CN112392963B - 磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种磁性液体密封装置，该磁性液体密封装置包括轴壳、转轴、轴承和极靴。极靴套设在转轴上，极靴与永磁体配合，极靴具有沿转轴的轴向间隔开的多个极齿，每个极齿具有孔隙，多个极齿构成沿转轴的轴向排列的多个极齿组，每个极齿组包括至少一个极齿，在转轴的轴向上邻近永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积小于远离永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积，极齿的齿顶面与转轴的周面之间填充有磁性液体，孔隙中填充有磁性液体，位于孔隙中的磁性液体与位于齿顶面和转轴的周面之间磁性液体接触。本发明的实施例提供的磁性液体密封装置具有使用寿命长、密封性能好、耐压能力好、耐高温能力好、设计合理的优点。

Description

磁性液体密封装置

技术领域

本发明涉及机械工程密封技术领域，尤其是涉及一种包括具有多孔结构的极靴的磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体密封作为一种能够实现“零泄漏”的密封方法，在越来越多的行业中得到广泛应用。其工作原理是在永磁体产生的磁场作用下，把放置在转轴与极齿顶端缝隙间的磁性液体加以集中，使其形成一个“O”形环，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。但是在高转速工况下，部分磁性液体容易受到离心作用而离开转轴与极齿之间的缝隙，导致密封失效。并且，磁性液体与转轴之间由于不断的剪切作用产生的摩擦，会使得装置温度升高，由于温度的升高，部分磁性液体被加热而蒸发，最终导致密封装置的密封失效。因此相关技术中的磁性液体密封装置的耐压能力和耐高温能力在高转速情况下容易下降的问题有待解决。

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磁性液体密封装置，这种磁性液体密封装置使用寿命长、密封性能好、耐压能力好、耐高温能力好、设计合理。

根据本发明实施例提供的一种磁性液体密封装置，包括：轴壳，所述轴壳限定出轴室；转轴，所述转轴可转动地设在所述轴室内；轴承，所述轴承套设在所述转轴上；至少一个永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上；极靴，所述极靴套设在所述转轴上，所述极靴与所述永磁体配合，所述轴承、所述极靴和所述永磁体中的每一者位于所述轴室内，所述极靴具有沿所述转轴的轴向间隔开的多个极齿，每个所述极齿具有孔隙，多个所述极齿构成沿所述转轴的轴向排列的多个极齿组，每个所述极齿组包括至少一个极齿，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的总体积，所述极齿的齿顶面与所述转轴的周面之间填充有磁性液体，所述孔隙中填充有磁性液体，位于所述孔隙中的所述磁性液体与位于所述齿顶面和所述转轴的周面之间所述磁性液体接触。

根据本发明的实施例提供的磁性液体密封装置，在极齿内设有孔隙结构，利用毛细现象在孔隙内储存一定量的磁性液体，孔隙内储存的磁性液体能够对位于极齿与转轴之间的起密封作用的磁性液体进行补充。在高转速工况下，位于极齿和转轴之间的磁性液体由于离心作用而损耗，或者由于高温而被蒸发，孔隙内储存的磁性液体能够进入极齿和转轴之间补充磁性液体，从而避免了磁性液体密封装置由于磁性液体的损耗而导致的密封失效，改善了磁性液体密封装置的密封性能，延长磁性液体密封装置的使用寿命。磁性液体密封装置的耐压能力和耐高温能力得以提高，使得磁性液体密封装置能更加适用于高转速工况。并且，孔隙的设置还能减小极靴的重量，有利于磁性液体密封装置的轻量化。

此外，利用极齿的磁性强度差异对磁性液体的补偿能力进行合理分配，将极齿分为沿转轴的轴向排列的多个极齿组，使得在转轴的轴向上，邻近永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积小于远离永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积。从而可以合理地、按照一定规律地补偿密封过程中损耗的磁性液体，使得磁性液体密封装置的设计更加合理。

