CN113565964A - 具有辐射防护功能的磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，所述具有辐射防护功能的磁性液体密封装置包括壳体、轴、第一防护筒、第一防护环和第二防护环，轴可枢转地贯穿壳体，磁性液体密封单元，磁性液体密封单元套设在轴的外周侧且位于壳体内，第一防护筒设在壳体内且套设在磁性液体密封单元的外周侧，第一防护环和第二防护环，第一防护环和第二防护环设在壳体内且套设在轴的外周侧，第一防护环和第二防护环沿轴的轴向间隔设置，磁性液体密封单元位于第一防护环和第二防护环之间，第一防护筒、第一防护环、第二防护环的材质均为防辐射材料。本发明的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置具有结构简单、防护效果好、使用灵活等优点。

Description

具有辐射防护功能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，具体涉及一种具有辐射防护功能的磁性液体密封装置。

背景技术

密封是机械工程领域中一种用于防止密封介质的重要技术手段，磁性液体密封是一种非接触式密封，可以达到泄漏的密封效果，并且具有无污染、高可靠性、长寿命等优势，在工业生产中得到了广泛应用。

相关技术中，在某些涉及强辐射环境的特殊场合下，强辐射会改变磁性液体中磁性液体的性能参数，也会影响永磁体的磁化性能，降低了磁性液体密封的可靠性。

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结构简单、防护性能好、密封效果好的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置。

根据本发明实施例的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，包括：壳体；轴，所述轴可枢转地贯穿所述壳体；磁性液体密封单元，所述磁性液体密封单元套设在所述轴的外周侧且位于所述壳体内；第一防护筒，所述第一防护筒设在所述壳体内且套设在所述磁性液体密封单元的外周侧；第一防护环和第二防护环，所述第一防护环和所述第二防护环设在所述壳体内且套设在所述轴的外周侧，所述第一防护环和所述第二防护环沿所述轴的轴向间隔设置，所述磁性液体密封单元位于所述第一防护环和所述第二防护环之间，所述第一防护筒、所述第一防护环、所述第二防护环的材质均为防辐射材料。

根据本发明实施例具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，通过第一防护筒、第一防护环和第二防护环的设置，从而对磁性液体密封单元进行防护，防止强辐射破坏磁性液体密密封单元，保证了磁性液体密封单元密封性能。

在一些实施例中，所述具有辐射防护功能的磁性液体密封装置还包括：第二防护筒，所述第二防护筒套设在所述轴的外周侧且位于所述磁性液体密封单元一端，至少部分所述的第二防护筒位于所述壳体内，所述第二防护筒内周面和所述轴沿所述轴的径向间隔设置；第三防护筒，所述第三防护筒套设在所述轴的外周侧且位于所述磁性液体密封单元另一端，至少部分所述第三防护筒位于所述壳体内，所述第三防护筒内周面和所述轴沿所述轴的径向间隔设置。

在一些实施例中，所述第二防护筒的内周面上设有第一凹槽，所述第一凹槽和所述轴的外周面之间填充有第一固体润滑剂，所述第三防护筒的内周面上设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述轴的外周面之间填充有第二固体润滑剂。

在一些实施例中，所述第一防护环的外周面和所述第一防护筒的内周面贴合，所述第一防护环的内周面和所述第二防护筒的外周面贴合，所述第二防护环的外周面和所述第一防护筒的内周面贴合，所述第二防护环的内周面和所述第三防护筒的外周面贴合。

在一些实施例中，所述壳体包括端盖和筒体，所述第一防护筒和所述磁性液体密封单元均穿设在所述筒体的外周侧，所述所述端盖设在所述筒体第一端且穿设在所述第三防护筒的外周面上，所述端盖内周面所述第二防护环的外周面接触。

在一些实施例中，所述第一防护环为多个，多个所述第一防护环在所述轴的轴向方向上彼此叠置，和/或所述第二防护环为多个，多个所述第二防护环在所述轴的轴向方向上彼此叠置。

在一些实施例中，所述具有辐射防护功能的磁性液体密封装置还包括外防护筒，所述外防护筒套设在所述壳体的外周面上，且所述外防护筒与所述磁性液体密封单元在所述轴的径向相对设置。

