CN112648374B - 软填料密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软填料密封装置，软填料密封装置包括填料函、轴、第一软填料、磁性密封组件、压盖和磁性液体。第一软填料套设在轴上，第一软填料的外周面与第一周壁面相接触，第一软填料的内周面与轴的外周面相接触；磁性密封组件套设在轴上，磁性密封组件和轴之间具有密封间隙；一部分具有端面，且端面和第一壁面在轴的轴向上相对，磁性密封组件沿轴的轴向位于第一软填料和压盖的一部分之间，且第一软填料沿轴的轴向止抵第一壁面和磁性密封组件；磁性液体填充于密封腔内，且磁性液体适于在磁作用力下被吸附在密封间隙内。本发明能够利用磁性液体在软填料和轴之间起到润滑作用，且在磁性密封组件的磁作用力下磁性液体的泄漏量小。

Description

软填料密封装置

技术领域

本发明涉及密封技术领域，具体地，涉及一种软填料密封装置。

背景技术

软填料密封是一种传统密封形式，结构简单、成本低廉、拆装方便。通过在轴和壳体之前用软填料堵塞泄漏通道，软填料在变形时依靠合适的径向力紧贴轴和填料函内壁表面实现密封。但是，软填料和轴之间的摩擦损耗严重，发热量大。

相关技术的软填料密封加入润滑液减小软填料和轴之间的摩擦，但软填料挤压变形时会造成润滑液的泄漏量大。

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软填料密封装置，该软填料密封装置能够利用磁性液体在软填料和轴之间起到润滑作用，且在磁性密封组件的磁作用力下磁性液体的泄漏量小。

根据本发明实施例的软填料密封装置包括：填料函，所述填料函由非导磁性材料制成，所述填料函具有轴孔；轴，所述轴由导磁性材料制成，所述轴穿过所述轴孔，所述轴的至少一部分位于所述轴孔内，所述轴孔包括空腔，所述空腔的壁面包括第一周壁面以及在所述轴的轴向上相对的第一壁面和第二壁面，所述空腔包括密封腔，所述密封腔形成在所述第一周壁面和所述轴的外周面之间；第一软填料，所述第一软填料位于所述密封腔内，且所述第一软填料套设在所述轴上，所述第一软填料的外周面与所述第一周壁面相接触，所述第一软填料的内周面与所述轴的外周面相接触；磁性密封组件，所述磁性密封组件位于所述密封腔内，且所述磁性密封组件套设在所述轴上，所述磁性密封组件和所述轴之间具有密封间隙；压盖，所述压盖沿所述轴的轴向位于所述填料函的一侧，所述压盖与所述填料函相连，且所述压盖的一部分伸入所述密封腔，所述压盖的所述一部分具有端面，且所述端面和所述第一壁面在所述轴的轴向上相对，所述磁性密封组件沿所述轴的轴向位于所述第一软填料和所述压盖的所述一部分之间，且所述第一软填料沿所述轴的轴向止抵所述第一壁面和所述磁性密封组件；和磁性液体，所述磁性液体填充于所述密封腔内，且所述磁性液体适于在磁作用力下被吸附在所述密封间隙内。

根据本发明实施例的软填料密封装置的磁性液体通过毛细现象进入第一软填料，磁性液体在第一软填料和轴之间起到润滑作用，减小第一软填料和轴之间的摩擦，而且磁性液体能够在磁性密封组件的磁作用力下吸附在密封间隙内，能够限制磁性液体向外泄漏。

由此，根据本发明实施例的软填料密封装置既能减小第一软填料和轴之间的摩擦，又能减少磁性液体的泄漏量。

在一些实施例中，所述软填料密封装置还包括第二软填料，所述第二软填料位于所述密封腔内，且所述第二软填料套设在所述轴上，所述第二软填料的外周面与所述第一周壁面相接触，所述第二软填料的内周面与所述轴的外周面相接触，所述第二软填料沿所述轴的轴向位于所述磁性密封组件和所述压盖的所述一部分之间且止抵所述磁性密封组件和所述压盖的所述一部分。

