CN112728100A - 磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置包括壳体、转轴、至少两个极靴和永磁体，所述壳体内具有腔室，所述转轴可转动地设在所述腔室内，且所述转轴的至少一端从所述腔室内伸出，所述极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述极靴套设在所述转轴上，所述极靴的内周面设有沿所述转轴的轴向间隔开的多个极齿，所述极齿的内周面与所述转轴的外周面在所述转轴的径向上间隔开以形成密封间隙，所述密封间隙内具有吸附在所述极齿上的磁性液体，所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁体在所述转轴的轴向上设在相邻极靴之间。本发明的磁性液体密封装置具有结构简单、可靠性强、耐磨的特点。

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，具体地，涉及一种磁性液体密封装置。

背景技术

目前使用磁性液体密封时，由于工况不同，转轴会产生径向跳动，而磁性液体密封的密封间隙很小，一般只有0.05mm～0.3mm，对径向跳动非常敏感，转轴和极齿之间长期的蹭磨使极齿产生焊瘤等现象，导致磁性液体密封失效甚至转轴的损坏。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

转轴发生径向跳动时，极齿与转轴直接接触，转轴的转动使极齿的表面磨损，随着装置工作年限的增加，极齿磨损严重，会导致磁性液体密封失效，发生严重跳动时，还会损坏转轴。

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能够有效防止极齿磨损的磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置包括壳体、转轴、至少两个极靴和永磁体，所述壳体内具有腔室，所述转轴可转动地设在所述腔室内，且所述转轴的至少一端从所述腔室内伸出，所述极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述极靴套设在所述转轴上，所述极靴的内周面设有沿所述转轴的轴向间隔开的多个极齿，所述极齿的内周面与所述转轴的外周面在所述转轴的径向上间隔开以形成密封间隙，所述密封间隙内具有吸附在所述极齿上的磁性液体，所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁体在所述转轴的轴向上设在相邻极靴之间。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置，能够使用磁性液体将极齿与转轴之间形成的密封间隙填充，实现密封效果，具有安全可靠、响应迅速和使用寿命长的特点。

在一些实施例中，每个极靴的多个极齿包括端极齿和位于端极齿之间的中间极齿，所述端极齿在所述转轴的轴向上位于该极靴的两端，所述端极齿的内周面与所述转轴的外周面之间的距离S1小于所述中间极齿的内周面与所述转轴的外周面之间的距离S2。

在一些实施例中，距离S1比距离S2小0.04毫米-0.4毫米。

在一些实施例中，所述极齿的表面通过热处理、表面镀膜或喷砂以增加表面硬度和耐磨性。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括轴套和挡圈，所述轴套套设在所述转轴上且相对于所述转轴不可转动和轴向移动，所述挡圈在所述轴套上，所述挡圈设在相邻极靴之间且在所述转轴的径向上位于所述永磁体与所述轴套之间，所述极靴套在所述轴套上，所述密封间隙形成在所述极齿的内周面与所述轴套的外周面之间。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括多个轴承，所述轴承间隔设在腔室内，所述轴承套设在所述轴套上，所述极靴和所述永磁体位于所述轴承之间。

在一些实施例中，所述壳体包括筒体、第一端盖和第二端盖，所述第一端盖设在所述壳体的一端，所述第二端盖设在所述壳体的另一端，所述轴承设在所述筒体内。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括设在所述第一端盖与所述筒体之间以及所述第二端盖与所述筒体之间的密封件。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括隔磁环，所述隔磁环套设在所述轴套上且位于所述轴承与极靴之间。

在一些实施例中，所述轴套和所述极靴均采用导磁材料制成，所述筒体、所述第一端盖、所述第二端盖、所述隔磁环和所述挡圈采用非导磁材料。

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结构示意图。

图2是图1实施例中的A部分放大示意图。

附图标记：

壳体1，筒体11、第一端盖12，第二端盖13，转轴2，轴套3，挡圈4，极靴5，极齿51，端极齿511，中间极齿512，永磁体6，轴承7，密封件8，隔磁环9。

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。

下面参考附图描述根据本发明实施例的磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置包括壳体1、转轴2、至少两个极靴5和永磁体6，壳体1内具有腔室，转轴2可转动地设在腔室内，且转轴2的至少一端从腔室内伸出，极靴5在转轴2的轴向上间隔布置，极靴5套设在转轴2上，极靴5的内周面设有沿转轴2的轴向间隔开的多个极齿51，极齿51的内周面与转轴2的外周面在转轴2的径向上间隔开以形成密封间隙，密封间隙内具有吸附在极齿51上的磁性液体，永磁体6套设在转轴2上，永磁体6在转轴2的轴向上设在相邻极靴5之间。

