CN113639047B - 磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械工程密封技术领域，具体涉及一种磁性液体密封装置。所述磁性液体密封装置包括壳体、回转轴、极靴和磁源，壳体限定出轴室，回转轴可转动地设在轴室内，极靴套设在回转轴上，极靴上设有至少一个第一极齿和多个第二极齿，每个第一极齿的厚度大于每个第二极齿的厚度，且每个第一极齿与回转轴的径向间隙小于每个第二极齿与回转轴的径向间隙，磁源套设在回转轴上。由于第一极齿与回转轴的径向间隙小于第二极齿与回转轴的径向间隙，因此，在进行磁性液体密封装置的装配过程中回转轴最容易与第一极齿发生刚性碰撞，而保证了第二极齿的结构完整性，从而保证了磁性液体密封装置的密封能力和耐压性能。

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，具体涉及一种磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体密封因具有零泄漏、长寿命、低摩擦等优点得到广泛应用。磁性液体密封装置包括壳体、回转轴和极靴，极靴上设有极齿，目前的磁性液体密封装置在安装过程中，极靴上的极齿会因与回转轴发生刚性冲击造成极齿结构被破坏，从而严重影响磁性液体密封装置的密封能力和耐压性能。

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能够提高磁性液体密封装置的密封能力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，所述壳体限定出轴室；

回转轴，所述回转轴可转动地设在所述轴室内；

极靴，所述极靴套设在所述回转轴上，所述极靴上设有至少一个第一极齿和多个第二极齿，每个所述第一极齿的厚度大于每个所述第二极齿的厚度，且每个所述第一极齿与所述回转轴的径向间隙小于每个所述第二极齿与所述回转轴的径向间隙；和

磁源，所述磁源套设在所述回转轴上。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置具有密封能力和耐压性能好等优点。

在一些实施例中，所述第一极齿的厚度为第二极齿的厚度的3倍-4倍。

在一些实施例中，所述第一极齿与所述回转轴的径向间隙为0.099毫米-0.1毫米。

在一些实施例中，所述极靴为两个，两个所述极靴为第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和所述第二极靴沿所述回转轴的轴向间隔开地设置，所述第一极靴的第一极齿在所述回转轴的轴向上相对所述第一极靴的所述第二极齿远离所述第二极靴设置，所述第二极靴的第一极齿在所述回转轴的轴向上相对所述第二极靴的所述第二极齿远离所述第一极靴设置。

在一些实施例中，所述第一极靴和所述第二极靴对称地设置。

在一些实施例中，进一步包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一极靴的外周面设有第一环形槽，所述第一密封圈固定安装在所述第一环形槽内，且所述第一密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合，所述第二极靴的外周面设有第二环形槽，所述第二密封圈固定安装在所述第二环形槽内，且所述第二密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合。

在一些实施例中，进一步包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承中的每一者均设在所述轴室内，所述第一轴承和所述第二轴承中的每一者套设在所述回转轴上，所述第一轴承和所述第二轴承沿所述回转轴的轴向间隔开地设置，所述第一轴承设在所述第一极靴和所述第二极靴之间，所述第二极靴设在所述第一轴承和所述第二轴承之间。

在一些实施例中，所述壳体包括主体、第一端盖和第二端盖，所述主体具有在所述回转轴的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述第一端盖设在所述第一端部上，所述第二端盖设在所述第二端部上。

在一些实施例中，所述磁源包括第一磁源和第二磁源，所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者设在所述第一磁源和所述第二磁源之间。

在一些实施例中，所述第一极靴上设有第一容纳槽，所述第一磁源的至少一部分设在所述第一容纳槽内，所述第二极靴上设有第二容纳槽，所述第二磁源的至少一部分设在所述第二容纳槽内。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的磁性液体密封装置的结构示意图。

图2是图1中A处的放大图。

附图标记：磁性液体密封装置100；壳体1；主体101；小孔径段1011；第一大孔径段1012；第二大孔径段1013；第一端盖102；第一通孔1021；第二端盖103；第二通孔1031；轴室104；回转轴2；轴肩21；第一极靴3；第一极齿31；第二极齿32；第一容纳槽33；第三容纳槽34；第二极靴4；第一极齿41；第二极齿42；第二容纳槽43；第四容纳槽44；第一磁源5；第二磁源6；第一隔磁环7；第二隔磁环8；第三隔磁环9；第四隔磁环11；第一轴承12；第二轴承13；第一密封圈14；第二密封圈15；磁性液体16；第一隔磁定位件18；第二隔磁定位件19。

