CN112728104A - 极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置包括壳体、轴、多个极靴和永磁体，壳体具有腔室，轴可枢转地设在腔室内，轴的至少一端从腔室内伸出，多个极靴设在腔室内，且多个极靴套设在轴上，多个极靴沿轴的轴向间隔布置，极靴的内周面设有多个极齿，多个极齿沿轴的轴向间隔布置，多个极齿的内周面与轴在轴的径向上具有间隙，间隙内填充有磁性液体，至少一个极齿与轴之间的间隙内填充有多孔材料，永磁体设在腔室内且套设在轴上，永磁体位于相邻两个极靴之间。本发明极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置具有耐压性能高、密封性能强、使用寿命长等优点。

Description

极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置

技术领域

本发明涉及机械工程密封领域，具体地，涉及一种极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置。

背景技术

密封是机械工程领域中的一种重要技术手段，主要用于防止密封介质泄漏，磁性液体密封是一种可以实现零泄漏的非接触式密封，在一些高端工业场合具有不可替代的作用。

相关技术中，由于磁性液体在在强磁场下仍为液体状态，磁性液体在工作时易发生界面不稳定现象，导致磁性液体密封装置的耐压能力差，难以胜任在压差较大的场合中工作。

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耐压性能高、密封性能强且不易泄漏的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置包括：壳体，所述壳体具有腔室；轴，所述轴可枢转地设在所述腔室内，所述轴的至少一端从所述腔室内伸出；多个极靴，多个所述极靴设在所述腔室内，且多个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴沿所述轴的轴向间隔布置，所述极靴的内周面设有多个极齿，多个所述极齿沿所述轴的轴向间隔布置，多个所述极齿的内周面与所述轴在所述轴的径向上具有间隙，所述间隙内填充有磁性液体，至少一个所述极齿与所述轴之间的所述间隙内填充有多孔材料；永磁体，所述永磁体设在所述腔室内且套设在所述轴上，所述永磁体位于相邻两个所述极靴之间。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置，通过极靴与轴之间的间隙内填充有多孔材料，提高了磁性液体密封装置的耐压性能，从而增加了磁性液体密封装置的密封性能，延长了磁性液体密封装置的使用寿命。

在一些实施例中，所述极靴的多个所述极齿中的两个最外侧的极齿与轴之间的间隙内设有所述多孔材料。

在一些实施例中，多个所述极靴的两个最外侧的所述极靴的极齿与所述轴之间的所述间隙内填充有多孔材料。

在一些实施例中，多个所述极靴的极齿与所述轴之间的所述间隙内都填充有所述多孔材料。

在一些实施例中，在所述极靴的轴向剖面内，所述多孔材料为大体U形，所述极齿的内周面与所述多孔材料的槽的底面贴合，所述多孔材料的槽的两侧壁分别与所述极齿的两侧面贴合。

在一些实施例中，所述多孔材料与所述极齿的外周面通过粘胶连接。

在一些实施例中，所述多孔材料为高分子泡沫材料、发泡树脂等材料。

在一些实施例中，还包括隔磁环，所述隔磁环设在所述腔室内且环绕所述轴，所述隔磁环的内周面与所述轴的外周面间隔开，所述极靴包括在所述轴的轴向上位于最外侧的两个外侧极靴，所述隔磁环分别设在所述外侧极靴与所述壳体之间。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括第一轴承和第二轴承，所述轴通过所述第一轴承和所述第二轴承可旋转地支承在所述腔室内。

在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括密封件，所述极靴的外周面设有环形槽，所述密封件配合在所述环形槽。

附图说明

图1是根据本发明实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置的示意图。

图2是根据本发明另一实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置的示意图。

图3是根据本发明又一实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置的示意图。

图4是图1中A部的局部放大图。

图5是图2中B部的局部放大图。

磁性液体密封装置100；

壳体1；腔室11；

轴2；

极靴3；极齿31；多孔材料32；磁性液体33；

永磁体4；隔磁环5；第一轴承6；第二轴承7；密封件8。

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1-5描述根据本发明实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置。

如图1-5所示，根据本发明实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置100，包括壳体1、轴2、多个极靴3和永磁体4。

壳体1具有腔室11。轴2可枢转地设在腔室11内，轴2的至少一端从腔室11内伸出。

多个极靴3设在腔室11内，且多个极靴3套设在轴2上。多个极靴3沿轴2的轴向间隔布置，极靴3的内周面设有多个极齿31，多个极齿31沿轴2的轴向间隔布置，多个极齿31的内周面与轴2的外周面之间在轴2的径向上具有间隙，间隙内填充有磁性液体33，其中至少一个极齿31与轴2之间的间隙内填充有多孔材料32。