由此，本发明的实施例提供的磁性液体密封装置具有使用寿命长、密封性能好、耐压能力好、耐高温能力好、设计合理的优点。

另外，根据本发明的磁性液体密封装置还具有如下附加技术特征：

在一些实施例中，每个所述极靴中的所述孔隙的数量相等，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的平均体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的平均体积。

在一些实施例中，每个所述极靴中的所述孔隙的平均体积相等，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的数量小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的数量。

在一些实施例中，每个所述极齿具有多个所述孔隙，每个所述极齿的多个所述孔隙的体积沿所述转轴的轴向从所述极齿的中部向所述极齿的两侧增大；

或者，每个所述极齿具有多个所述孔隙，每个所述极齿的多个所述孔隙的数量沿所述转轴的轴向从所述极齿的中部向所述极齿的两侧增大。

在一些实施例中，每个所述极齿的孔隙包括：至少一个中间孔隙；多个第一侧孔隙和多个第二侧孔隙，所述中间孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第一侧孔隙和每个所述第二侧孔隙之间；以及至少一个第三侧孔隙和至少一个第四侧孔隙，每个所述第三侧孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第一侧孔隙和所述中间孔隙之间，每个所述第四侧孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第二侧孔隙和所述中间孔隙之间，其中，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均大于所述中间孔隙的体积，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均小于所述第一侧孔隙的体积，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均小于所述第二侧孔隙的体积。

在一些实施例中，多个所述极齿的每个所述第一侧孔隙的数量彼此相等，多个所述极齿的每个所述第一侧孔隙的体积彼此相等，多个所述极齿的每个所述第二侧孔隙的数量彼此相等，多个所述极齿的每个所述第二侧孔隙的体积彼此相等。

在一些实施例中，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述中间孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述中间孔隙的总体积，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第三侧孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第三侧孔隙的总体积，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第四侧孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第四侧孔隙的总体积。

在一些实施例中，具有所述孔隙的所述极靴由具有导磁性的粉末压制而成。

在一些实施例中，所述具有导磁性的粉末为铁粉、铜粉或银粉。

在一些实施例中，所述齿顶面与所述转轴的周面在与所述转轴的轴向垂直的方向上的间距为0.1mm-0.3mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的磁性液体密封装置的正视图。

图2是根据本发明实施例的极靴的磁通量的示意图。

图3是根据本发明实施例的极靴的局部示意图。

图4是根据本发明实施例的极齿的磁通量的示意图。

图5是根据本发明实施例的极齿的示意图。

附图标记：

磁性液体密封装置100；

轴壳1；轴室11；转轴2；轴肩21；轴承3；第一轴承31；第二轴承32；极靴4；极齿41；孔隙42；中间孔隙421；第一侧孔隙422；第二侧孔隙423、第三侧孔隙424；第四侧孔隙425；齿槽43；齿顶面44；第一极靴45；第二极靴46；磁性液体5；永磁体6；密封腔体7；第一凸起8；端盖9；第一隔磁套101；第二隔磁套102；第一密封圈103；第二密封圈104。

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。

下面参考附图1-5来描述本发明实施例的磁性液体密封装置100。

如图1-图5所示，根据本发明的实施例的磁性液体密封装置100包括轴壳1、转轴2、轴承3、极靴4、磁性液体5、至少一个永磁体6。

轴壳1限定出轴室11。转轴2可转动地设在轴室11内。转轴2由轴室11的一端伸入并从轴室11的另一端伸出。轴承套设在转轴2上，即转轴2支承在轴承上。

极靴4套设在转轴2上。极靴4的外周面与轴室11的周壁面相连，即极靴4设在轴壳1内。极靴4具有沿转轴2的轴向间隔开的多个极齿41，多个极齿41沿转轴2的轴向排列，相邻极齿41之间形成有齿槽43。

永磁体6套设在转轴2上。永磁体6与极靴4配合以便向极靴4提供磁力以使极靴4吸附磁性液体43。例如，永磁体6沿转轴2的轴向上与极靴4的一个端面相抵。轴承3、极靴4和永磁体6中的每一者位于轴室11内。