如图1所示，壳体1内的腔室中穿设有转轴2，转轴2上套设有多个极靴5，多个极靴5左右间隔布置，极靴5的内周面上沿左右方向上间隔布置有多个极齿51，极齿51的内周面与转轴2的外周面在图1的上下方向上间隔形成密封间隙，密封间隙内具有磁性液体，磁性液体吸附在极齿51上，相邻极靴5之间的转轴2上还套设有永磁体6。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置，能够使用磁性液体将极齿51与转轴2之间形成的密封间隙填充，实现密封效果，具有安全可靠、响应迅速和使用寿命长的特点。

在一些实施例中，每个极靴5的多个极齿51包括端极齿511和位于端极齿511之间的中间极齿512，端极齿511在转轴2的轴向上位于该极靴5的两端，端极齿511的内周面与转轴2的外周面之间的距离S1小于中间极齿512的内周面与转轴2的外周面之间的距离S2。

如图2所示，极靴5上的极齿51分为端极齿511和中间极齿512，端极齿511位于极靴5的左右两侧，端极齿511之间间隔设置有多个中间极齿512，端极齿511的下端与转轴2的外周面之间的距离为S1，中间极齿512的下端与转轴2的外周面之间的距离为S2，S1小于S2，端极齿511可以防止转轴2的径向跳动对中间极齿512的损坏，对中间极齿512进行保护，延长极靴5的使用寿命。

在一些实施例中，距离S1比距离S2小0.04毫米-0.4毫米。根据极靴5的精度限制，距离S1比距离S2小的范围是0.04毫米-0.4毫米。

在一些实施例中，极齿51的表面通过热处理、表面镀膜或喷砂以增加表面硬度和耐磨性。将极齿51的表面硬度和耐磨性增强，可以延长极靴5的使用寿命。

在一些实施例中，磁性液体密封装置还包括轴套3和挡圈4，轴套3套设在转轴2上且相对于转轴2不可转动和轴向移动，挡圈4在轴套3上，挡圈4设在相邻极靴5之间且在转轴2的径向上位于永磁体6与轴套3之间，极靴5套在轴套3上，密封间隙形成在极齿51的内周面与轴套3的外周面之间。

如图1所示，转轴2外套设有轴套3，轴套3固定在转轴2外表面上，轴套3上套设有极靴5，极齿51与轴套3之间形成有密封间隙，同时轴套3上还设有挡圈4，挡圈4位于相邻极靴5之间的永磁体6与轴套3形成的间隙内，轴套3增强永磁体6的磁场，使密封效果更好。

在一些实施例中，磁性液体密封装置还包括多个轴承7，轴承7间隔设在腔室内，轴承7套设在轴套3上，极靴5和永磁体6位于轴承7之间。如图1所示，轴套3外套设有多个轴承7，多个轴承7左右间隔布置，相邻轴承7之间设有极靴5和永磁体6。

在一些实施例中，壳体1包括筒体11、第一端盖12和第二端盖13，第一端盖12设在壳体1的一端，第二端盖13设在壳体1的另一端，轴承7设在筒体11内。如图1所示，筒体11的左端设有第一端盖12，筒体11的右端设有第二端盖13，第一端盖12的右侧设有轴承7，第二端盖13的左侧也设有轴承7。

在一些实施例中，磁性液体密封装置还包括设在第一端盖12与筒体11之间以及第二端盖13与筒体11之间的密封件8。如图1所示，第一端盖12与筒体11之间设有密封件8，第二端盖13与筒体11之间也设有密封件8，密封件8将筒体11密封，以保证密封效果。

在一些实施例中，磁性液体密封装置还包括隔磁环9，隔磁环9套设在轴套3上且位于轴承7与极靴5之间。如图1所示，轴套3上还设有隔磁环9，隔磁环9位于轴承7的右侧，隔磁环9的右侧为极靴5。

