CN112049938B - 毛细磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毛细磁性液体密封装置，所述密封装置包括壳体、转轴、第一极靴、第二极靴、永磁体、第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块，壳体内具有轴室，转轴设在轴室内，第一极靴和第二极靴均套设在转轴上且在转轴轴向上间隔开，永磁体套设在转轴上且位于第一极靴和第二极靴之间，第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块均套设在转轴上且在转轴的轴向上间隔开，第一非导磁毛细块、第一极靴和转轴之间形成第一毛细腔，第二非导磁毛细块、第二极靴和转轴之间形成第二毛细腔。本发明的毛细磁性液体密封装置能减小磁性液体的泄漏，使磁性液体回流至第一密封间隙和第二密封间隙内，维持磁性液体密封的耐压能力。

Description

毛细磁性液体密封装置

技术领域

本发明属于液体密封技术领域，具体涉及一种毛细磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体密封是一种将磁性液体用磁场约束在密封间隙中形成液体“O”型圈进行密封的密封方式，具有零泄漏、可靠性高、耐压能力强等优点。然而当转轴的转速过高时，密封间隙中的磁性液体会因为离心力被甩出去，严重影响了磁性液体密封的耐压能力，制约了磁性液体密封在高速场合下的发展与应用。

相关技术中，采用离心密封与磁性液体密封结合起来，当磁性液体被甩出密封间隙时，能利用离心密封继续保持一定的密封效果，防止泄漏的发生。然而该方式无法避免磁性液体被甩出间隙，仅仅只能作为一种辅助密封的方式防止因磁性液体被甩出间隙而引起的泄漏问题，同时相关技术中，因缺少存储磁性液体的区域，当磁性液体被甩出间隙后，磁性液体无法回流或得到补充，严重影响了磁性液体密封的耐压能力。

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毛细磁性液体密封装置，该毛细磁性液体密封装置能够减小磁性液体的泄漏，还可提供有用于存储磁性液体的液体腔，能够使磁性液体回流至第一密封间隙和第二密封间隙内，维持磁性液体密封的耐压能力。

根据本发明实施例的毛细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；第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和第二极靴分别套设在所述转轴上，且所述第一极靴和第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴与所述转轴在所述转轴的径向上具有第一密封间隙，所述第二极靴与所述转轴在所述转轴的径向上具有第二密封间隙；永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁体位于所述第一极靴和第二极靴之间；第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块，所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块分别套设在所述转轴上，所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴和第二极靴均位于所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块之间，所述第一非导磁毛细块、第一极靴和所述转轴之间形成第一毛细腔，所述第二非导磁毛细块、第二极靴和所述转轴之间形成第二毛细腔。

根据本发明实施例的毛细磁性液体密封装置，通过在第一极靴远离第二极靴的一侧设置第一非导磁毛细块、在第二极靴远离第一极靴的一侧设置第二非导磁毛细块，且第一非导磁毛细块、第一极靴和所述转轴之间形成第一毛细腔，第二非导磁毛细块、第二极靴和所述转轴之间形成第二毛细腔，在安装时预先在第一毛细腔和第二毛细腔中储存一部分磁性液体，使得磁性液体在极靴级齿中分布更加均匀，第一非导磁毛细块与第二非导磁毛细块能将磁性液体分区域控制在每个密封区域内，减少因磁性液体级间传递导致的前级密封失去密封效果，还可在磁性液体被甩出第一密封间隙和第二密封间隙后进入第一毛细腔和第二毛细腔，从而减小磁性液体泄漏。

在一些实施例中，所述第一非导磁毛细块包括第一基环和第一凸出环，所述第一凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第一凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第一极靴，所述第一极靴在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第一极靴的第一端面相比于第二端面邻近所述第一非导磁毛细块，所述第一凸出环的第二端面与所述第一极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐步减小，所述第二非导磁毛细块包括第二基环和第二凸出环，所述第二凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第二凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第二极靴，所述第二极靴在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第二极靴的第二端面相比于第一端面邻近所述第二非导磁毛细块，所述第二凸出环的第二端面与所述第二极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐步减小。