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和图2所示，根据本发明实施例的磁性液体密封装置100包括壳体1、回转轴2、极靴和磁源，壳体1限定出轴室104，回转轴2可转动地设在轴室104内。极靴套设在回转轴2上，极靴上设有至少一个第一极齿和多个第二极齿，每个第一极齿的厚度大于每个第二极齿的厚度，且每个第一极齿与回转轴2的径向间隙小于每个第二极齿与回转轴2的径向间隙。磁源套设在回转轴2上。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置的第一极齿与回转轴2的径向间隙小于第二极齿与回转轴2的径向间隙，由此，在进行磁性液体密封装置100的装配过程中，将极靴安装在回转轴2上，回转轴2由于磁力作用与极靴上的极齿发生刚性碰撞时，回转轴2最容易与第一极齿发生刚性碰撞，而保证了第二极齿的结构完整性，从而保证了磁性液体密封装置100的密封能力和耐压性能。此外，由于第一极齿的厚度较厚，使得第一极齿的结构强度较好，因此，即使回转轴2与第一极齿发生刚性碰撞，第一极齿的结构也不容易被破坏，能够有效的保证第二极齿的结构完整性，进而保证磁性液体密封装置的密封能力和耐压性能。

因此，根据本发明实施例的磁性液体密封装置具有密封能力和耐压性能好等优点。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的磁性液体密封装置100包括壳体1、回转轴2、极靴和磁源。

在一些实施例中，如图1所示，壳体1包括主体101、第一端盖102和第二端盖103，主体101具有在回转轴2的轴向上相对的第一端部和第二端部，第一端盖102设在第一端部上，第二端盖103设在第二端部上。主体101、第一端盖102和第二端盖103限定出轴室104，回转轴2可转动地设在轴室104内。

例如，回转轴2的轴向与左右方向一致，第一端盖102设置在第二端盖103的左侧。左右方向如图1中的箭头B所示。

在一些实施例中，如图1所示，极靴设有两个，两个极靴为第一极靴3和第二极靴4，第一极靴3和第二极靴4中的每一者套设在回转轴2上。第一极靴3和第二极靴4沿回转轴2的轴向间隔开地设置，第一极靴3的第一极齿31在回转轴2的轴向上相对第一极靴3的第二极齿32远离第二极靴4设置，第二极靴4的第一极齿41在回转轴2的轴向上相对第二极靴4的第二极齿42远离第一极靴3设置。换言之，第一极靴3的第一极齿31和第二极靴4的第一极齿41在回转轴2的轴向上相背，第一极靴3的第二极齿32和第二极靴4的第二极齿42在回转轴2的轴向上相对。

例如，如图1所示，第一极靴3设置在第二极齿32的左侧，第一极靴3的第一极齿31设置在第一极靴3的第二极齿32的左侧，第二极靴4的第一极齿41设置在第二极靴4的第二极齿42的右侧。

第一极靴3的第一极齿31与回转轴2之间、第一极靴3的第二极齿32与回转轴2之间、第二极靴4的第一极齿41与回转轴2之间以及第二极靴4的第二极齿42与回转轴2之间均设有磁性液体16。

第一极靴3的第一极齿31的厚度大于第一极靴3的第二极齿32的厚度，第二极靴4的第一极齿41的厚度大于第二极靴4的第二极齿42的厚度。例如，第一极靴3的第一极齿31在回转轴2的轴向上的宽度大于第一极靴3的第二极齿32在回转轴2的轴向上的宽度，第二极靴4的第一极齿41在回转轴2的轴向上的宽度大于第二极靴4的第二极齿42在回转轴2的轴向上的宽度。

第一极靴3的第一极齿31与回转轴2的径向间隙大于第一极靴3的第二极齿32与回转轴2的径向间隙，第二极靴4的第一极齿41与回转轴2的径向间隙大于第二极靴4的第二极齿42在与回转轴2的径向间隙。

在一些实施例中，第一极靴3的第一极齿31的厚度为第一极靴3的第二极齿32的厚度的3倍-4倍，第二极靴4的第一极齿41的厚度为第二极靴4的第二极齿42的厚度的3倍-4倍。由此，利用第一极齿保证对应的第二极齿的结构完整性的同时，第一极齿的厚度不至过大。