在一些实施例中，轴套3和极靴5均采用导磁材料制成，筒体11、第一端盖12、第二端盖13、隔磁环9和挡圈4采用非导磁材料。轴套3和极靴5需要良好的导磁效果，因此使用导磁材料制成，筒体11、第一端盖12、第二端盖13、隔磁环9和挡圈4采用非导磁材料以防止对永磁体6的磁场造成影响，使密封效果不好。

下面参考图1-2描述本发明一些具体示例的磁性液体密封装置。

本发明实施例的磁性液体密封装置包括壳体1，转轴2，轴套3，挡圈4，多个极靴5，永磁体6，多个轴承7，密封件8和多个隔磁环9。

如图1所示，壳体1内具有腔室，转轴2可转动地穿设在腔室内，轴套3套设在转轴2上，轴套3与转轴2不发生相对移动，轴套3上还设有挡圈4，用于固定轴套3。

如图1所示，筒体11的左端设有第一端盖12，筒体11的右端设有第二端盖13，第一端盖12与筒体11之间设有密封件8，第二端盖13与筒体11之间也设有密封件8，密封件8将筒体11密封，以保证密封效果。

极靴5套设在轴套3上，两个极靴5左右间隔布置，极靴5的内周面上沿左右方向上间隔布置有多个极齿51，极齿51的内周面与转轴2的外周面在图1的上下方向上间隔形成密封间隙，密封间隙内具有磁性液体，磁性液体吸附在极齿51上，以实现密封。极靴5上的极齿51分为端极齿511和中间极齿512，端极齿511位于极靴5的左右两侧，端极齿511之间间隔设置有多个中间极齿512，端极齿511的下端与转轴2的外周面之间的距离为S1，中间极齿512的下端与转轴2的外周面之间的距离为S2，S1小于S2。

永磁体6套设在轴套3上，且位于两个极靴5之间，用于提供磁场。

如图1所示，轴承7套设在轴套3上，且两个轴承7分别位于轴套3的左端和右端，两个轴承7之间设有两个极靴5和永磁体6。

轴套3上还设有隔磁环9，隔磁环9位于轴承7的右侧，隔磁环9的右侧与极靴5的左侧邻近。

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：

壳体，所述壳体内具有腔室；

转轴，所述转轴可转动地设在所述腔室内，且所述转轴的至少一端从所述腔室内伸出；

至少两个极靴，所述极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述极靴套设在所述转轴上，所述极靴的内周面设有沿所述转轴的轴向间隔开的多个极齿，所述极齿的内周面与所述转轴的外周面在所述转轴的径向上间隔开以形成密封间隙，所述密封间隙内具有吸附在所述极齿上的磁性液体；

永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁体在所述转轴的轴向上设在相邻极靴之间。

2.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，每个极靴的多个极齿包括端极齿和位于端极齿之间的中间极齿，所述端极齿在所述转轴的轴向上位于该极靴的两端，所述端极齿的内周面与所述转轴的外周面之间的距离S1小于所述中间极齿的内周面与所述转轴的外周面之间的距离S2。

3.根据权利要求2所述的磁性液体密封装置，其特征在于，距离S1比距离S2小0.04毫米-0.4毫米。

4.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述极齿的表面通过热处理、表面镀膜或喷砂以增加表面硬度和耐磨性。

5.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括轴套和挡圈，所述轴套套设在所述转轴上且相对于所述转轴不可转动和轴向移动，所述挡圈在所述轴套上，所述挡圈设在相邻极靴之间且在所述转轴的径向上位于所述永磁体与所述轴套之间，所述极靴套在所述轴套上，所述密封间隙形成在所述极齿的内周面与所述轴套的外周面之间。

6.根据权利要求5所述的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括多个轴承，所述轴承间隔设在腔室内，所述轴承套设在所述轴套上，所述极靴和所述永磁体位于所述轴承之间。

7.根据权利要求6所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体包括筒体、第一端盖和第二端盖，所述第一端盖设在所述壳体的一端，所述第二端盖设在所述壳体的另一端，所述轴承设在所述筒体内。

8.根据权利要求7所述的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括设在所述第一端盖与所述筒体之间以及所述第二端盖与所述筒体之间的密封件。

9.根据权利要求8所述的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括隔磁环，所述隔磁环套设在所述轴套上且位于所述轴承与极靴之间。

10.根据权利要求9所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述轴套、和所述极靴均采用导磁材料制成，所述筒体、所述第一端盖、所述第二端盖、所述隔磁环和所述挡圈采用非导磁材料。

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