在一些实施例中，所述毛细磁性液体密封装置还包括第三非导磁毛细块，所述第三非导磁毛细块套设在所述转轴上，所述第三非导磁毛细块位于所述第一极靴和所述第二极靴之间，且所述第三非导磁毛细块的外圆面与所述永磁体的内圆面相接触，所述第三非导磁毛细块、第一极靴和所述转轴之间形成第三毛细腔，所述第三非导磁毛细块、第二极靴和所述转轴之间形成第四毛细腔。

在一些实施例中，第三非导磁毛细块包括第三基环和第三凸出环，所述第三凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第三凸出环的第一端面相比于第二端面邻近所述第一极靴，所述第三凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第二极靴，所述第三凸出环的第一端面与所述第一极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐渐减小，所述第三凸出环的第二端面与所述第二极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐渐减小。

在一些实施例中，所述第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸为0.1～0.3mm，所述第二密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸为0.1～0.3mm。

在一些实施例中，所述第一非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm，所述第二非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm，所述第三非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm。

在一些实施例中，所述第一凸出环的第二端面与所述第一极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第二凸出环的第二端面与所述第二极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第三凸出环的第一端面与所述第一极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第三凸出环的第二端面与所述第二极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸。

在一些实施例中，所述毛细磁性液体密封装置还包括第一辅助密封环、第二辅助密封环、第三辅助密封环和第四辅助密封环，所述第一辅助密封环套设在所述转轴上，所述第一辅助密封环固定在所述第一非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第二辅助密封环套设在所述转轴上，所述第二辅助密封环固定在所述第二非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第三辅助密封环套设在所述转轴上，所述第三辅助密封环固定在所述第三非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第四辅助密封环套设在所述转轴上，所述第四辅助密封环固定在所述第三非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第三辅助密封环和所述第四辅助密封环沿所述转轴的轴向间隔布置且以所述第三非导磁毛细块以所述轴向上的中心线对称布置。

在一些实施例中，所述第一辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述多个第一辅助密封环的密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第二辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述多个第二辅助密封环的密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第三辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述多个第三辅助密封环的密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第四辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述多个第四辅助密封环的密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置。

在一些实施例中，所述第一辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第二辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第三辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第四辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm。

附图说明

图1是本发明实施例中毛细磁性液体密封装置的结构示意图。

图2是图1中所示的毛细磁性液体密封装置中区域A的局部放大示意图。

图3是本发明实施例中毛细磁性液体密封装置的结构示意图，且示出了第一辅助密封环和第二辅助密封环。

图4是图3中所示的毛细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，轴室101，

转轴2，

第一极靴3，第一极靴的第一端面301，第一极靴的第二端面302

第二极靴4，第二极靴的第一端面401，第二极靴的第二端面402，

永磁体5，

第一非导磁毛细块6，第一基环601，第一凸出环602，第一凸出环的第一端面6021，第一凸出环的第二端面6022，

第二非导磁毛细块7，第二基环701，第二凸出环702，第二凸出环的第一端面7021，第二凸出环的第二端面7022，

第一毛细腔8，第二毛细腔9，

第三非导磁毛细块10，第三基环1001，第三凸出环1002，第三凸出环的第一端面10021，第三凸出环的第二端面10022

第三毛细腔11，第四毛细腔12，

第一辅助密封环13，第一辅助密封环的密封齿1301，

第二辅助密封环14，第二辅助密封环的密封齿1401，

第一轴承15，第二轴承16，第一隔磁环17，第二隔磁环18，第一密封圈19，第二密封圈20，端盖21，

第三辅助密封环22，第三辅助密封环的密封齿2201，

第四辅助密封环23，第四辅助密封环的密封齿2301。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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至图4所示，根据本发明实施例的毛细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、永磁体5、第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7。

壳体1内具有轴室101。如图1所示，壳体1的右端设有端盖21，转轴2的右端穿过端盖21，端盖21通过螺栓与壳体1相连，端盖21用于对轴室101进行密封。

转轴2可转动地设在轴室101内。

第一极靴3和第二极靴4分别套设在转轴2上，且第一极靴3和第二极靴4在转轴2的轴向上(如图1所示的左右方向)间隔布置，第一极靴3与转轴2在转轴2的径向上(如图1所示的上下方向)具有第一密封间隙，第二极靴4与转轴2在转轴2的径向上具有第二密封间隙。如图1所示，第一极靴3的内周面沿左右方向间隔布置多个第一极齿，多个第一极齿的内周面与第一极靴3的内周面平齐，第二极靴4的内周面沿左右方向间隔布置多个第二极齿，多个第二极齿的内周面与第二极靴4的内周面平齐。