在一些实施例中，所述外防护筒为多个，多个所述外防护筒从内至外依次套设。

在一些实施例中，所述壳体的第二端设有沿所述壳体径向方向向外延伸的第一定位部，所述外防护筒的一端与所述第一定位部接触，所述壳体的第一端设有沿所述壳体径向方向向内延伸的第二定位部，所述第二定位部的内周面与所述轴在其轴向上间隔设置，且所述第二定位部的一侧与所述第一防护环接触。

在一些实施例中，所述磁性液体密封单元包括：多个极靴，多个所述极靴设在所述壳体内，多个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面之间沿所述轴的径向间隔设置，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面填充有磁性液体；永磁体，所述永磁体设在所述壳体内且环绕在所述轴的外周侧，所述永磁体位于相邻所述极靴之间。

附图说明

图1是本发明实施例的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置的结构示意图。

具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100；

壳体1；端盖11；筒体12；第一定位部13；第二定位部14；轴2；磁性液体密封单元3；多个极靴31；永磁体32；第一防护筒4；第一防护环5；第二防护环6；第二防护筒7；第三防护筒8；第一固体润滑剂9；第二固体润滑剂10；外防护筒101；

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描述根据本发明实施例的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置。

如图1所示，根据本发明实施例的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100，包括壳体1、轴2、磁性液体密封单元3、第一防护筒4、第一防护环5和第二防护环6。

轴2可枢转地贯穿壳体1。具体地，如图1所示，轴2沿左右方向延伸，轴2的左右两端均伸出壳体11外。

磁性液体密封单元3套设在轴2的外周侧且位于壳体1内。

第一防护筒4设在壳体1内且套设在磁性液体密封单元3的外周侧。

第一防护环5和第二防护环6设在壳体1内且套设在轴2的外周侧，第一防护环5和第二防护环6沿轴2的轴向间隔(如图1所示的左右方向)设置，磁性液体密封单元3位于第一防护环5和第二防护环6之间，第一防护筒4、第一防护环5、第二防护环6的材质均为防辐射材料。具体地，如图1所示，第一防护环5位于磁性液体密封单元3的左侧，第二防护环6位于磁性液体密封单元3的右侧，从而对磁性液体密封单元3左右两侧进行防护。

根据发明人发现：在某些涉及强辐射环境的特殊场合(如核电站主泵密封，或深空空间工况)下，磁性液体密封会受到不同强度的辐射干扰，包括电离辐射，如α射线、β射线、γ射线、X射线，与粒子辐射，或电子辐射、中子辐射等。由于部分辐射(例如γ射线、中子辐射等)穿透力较强的辐射，将会穿过壳体1改变磁性液体中磁性颗粒的性能参数，也会影响永磁体32的磁化性能，从而导致磁性液体密封性能下降，甚至磁性液体密封失效。

根据发明实施例的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100，通过第一防护筒4、第一防护环5和第二防护环6的设置，从而对磁性液体密封单元3进行防护，防止磁性液体密封单元3受到强辐射的影响，保证了磁性液体密封单元3的密封性能，延长了磁性液体密封单元3的使用寿命，另外，使用者可根据实际需要，安装第一防护筒4、第一防护环5和第二防护环6，从而增加了第一防护筒4、第一防护环5和第二防护环6使用灵活性。

在一些实施例中，具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100还包括第二防护筒7和第三防护筒8。

第二防护筒7套设在轴2的外周侧且位于磁性液体密封单元3一端，至少部分的第二防护筒7位于壳体1内，第二防护筒7内周面和轴2沿轴2的径向间隔设置，第三防护筒8套设在轴2的外周侧且位于磁性液体密封单元3另一端，至少部分第三防护筒8位于壳体1内，第三防护筒8内周面和轴2沿轴2的径向间隔设置。

具体地，如图1所示，第二防护筒7套设在轴2上且位于磁性液体密封单元3的左侧，第三防护筒8套设在轴2上且位于磁性液体密封单元3的右侧。由此，通过第二防护筒7和第三防护筒8对磁性液体密封单元3的左右两侧进行防护，增加了第二防护筒7和第三防护筒8的防护效果。

在一些实施例中，第二防护筒7的内周面上设有第一凹槽，第一凹槽和轴2的外周面之间填充有第一固体润滑剂9，第三防护筒8的内周面上设有第二凹槽，第二凹槽和轴2的外周面之间填充有第二固体润滑剂10。