在一些实施例中，所述第一软填料在所述轴的轴向上位于所述第一壁面和所述磁性密封组件之间，所述第二软填料在所述轴的轴向上位于所述端面和所述磁性密封组件之间。

在一些实施例中，所述磁性密封组件包括：第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和所述第二极靴位于所述密封腔内，且所述第一极靴和所述第二极靴均套设在所述轴上，所述第一极靴和所述第二极靴沿所述轴的轴向间隔布置，所述第一极靴的内周面以及所述第二极靴的内周面与所述轴的外周面之间具有所述密封间隙，以及永磁体，所述永磁体位于所述密封腔内，且所述永磁体套设在所述轴上，所述永磁体与所述轴之间具有间隙，所述永磁体在所述轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间。

在一些实施例中，所述第一极靴的内周面具有多个沿所述轴的轴向间隔布置的环形极齿，所述第二极靴的内周面具有多个沿所述轴的轴向间隔布置的环形极齿，所述密封间隙形成在所述环形极齿的齿顶面与所述轴之间。

在一些实施例中，每个所述环形极齿具有孔隙，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的总体积，所述孔隙中填充有所述磁性液体，位于所述孔隙中的所述磁性液体与位于所述密封间隙内的所述磁性液体接触。

在一些实施例中，所述第一极靴中的所述孔隙的数量等于所述第二极靴中的所述孔隙的数量，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的平均体积小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的平均体积。

在一些实施例中，所述第一极靴中的所述孔隙的平均体积等于所述第二极靴中的所述孔隙的平均体积，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的数量小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的数量。

在一些实施例中，每个所述环形极齿具有多个所述孔隙，每个所述环形极齿的多个所述孔隙的体积沿所述轴的轴向从所示环形极齿的中部向所述环形极齿的两侧增大；或者，每个所述环形极齿具有多个所述孔隙，每个所述环形极齿的多个所述孔隙的数量沿所述轴的轴向从所示环形极齿的中部向所述环形极齿的两侧增大。

在一些实施例中，每个所述环形极齿的孔隙包括：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；以及多个第三侧孔隙和多个第二侧孔隙，每个所述第三侧孔隙在所述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，同一个所述环形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，同一个所述环形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，同一个所述环形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。

附图说明

图1是根据本发明实施例的软填料密封装置的结构示意图。

图2是填料函的结构示意图。

图3是图1中A处的局部放大视图。

图4是图1中B处的局部放大视图。

图5是环形极齿的结构示意图。

附图标记：

软填料密封装置1000；

填料函100；环形凸起101；第二周壁面1011；第三壁面1012；轴110；轴孔120；空腔130；第一周壁面131；第一壁面132；第二壁面133；密封腔140；密封间隙141；压盖150；凸台151；端面1511；螺栓160；

第一软填料210；第二软填料220；

磁性密封组件300；永磁体310；第一极靴410；第一环形凹槽411；第二极靴420；第二环形凹槽421；环形极齿430；环形齿槽431；孔隙440；中间孔隙441；第一侧孔隙442；第二侧孔隙443；第三侧孔隙444；第四侧孔隙445；

第一隔磁环510；第二隔磁环520；

第一密封圈610；第二密封圈620。

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。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的软填料密封装置1000包括填料函100、轴110、第一软填料210、磁性密封组件300、压盖150和磁性液体(图中未示出)。

如图1-图3所示，填料函100具有轴孔120。轴110穿过轴孔120，轴110的至少一部分位于轴孔120内。轴孔120包括空腔130。空腔130的壁面包括第一周壁面131以及在轴110的轴向(如图1中的左右方向)上相对的第一壁面132和第二壁面133。

具体而言，如图1和图2所示，轴孔120包括第一部分和第二部分。轴孔120的第一部分为空腔130。轴孔120的第二部分的内周面具有环形凸起101。环形凸起101具有第二周壁面1011和第三壁面1012。第一周壁面131和第二周壁面1011均为轴孔120的壁面。可以理解的是，第三壁面1012和第一壁面132为同一个面。第一壁面132(第三壁面1012)对第一填料函100起到限位作用。

如图1和图2所示，空腔130包括密封腔140，密封腔140形成在第一周壁面131和轴110的外周面之间。

第一软填料210位于密封腔140内。且第一软填料210套设在轴110上，第一软填料210的外周面与第一周壁面131相接触，第一软填料210的内周面与轴110的外周面相接触。

磁性密封组件300位于密封腔140内。且磁性密封组件300套设在轴110上，磁性密封组件300和轴110之间具有密封间隙141。具体地，填料函100由非导磁性材料制成，轴110由导磁性材料制成。由此，磁性密封组件300和轴110之间能够形成封闭的磁回路，本发明实施例的软填料密封装置1000对磁性液体的具有磁性吸附力，进而能够避免磁性液体泄漏。