永磁体5套设在转轴2上，永磁体5位于第一极靴3和第二极靴4之间。如图1所示，永磁体5的外圆面与壳体1的内壁面相接触，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。

第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7分别套设在转轴2上，第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7在转轴2的轴向上间隔布置，第一极靴3和第二极靴4均位于第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7之间，第一非导磁毛细块6、第一极靴3和转轴2之间形成第一毛细腔8，第一毛细腔8用于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第一密封间隙与第一毛细腔8连通，第一毛细腔8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。如图1所示，第一非导磁毛细块6在转轴2上的位置位于第一极靴3的左侧，第一非导磁毛细块6的右端面、第一极靴3的左端面和转轴2的外周面之间形成第一毛细腔8。

第二非导磁毛细块7、第二极靴4和转轴2之间形成第二毛细腔9，第二毛细腔9用于于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第二密封间隙与第二毛细腔9连通，第二毛细腔9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，第二非导磁毛细块7在转轴2上的位置位于第二极靴4的右侧，第二非导磁毛细块7的左端面、第二极靴4的右端面和转轴2外周面之间形成第二毛细腔9。

根据本发明实施例的毛细磁性液体密封装置，通过在第一极靴远离第二极靴的一侧设置第一非导磁毛细块、在第二极靴远离第一极靴的一侧设置第二非导磁毛细块，且第一非导磁毛细块、第一极靴和转轴之间形成第一毛细腔，第二非导磁毛细块、第二极靴和转轴之间形成第二毛细腔，在安装时预先在第一毛细腔和第二毛细腔中储存一部分磁性液体，使得磁性液体在极靴级齿中分布更加均匀，第一非导磁毛细块与第二非导磁毛细块能将磁性液体分区域控制在每个密封区域内，减少因磁性液体级间传递导致的前级密封失去密封效果，还可在磁性液体被甩出第一密封间隙和第二密封间隙后进入第一毛细腔和第二毛细腔，从而减小磁性液体泄漏。

在一些实施例中，第一非导磁毛细块6包括第一基环601和第一凸出环602，第一基环601与第一凸出环602一体成型，第一凸出环602包括在转轴2的轴向上相对布置的第一端面(如图1所示的第一凸出环的左端面)和第二端面(如图1所示的第一凸出环的右端面)，第一凸出环的第二端面6022相比于第一凸出环的第一端面6021邻近第一极靴3，第一极靴的第一端面(如图1所示的第一极靴的左端面)相比于第二端面(如图1所示的第一极靴的右端面)邻近第一非导磁毛细块6，第一凸出环的第二端面6022与第一极靴的第一端面301在转轴2的轴向上的距离沿转轴2的径向上从外向内的方向逐步减小。如图1所示，第一凸出环602的右端面与第一极靴3的左端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第一凸出环602的右端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

第二非导磁毛细块7包括第二基环701和第二凸出环702，第二基环701和第二凸出环702一体成型，第二凸出环702包括在转轴2的轴向上相对布置的第一端面(如图1所示的第二凸出环702的右端面)和第二端面(如图1所示的第二凸出环702的左端面)，第二凸出环的第二端面7022相比于第二凸出环的第一端面7021邻近第二极靴4，第二极靴在转轴的轴向上相对布置的第一端面(如图1所示的第二极靴的左端面)和第二端面(如图1所示的第二极靴的右端面)，第二极靴的第二端面相比于第一端面邻近第二非导磁毛细块，第二凸出环的第二端面7022与第二极靴的第二端面402在转轴2的轴向上的距离沿转轴2的径向上从外向内的方向逐步减小，如图1所示，第二凸出环702的左端面与第二极靴3的右端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第二凸出环702的左端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

在一些实施例中，毛细磁性液体密封装置还包括第三非导磁毛细块10，第三非导磁毛细块10套设在转轴2上，第三非导磁毛细块10位于第一极靴3和第二极靴4之间，且第三非导磁毛细块10的外圆面与永磁体5的内圆面相接触，第三非导磁毛细块10、第一极靴3和转轴2之间形成第三毛细腔11，第三毛细腔11用于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第一密封间隙与第三毛细腔11连通，第三毛细腔11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。如图1所示，第三非导磁毛细块10的左端面、第一极靴3的右端面和转轴2的外周面之间形成第三毛细腔11。