具体地，第一固体润滑剂9和第二固体润滑剂10均为二硫化钼。由此，不仅起到润滑的作用，而且二硫化钼的耐压性能强，也可起到保护磁性液体密封单元3的作用，防止外部环境压力过高，破坏磁性液体密封单元3的密封性能，进一步延长了磁性液体密封单元3的使用寿命。

在一些实施例中，第一防护环5的外周面和第一防护筒4的内周面贴合，第一防护环5的内周面和第二防护筒7的外周面贴合，第二防护环6的外周面和第一防护筒4的内周面贴合，第二防护环6的内周面和第三防护筒8的外周面贴合。由此，通过第一防护环5、第二防护环6、第一防护筒4、第二防护筒7和第三防护筒8将磁性液体密封单元3完全包裹起来，防止强辐射损坏磁性液体密封单元3。

在一些实施例中，壳体1包括端盖11和筒体12，第一防护筒4和磁性液体密封单元3均穿设在筒体12的外周侧，端盖11设在筒体12第一端且穿设在第三防护筒8的外周面上，端盖11内周面与第二防护环6的外周面接触。具体地，第一防护筒4和磁性液体密封单元3均设在筒体12内，端盖11位于筒体12的右侧，且端盖11通过紧固件与筒体12可拆卸连接，端盖11的内周面与第三防护筒8的外周面接触。由此，方便安装具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100，使得壳体1的设置更加合理。

在一些实施例中，第一防护环5为多个，多个第一防护环5在轴2的轴向方向(如图1所示左右方向)上彼此叠置，和/或第二防护环6为多个，多个第二防护环6在轴2的轴向方向(如图1所示左右方向)上彼此叠置。

具体地，第一防护环5和第二防护环6的数量可根据实际情况选择，例如：若壳体1左侧的辐射较强时，第一防护环5选取多个，多个第一防护环5依次套设在轴上，且多个第一防护环5设在磁性液体密封单元3的左侧，或壳体1右侧的辐射较强时，第二防护环6选取多个，多个第二防护环6依次套设在轴上，且多个第二防护环6设在磁性液体密封单元3的右侧，或第一防护环5和第二防护环6均选取多个，多个第一防护环5和多个第二防护环6依次套设在轴上，多个第一防护环5设在磁性液体密封单元3的左侧，多个第二防护环6设在磁性液体密封单元3的右侧。由此，提高第一防护环5和第二防护环6的防护能力，保证了第一防护环5和第二防护环6的防护效率。

可以理解的是，多个第一防护环5可以一体成型，多个第二防护环6也可以一体成型，使得第一防护环5和第二防护环6的安装更方便，且第一防护环5和第二防护环6也可以设在壳体1外的左右两侧，从而减小壳体1的体积。

在一些实施例中，具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100还包括外防护筒101，外防护筒101套设在壳体1的外周面上，且外防护筒101与磁性液体密封单元3在轴2的径向相对设置。具体地，如图1所示，外防护筒101套设在壳体1外，且外防护筒101与磁性液体密封单元3在壳体1上内外相对。从而提高了磁性液体密封单元3径向的防护效率，提高了磁性液体密封单元3的使用寿命，提高了具有辐射防护功能的磁性液体密封装置100的灵活性。

在一些实施例中，外防护筒101为多个，多个外防护筒101从内至外依次套设。由此，进一步提高了外防护筒101防护效率，提高了磁性液体密封单元3的使用寿命。

可以理解的是，多个外防护筒101可通过紧固件固定在一起或一体成型。

在一些实施例中，第一防护环5、第二防护环6、第一防护筒4、第二防护筒7、第三防护筒8和外防护筒101的材质均为防辐射混凝土、铅、钢铁、压实土壤、石墨、防辐射玻璃、防辐射橡胶和塑料任一种。

在一些实施例中，壳体1的第二端(如图1所示，壳体1的左端)设有沿壳体1径向方向向外延伸的第一定位部13，外防护筒101的一端与第一定位部13接触。由此，通过第一定位部13对外防护筒101进行轴向定位，从而将外防护筒101安装在壳体1上。

