CN112360987B - 一种离心压缩机磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心压缩机磁流体密封装置，包括离心压缩机内部设置的高速转子轴，高速转子轴设置为导磁体轴，还包括密封壳体，密封外壳内设有环形永久磁铁，环形永久磁铁的左右两端分别设有环形磁极，环形磁极靠近导磁体轴的端面上周向开设有磁极槽，磁极槽内填充有磁流体，磁极槽远离导磁体轴的一端连通有通道的一端，通道的另一端贯通环形磁极远离环形永久磁铁的侧壁并连通有连接管，连接管的端部可拆卸连接有气源，通道内设有恒温组件。本发明结构简单且密封性能优良，能够有效解决离心压缩机高速转子轴端泄漏润滑油的问题，稳定性好，使用寿命长。

Description

一种离心压缩机磁流体密封装置

技术领域

本发明涉及离心压缩机轴端密封技术领域，特别是涉及一种离心压缩机磁流体密封装置。

背景技术

离心压缩机高速转子轴端大多采用敞开式，当主轴以大于15000r/min的转速高速旋转时，高速转子旋转产生的轴向力会导致轴承体腔内的压力较大，导致润滑油沿着缝隙甩出，造成油泄漏。润滑油泄漏不仅对环境造成污染，也提高了使用成本、浪费资源，由于泄漏的润滑油直接与联轴器接触，对联轴器的安全稳定工作带来了一定的影响，同时压缩机使用者需经常添加新的润滑油，维护成本增加。因此亟需一种针对于离心压缩机高速转子轴端的密封装置，以解决离心压缩机高速转子轴端润滑油泄漏的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心压缩机磁流体密封装置，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种离心压缩机磁流体密封装置，包括离心压缩机内部设置的高速转子轴，所述高速转子轴设置为导磁体轴，还包括密封壳体，所述导磁体轴贯穿所述密封壳体，所述密封壳体内设有环形永久磁铁，所述环形永久磁铁的左右两端分别设有环形磁极，所述导磁体轴贯穿所述环形永久磁铁和环形磁极的中心孔，所述环形磁极靠近所述导磁体轴的端面上周向开设有磁极槽，所述磁极槽内填充有磁流体，所述密封壳体与所述导磁体轴的连接处套设有密封环；

所述磁极槽远离所述导磁体轴的一端连通有通道的一端，所述通道的另一端贯通所述环形磁极远离环形永久磁铁的侧壁并连通有连接管，所述连接管的端部可拆卸连接有气源，所述通道内设有恒温组件。

优选的，所述通道包括第一流道、与所述第一流道连通的第二流道和与所述第二流道连通的第三流道，所述第一流道、第二流道均设置为锥形流道，所述第一流道的宽面与所述磁极槽连通，所述第一流道的窄面与所述第二流道的窄面之间连通有过渡流道，所述第三流道与所述连接管连通。

优选的，所述恒温组件包括橡胶环，所述橡胶环可拆卸连接在所述过渡流道内，所述橡胶环内套接有导热板，所述橡胶环远离所述第一流道的端部固定有锥形壳，所述锥形壳与所述第二流道的尺寸相适配。

优选的，所述锥形壳的宽面上开设有若干个通孔，所述锥形壳内固定有马达，所述马达的输出轴固定有扇叶。

优选的，所述锥形壳内固定有弧形罩，所述弧形罩位于所述导热板与扇叶之间，所述弧形罩上周向开设有环形孔，所述弧形罩的中心位置开设有风孔，所述风孔的尺寸小于所述环形孔的尺寸。

优选的，所述风孔靠近所述导热板的一端罩有网罩。

优选的，所述锥形壳的宽面上固定有导丝的一端，所述导丝的另一端伸出所述连接管。

优选的，所述密封环为四氟密封环。

优选的，所述磁极槽与所述导磁体轴之间的间隙为0.08mm-0.5mm。

优选的，所述导磁体轴与所述环形永久磁铁之间套接有非导磁体套筒。

本发明公开了以下技术效果：磁流体注入到磁极槽内，磁性回路由导磁体轴、环形永久磁铁和环形磁极构成，在环形永久磁铁产生磁场的作用下，磁流体高度集中并沿环形磁极与导磁体轴之间的缝隙形成液体O型密封圈，当磁流体受到压力差作用时，磁流体在非均匀磁场中略微移动，产生对抗压力差的磁力，从而达到新的平衡，进而将环形磁极与导磁体轴之间的缝隙堵死，在密封环的作用下能够进一步防止润滑油泄漏，并且由于磁流体的饱和磁化强度随温度的升高而减小，因此需要对磁流体保持恒定低温环境，通过马达带动风扇对导热板进行降温，通过导热板传递温度使得磁流体保持恒定低温环境，本发明结构简单且密封性能优良，能够有效解决离心压缩机高速转子轴端泄漏润滑油的问题，稳定性好，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明离心压缩机磁流体密封装置的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为图1中C的局部放大图；