第三非导磁毛细块10、第二极靴4和转轴2之间形成第四毛细腔12，第四毛细腔12用于收集从第二密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第二密封间隙与第四毛细腔连通，第四毛细腔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所示，第三非导磁毛细块10的右端面、第二极靴4的左端面和转轴2的外圆面之间形成了第四毛细腔12。第一毛细腔8、第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12的尺寸也形状均一致。

在一些实施例中，第三非导磁毛细块10包括第三基环1001和第三凸出环1002，第三基环1001与第三凸出环1002一体成型，第三凸出环1002包括在转轴2的轴向上相对布置的第一端面(如图1所示的第三凸出环的左端面)和第二端面(如图1所示的第三凸出环的右端面)，第三凸出环的第一端面10021相比于第三凸出环的第二端面10022邻近第一极靴3，第三凸出环的第二端面10022相比于第三凸出环的第一端面10021邻近第二极靴4。

第三凸出环的第一端面10021与第一极靴的第二端面302在转轴2的轴向上的距离沿转轴2的径向上从外向内的方向逐渐减小，第三凸出环的第二端面10022与第二极靴的第一端面401在转轴2的轴向上的距离沿转轴2的径向上从外向内的方向逐渐减小。如图1所示，第三凸出环1002的左端面与第一极靴3的右端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第三凸出环1002的左端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面，第三凸出环1002的右端面与第二极靴4的左端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第三凸出环1002的右端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

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。如图1和图2所示，越靠近转轴2，第一非导磁毛细块6右端面与第一极靴3左端面之间在左右方向上的距离越小，距离越小产生的毛细力越大，从而通过毛细力的作用将第一毛细腔8中的磁性液体吸附至第一密封间隙内，实现了磁性液体的恢复，还避免了磁性体液的泄漏。越靠近转轴2，第二非导磁毛细块7左端面与第二极靴4右端面之间在左右方向上的距离越小，通过毛细力的作用将第二毛细腔9中的磁性液体吸附至第二密封间隙内，实现了磁性液体的恢复，还避免了磁性体液的泄漏。

如图1所示，越靠近转轴2，第三非导磁毛细块10左端面与第一极靴3右端面之间在左右方向上的的距离越小，距离越小产生的毛细力越大，从而通过毛细力的作用将第三毛细腔11中的磁性液体吸附至第一密封间隙内，实现了磁性液体的恢复，还避免了磁性体液的泄漏，越靠近转轴2，第三非导磁毛细块10右端面与第二极靴4左端面之间的距离越小，通过毛细力的作用将第四毛细腔12中的磁性液体吸附至第二密封间隙内，实现了磁性液体的恢复，还避免了磁性体液的泄漏。

在一些实施例中，第一非导磁毛细块6与转轴2在转轴2的径向上的间隙小于0.1mm，第二非导磁毛细块7与转轴2在转轴2的径向上的间隙小于0.1mm。第一非导磁毛细块6与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强，第二非导磁毛细块7与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强。

在一些实施例中，第一密封间隙在转轴2的径向上的尺寸为0.1～0.3mm，第二密封间隙在转轴2的径向上的尺寸为0.1～0.3mm，可以理解的是，第一密封间隙和第二密封间隙在转轴2的径向上的尺寸并不限于此。

在一些实施例中，第一非导磁毛细块6与转轴2在转轴2的径向上的间隙等于或小于0.1mm，第二非导磁毛细块7与转轴2在转轴2的径向上的间隙等于或小于0.1mm，第三非导磁毛细块10与转轴2在转轴2的径向上的间隙等于或小于0.1mm。。第一非导磁毛细块6、第二非导磁毛细块7和第三非导磁毛细块10与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强。

在一些实施中，第一凸出环的第二端面6022与第一极靴的第一端面301在转轴2的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在转轴2的径向上的尺寸，第二凸出环的第二端面7022与第二极靴的第二端面402在转轴2的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在转轴2的径向上的尺寸，第三凸出环的第一端面10021与第一极靴的第二端面302在转轴2的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在转轴2的径向上的尺寸，第三凸出环的第二端面10022与第二极靴的第一端面401在转轴2的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在转轴的径向上的尺寸。