每个极齿41具有孔隙42。多个极齿41构成沿转轴2的轴向排列的多个极齿组。每个极齿组包括至少一个极齿41。在转轴2的轴向上邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积小于远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积。

极齿41的齿顶面44与转轴2的周面之间填充有磁性液体5，孔隙42中填充有磁性液体5。位于孔隙42中的磁性液体5与位于齿顶面44和转轴2的周面之间磁性液体5接触。

也就是说，一部分磁性液体5位于极齿41的齿顶面44与转轴2的周面之间用于密封，该一部分磁性液体5能够被吸附在极齿41的齿顶面44上。位于极齿41的齿顶面44和转轴2的周面之间的该一部分磁性液体43与转轴2的周面和极齿41的齿顶面44均接触，从而使磁性液体密封装置100具有良好的密封效果。

另一部分磁性液体5位于孔隙42中。也就是说，极齿41内部的孔隙42中储存有另一部分磁性液体5。

磁性液体5能够填充孔隙42中是利用了磁性液体5的毛细现象。毛细现象指的是由于附加压力而引起的孔内液面与孔外液面有高度差的现象。比如把毛细管插入浸润液体(例如水)中，毛细管中的液面上升，高于管外液面，毛细管中的液面表面会呈凹形曲面。但是当将毛细管插入非浸润液体(如汞)中时，毛细管中的液面下降，低于管外液面，毛细管中的液面表面会呈凸形曲面。毛细管内液体的上升或下降取决于液体与管面的浸润性。

作为纳米级的胶状液体，磁性液体5的毛细现象非常突出。目前我们用的磁性液体5 极靴4的材料都是浸润的。因此发明人发现，在极齿41中设有孔隙42结构，利用磁性液体5的毛细现象，磁性液体5会向孔隙42内流入并填充孔隙42，从而孔隙42可以起到储存一定的磁性液体5的作用。

位于孔隙42中的该另一部分的磁性液体5与位于齿顶面44和转轴2的周面之间的该一部分的磁性液体5接触。也就是说，该另一部分磁性液体5与该一部分磁性液体5之间能够相互流通，即位于孔隙42中的磁性液体5能够流出孔隙42从而进入极齿41的齿顶面 44与转轴2的周面之间的间隙中，极齿41的齿顶面44与转轴2的周面之间的磁性液体5 也能够进入孔隙42中，填充孔隙42。

因此，在向齿顶面44与转轴2的周面之间注入磁性液体5时，磁性液体5能够进入孔隙42中。在磁性液体密封装置100工作过程中，孔隙42内的磁性液体5能够溢出孔隙42 并补偿位于齿顶面44与转轴2的周面之间的磁性液体5。

在转轴2的轴向上，邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积小于远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积。即远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积大于邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的孔隙42的总体积。也就是说，远离永磁体6的极齿组的极齿41的存储磁性液体5的能力大于邻近永磁体6的极齿组的极齿41的存储磁性液体5的能力。

这是由于永磁体6与极靴4配合并为极靴4提供磁力，由于极靴4能够导磁，永磁体6的磁力线能够穿过极靴4，因此极靴4通过与永磁体6的配合而具有一定的磁力。由于永磁体6的磁场强度向外扩散会逐渐减弱，因此极靴4中远离永磁体6的极齿组中的极齿41 的磁力小于邻近永磁体6的极齿组中的极齿41的磁力。因此，远离永磁体6的极齿组中的极齿41对磁性液体5的吸附能力比邻近永磁体6的极齿组中的极齿41对磁性液体5的吸附能力要弱。吸附于邻近永磁体6的极齿组中的极齿41上的磁性液体5能够承受更大的离心力，即耐压力较强，而吸附于远离永磁体6的极齿组中的极齿41上的磁性液体5的耐压力较弱，因此需要较多的磁性液体5的补偿量。