如图1和图2所示，压盖150沿轴110的轴向位于填料函100的一侧(例如图1中填料函100的右侧)。压盖150与填料函100相连，且压盖150的一部分伸入密封腔140。压盖150的一部分为凸台151，压盖150的另一部分为凸缘，凸缘通过螺栓160与填料函100相连。凸台151具有供轴110从填料函100伸出的通孔。

凸台151具有端面1511(如图1中凸台151的左侧面)，端面1511和第一壁面132在轴110的轴向上相对。磁性密封组件300沿轴110的轴向位于第一软填料210和凸台151之间，第一软填料210沿轴110的轴向止抵第一壁面132和磁性密封组件300。

如图1所示，在密封腔140内第一软填料210被空腔130的第一壁面132和磁性密封组件300挤压变形一定程度，从而第一软填料210依靠弹性变形产生的弹力止抵空腔130的第一周壁面131和轴110的外周面，由此第一软填料210对填料函100内起到密封作用。

磁性液体填充于密封腔140内，且磁性液体适于在磁作用力下被吸附在密封间隙141内。

需要说明的是软填料的内部具有孔隙，由于毛细现象，磁性液体能够进入软填料的孔隙内。

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，磁性液体的毛细现象非常突出。目前我们用的磁性液体与软填料的材料都是浸润的。

因此发明人发现，软填料具有孔隙，利用磁性液体的毛细现象，磁性液体会向软填料的孔隙内流入并填充软填料的孔隙，从而软填料的孔隙可以起到储存一定的磁性液体的作用。软填料的孔隙内的磁性液体能够进入到软填料的内周面和轴110的外周面之间，起到润滑作用。

也就是说，磁性液体包括第一部分、第二部分和第三部分，磁性液体的第一部分位于密封间隙141内，磁性液体的第二部分位于密封腔140内，并且磁性液体的第二部分在轴110的轴向上位于软填料和磁性密封组件300之间且与轴110的外周面接触，磁性液体的第三部分位于软填料的孔隙内。

磁性液体的第一部分和第二部分接触，磁性液体的第二部分和第三部分接触。或者说，磁性液体的第一部分和磁性液体的第二部分交汇，磁性液体的第二部分和磁性液体的第三部分交汇。也就是说，磁性液体的第一部分与磁性液体的第二部分之间以及磁性液体的第二部分和磁性液体的第三部分之间能够相互流通。即位于软填料的孔隙中的磁性液体能够流出软填料的孔隙从而进入密封腔140内，密封腔140内的磁性液体也能够进入软填料的孔隙中，填充软填料的孔隙。位于密封间隙141内的磁性液体能够进入密封腔140内，位于密封腔140内的磁性液体也能够进入密封间隙141内。

根据本发明实施例的软填料密封装置1000，密封腔140以及密封间隙141内的磁性液体通过毛细现象进入第一软填料210，磁性液体在第一软填料210和轴110之间起到润滑作用，减小第一软填料210和轴110之间的摩擦。而且磁性液体能够在磁性密封组件300的磁作用力下吸附在密封间隙141内，能够在一定程度上限制磁性液体向外泄漏。

由此，根据本发明实施例的软填料密封装置1000既能减小第一软填料210和轴110之间的摩擦，又能减少磁性液体的泄漏量。

在一些实施例中，如图1所示，软填料密封装置1000还包括第二软填料220，第二软填料220位于密封腔140内，第二软填料220套设在轴110上。第二软填料220的外周面与第一周壁面131相接触，第二软填料220的内周面与轴110的外周面相接触。第二软填料220沿轴110的轴向位于磁性密封组件300和凸台151之间，第二软填料220沿轴110的轴向止抵磁性密封组件300和凸台151。

如图1所示，在密封腔140内第二软填料220被凸台151的端面1511和磁性密封组件300挤压变形一定程度，从而第二软填料220依靠弹性变形产生的弹力止抵空腔130的第一周壁面131和轴110的外周面，由此第二软填料220对填料函100内起到密封作用。此外，密封腔140以及密封间隙141内的磁性液体通过毛细现象进入第二软填料220，磁性液体在第二软填料220和轴110之间起到润滑作用，减小第二软填料220和轴110之间的摩擦。