在一些实施例中，毛细磁性液体密封装置还包括第一辅助密封环13、第二辅助密封环14、第三辅助密封环22和第四辅助密封环23，第一辅助密封环13套设在转轴2上，第一辅助密封环13固定在第一非导磁毛细块6与转轴2之间，第一辅助密封环13用于对密封介质进行辅助密封，第二辅助密封环14套设在转轴2上，第二辅助密封环14固定在第二非导磁毛细块7与转轴2之间，第二辅助密封环14用于阻止磁性液体离开第二密封间隙，同时阻止外界灰尘进入，第三辅助密封环22套设在转轴2上，第三辅助密封环22固定在第三非导磁毛细块10与转轴2之间，第四辅助密封23环套设在转轴2上，第四辅助密封环23固定在第三非导磁毛细块与转轴之间，第三辅助密封环22和第四辅助密封环23沿转轴的轴向间隔布置且以第三非导磁毛细块10以轴向上的中心线对称布置，第三辅助密封环22和第四辅助密封环23用于防止磁性液体发生级间传递。

如图3和图4所示，第一非导磁毛细块6的内周面具有凹槽，第一非导磁毛细块6的内周面的凹槽由左向右的方向延伸，且凹槽的右壁面与第一非导磁毛细块6的右端面具有预定距离，第一辅助密封环13位于第一非导磁毛细块6的内周面的凹槽内，第二非导磁毛细块7的内周面具有凹槽，第二非导磁毛细块7的内周面的凹槽由右向左的方向延伸，且凹槽的左壁面与第二非导磁毛细块7的左端面具有预定距离，第二辅助密封环14位于第二非导磁毛细块7的内周面的凹槽内。

第三非导磁毛细块10的内周面具有凹槽，第三非导磁毛细块10的内周面的凹槽由第三非导磁毛细块10在左右方向上的中心线向左右两侧同时延伸，且凹槽的左壁面与第三非导磁毛细块10的左端面具有预定距离，凹槽的右壁面与第三非导磁毛细块10的右端面具有预定距离，第三辅助密封环22和第四辅助密封环23均位于第三非导磁毛细块10的内周面的凹槽内，第三辅助密封环22和第四辅助密封环23沿左右方向排列在第三非导磁毛细块10的内周面的凹槽内，并且第三辅助密封环22和第四辅助密封环23以第三非导磁毛细块10在左右方向上的中心线左右对称布置。

在一些实施例中，第一辅助密封环13的内圆面具有多个密封齿，多个第一辅助密封环的密封齿1301沿转轴2的轴向间隔布置，第二辅助密封环14的内圆面具有多个密封齿，多个第二辅助密封环的密封齿1401沿转轴2的轴向间隔布置，第三辅助密封环22的内周面具有多个密封齿，多个第三辅助密封环的密封齿2201沿转轴2的轴向间隔布置，第四辅助密封环23的内周面具有多个密封齿，多个第四辅助密封环的密封齿2301沿转轴2的轴向间隔布置。通过设置多个密封齿，可以对磁性液体实现多级密封，进一步减小磁性液体的泄漏。

在一些实施例中，第一辅助密封环13与转轴2在转轴2径向上的间隙小于0.1mm，第二辅助密封环14与转轴2在转轴2径向上的间隙小于0.1mm。第三辅助密封环22与转轴2在转轴2径向上的间隙小于0.1mm，第四辅助密封环23与转轴2在转轴2径向上的间隙小于0.1mm，第一辅助密封环13与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强，第二辅助密封环14与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强，第三辅助密封环22与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强，第四辅助密封环23与转轴2在上下方向上的间隙越小磁性液体密封的耐压能力越强。

在一些实施例中，毛细磁性液体密封装置还包括第一轴承15和第二轴承16，第一轴承15和第二轴承16设在壳体1内，第一轴承15和第二轴承16分别套设在转轴2上，且第一轴承15和第二轴承16的外周与壳体1的内壁相接触,第一非导磁毛细块6位于第一轴承15和第一极靴3之间，第二非导磁毛细块7位于第二轴承16和第二极靴4之间。