通过使得远离永磁体6的极齿组中的极齿41的孔隙42的总体积大于邻近永磁体6的极齿组中的极齿41的孔隙42的总体积，从而使磁性液体5的补偿能力得到合理的分配。

根据本发明的实施例提供的磁性液体密封装置，在极齿内设有孔隙结构，利用毛细现象在孔隙内储存一定量的磁性液体，孔隙内储存的磁性液体能够对位于极齿与转轴之间的起密封作用的磁性液体进行补充。在高转速工况下，位于极齿和转轴之间的磁性液体由于离心作用而损耗，或者由于高温而被蒸发，孔隙内储存的磁性液体能够进入极齿和转轴之间补充磁性液体，从而避免了磁性液体密封装置由于磁性液体的损耗而导致的密封失效，改善了磁性液体密封装置的密封性能，延长磁性液体密封装置的使用寿命。磁性液体密封装置的耐压能力和耐高温能力得以提高，使得磁性液体密封装置能更加适用于高转速工况。并且，孔隙的设置还能减小极靴的重量，有利于磁性液体密封装置的轻量化。

此外，利用极齿的磁性强度差异对磁性液体的补偿能力进行合理分配，将极齿分为沿转轴的轴向排列的多个极齿组，使得在转轴的轴向上，邻近永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积小于远离永磁体的极齿组的每个极齿的孔隙的总体积。从而可以合理地、按照一定规律地补偿密封过程中损耗的磁性液体，使得磁性液体密封装置的设计更加合理。

由此，本发明的实施例提供的磁性液体密封装置具有使用寿命长、密封性能好、耐压能力好、耐高温能力好、设计合理的优点。

为了使本申请的技术方案更加容易被理解，下面以转轴2的轴向为左右方向为例，进一步描述本申请的技术方案。轴室11的一端即为其右端，轴室11的另一端即其左端。转轴2由轴室11的右端伸入并从轴室11的左端伸出。

可以理解的是，转轴2的轴向与极靴4的轴向相同，转轴2的径向与极靴4的径向也相同。

将多个极齿41沿转轴2的轴向分为多个极齿组，每个极齿组包括至少一个极齿41。也就是说，每个极齿组可以包括一个极齿41，也可以包括多个极齿41。

在一些实施例中，每个极齿组包括多个极齿41，每个极齿组中的该多个极齿41的孔隙的总体积相等。在另一些实施例中，每个极齿组包括多个极齿41，每个极齿组中的该多个极齿41的孔隙42的总体积不等，对每个极齿组来说，邻近永磁体6的极齿41的孔隙42 的总体积小于远离磁体6的极齿41的孔隙42的总体积。

在一些实施例中，每个极齿41中的孔隙42的数量相等，在转轴2的轴向上邻近永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的平均体积小于远离永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的平均体积。以上设计使得邻近永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的总体积小于远离永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的总体积。远离永磁体6的极齿组中的极齿41内能够存储更多的磁性液体5从而具有了更强的磁性液体5补偿能力。因此，极齿41的磁性液体5补偿能力根据极齿41本身的磁性强度进行了合理分布。

在一些实施例中，每个极齿41中的孔隙42的平均体积相等，在转轴2的轴向上，邻近永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的数量小于远离永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的数量。以上设计使得邻近永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙 42的总体积小于远离永磁体6的极齿组中的每个极齿41的孔隙42的总体积。远离永磁体 6的极齿组中的极齿41内能够存储更多的磁性液体5从而具有了更强的磁性液体5补偿能力。因此，极齿41的磁性液体5补偿能力根据极齿41本身的磁性强度进行了合理分布。

如图4所示，对每个极齿41来说，穿过极齿41中部的磁力线的密度较大，穿过极齿41的两侧的磁力线的密度较小。也就是说，极齿41的中部的磁通密度较大，极齿41两侧的磁通密度较小。因此，极齿41的中部对磁性液体5的吸附能力较强。极齿41的两侧对磁性液体5的吸附能力较弱。也就是说，极齿41的两侧上吸附的磁性液体5更容易消耗流失。