在一些实施例中，第一极靴3的第一极齿31与回转轴2的径向间隙为0.099毫米-0.1毫米，第二极靴4的第二极齿41与回转轴2的径向间隙为0.099毫米-0.1毫米。由此，利用第一极齿保证对应的第二极齿的结构完整性的同时，第一极齿与回转轴2之间的间隙不至过小。

在一些实施例中，如图1所示，第一极靴3和第二极靴4对称地设置。由此，方便进行磁性液体密封装置100的设计和安装。

在一些实施例中，如图1所示，磁性液体密封装置进一步包括第一密封圈14和第二密封圈15。第一极靴3的外周面设有第一环形槽，第一密封圈14固定安装在第一环形槽内，且第一密封圈14的外周面与壳体1的内周面贴合。第二极靴4的外周面设有第二环形槽，第二密封圈15固定安装在第二环形槽内，且第二密封圈15的外周面与壳体1的内周面贴合。

由此，利用第一密封圈14保证第一极靴3和壳体1的内周面之间的密封性，利用第二密封圈15保证第二极靴4和壳体1的内周面之间的密封性，从而进一步提高磁性液体密封装置100的密封性能。

在一些实施例中，如图1所示，磁源包括第一磁源5和第二磁源6，第一极靴3和第二极靴4中的每一者设在第一磁源5和第二磁源6之间。第一磁源5和第二磁源6中的每一者可以为永磁体。由此，利用第一磁源5和第二磁源6能够提高第一极靴3和第二极靴4的极齿处的磁场强度，从而能够进一步提高磁性液体密封装置100的密封性能和耐压能力。

在一些实施例中，如图1所示，第一极靴3上设有第一容纳槽33，第一磁源5的至少一部分设在第一容纳槽33内，第二极靴4上设有第二容纳槽43，第二磁源6的至少一部分设在第二容纳槽43内。

例如，如图1所示，第一容纳槽33设置在第一极靴3的左侧面上，第一磁源5的右侧的一部分设置在第一容纳槽33内，第二容纳槽43设置在第二极靴4的右侧面上，第二磁源6的左侧的一部分设置在第二容纳槽43内。由此，第一磁源5和第一极靴3具有重合部分，第二磁源6与第二极靴4具有重合部分，从而有利于缩小磁性液体密封装置100的整体尺寸，有利于磁性液体密封装置100的小型化设计。

磁性液体密封装置100进一步包括第一轴承12和第二轴承13，第一轴承12和第二轴承13中的每一者均设在轴室104内，第一轴承12和第二轴承13中的每一者套设在回转轴2上，第一轴承12和第二轴承13沿回转轴2的轴向间隔开地设置，第一轴承12设在第一极靴3和第二极靴4之间，第二极靴4设在第一轴承12和第二轴承13之间。

例如，如图1所示，主体101包括小孔径段1011、第一大孔径段1012和第二大孔径段1013，小孔径段1011设置在第一大孔径段1012和第二大孔径段1013之间。第一端盖102上设有第一通孔1021，第二端盖103上设有第二通孔1031。第一大孔径段1012设置在第二大孔径段1013的左侧。第一极靴3设在第一大孔径段1012内，第一轴承12设在小孔径段1011内，且第一轴承12与小孔径段1011的内周面贴合。第二极靴4设在第二大孔径段1013内，第二轴承13设在第二通孔1031内，且第二轴承13与第二通孔1031的内周面贴合。

由此，利用第一轴承12和第二轴承13方便将回转轴2支撑在轴室104内，且方便回转轴2在轴室104内转动。

如图1所示，磁性液体密封装置100进一步包括第一隔磁环7、第二隔磁环8、第三隔磁环9和第四隔磁环11。第一隔磁环8夹设在第一极靴3和第一轴承12之间，第二隔磁环9夹设在第一轴承12和第二极靴4之间。第三隔磁环9夹设在第一端盖102和第一磁源5之间，第四隔磁环11夹设在第二端盖103和第二磁源6之间。

