，第二永磁体8位于第二极靴4和第三极靴7之间。第二永磁体8的内圆面与转轴2的外圆面在上下方向上间隔布置。

第一隔磁环12和第二隔磁环13设在壳体1内，第一隔磁环12套设在转轴2上，第一隔磁环12的外周面与壳体1的内侧面相接触，第二隔磁环13套设在转轴2上，第二隔磁环13的外周面与壳体1的内侧面相接触，第一隔磁环12位于第一轴承10和第一极靴3之间，第二隔磁环13位于第二轴承11和第三极靴7之间。

第一极靴3外周面上、第二极靴4外周面上和第三极靴7外周面上均设有凹槽，双涂层磁性液体密封装置还包括第一密封圈14、第二密封圈15和第三密封圈16，第一密封圈14设在第一极靴3外周面上的凹槽内，第二密封圈15设在第二极靴4外周面上的凹槽内，第三密封圈16设在第三极靴7外周面上的凹槽内。

双涂层磁性液体密封装置还包括第一隔液环17和第二隔液环18，第一隔液环17套设在转轴2上，第一隔液环17位于第一极靴3和第二极靴4之间，第一隔液环17的外周面与第一永磁体5的内周面相接触，第二隔液环18套设在转轴2上，第二隔液环18位于第二极靴4和第三极靴7之间，第二隔液环18的外周面与第二永磁体8的内周面相接触。

第一隔液环17的左端和第一隔液环17的右端均具有凹槽，第二隔液环18的左端和第二隔液环18的右端均具有凹槽，双涂层磁性液体密封装置还包括第四密封圈19、第五密封圈20、第六密封圈21和第七密封圈22，第四密封圈19设在第一隔液环17的左端，第五密封圈20设在第一隔液环17的右端的凹槽内，第六密封圈21设在第二隔液环18的左端的凹槽内，第七密封圈22设在第二隔液环18右端的凹槽内。

第一极靴3的右侧具有从左向右延伸的第一凸台302，第一凸台302的外周面与壳体1的内壁面相接触，第二极靴4的左侧具有从右向左延伸的第二凸台402，第一永磁体5位于第一凸台302和第二凸台402之间，第一隔液环17的外周面与第一凸台302的内周面和第二凸台402的内周面相接触。

第二极靴4的右侧具有从左向右延伸的第三凸台403，第三极靴7的左侧具有从右向左延伸的第四凸台702，第二永磁体8位于所示第三凸台403和第四凸台702之间，第二隔液环18的外周面与第三凸台403的内周面和第四凸台702的内周面相接触。

壳体1上还具有第一补液口101和第二补液口102，第一补液口101为两个，两个第一补液口101用于将壳体1的内部和外界连通。

第一凸台302和第二凸台402的内部均具有第一补液通道23，第一补液通道23用于将第一液体腔6的内部和第一补液口101连通，第一补液通道23为两个，两个第一补液口101与两个第一补液通道23一一对应。

第二补液口102为两个，两个第二补液口102用于将壳体1的内部和外界连通，第三凸台403和第四凸台702的内部均具有第二补液通道24，第二补液通道24用于将第二液体腔9的内部和第二补液口102连通，第二补液通道24为两个，两个第二补液口102与两个第二补液通道24一一对应。

下面参照图1至图5描述本发明实施例的双涂层磁性液体密封装置的运行原理。

在双涂层磁性液体密封装置安装时,将磁性液体储存在所述第一液体腔6和第二液体腔9内，由于第一非导磁涂层201与第一极靴的第二非导磁涂层301之间的间隙、第一非导磁涂层201与第二极靴的第二非导磁涂层401之间的间隙，第一非导磁涂层201与第三极靴的第二非导磁涂层701之间的间隙密封间隙较小，因此会发生毛细作用，第一非导磁涂层201与第二非导磁涂层之间产生毛细力，毛细力会将第一液体腔6和第二液体腔9内的磁性液体吸入第一非导磁涂层201与第二非导磁涂层之间，并在磁场的约束下磁性液体吸附在密封间隙内，避免了因磁性液体流失导致的密封失效，即使发生磨损导致两者之间间隙变大，磁性液体仍能因为毛细力的作用自动填充到第一密封间隙和第二密封间隙中的缺口处，防止发生泄漏。

在使用前，转轴2空转一定时间，保证第一非导磁涂层201与第一极靴的第二非导磁涂层301、第二极靴的第二非导磁涂层401、第三极靴的第二非导磁涂层701充分磨合，使密封间隙保持稳定，并保证密封间隙在毛细作用和磁场的共同作用下时磁性液体充斥整个密封间隙。在工作时，由于转轴2发生旋转，第一非导磁涂层201外周的螺纹槽产生沿转轴2的轴向上的泵送力，泵送力会将磁性液体由液体腔吸附至第一密封间隙、第二密封间隙和第三密封间隙内，避免了因磁性液体流失导致的密封失效，即使发生磨损导致两者之间间隙变大，磁性液体仍能因为毛细力的作用自动填充到第一密封间隙和第二密封间隙中的缺口处，防止发生泄漏，因此第一液体腔6和第二液体腔9内的磁性液体在磁场力、毛细力与泵送力的综合作用下，即使出现瞬间高压或转轴2高速旋转使得磁性液体被甩出密封间隙，也会有将第一液体腔6和第二液体腔9内的磁性液体吸附至密封间隙，避免密封失效，并且磁性液体还具有润滑效果，减少磁性液体密封的扭转力矩。