图4为本发明磁流体密封状态下的示意图；

其中，1为导磁体轴，2为密封壳体，3为环形永久磁铁，4为环形磁极，5为磁极槽，6为磁流体，7为密封环，8为连接管，9为第一流道，10为第二流道，11为第三流道，12为过渡流道，13为橡胶环，14为导热板，15为锥形壳，16为通孔，17为马达，18为扇叶，19为弧形罩，20为环形孔，21为风孔，22为网罩，23为导丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-4，本发明提供一种离心压缩机磁流体密封装置，包括离心压缩机内部设置的高速转子轴，所述高速转子轴设置为导磁体轴1，还包括密封壳体2，所述导磁体轴1贯穿所述密封壳体2，所述密封壳体2内设有环形永久磁铁3，所述导磁体轴1与所述环形永久磁铁3之间套接有非导磁体套筒，所述环形永久磁铁3的左右两端分别设有环形磁极4，所述导磁体轴1贯穿所述环形永久磁铁3和环形磁极4的中心孔，所述磁极槽5与所述导磁体轴1之间的间隙为0.08mm-0.5mm，所述环形磁极4靠近所述导磁体轴1的端面上周向开设有磁极槽5，所述磁极槽5内填充有磁流体6，所述密封壳体2与所述导磁体轴1的连接处套设有密封环7；

磁流体6注入到磁极槽5内，磁性回路由导磁体轴1、环形永久磁铁3和环形磁极4构成，在环形永久磁铁3产生磁场的作用下，磁流体6高度集中并沿导磁体轴1与环形磁极4之间的缝隙形成液体O型密封圈，当磁流体6受到压力差作用时，磁流体6在非均匀磁场中略微移动，产生对抗压力差的磁力，从而达到新的平衡，进而将环形磁极4与导磁体轴1之间的缝隙堵死。

为进一步提高密封性能，选择蒸发率低的基液与分散剂制备磁流体6，同时提高磁流体6中磁性微粒的浓度，进一步增加磁流体6的粘度提高密封性能，同时其蒸发率降低，提高使用寿命。

所述磁极槽5远离所述导磁体轴1的一端连通有通道的一端，所述通道的另一端贯通所述环形磁极4远离环形永久磁铁3的侧壁并连通有连接管8，所述连接管8的端部可拆卸连接有气源，所述通道内设有恒温组件，在连接管8内注入磁流体6，通过气源供气将磁流体6推至磁极槽5内，完成注入工作。

进一步优化方案，所述通道包括第一流道9、与所述第一流道9连通的第二流道10和与所述第二流道10连通的第三流道11，所述第一流道9、第二流道10均设置为锥形流道，所述第一流道9的宽面与所述磁极槽5连通，所述第一流道9的窄面与所述第二流道10的窄面之间连通有过渡流道12，所述第三流道11与所述连接管8连通。所述恒温组件包括橡胶环13，所述橡胶环13可拆卸连接在所述过渡流道12内，所述橡胶环13内套接有导热板14，所述橡胶环13远离所述第一流道9的端部固定有锥形壳15，所述锥形壳15与所述第二流道10的尺寸相适配，通过连接管8向通道内引入锥形壳15，磁流体6处于新的平衡状态后顶起导热板14，同时气源向连接管8内增压，使得锥形壳15的侧壁与第二流道10的侧壁紧贴，同时橡胶环13紧贴过渡流道12的侧壁，防止通道内进入杂质，提高磁流体6的使用寿命。

进一步优化方案，所述锥形壳15的宽面上开设有若干个通孔16，所述锥形壳15内固定有马达17，所述马达17的输出轴固定有扇叶18，通过马达17带动扇叶18旋转，同时气源向连接管8内通入恒温冷风，配合扇叶18吹出冷风，使得导热板14处于恒定低温状态，并通过导热板14传递热量，使得磁流体6处于恒定低温状态，保证磁流体6的磁性，通孔16的设置防止锥形壳15内气压过大。