如图1所示，磁性液体密封装置100进一步第一隔磁定位件18和第二隔磁定位件19，第一极靴3上设有第三容纳槽34，第二极靴4上设有第四容纳槽44。第一隔磁定位件18夹设在第一端盖102和第一极靴3之间，且第三隔磁环9的右侧的一部分设在第三容纳槽34内。第二隔磁定位件19夹设在第二轴承13和第二极靴4之间，且第二隔磁定位件19的左侧的一部分设在第四容纳槽44内。此外，回转轴2上设有轴肩21，第二轴承13安装在轴肩21和第二隔磁定位件19之间。

根据本发明实施例的磁性液体密封装置100的主体101、第一端盖102和第二端盖103中的每一者为非导磁性材料，回转轴2为导磁材料。根据磁性液体密封装置100的工况确定磁性液体的种类的用量。

下面参照图1和图2描述本发明实施例的磁性液体密封装置100的装配过程：

首先，将第一轴承12、第一隔磁环6、第二隔磁环7固定安装于主体1的小孔径段1011，并保证其整体对称布置。然后，将安装有第一密封圈14的第一极靴3和安装有第二密封圈15的第二极靴4分别固定连接到第一大孔径段1012和第二大孔径段1013内，并向第一极靴3和第二极靴4的极齿部分注入适量的磁性液体16。接着左、右顺次安装第一磁源5和第二磁源6，第一隔磁定位件18和第二隔磁定位件19，第三隔磁环9和第四隔磁环11。

之后，将第二轴承13安装到第二通孔1031内，将第二轴承13和第二端盖103整体固定安装到第二隔磁定位件19的右端面上，且第二端盖103与主体101的第二端部固定连接。之后，将第一端盖102与主体101的第一端部固定连接，且第一端盖102的右端面与第三隔磁环9和第一隔磁定位件18定位配合。最后，将回转轴2从第二端盖103的右侧向左装入轴室104内，完成磁性液体密封装置100的装配。

通过加厚第一极齿的厚度，并确保第一极齿与回转轴2的径向间隙小于第二极齿与回转轴2的径向间隙，保证了在进行磁性液体密封装置100的装配过程中第二极齿的结构完整，从而也就保证了磁性液体密封装置100密封能力和耐压性能。

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)

1.一种磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定出轴室；

回转轴，所述回转轴可转动地设在所述轴室内；

极靴，所述极靴套设在所述回转轴上，所述极靴上设有至少一个第一极齿和多个第二极齿，每个所述第一极齿的厚度大于每个所述第二极齿的厚度，且每个所述第一极齿与所述回转轴的径向间隙小于每个所述第二极齿与所述回转轴的径向间隙；和

磁源，所述磁源套设在所述回转轴上；

所述极靴为两个，两个所述极靴为第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和所述第二极靴沿所述回转轴的轴向间隔开地设置，所述第一极靴的第一极齿在所述回转轴的轴向上相对所述第一极靴的所述第二极齿远离所述第二极靴设置，所述第二极靴的第一极齿在所述回转轴的轴向上相对所述第二极靴的所述第二极齿远离所述第一极靴设置。

2.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极齿的厚度为第二极齿的厚度的3倍-4倍。

3.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极齿与所述回转轴的径向间隙为0.099毫米-0.1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，所述第一极靴和所述第二极靴对称地设置。

5.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，进一步包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一极靴的外周面设有第一环形槽，所述第一密封圈固定安装在所述第一环形槽内，且所述第一密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合，所述第二极靴的外周面设有第二环形槽，所述第二密封圈固定安装在所述第二环形槽内，且所述第二密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合。

6.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，进一步包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承中的每一者均设在所述轴室内，所述第一轴承和所述第二轴承中的每一者套设在所述回转轴上，所述第一轴承和所述第二轴承沿所述回转轴的轴向间隔开地设置，所述第一轴承设在所述第一极靴和所述第二极靴之间，所述第二极靴设在所述第一轴承和所述第二轴承之间。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体包括主体、第一端盖和第二端盖，所述主体具有在所述回转轴的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述第一端盖设在所述第一端部上，所述第二端盖设在所述第二端部上。

8.根据权利要求1所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述磁源包括第一磁源和第二磁源，所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者设在所述第一磁源和所述第二磁源之间。

9.根据权利要求8所述的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极靴上设有第一容纳槽，所述第一磁源的至少一部分设在所述第一容纳槽内，所述第二极靴上设有第二容纳槽，所述第二磁源的至少一部分设在所述第二容纳槽内。

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