在一些实施例中，如图1所示，第一软填料210在轴110的轴向上位于第一壁面132和磁性密封组件300之间，第二软填料220在轴110的轴向上位于端面1511和磁性密封组件300之间。根据本发明实施例的软填料密封装置1000利用第一软填料210和第二软填料220进行密封的同时，又利用磁性密封组件300进行密封，因此具有更好的密封效果。此外，磁性密封组件300能够对磁性液体起到吸附作用，能够在一定程度上限制磁性液体向外泄漏。

在一些实施例中，如图1和图3所示，磁性密封组件300包括永磁体310、第一极靴410和第二极靴420。第一极靴410和第二极靴420位于密封腔140内，且第一极靴410和第二极靴420均套设在轴110上，第一极靴410和第二极靴420沿轴110的轴向间隔布置，第一极靴410的内周面以及第二极靴420的内周面与轴110的外周面之间具有密封间隙141。永磁体310位于密封腔140内，且永磁体310套设在轴110上，永磁体310与轴110之间具有间隙，永磁体310在轴110的轴向上位于第一极靴410和第二极靴420之间。

如图1和图3所示，永磁体310、第一极靴410和第二极靴420均为圆环形，第一极靴410的内径以及第二极靴420的内径小于永磁体310的内径。由此，本发明实施例的软填料密封装置1000能够防止磁性液体注入时吸附在永磁体310的边角而无法达到密封间隙141内。

在一些实施例中，如图1和图3所示，软填料密封装置1000还包括第一密封圈610和第二密封圈620，第一极靴410的外周面设有第一环形凹槽411，第二极靴420的外周面设有第二环形凹槽421。第一密封圈610配合在第一环形凹槽411内，且第一密封圈610与填料函100的内周面相接触。第二密封圈620配合在第二环形凹槽421内，且第二密封圈620与填料函100的内周面相接触。由此，第一密封圈610能够对第一极靴410的外周面和密封腔140的第一周壁面131之间的间隙进行密封，第二密封圈620能够对第二极靴420的外周面和密封腔140的第一周壁面131之间的间隙进行密封。

在一些实施例中，如图1和图3所示，软填料密封装置1000还包括第一隔磁环510和第二隔磁环520。第一隔磁环510和第二隔磁环520设在密封腔140内且沿轴110的轴向间隔布置。第一隔磁环510和第二隔磁环520与轴110之间具有间隙，第一隔磁环510的外周面和第二隔磁环520的外周面与第一周壁面131相接触，磁性密封组件300在轴110的轴向上位于第一隔磁环510和第二隔磁环520之间。

如图1和图3所示，第一隔磁环510和第二隔磁环520左右间隔布置，磁性密封组件300位于第一隔磁环510和第二隔磁环520之间，第一隔磁环510将第一极靴410与其它部件隔开，第二隔磁环520将第二极靴420与其它部件隔开，第一隔磁环510和第二隔磁环520能够避免磁路泄漏，使密封间隙141内的磁场梯度稳定。

如图1和图3所示，第一软填料210在轴110的轴向上位于第一壁面132和第一隔磁环510之间，第二软填料220在轴110的轴向上位于端面1511和第二隔磁环520之间。第一软填料210沿轴110的轴向止抵密封腔140的第一壁面132和第一隔磁环510，第二软填料220沿轴110的轴向止抵第二隔磁环520和凸台151的端面1511。

如图1所示，在密封腔140内第一软填料210被第一隔磁环510和密封腔140的第一壁面132挤压变形一定程度，从而第一软填料210依靠弹性变形产生的弹力止抵空腔130的第一周壁面131和轴110的外周面，由此第一软填料210对填料函100内起到密封作用。在密封腔140内第二软填料220被凸台151的端面1511和磁性密封组件300挤压变形一定程度，从而第二软填料220依靠弹性变形产生的弹力止抵空腔130的第一周壁面131和轴110的外周面，由此第二软填料220对填料函100内起到密封作用。此外，密封腔140以及密封间隙141内的磁性液体通过毛细现象进入第一软填料210和第二软填料220，磁性液体在第一软填料210和轴110之间以及第二软填料220和轴110之间起到润滑作用，减小第一软填料210和轴110以及第二软填料220和轴110之间的摩擦。