如图1和图3所示，第一轴承15、第一非导磁毛细块6、第一极靴3、永磁体5、第二极靴4、第二非导磁毛细块7和第二轴承16依次套设在转轴2上，并且第一非导磁毛细块6、第一极靴3、永磁体5、第二极靴4和第二非导磁毛细块7均位于第一轴承15和第二轴承16之间。

在一些实施例中，毛细磁性液体密封装置还包括第一隔磁环17和第二隔磁环18，第一隔磁环17和第二隔磁环18设在壳体1内，第一隔磁环17套设在转轴2上，第一隔磁环17位于第一轴承15和第一极靴3之间，第一隔磁环17的外周面与壳体1的内侧面相接触，第一隔磁环17的内周面与第一非导磁毛细块6的外圆面相接触。

第二隔磁环18套设在转轴2上，第二隔磁环18位于第二轴承16和第二极靴4之间，第二隔磁环18的外周面与壳体1的内侧面相接触，第二隔磁环18的内周面与第二非导磁毛细块7的外圆面相接触。

在一些实施例中，第一极靴3外周面上具有凹槽，第二极靴4外周面具有凹槽。毛细磁性液体密封装置还包括第一密封圈19和第二密封圈20，第一密封圈19设在第一极靴3外周面上的凹槽内，第二密封圈20设在第二极靴4外周面上的凹槽内。本申请的实施例，通过设置第一密封圈19和第二密封圈20能够避免磁性液体由极靴的外周面与壳体1的内壁面之间泄漏，提高磁性液体的密封性。

下面参考图1至图4描述本发明一些具体示例的毛细磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的毛细磁性液体密封装置包括壳体1、转轴2、第一轴承15、第二轴承16、第一极靴3、第二极靴4、第一密封圈19、第二密封圈20、永磁体5、第一非导磁毛细块6、第二非导磁毛细块7、第三非导磁毛细块10、第一辅助密封环13、第二辅助密封环14、第三辅助密封环22和第四辅助密封环23。

壳体1内具有轴室101。壳体1的右端设有端盖21，转轴2的右端穿过端盖21，端盖21通过螺栓与壳体1相连，端盖21用于对轴室101进行密封。

转轴2可转动地设在轴室101内，第一轴承15和第二轴承16设在壳体1内，第一轴承15和第二轴承16分别套设在转轴2上。

第一极靴3和第二极靴4分别套设在转轴2上，且第一极靴3和第二极靴4在左右方向上间隔布置，第一极靴3与转轴2在上下方向上具有第一密封间隙，第二极靴4与转轴2在转轴2在上下方向上具有第二密封间隙。

第一极靴3外周面上具有凹槽，第二极靴4外周面具有凹槽，第一密封圈19设在第一极靴3外周面上的凹槽内，第二密封圈20设在第二极靴4外周面上的凹槽内。

永磁体5套设在转轴2上，永磁体5位于第一极靴3和第二极靴4之间。永磁体5的外圆面与壳体1的内壁面相接触，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。

第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7分别套设在转轴2上，第一非导磁毛细块6和第二非导磁毛细块7在转轴2的轴向上间隔布置，第一非导磁毛细块6在转轴2上的位置位于第一极靴3的左侧，第一非导磁毛细块6的右端面、第一极靴3的左端面和转轴2的外周面之间形成第一毛细腔8，第一毛细腔8用于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第一密封间隙与第一毛细腔8连通，第一毛细腔8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2，第二非导磁毛细块7在转轴2上的位置位于第二极靴4的右侧，第二非导磁毛细块7的左端面、第二极靴4的右端面和转轴2外周面之间形成第二毛细腔9，第二毛细腔9用于于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第二密封间隙与第二毛细腔9连通，第二毛细腔9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。

第三非导磁毛细块10套设在转轴2上，第三非导磁毛细块10位于第一极靴3和第二极靴4之间，且第三非导磁毛细块10的外圆面与永磁体5的内圆面相接触，第三非导磁毛细块10的左端面、第一极靴3的右端面和转轴2的外周面形成第三毛细腔11，第三毛细腔11用于收集从第一密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第一密封间隙与第三毛细腔11连通，第三毛细腔11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，第三非导磁毛细块10的右端面、第二极靴4的左端面和转轴2的外周面形成第四毛细腔12，第四毛细腔12用于收集从第二密封间隙内被甩出的磁性液体，还可预先储存一部分磁性液体，第二密封间隙与第四毛细腔连通，第四毛细腔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。第一毛细腔8、第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12的尺寸也形状均一致