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 (9)

1.一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内具有轴室；

转轴，所述转轴可转动地设在所述轴室内，所述转轴的外周面设有第一非导磁涂层；

第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴和第二极靴分别套设在所述转轴上，所述第一极靴和第二极靴的内周面均设有第二非导磁涂层，所述第一极靴的第二非导磁涂层与所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第一密封间隙，所述第二极靴的第二非导磁涂层与所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第二密封间隙；

第一永磁体，所述第一永磁体套设在所述转轴上，所述第一永磁体位于所述第一极靴和第二极靴之间；

所述第一极靴、第二极靴、第一永磁体和所述第一非导磁涂层之间形成第一液体腔，所述第一液体腔用于储存磁性液体，所述第一密封间隙内吸附有所述磁性液体，所述第二密封间隙内吸附有所述磁性液体；

所述第一非导磁涂层的外周上具有螺旋槽，所述螺旋槽沿所述转轴的轴向螺旋延伸，所述第一非导磁涂层的硬度高于所述第二非导磁涂层的硬度。

2.根据权利要求1所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，还包括第三极靴，所述第三极靴与所述第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，且所述第二极靴位于所述第一极靴和所述第三极靴之间，所述第三极靴套设在所述转轴上，所述第三极靴的内周面设有所述第二非导磁涂层，所述第三极靴的第二非导磁涂层和所述第一非导磁涂层在所述转轴的径向上具有第三密封间隙，

所述双涂层磁性液体密封装置还包括第二永磁体，所述第二永磁体套设在所述转轴上，所述第二永磁体位于所述第二极靴和第三极靴之间，

所述第二极靴、第三极靴、第二永磁体和所述第一非导磁涂层之间形成第二液体腔，所述第二液体腔用于储存磁性液体，所述第三密封间隙内吸附有所述磁性液体。

3.根据权利要求2所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm，所述第二极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm，所述第三极靴在所述转轴的轴向上的尺寸小于1mm。

4.根据权利要求2所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，还包括第一隔液环和第二隔液环，所述第一隔液环套设在所述转轴上，所述第一隔液环位于所述第一极靴和所述第二极靴之间，所述第一隔液环的外周面与所述第一永磁体的内周面相接触，所述第二隔液环套设在所述转轴上，所述第二隔液环位于所述第二极靴和第三极靴之间，所述第二隔液环的外周面与所述第二永磁体的内周面相接触，

所述第一极靴、第二极靴、第一隔液环和所述第一非导磁涂层之间形成第一液体腔，所述第二极靴、第三极靴、第二隔液环和所述第一非导磁涂层之间形成第二液体腔。

5.根据权利要求4所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一隔液环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端和第二端，所述第一隔液环的第一端和所述第一隔液环的第二端均具有凹槽，所述第二隔液环包括所述转轴的轴向上相对布置的第一端和第二端，所述第二隔液环的第一端和所述第二隔液环第二端均具有凹槽，

所述双涂层磁性液体密封装置还包括第四密封圈、第五密封圈、第六密封圈和第七密封圈，所述第四密封圈设在所述第一隔液环的第一端，所述第五密封圈设在所述第一隔液环的第二端的凹槽内，所述第六密封圈设在所述第二隔液环的第一端，所述第七密封圈设在所述第二隔液环的第二端的凹槽内。

6.根据权利要求1所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一非导磁涂层与所述第二非导磁涂层在所述转轴的径向上的初始间隙小于0.01mm。

7.根据权利要求4所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极靴邻近所述第二极靴的一侧具有从所述第一极靴向所述第二极靴延伸的第一凸台，所述第一凸台的外周面与所述壳体的内壁面相接触，所述第二极靴邻近所述第一极靴的一侧具有从所述第二极靴向所述第一极靴延伸的第二凸台，所述第一永磁体位于所述第一凸台和所述第二凸台之间，所述第一隔液环的外周面与所述第一凸台的内周面和所述第二凸台的内周面相接触，

所述第二极靴邻近所述第三极靴的一侧具有从所述第二极靴向所述第三极靴延伸的第三凸台，所述第三极靴邻近所述第二极靴的一侧具有从所述第三极靴向所述第二极靴延伸的第四凸台，所述第二永磁体位于所示第三凸台和所述第四凸台之间，所述第二隔液环的外周面与所述第三凸台的内周面和所述第四凸台的内周面相接触。

8.根据权利要求7所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体上具有第一补液口和第二补液口，所述第一补液口至少为一个，且所述第一补液口用于将所述壳体的内部和外界连通，所述第一凸台和第二凸台中至少一个的内部具有第一补液通道，所述第一补液通道用于将所述第一液体腔的内部和所述第一补液口连通，且所述第一补液通道的数量与所述第一补液口的数量对应设置，所述第二补液口至少为一个，且所述第二补液口用于将所述壳体的内部和外界连通，所述第三凸台和第四凸台中至少一个的内部具有第二补液通道，所述第二补液通道用于将所述第二液体腔的内部和所述第二补液口连通，且所述第二补液通道的数量与所述第二补液口的数量对应设置。

9.根据权利要求8所述的一种双涂层磁性液体密封装置，其特征在于，还包括密封件，所述密封件用于密封和开启所述第一补液口和所述第二补液口。

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