在一些实施例中，如图3和图4所示，第一极靴410的内周面具有多个沿轴110的轴向间隔布置的环形极齿430，第二极靴420的内周面具有多个沿轴110的轴向间隔布置的环形极齿430，密封间隙141形成在环形极齿430的齿顶面(内周面)与轴110之间。在第一极靴410和第二极靴420上，两个相邻的环形极齿430之间形成环形齿槽431。

根据本发明实施例的软填料密封装置1000通过环形极齿430和环形齿槽431，在密封间隙141内形成磁场梯度，密封间隙141内的磁性液体在磁场梯度的作用下聚集在环形极齿430和轴110之间，形成一个个液体“O形圈”，从而实现良好的密封效果，还能够在一定程度上限制磁性液体向外泄漏。

具体地，环形极齿430的宽度大于0.3mm，两个相邻环形极齿430之间的间隔距离大于0.5mm，也就是说环形齿槽431的宽度大于0.5mm。密封间隙141的径向尺寸(环形极齿430的内周面和轴110的外周面之间的距离)大于0.001mm且小于0.1mm。

在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，每个环形极齿430具有孔隙440，孔隙440中填充有磁性液体，位于孔隙440中的磁性液体与位于密封间隙141内的磁性液体接触。

也就是说，磁性液体还包括第四部分，磁性液体的第四部分位于环形极齿430的孔隙440内。

对于毛细现象，发明人还发现，在环形极齿430中设置孔隙结构，利用磁性液体的毛细现象，磁性液体会向环形极齿430的孔隙440内流入并填充极齿的孔隙440，从而环形极齿430的孔隙440可以起到储存一定的磁性液体的作用。

磁性液体的第三部分和磁性液体的第四部分接触，或者说，磁性液体的第三部分和磁性液体的第四部分交汇。也就是说，磁性液体的第三部分与磁性液体的第四部分之间能够相互流通。即位于孔隙440中的磁性液体能够流出孔隙440从而进入密封间隙141中，密封间隙141内的磁性液体也能够进入孔隙440中，填充孔隙440。

因此，在向密封间隙141内注入磁性液体时，磁性液体能够进入孔隙440中。在软填料密封装置1000工作过程中，孔隙440内的磁性液体能够溢出孔隙440并补偿位于密封间隙141的磁性液体。同理，密封间隙141内的磁性液体和密封腔140的磁性液体能够补偿位于软填料内的磁性液体。

在轴110的轴向上邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积小于远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积。或者说，在轴110的轴向上远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积大于邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积。也就是说，远离永磁体310的环形极齿430的存储磁性液体的能力大于邻近永磁体310的环形极齿430的存储磁性液体的能力。

这是由于永磁体310与第一极靴410和第二极靴420配合并为第一极靴410和第二极靴420配合提供磁力，由于第一极靴410和第二极靴420能够导磁，永磁体310的磁力线能够穿过第一极靴410和第二极靴420，因此第一极靴410和第二极靴420通过与永磁体310的配合而具有一定的磁力。由于永磁体310的磁场强度向外扩散会逐渐减弱，因此第一极靴410和第二极靴420中远离永磁体310的环形极齿430的磁力小于邻近永磁体310的环形极齿430的磁力。因此，远离永磁体310的环形极齿430对磁性液体的吸附能力比邻近永磁体310的环形极齿430对磁性液体的吸附能力要弱。吸附于邻近永磁体310的环形极齿430上的磁性液体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310的环形极齿430上的磁性液体的耐压力较弱，因此需要较多的磁性液体的补偿量。

通过使得远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积大于邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积，从而使磁性液体的补偿能力得到合理的分配。

根据本发明的实施例的软填料密封装置1000，在环形极齿430内设有孔隙440结构，利用毛细现象在孔隙440内储存一定量的磁性液体，孔隙440内储存的磁性液体能够对位于密封间隙141内的起密封作用的磁性液体进行补充。在高转速工况下，密封间隙141内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440内储存的磁性液体能够进入密封间隙141内补充磁性液体，从而避免了软填料密封装置1000由于磁性液体的损耗而导致的密封失效，改善了软填料密封装置1000的密封性能，延长软填料密封装置1000的使用寿命。此外，第一软填料210和第二软填料220内的磁性液体由于离心作用的损耗、挤压流失以及高温蒸发，密封间隙141内磁性液体也会进入第一软填料210和第二软填料220内，补偿第一软填料210和第二软填料220内的磁性液体。