第一非导磁毛细块6包括第一基环601和第一凸出环602，第一基环601与第一凸出环602一体成型，第一凸出环602的右端面与第一极靴3的左端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第一凸出环602的右端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

第二非导磁毛细块7包括第二基环701和第二凸出环702，第二基环701和第二凸出环702一体成型，第二凸出环702的左端面与第二极靴3的右端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第二凸出环702的左端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

第三非导磁毛细块10包括第三基环1001和第三凸出环1002，第三基环1001与第三凸出环1002一体成型，第三凸出环1002的左端面与第一极靴3的右端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第三凸出环1002的左端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面，第三凸出环1002的右端面与第二极靴4的左端面在左右方向上的距离在上下方向上从外向内逐步减小，并且第三凸出环1002的右端面为沿上下方向从外向内的方向倾斜布置的倾斜平面。

第一辅助密封环13套设在转轴2上，第一辅助密封环13固定在第一非导磁毛细块6与转轴2之间，第一辅助密封环13用于密封第一极靴3和转轴2，第二辅助密封环14套设在转轴2上，第二辅助密封环14固定在第二非导磁毛细块7与转轴2之间，第二辅助密封环14用于密封第二极靴4和转轴2，第三辅助密封环22套设在转轴2上，第三辅助密封环22固定在第三非导磁毛细块10与转轴2之间，第四辅助密封23环套设在转轴2上，第四辅助密封环23固定在第三非导磁毛细块与转轴之间，第三辅助密封环22和第四辅助密封环23沿转轴的轴向间隔布置且以第三非导磁毛细块10以轴向上的中心线对称布置。

第一辅助密封环13的内圆面具有多个密封齿，多个第一辅助密封环的密封齿1301沿转轴2的轴向间隔布置，第二辅助密封环14的内圆面具有多个密封齿，多个第二辅助密封环的密封齿1401沿转轴2的轴向间隔布置，第三辅助密封环22的内周面具有多个密封齿，多个第三辅助密封环的密封齿2201沿转轴2的轴向间隔布置，第四辅助密封环23的内周面具有多个密封齿，多个第四辅助密封环的密封齿2301沿转轴2的轴向间隔布置。

毛细磁性液体密封装置还包括第一隔磁环17和第二隔磁环18，第一隔磁环17和第二隔磁环18设在壳体1内，第一隔磁环17套设在转轴2上，第一隔磁环17位于第一轴承15和第一极靴3之间，第一隔磁环17的外周面与壳体1的内侧面相接触，第一隔磁环17的内周面与第一非导磁毛细块6的外圆面相接触。

第二隔磁环18套设在转轴2上，第二隔磁环18位于第二轴承16和第二极靴4之间，第二隔磁环18的外周面与壳体1的内侧面相接触，第二隔磁环18的内周面与第二非导磁毛细块7的外圆面相接触。

下面参照图1至图4描述本发明实施例的毛细磁性液体密封装置的运行原理。

在毛细磁性液体密封装置安装时,将磁性液体储存在所述第一毛细腔8、第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12内，由于第一毛细腔8靠近转轴2处的第一非导磁毛细块6与第一极靴3之间的间隙小，远离转轴2处的第一非导磁毛细块6与第一极靴3之间的间隙大，第一毛细腔8内的磁性液体受到一个指向转轴2轴线方向的毛细力，依靠毛细力的作用将第一毛细腔8内的磁性液体推入第一密封间隙内，从而实现磁性液体恢复和减小磁性液体的泄漏。同理，第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12内的磁性液体同样在毛细力的作用下分别吸附在第一密封间隙和第二密封间隙内。在工作时，即使转轴2发生高速旋转时，有部分磁性液体被甩出第一密封间隙或第二密封间隙，但第一密封间隙内的磁性液体在离心力的作用下被甩入第一毛细腔8、第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12内，在第一毛细腔8、第二毛细腔9、第三毛细腔11和第四毛细腔12内的磁性液体依旧会在毛细力的作用下重新被推入第一密封间隙和第二密封间隙内，实现磁性液体恢复和减小磁性液体的泄漏。