在一些实施例中，根据上述规律，每个极齿41具有多个孔隙42，每个极齿41的多个孔隙42的体积沿转轴2的轴向从极齿41的中部向极齿41的两侧增大。作为示例，如图3 和图5所示，极齿41在转轴2的轴向上具有相对的第一侧和第二侧，每个极齿41的中部的孔隙42的体积小于极齿41的第一侧和第二侧的孔隙的体积。

也就是说，位于极齿41中部的孔隙42的体积小于位于极齿41的两侧的孔隙42的体积。如上设计使得极齿41的两侧的孔隙42能够存储更多的磁性液体5，以便能够对更容易损耗的吸附在极齿41两侧上的磁性液体5可以得到更好的补偿，使得单个极齿41上的磁性液体5的补偿能力根据需求得到合理的分配，从而本发明的实施例的磁性液体密封装置100的设计更加合理。

在其他实施例中，根据上述规律，每个极齿41具有多个孔隙42，每个极齿41的多个孔隙42的数量沿转轴2的轴向从极齿41的中部向极齿41的两侧增大。也就是说，位于极齿41中部的孔隙42的数量小于位于极齿41的两侧的孔隙42的数量。如上设计使得极齿 41的两侧的孔隙42能够存储更多的磁性液体5，以便能够对更容易损耗的吸附在极齿41 两侧上的磁性液体5可以得到更好的补偿，使得单个极齿41上的磁性液体5的补偿能力根据需求得到合理的分配，从而本发明的实施例的磁性液体密封装置100的设计更加合理。

在一个具体实施例中，如图3和图5所示，每个极齿41的孔隙42包括至少一个中间孔隙421、多个第一侧孔隙422、多个第二侧孔隙423、至少一个第三侧孔隙424和至少一个第四侧孔隙425。

中间孔隙421在转轴2的轴向上位于每个第一侧孔隙422和每个第二侧孔隙423之间。每个第三侧孔隙424在转轴2的轴向上位于每个第一侧孔隙422和中间孔隙421之间，每个第四侧孔隙425在转轴2的轴向上位于每个第二侧孔隙423和中间孔隙421之间。

其中，同一个极齿41的第三侧孔隙424的体积和第四侧孔隙425的体积均大于中间孔隙421的体积。同一个极齿41的第三侧孔隙424的体积和第四侧孔隙425的体积均小于第一侧孔隙422的体积。同一个极齿41的第三侧孔隙424的体积和第四侧孔隙425的体积均小于第二侧孔隙423的体积。

因此，第三侧孔隙424和第四侧孔隙425与中间孔隙421相比能储存更多的磁性液体5，第一侧孔隙422和第二侧孔隙423与第三侧孔隙424和第四侧孔隙425相比储存更多的磁性液体。

上述实施例也是根据上文中的对每个极齿41来说，极齿41的中部对磁性液体5的吸附能力较强的规律。极齿41的两侧对磁性液体5的吸附能力较弱。极齿41的两侧上吸附的磁性液体5更容易消耗流失。如上设计使得极齿41的两侧的孔隙42能够存储更多的磁性液体5，以便能够对更容易损耗的吸附在极齿41两侧上的磁性液体5可以得到更好的补偿，使得单个极齿41上的磁性液体5的补偿能力根据需求得到合理的分配，从而本发明的实施例的磁性液体密封装置100的设计更加合理。

在一些实施例中，如图3和图5所示，多个极齿41的每个第一侧孔隙422的数量彼此相等，多个极齿41的每个第一侧孔隙422的体积彼此相等，多个极齿41的每个第二侧孔隙423的数量彼此相等，多个极齿42的每个第二侧孔隙423的体积彼此相等。也就是说，位于每个极齿41的两侧的孔隙42的体积和数量彼此相等，即对每个极齿41来说，极齿 41的两侧的孔隙42的磁性液体5的储存量相等。