由此，本发明的实施例的软填料密封装置1000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。

在一些实施例中，如图4所示，第一极靴410中的孔隙440的数量等于第二极靴420中的孔隙440的数量，在轴110的轴向上邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的平均体积小于远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的平均体积。以上设计使得邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积小于远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积。远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440内能够存储更多的磁性液体从而具有了更强的磁性液体补偿能力。因此，环形极齿430的磁性液体补偿能力根据环形极齿430本身的磁性强度进行了合理分布。

在一些实施例中，如图4所示，第一极靴410中的孔隙440的平均体积等于第二极靴420中的孔隙440的平均体积，在轴110的轴向上邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的数量小于远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的数量。以上设计使得邻近永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积小于远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440的总体积。远离永磁体310的环形极齿430的孔隙440内能够存储更多的磁性液体从而具有了更强的磁性液体补偿能力。因此，环形极齿430的磁性液体补偿能力根据环形极齿430本身的磁性强度进行了合理分布。

在一些实施例中，如图4所示，每个环形极齿430具有多个孔隙440，每个环形极齿430的多个孔隙440的体积沿轴110的轴向从所示环形极齿430的中部向环形极齿430的两侧增大。作为示例，如图4和图5所示，环形极齿430在轴110的轴向上具有相对的第一侧和第二侧，每个环形极齿430的中部的孔隙440的体积小于环形极齿430的第一侧和第二侧的孔隙440的体积。

也就是说，位于环形极齿430中部的孔隙440的体积小于位于环形极齿430的两侧的孔隙440的体积。如上设计使得环形极齿430的两侧的孔隙440能够存储更多的磁性液体，以便能够对更容易损耗的吸附在环形极齿430两侧上的磁性液体可以得到更好的补偿，使得单个环形极齿430上的磁性液体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软填料密封装置1000的设计更加合理。

在其它实施例中，每个环形极齿430具有多个孔隙440，每个环形极齿430的多个孔隙440的数量沿轴110的轴向从所示环形极齿430的中部向环形极齿430的两侧增大。也就是说，位于环形极齿430中部的孔隙440的数量小于位于环形极齿430的两侧的孔隙440的数量。如上设计使得环形极齿430的两侧的孔隙440能够存储更多的磁性液体，以便能够对更容易损耗的吸附在环形极齿430两侧上的磁性液体可以得到更好的补偿，使得单个环形极齿430上的磁性液体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软填料密封装置1000的设计更加合理。

在一些实施例中，如图4和图5所示，每个环形极齿430的孔隙440包括至少一个中间孔隙441、多个第一侧孔隙442、多个第二侧孔隙443、多个第三侧孔隙444和多个第二侧孔隙443。中间孔隙441在轴110的轴向上位于每个第一侧孔隙442和每个第二侧孔隙443之间。每个第三侧孔隙444在轴110的轴向上位于每个第一侧孔隙442和中间孔隙441之间。每个第四侧孔隙445在轴110的轴向上位于每个第二侧孔隙443和中间孔隙441之间。

其中，同一个环形极齿430的第三侧孔隙444的体积和第四侧孔隙445的体积均大于中间孔隙441的体积，同一个环形极齿430的第三侧孔隙444的体积和第四侧孔隙445的体积均小于第一侧孔隙442的体积，同一个环形极齿430的第三侧孔隙444的体积和第四侧孔隙445的体积均小于第二侧孔隙443的体积。

因此，第三侧孔隙444和第四侧孔隙445与中间孔隙441相比能储存更多的磁性液体，第一侧孔隙442和第二侧孔隙443与第三侧孔隙444和第四侧孔隙445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环形极齿430来说，环形极齿430的中部对磁性液体的吸附能力较强的规律。环形极齿430的两侧对磁性液体的吸附能力较弱。环形极齿430的两侧上吸附的磁性液体更容易消耗流失。如上设计使得环形极齿430的两侧的孔隙440能够存储更多的磁性液体，以便能够对更容易损耗的吸附在环形极齿430两侧上的磁性液体可以得到更好的补偿，使得单个环形极齿430上的磁性液体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软填料密封装置1000的设计更加合理。

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)

1.一种软填料密封装置，其特征在于，包括：

填料函，所述填料函由非导磁性材料制成，所述填料函具有轴孔；

轴，所述轴由导磁性材料制成，所述轴穿过所述轴孔，所述轴的至少一部分位于所述轴孔内，所述轴孔包括空腔，所述空腔的壁面包括第一周壁面以及在所述轴的轴向上相对的第一壁面和第二壁面，所述空腔包括密封腔，所述密封腔形成在所述第一周壁面和所述轴的外周面之间；

