CN112253757A - 一种双源多齿磁性液体密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双源多齿磁性液体密封装置，包括套于主轴上的永磁体，所述永磁体两极设置有磁极体，并且磁极体上位于其与主轴的间隙处设置有轴向极齿；所述永磁体包括相套设置的外永磁体和内永磁体；所述磁极体固定在外永磁体的两极，并且磁极体上位于其与内永磁体的间隙处设置有径向极齿。本发明的原理在于利用多层永磁体形成磁力线叠加区域，从而增强里磁性液体的密封能力。同时径向极齿的设计增加了密封面，提高了整体密封能力。并且前后两处密封区域减小了被密封压力波动带来的轴向的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁性液体密封装置。
背景技术
随着经济的快速发展，相关的工业领域对于密封性能要求越来越高，尤其是水轮机主轴的密封，它是水轮机的关键部件之一，它会直接影响水轮发电机的运行状态，从而使居民生活用电无法得到好的保障。大多数传统的密封技术在使用一段时间之后会因为一些因素，产生严重的磨损，开始出现漏水现象，因而影响水轮机正常的使用，造成一定的经济损失。磁性液体密封作为一种新型密封技术，它能够使运动物件和静止物件之间无刚性接触、无磨损，能够长时间可靠地工作，因此已经被广泛地应用于许多领域。水轮机主轴的磁性液体密封技术与传统密封方式相比较，具有严密的密封性，其泄漏率几乎难以测量，无污染等优点，但是在技术上也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：
(1)水轮机主轴磁性液体密封的承压能力相对于传统密封技术较低；
(2)水轮机被密封区域因工况的改变，被密封区域压力波动较大，会对密封区域产生较大的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种双源多齿磁性液体密封装置，具有较高的承压能力以及密封能力。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种双源多齿磁性液体密封装置，包括套于主轴上的永磁体，所述永磁体两极设置有磁极体，并且磁极体上位于其与主轴的间隙处设置有轴向极齿；所述永磁体包括相套设置的外永磁体和内永磁体；所述磁极体固定在外永磁体的两极，并且磁极体上位于其与内永磁体的间隙处设置有径向极齿。本发明的原理在于利用多层永磁体形成磁力线叠加区域，从而增强里磁性液体的密封能力。同时径向极齿的设计增加了密封面，提高了整体密封能力。并且前后两处密封区域减小了被密封压力波动带来的轴向的影响。
作为一种改进，所述磁极体内设置有通达轴向极齿的补给管，所述补给管上连接有用于盛放磁性液体的补给容器。当极齿处的磁性液体减少时可通过补给管向极齿处补给磁性液体，延长密封装置的使用寿命。
作为一种进一步的改进，所述补给容器与补给管之间设置有阀门。
作为另一种更进一步的改进，所述磁极体上开有供冷却介质循环的冷却槽。用于冷却磁性液体。
作为一种改进，所述外永磁体和内永磁体均为筒状，所述磁极体为环状；并且磁极体延伸至内永磁体端面处。
作为一种改进，所述内永磁体短于外永磁体。便于设置径向极齿。
作为一种改进，所述内永磁体和外永磁体的磁极方向一致。使得二者的磁力线重叠，形成更高的磁场，从而增强密封能力。
作为一种改进，还包括壳体，所述外永磁体以及两个磁极体均固定在壳体上；所述内永磁体固定套于主轴上。
本发明的有益之处在于：
1.将密封有效区分为两个部分，减小了压力区波动轴向影响。
2.增设径向极齿，形成径向密封，增大磁性液体密封压力。
3.轴向极齿所在的位置是两磁场回路的叠加区域，增加了轴向极齿位置的磁感应强度，进一步提升了磁性液体密封压力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标记：1主轴；2磁极体；3冷却槽；4补给管；5补给容器；6壳体；7外永磁体；8内永磁体；9阀门；10径向极齿；11轴向极齿。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括套于主轴1上的永磁体，所述永磁体两极设置有磁极体2，并且磁极体2上位于其与主轴1的间隙处设置有轴向极齿11；所述永磁体包括相套设置的外永磁体7和内永磁体8；所述磁极体2固定在外永磁体7的两极，并且磁极体2上位于其与内永磁体8的间隙处设置有径向极齿10。
外永磁体7和内永磁体8均为筒状，所述磁极体2为环状；并且磁极体2延伸至内永磁体8端面处。内永磁体8短于外永磁体7。内永磁体8和外永磁体7的磁极方向一致。
还包括壳体6，所述外永磁体7以及两个磁极体2均固定在壳体6上；所述内永磁体8固定套于主轴1上。
磁极体2内设置有通达轴向极齿11的补给管4，所述补给管4上连接有用于盛放磁性液体的补给容器5。具体的，补给管4延伸至壳体6外部，补给容器5设置在壳体6外，方便补给磁性液体。
为了更好的冷却磁性液体，磁极体2上开有供冷却介质循环的冷却槽3。
外永磁体7的磁力线沿着磁极体2、轴向极齿11和主轴1形成外部磁回路。位于磁极体2上的轴向极齿11呈交错矩形分布，位于密封间隙中的磁性液体在磁场的作用下被吸附于密封间隙中，使其形成一个磁性液体的“O”形环，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。内永磁体8的磁力线沿着径向极齿10、磁极体2、轴向磁极11和主轴1形成内侧磁回路，同轴向极齿11的密封原理一样，径向极齿10也会形成闭合的内侧磁回路，位于密封间隙中的磁性液体在磁场的作用下被吸附于密封间隙中，使其形成一个磁性液体的“O”形环，达到密封的目的。主轴1上的轴向极齿11是内永磁体8和外永磁体7磁回路的叠加区域，所以由磁性液体密封原理可得，磁性液体密封的密封压力与间隙中磁感应强度成正比，所以相当于其他磁性液体密封而言，本装置轴向极齿11位置磁性液体密封压力会更大。同时，本装置设置了径向极齿10，会形成径向密封，进一步会增加磁性液体密封装置的密封压力。此外，主轴1上凸起的内永磁体8，将本装置磁性液体密封分为两个区域，当被密封端压力波动时，前端影响不到后端，减小了压力波动带来的轴向影响。
最后，当密封间隙中的磁性液体减少时，外界补给容器5通过阀门9控制，可以将磁性液体补给到补给管4中，然后流到密封间隙中。同时，如果磁性液体温度升高，可通过磁极体上的冷却槽通入冷却介质进行冷却，保证磁性液体正常工作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种双源多齿磁性液体密封装置，包括套于主轴上的永磁体，所述永磁体两极设置有磁极体，并且磁极体上位于其与主轴的间隙处设置有轴向极齿；其特征在于：所述永磁体包括相套设置的外永磁体和内永磁体；所述磁极体固定在外永磁体的两极，并且磁极体上位于其与内永磁体的间隙处设置有径向极齿。
2.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述磁极体内设置有通达轴向极齿的补给管，所述补给管上连接有用于盛放磁性液体的补给容器。
3.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述补给容器与补给管之间设置有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述磁极体上开有供冷却介质循环的冷却槽。
5.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述外永磁体和内永磁体均为筒状，所述磁极体为环状；并且磁极体延伸至内永磁体端面处。
6.根据权利要求5所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述内永磁体短于外永磁体。
7.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：所述内永磁体和外永磁体的磁极方向一致。
8.根据权利要求1所述的一种双源多齿磁性液体密封装置，其特征在于：还包括壳体，所述外永磁体以及两个磁极体均固定在壳体上；所述内永磁体固定套于主轴上。
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