这是由于在该实施例中，极齿41的两侧的磁力较弱，均需要具有较高的磁性液体5补偿能力。

在一些实施例中，在转轴2的轴向上，邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的中间孔隙421的总体积小于远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的中间孔隙421的总体积。即远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的中间孔隙421的储存磁性液体5的能力比邻近永磁体 6的极齿组的每个极齿41的中间孔隙421的储存磁性液体5的能力更大，以使得磁性液体 5的补偿能力根据需求得到合理的分配，磁性液体密封装置100的设计更加合理。

在转轴2的轴向上，邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的第三侧孔隙424的总体积小于远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的第三侧孔隙424的总体积。即远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的第三侧孔隙424的储存磁性液体5的能力比邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的第三侧孔隙424的储存磁性液体5的能力更大，以使得磁性液体5的补偿能力根据需求得到合理的分配，磁性液体密封装置100的设计更加合理。

在转轴2的轴向上邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的第四侧孔隙425的总体积小于远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的第四侧孔隙425的总体积。即远离永磁体6的极齿组的每个极齿41的第四侧孔隙425的储存磁性液体5的能力比邻近永磁体6的极齿组的每个极齿41的第四侧孔隙425的储存磁性液体5的能力更大，以使得磁性液体5的补偿能力根据需求得到合理的分配，磁性液体密封装置100的设计更加合理。

可选地，极靴4由具有导磁性的粉末压制而成。可选地，具有导磁性的粉末为铁粉、铜粉或银粉。

可选地，齿顶面44与转轴2的周面在与转轴2的轴向垂直的方向上的间距为0.1mm-0.3mm。

在一些实施例中，如图1所示，轴承包括在沿转轴2的轴向上间隔设置的第一轴承31 和第二轴承32，轴壳1的一端形成有第一凸起8，第一轴承31在沿转轴2的轴向上的一侧与第一凸起8相抵，转轴2的一部分凸起形成轴肩21，轴肩21在沿转轴2的轴向上具有第一侧和第二侧，第一轴承31在沿转轴2的轴向上的另一侧与第一侧相抵，第二侧在沿转轴2的轴向上与第二轴承32相抵。也就是说，第一轴承31的左侧与第一凸起8相抵，第一轴承31的右侧与轴肩21的左侧相抵。轴肩21的右侧与第二轴承32的左侧相抵。轴肩 21用于将第一轴承31和第二轴承32间隔开。

在一些实施例中，如图1所示，极靴4包括第一极靴45和第二极靴46，永磁体6包括第一永磁体，第一永磁体在沿转轴2的轴向上位于第一极靴45和第二极靴46之间。即第一极靴45的右侧面与第一永磁体的左侧面相抵，第一永磁体的右侧面与第二极靴46的左侧面相抵。第一永磁体用于给第一极靴45和第二极靴46提供磁力以便第一极靴45和第二极靴46吸附磁性液体5。

在一些实施例中，如图1所示，磁性液体密封装置100还包括端盖9，端盖9设于轴室11的一端并与轴壳1相连，转轴3从端盖9上伸入轴室11内。即端盖9安装于轴壳1的右端并与轴壳1相连，转轴3从端盖9上开设的通孔中伸入轴室11内。

在一些实施例中，如图1所示，磁性液体密封装置100还包括第一隔磁套101和第二隔磁套102，第一隔磁套101在沿转轴2的轴向上相对的两端分别与第二轴承32和第一极靴45相抵，第二隔磁套102在沿转轴2的轴向上相对的两端分别与第二极靴46和端盖9 相抵。第一隔磁套101和第二隔磁套102可以防止永磁体6发射的磁力线从极靴4两侧泄露。如图1所示，第一隔磁套101位于第二轴承32和第一极靴45之间。第一隔磁套101 的左侧面与第二轴承32的右侧面相抵，第一隔磁套101的右侧面与第一极靴45的左侧面相抵。第二隔磁套102位于和端盖9之间，第二隔磁套102的左侧面与第二极靴46右侧面相抵，第二隔磁套102的右侧面与端盖9的左侧面相抵。