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)

1.一种毛细磁性液体密封装置，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；

第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和第二极靴分别套设在所述转轴上，且所述第一极靴和第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴与所述转轴在所述转轴的径向上具有第一密封间隙，所述第二极靴与所述转轴在所述转轴的径向上具有第二密封间隙；

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

第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块，所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块分别套设在所述转轴上，所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块在所述转轴的轴向上间隔布置，所述第一极靴和第二极靴均位于所述第一非导磁毛细块和第二非导磁毛细块之间，

所述第一非导磁毛细块、第一极靴和所述转轴之间形成第一毛细腔，所述第二非导磁毛细块、第二极靴和所述转轴之间形成第二毛细腔，

所述第一非导磁毛细块包括第一基环和第一凸出环，所述第一凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第一凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第一极靴，所述第一极靴在所述转轴的轴向上包括相对布置的第一端面和第二端面，所述第一极靴的第一端面相比于第二端面邻近所述第一非导磁毛细块，

所述第一凸出环的第二端面与所述第一极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐步减小，

所述第二非导磁毛细块包括第二基环和第二凸出环，所述第二凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第二凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第二极靴，所述第二极靴在所述转轴的轴向上包括相对布置的第一端面和第二端面，所述第二极靴的第二端面相比于第一端面邻近所述第二非导磁毛细块，

所述第二凸出环的第二端面与所述第二极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐步减小。

2.根据权利要求1所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，还包括第三非导磁毛细块，所述第三非导磁毛细块套设在所述转轴上，所述第三非导磁毛细块位于所述第一极靴和所述第二极靴之间，且所述第三非导磁毛细块的外圆面与所述永磁体的内圆面相接触，

所述第三非导磁毛细块、第一极靴和所述转轴之间形成第三毛细腔，所述第三非导磁毛细块、第二极靴和所述转轴之间形成第四毛细腔。

3.根据权利要求2所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，第三非导磁毛细块包括第三基环和第三凸出环，所述第三凸出环包括在所述转轴的轴向上相对布置的第一端面和第二端面，所述第三凸出环的第一端面相比于第二端面邻近所述第一极靴，所述第三凸出环的第二端面相比于第一端面邻近所述第二极靴，

所述第三凸出环的第一端面与所述第一极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐渐减小，所述第三凸出环的第二端面与所述第二极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的距离沿所述转轴的径向上从外向内的方向逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸为0.1～0.3mm，所述第二密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸为0.1～0.3mm。

5.根据权利要求2所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm，所述第二非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm，所述第三非导磁毛细块与所述转轴在所述转轴的径向上的间隙等于或小于0.1mm。

6.根据权利要求3所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一凸出环的第二端面与所述第一极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第二凸出环的第二端面与所述第二极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第三凸出环的第一端面与所述第一极靴的第二端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸，所述第三凸出环的第二端面与所述第二极靴的第一端面在所述转轴的轴向上的最小距离等于或小于第一密封间隙在所述转轴的径向上的尺寸。

7.根据权利要求2-6任一项所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，还包括第一辅助密封环、第二辅助密封环、第三辅助密封环和第四辅助密封环，所述第一辅助密封环套设在所述转轴上，所述第一辅助密封环固定在所述第一非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第二辅助密封环套设在所述转轴上，所述第二辅助密封环固定在所述第二非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第三辅助密封环套设在所述转轴上，所述第三辅助密封环固定在所述第三非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第四辅助密封环套设在所述转轴上，所述第四辅助密封环固定在所述第三非导磁毛细块与所述转轴之间，所述第三辅助密封环和所述第四辅助密封环沿所述转轴的轴向间隔布置且以所述第三非导磁毛细块在所述轴向上的中心线对称布置。

8.根据权利要求7所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述第一辅助密封环的多个密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第二辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述第二辅助密封环的多个密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第三辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述第三辅助密封环的多个密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第四辅助密封环的内圆面具有多个密封齿，所述第四辅助密封环的多个密封齿沿所述转轴的轴向间隔布置。

9.根据权利要求8所述的毛细磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第二辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第三辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm，所述第四辅助密封环与所述转轴在所述转轴径向上的间隙小于0.1mm。

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