进一步优化方案，所述锥形壳15内固定有弧形罩19，所述弧形罩19位于所述导热板14与扇叶18之间，所述弧形罩19上周向开设有环形孔20，所述弧形罩19的中心位置开设有风孔21，所述风孔21的尺寸小于所述环形孔20的尺寸，由于扇叶18供风时，风力沿轴向向两侧递减，因此设置弧形罩19，弧形罩19的顶点正对扇叶18，在弧形罩19的导流作用配合大尺寸的环形孔20，使得轴向两侧吹出的风与轴向吹出的风量基本保持平衡，提高换热效果。

进一步优化方案，所述风孔21靠近所述导热板14的一端罩有网罩22，由于弧形罩19中心的风孔21尺寸小，吹出的风力较大，因此通过设置网罩22，风经过网罩22的网孔后被破碎为分流，降低风力，提高出风的均匀性，进一步提高换热效率。

进一步优化方案，所述锥形壳15的宽面上固定有导丝23的一端，所述导丝23的另一端伸出所述连接管8，通过导丝23将锥形壳15沿连接管8导入到通道内。

进一步优化方案，所述密封环7为四氟密封环。利用聚四氟乙烯的密封性能结合其高温原材料混合的特性，能够对导磁体轴1与密封壳体2之间的连接处起到良好的密封作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种离心压缩机磁流体密封装置，包括离心压缩机内部设置的高速转子轴，所述高速转子轴设置为导磁体轴（1），其特征在于：还包括密封壳体(2)，所述导磁体轴(1)贯穿所述密封壳体(2)，所述密封壳体(2)内设有环形永久磁铁(3)，所述环形永久磁铁（3）的左右两端分别设有环形磁极（4），所述导磁体轴（1）贯穿所述环形永久磁铁（3）和环形磁极（4）的中心孔，所述环形磁极（4）靠近所述导磁体轴（1）的端面上周向开设有磁极槽（5），所述磁极槽（5）内填充有磁流体（6），所述密封壳体（2）与所述导磁体轴（1）的连接处套设有密封环（7）；

所述磁极槽（5）远离所述导磁体轴（1）的一端连通有通道的一端，所述通道的另一端贯通所述环形磁极（4）远离环形永久磁铁（3）的侧壁并连通有连接管（8），所述连接管（8）的端部可拆卸连接有气源，所述通道内设有恒温组件；

所述通道包括第一流道（9）、与所述第一流道（9）连通的第二流道（10）和与所述第二流道（10）连通的第三流道（11），所述第一流道（9）、第二流道（10）均设置为锥形流道，所述第一流道（9）的宽面与所述磁极槽（5）连通，所述第一流道（9）的窄面与所述第二流道（10）的窄面之间连通有过渡流道（12），所述第三流道（11）与所述连接管（8）连通；

所述恒温组件包括橡胶环（13），所述橡胶环（13）可拆卸连接在所述过渡流道（12）内，所述橡胶环（13）内套接有导热板（14），所述橡胶环（13）远离所述第一流道（9）的端部固定有锥形壳（15），所述锥形壳（15）与所述第二流道（10）的尺寸相适配；

所述锥形壳（15）的宽面上开设有若干个通孔（16），所述锥形壳（15）内固定有马达（17），所述马达（17）的输出轴固定有扇叶（18）。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述锥形壳（15）内固定有弧形罩（19），所述弧形罩（19）位于所述导热板（14）与扇叶（18）之间，所述弧形罩（19）上周向开设有环形孔（20），所述弧形罩（19）的中心位置开设有风孔（21），所述风孔（21）的尺寸小于所述环形孔（20）的尺寸。

3.根据权利要求2所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述风孔（21）靠近所述导热板（14）的一端罩有网罩（22）。

4.根据权利要求1所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述锥形壳（15）的宽面上固定有导丝（23）的一端，所述导丝（23）的另一端伸出所述连接管（8）。

5.根据权利要求1所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述密封环（7）为四氟密封环。

6.根据权利要求1所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述磁极槽（5）与所述导磁体轴（1）之间的间隙为0.08mm-0.5mm。

7.根据权利要求1所述的离心压缩机磁流体密封装置，其特征在于：所述导磁体轴（1）与所述环形永久磁铁（3）之间套接有非导磁体套筒。

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