在一些实施例中，如图1所示，磁性液体密封装置100还包括第一密封圈103和第二密封圈104，第一密封圈103位于第一极靴45的外周面与轴室11的周壁面之间，第二密封圈104位于第二极靴46的外周面与轴室11的周壁面之间。第一密封圈103和第二密封圈104用于提高第一极靴45和第二极靴46的外周面与轴室11的周壁面之间的密封性。

可选地，第一密封圈103和第二密封圈104可为O型密封圈、V型密封圈和U型密封圈的一种。

在一些实施例中，磁性液体密封装置100还包括密封腔体7。轴壳1与密封腔体7连接。密封腔体7用于存储密封介质。

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)

1.一种磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

轴壳，所述轴壳限定出轴室；

转轴，所述转轴可转动地设在所述轴室内；

轴承，所述轴承套设在所述转轴上；

至少一个永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上；

极靴，所述极靴套设在所述转轴上，所述极靴与所述永磁体配合，所述轴承、所述极靴和所述永磁体中的每一者位于所述轴室内，所述极靴具有沿所述转轴的轴向间隔开的多个极齿，每个所述极齿具有孔隙，多个所述极齿构成沿所述转轴的轴向排列的多个极齿组，每个所述极齿组包括至少一个极齿，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的总体积，所述极齿的齿顶面与所述转轴的周面之间填充有磁性液体，所述孔隙中填充有磁性液体，位于所述孔隙中的所述磁性液体与位于所述齿顶面和所述转轴的周面之间所述磁性液体接触。

2.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，每个所述极靴中的所述孔隙的数量相等，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的平均体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的平均体积。

3.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，每个所述极靴中的所述孔隙的平均体积相等，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的数量小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述孔隙的数量。

4.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，

每个所述极齿具有多个所述孔隙，每个所述极齿的多个所述孔隙的体积沿所述转轴的轴向从所述极齿的中部向所述极齿的两侧增大；

或者，每个所述极齿具有多个所述孔隙，每个所述极齿的多个所述孔隙的数量沿所述转轴的轴向从所述极齿的中部向所述极齿的两侧增大。

5.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，每个所述极齿的孔隙包括：

至少一个中间孔隙；

多个第一侧孔隙和多个第二侧孔隙，所述中间孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第一侧孔隙和每个所述第二侧孔隙之间；以及

至少一个第三侧孔隙和至少一个第四侧孔隙，每个所述第三侧孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第一侧孔隙和所述中间孔隙之间，每个所述第四侧孔隙在所述转轴的轴向上位于每个所述第二侧孔隙和所述中间孔隙之间，其中，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均大于所述中间孔隙的体积，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均小于所述第一侧孔隙的体积，同一个所述极齿的所述第三侧孔隙的体积和所述第四侧孔隙的体积均小于所述第二侧孔隙的体积。

6.根据权利要求5所述的磁性液体密封装置，其特征在于，多个所述极齿的每个所述第一侧孔隙的数量彼此相等，多个所述极齿的每个所述第一侧孔隙的体积彼此相等，多个所述极齿的每个所述第二侧孔隙的数量彼此相等，多个所述极齿的每个所述第二侧孔隙的体积彼此相等。

7.根据权利要求5或6所述的磁性液体密封装置，其特征在于，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述中间孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述中间孔隙的总体积，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第三侧孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第三侧孔隙的总体积，在所述转轴的轴向上邻近所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第四侧孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述极齿组的每个所述极齿的所述第四侧孔隙的总体积。

8.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，具有所述孔隙的所述极靴由具有导磁性的粉末压制而成。

9.根据权利要求8所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述具有导磁性的粉末为铁粉、铜粉或银粉。

10.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述齿顶面与所述转轴的周面在与所述转轴的轴向垂直的方向上的间距为0.1mm-0.3mm。

Images