在一些实施例中，壳体1的第一端设有沿壳体1径向方向向内延伸的第二定位部14，第二定位部14的内周面与轴2在其轴向上间隔设置，且第二定位部14的一侧与第一防护环5接触。由此，对第一防护环5进行轴向定位，防止第一防护环5发生窜动。

在一些实施例中，磁性液体密封单元3包括：多个极靴31和永磁体32。

多个极靴31设在壳体1内，多个极靴31套设在轴2上，多个极靴31的内周面与轴2的外周面之间沿轴2的径向间隔设置，多个极靴31的内周面与轴2的外周面填充有磁性液体。永磁体32设在壳体1内且环绕在轴2的外周侧，永磁体32位于相邻极靴31之间。由此，磁体、极靴31、磁性液体构成闭合磁路，利用永磁体32在极靴31和轴2之间产生强弱相间的非均匀磁场，将磁性液体吸附在极齿和轴2之间，从而使得磁性液体填充在间隙内，产生耐压能力，达到密封的目的。

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)

1.一种具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

壳体；

轴，所述轴可枢转地贯穿所述壳体；

磁性液体密封单元，所述磁性液体密封单元套设在所述轴的外周侧且位于所述壳体内；

第一防护筒，所述第一防护筒设在所述壳体内且套设在所述磁性液体密封单元的外周侧；

第一防护环和第二防护环，所述第一防护环和所述第二防护环设在所述壳体内且套设在所述轴的外周侧，所述第一防护环和所述第二防护环沿所述轴的轴向间隔设置，所述磁性液体密封单元位于所述第一防护环和所述第二防护环之间，所述第一防护筒、所述第一防护环、所述第二防护环的材质均为防辐射材料。

2.根据权利要求1所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：

第二防护筒，所述第二防护筒套设在所述轴的外周侧且位于所述磁性液体密封单元一端，至少部分所述的第二防护筒位于所述壳体内，所述第二防护筒内周面和所述轴沿所述轴的径向间隔设置；

第三防护筒，所述第三防护筒套设在所述轴的外周侧且位于所述磁性液体密封单元另一端，至少部分所述第三防护筒位于所述壳体内，所述第三防护筒内周面和所述轴沿所述轴的径向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第二防护筒的内周面上设有第一凹槽，所述第一凹槽和所述轴的外周面之间填充有第一固体润滑剂，

所述第三防护筒的内周面上设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述轴的外周面之间填充有第二固体润滑剂。

4.根据权利要求2所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一防护环的外周面和所述第一防护筒的内周面贴合，所述第一防护环的内周面和所述第二防护筒的外周面贴合，所述第二防护环的外周面和所述第一防护筒的内周面贴合，所述第二防护环的内周面和所述第三防护筒的外周面贴合。

5.根据权利要求2所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体包括端盖和筒体，所述第一防护筒和所述磁性液体密封单元均穿设在所述筒体的外周侧，

所述所述端盖设在所述筒体第一端且穿设在所述第三防护筒的外周面上，所述端盖内周面所述第二防护环的外周面接触。

6.根据权利要求1所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一防护环为多个，多个所述第一防护环在所述轴的轴向方向上彼此叠置，和/或所述第二防护环为多个，多个所述第二防护环在所述轴的轴向方向上彼此叠置。

7.根据权利要求1述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括外防护筒，所述外防护筒套设在所述壳体的外周面上，且所述外防护筒与所述磁性液体密封单元在所述轴的径向相对设置。

8.根据权利要求7所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述外防护筒为多个，多个所述外防护筒从内至外依次套设。

9.根据权利要求7所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体的第二端设有沿所述壳体径向方向向外延伸的第一定位部，所述外防护筒的一端与所述第一定位部接触，

所述壳体的第一端设有沿所述壳体径向方向向内延伸的第二定位部，所述第二定位部的内周面与所述轴在其轴向上间隔设置，且所述第二定位部的一侧与所述第一防护环接触。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的具有辐射防护功能的磁性液体密封装置，其特征在于：所述磁性液体密封单元包括：

多个极靴，多个所述极靴设在所述壳体内，多个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面之间沿所述轴的径向间隔设置，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面填充有磁性液体；

永磁体，所述永磁体设在所述壳体内且环绕在所述轴的外周侧，所述永磁体位于相邻所述极靴之间。

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