第一软填料，所述第一软填料位于所述密封腔内，且所述第一软填料套设在所述轴上，所述第一软填料的外周面与所述第一周壁面相接触，所述第一软填料的内周面与所述轴的外周面相接触；

磁性密封组件，所述磁性密封组件位于所述密封腔内，且所述磁性密封组件套设在所述轴上，所述磁性密封组件和所述轴之间具有密封间隙，所述磁性密封组件包括第一极靴、第二极靴和永磁体，所述第一极靴和所述第二极靴位于所述密封腔内，且所述第一极靴和所述第二极靴均套设在所述轴上，所述第一极靴和所述第二极靴沿所述轴的轴向间隔布置，所述第一极靴的内周面以及所述第二极靴的内周面与所述轴的外周面之间具有所述密封间隙，所述永磁体位于所述密封腔内，且所述永磁体套设在所述轴上，所述永磁体与所述轴之间具有间隙，所述永磁体在所述轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间；

压盖，所述压盖沿所述轴的轴向位于所述填料函的一侧，所述压盖与所述填料函相连，且所述压盖的一部分伸入所述密封腔，所述压盖的所述一部分具有端面，且所述端面和所述第一壁面在所述轴的轴向上相对，所述磁性密封组件沿所述轴的轴向位于所述第一软填料和所述压盖的所述一部分之间，且所述第一软填料沿所述轴的轴向止抵所述第一壁面和所述磁性密封组件；和

磁性液体，所述磁性液体填充于所述密封腔内，且所述磁性液体适于在磁作用力下被吸附在所述密封间隙内。

2.根据权利要求1所述的软填料密封装置，其特征在于，还包括第二软填料，所述第二软填料位于所述密封腔内，且所述第二软填料套设在所述轴上，所述第二软填料的外周面与所述第一周壁面相接触，所述第二软填料的内周面与所述轴的外周面相接触，所述第二软填料沿所述轴的轴向位于所述磁性密封组件和所述压盖的所述一部分之间且止抵所述磁性密封组件和所述压盖的所述一部分。

3.根据权利要求2所述的软填料密封装置，其特征在于，所述第一软填料在所述轴的轴向上位于所述第一壁面和所述磁性密封组件之间，所述第二软填料在所述轴的轴向上位于所述端面和所述磁性密封组件之间。

4.根据权利要求3所述的软填料密封装置，其特征在于，所述第一极靴的内周面具有多个沿所述轴的轴向间隔布置的环形极齿，所述第二极靴的内周面具有多个沿所述轴的轴向间隔布置的环形极齿，所述密封间隙形成在所述环形极齿的齿顶面与所述轴之间。

5.根据权利要求4所述的软填料密封装置，其特征在于，每个所述环形极齿具有孔隙，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的总体积小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的总体积，所述孔隙中填充有所述磁性液体，位于所述孔隙中的所述磁性液体与位于所述密封间隙内的所述磁性液体接触。

6.根据权利要求5所述的软填料密封装置，其特征在于，所述第一极靴中的所述孔隙的数量等于所述第二极靴中的所述孔隙的数量，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的平均体积小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的平均体积。

7.根据权利要求5所述的软填料密封装置，其特征在于，所述第一极靴中的所述孔隙的平均体积等于所述第二极靴中的所述孔隙的平均体积，在所述轴的轴向上邻近所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的数量小于远离所述永磁体的所述环形极齿的所述孔隙的数量。

8.根据权利要求5所述的软填料密封装置，其特征在于，

每个所述环形极齿具有多个所述孔隙，每个所述环形极齿的多个所述孔隙的体积沿所述轴的轴向从所示环形极齿的中部向所述环形极齿的两侧增大；

或者，每个所述环形极齿具有多个所述孔隙，每个所述环形极齿的多个所述孔隙的数量沿所述轴的轴向从所示环形极齿的中部向所述环形极齿的两侧增大。

9.根据权利要求5所述的软填料密封装置，其特征在于，每个所述环形极齿的孔隙包括：

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

多个第三侧孔隙和多个第四侧孔隙，每个所述第三侧孔隙在所述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，同一个所述环形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，同一个所述环形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，同一个所述环形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。

Images