永磁体4设在腔室11内且套设在轴2上，永磁体4位于相邻两个极靴3之间。永磁体4、极靴3和轴2构成闭合磁路，利用永磁体4，极齿31在间隙中产生强弱相间的非均匀磁场，将磁性液体33吸附在极齿31和轴2之间，从而使得磁性液体33填充在间隙内，达到密封的目的。

根据本发明实施例的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置100，通过多个极齿31的内周面与轴2在轴2的径向上具有间隙，间隙内填充有磁性液体33，至少一个极齿31与轴2之间的间隙内填充有多孔材料32，多孔材料32由相互贯通的孔洞构成网络结构的材料组成，磁性液体33可通过多孔材料32的孔洞浸入多孔材料32内部，多孔材料32相当于给磁性液体33形成的薄膜加上了一层骨架，因此，当多孔材料32填充在极齿31与轴2之间的间隙内时，可以防止由于外部环境压力过高而使得磁性液体33从间隙内脱离，进而增大了磁性液体密封装置100的耐压能力，提高了磁性液体密封装置100的密封效果。

使用中，壳体1可通过螺栓安装在反应釜的釜体上或搅拌槽的槽体上，轴与搅拌装置(例如搅拌桨叶)相连，以驱动搅拌装置对反应釜或搅拌槽内的物料进行搅拌，而且密封组件防止反应釜或搅拌槽内的物料泄露。

在一些实施例中，极靴3的多个极齿31中的两个最外侧的极齿31与轴2之间的间隙内设有多孔材料32，多个极齿31中的其余极齿31与轴2之间的间隙内填充有磁性液体33。具体地，如图2和图5所示，极靴3的最左端和最右端的极齿31上包裹有多孔材料32，由此使得其余极齿31与轴2之间的间隙内的磁性液体33具有良好的耐压能力。

在一些实施例中，多个极靴3的两个最外侧的极靴3与轴2之间的间隙内填充有多孔材料32。具体地，如图3所示，最左端和最右端的两个极靴3与轴2之间的间隙内填充有多孔材料32，由此，可通过左右两个的极靴3填充的多孔材料32，防止磁性液体33被外部环境的高压破坏，从而使得磁性液体密封装置100能够在高压环境下仍具有良好的密封性能。

在一些实施例中，多个极靴3与轴2之间的间隙内都填充有多孔材料32。根据本发明实施例磁性液体密封装置100，通过多个极靴3与轴2之间的间隙内都填充有多孔材料32，进一步提高了磁性液体密封装置100的耐压性能，进一步保证了磁性液体密封装置100的密封性能。

在一些实施例中，在极靴3的轴向剖面内，多孔材料32为大体U形，极齿31的内周面与多孔材料32的槽的底面贴合，多孔材料32的槽的两侧壁分别与极齿31的两侧面贴合。由此，使得极靴3的极齿31的内端被多孔材料32包裹，可使得多孔材料32更加稳定地设在极靴3的极齿31上，且多孔材料32的槽的两侧壁内也可储存磁性液体33，当间隙内的磁性液体33耗损后，多孔材料32的槽的两侧壁内储存磁性液体33可对间隙内的磁性液体33进行补充，延长了使用寿命。

在一些实施例中，多孔材料32与极齿31的外周面通过粘胶连接。根据本发明的实施例，通过多孔材料32与极齿31的外周面彼此粘胶，可将多孔材料32固定在极齿31上，防止轴2高速转动带动多孔材料32转动，从而保证了磁性液体密封装置100的稳定性。

在一些实施例中，多孔材料32为高分子泡沫材料、发泡树脂等材料。泡沫材料和发泡树脂具有密度低，比强度高，有吸收冲击载荷的能力，有优良的缓冲减震性能，热导率低，隔热性能好，耐腐蚀性能好优点。泡沫材料、发泡树脂具有良好的吸收冲击载荷的能力，从而可减小轴2在高速转动时产生的径向窜动，进而减小轴2由于进行窜动而产生的噪音。另外，泡沫材料、发泡树脂良好的隔热性能，可防止轴2转动产生的热量传导到极靴3内，保证磁性液体密封装置100可持续正常使用，提高了磁性液体33密封装的使用寿命。

在一些实施例中，极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置100还包括隔磁环5，隔磁环5设在腔室11内且环绕所述轴2，隔磁环5的内周面与轴2的外周面间隔开。极靴3包括在轴2的轴向上位于最外侧的两个外侧极靴3，隔磁环5分别设在外侧极靴3与壳体1之间。具体地，如图1所示，隔磁环5包括第一隔磁环和第二隔磁环，第一隔磁环设置在左侧的外极靴3左侧，第二隔磁环设置在右侧的外极靴3的右侧。第一隔磁环和第二隔磁环可以防止永磁体4产生的磁力线从外侧极靴3泄漏，进一步提高了磁性液体密封装置100的密封效果。

在一些实施例中，极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置100还包括第一轴承6和第二轴承7，轴2通过第一轴承6和第二轴承7可旋转地支承在腔室11内。具体地，如图1所示，第一轴承6和第二轴承7设置在第一隔磁环的左侧，第一轴承6的内圈和第二轴承7的内圈都与轴2配合，第一轴承6和第二轴承7的外圈都与壳体1的内周面配合。

可选地，第一轴承6和第二轴承7均选用滚动轴承。

在一些实施例中，磁性液体密封装置100还包括密封件8，极靴3的外周面设有环形槽，密封件8配合在环形槽。根据本发明实施例磁性液体密封装置100，通过设置密封件8，可以进一步提高极靴3与壳体1之间密封性能。

下面参考图1描述本发明一些具体示例的磁性液体密封装置100。

根据本发明具体示例的磁性液体密封装置100包括壳体1、轴2、两个极靴3和永磁体4。

壳体1具有腔室11，轴2通过第一轴承6和第二轴承7可枢转地支承在腔室11内，两个极靴3之间设有永磁体4，一个极靴3的左侧设有一个隔磁环5，另一个极靴3的右侧设有另一个隔磁环5。第一轴承6和第二轴承7设置在所述一个隔磁环5的左侧，两个极靴3设在腔室11内，两个极靴3套设在轴2上且在轴2上沿轴2的周向间隔设置。极靴3的内周面设有多个极齿31，多个极齿31沿轴2的轴向方向间隔设置，极齿31与轴2之间在轴2的径向上具有间隙，极齿31上包裹有多孔材料32，多孔材料32内设有磁性液体33。两个极靴3的外周面都设有环形槽，环形槽内设有密封件8。

因此，根据本发明示例的磁性液体密封装置100具有耐压性能高、密封效果好、使用寿命长等优点。

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)

1.一种极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有腔室；

轴，所述轴可枢转地设在所述腔室内，所述轴的至少一端从所述腔室内伸出；

多个极靴，多个所述极靴设在所述腔室内，且多个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴沿所述轴的轴向间隔布置，所述极靴的内周面设有多个极齿，多个所述极齿沿所述轴的轴向间隔布置，多个所述极齿的内周面与所述轴在所述轴的径向上具有间隙，所述间隙内填充有磁性液体，至少一个所述极齿与所述轴之间的所述间隙内填充有多孔材料；

永磁体，所述永磁体设在所述腔室内且套设在所述轴上，所述永磁体位于相邻两个所述极靴之间。

2.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，所述极靴的多个所述极齿中的两个最外侧的极齿与轴之间的间隙内设有所述多孔材料。

3.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，多个所述极靴的两个最外侧的所述极靴的极齿与所述轴之间的所述间隙内填充有多孔材料。

4.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，多个所述极靴的极齿与所述轴之间的所述间隙内都填充有所述多孔材料。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，在所述极靴的轴向剖面内，所述多孔材料为大体U形，所述极齿的内周面与所述多孔材料的槽的底面贴合，所述多孔材料的槽的两侧壁分别与所述极齿的两侧面贴合。

6.根据权利要求1-5所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，所述多孔材料与所述极齿的外周面通过粘胶连接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述多孔材料为高分子泡沫材料、发泡树脂等材料。

8.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括隔磁环，所述隔磁环设在所述腔室内且环绕所述轴，所述隔磁环的内周面与所述轴的外周面间隔开，所述极靴包括在所述轴的轴向上位于最外侧的两个外侧极靴，所述隔磁环分别设在所述外侧极靴与所述壳体之间。

9.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，还包括第一轴承和第二轴承，所述轴通过所述第一轴承和所述第二轴承可旋转地支承在所述腔室内。

10.根据权利要求1所述的极齿填充多孔材料的磁性液体密封装置，还包括密封件，所述极靴的外周面设有环形槽，所述密封件配合在所述环形槽。

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