CN206320302U - 旋转及往复滑动的磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其包括其包括旋转轴，转动套设在所述旋转轴上的第一磁流体密封结构，转动套设在所述第一磁流体密封结构外的第二磁流体密封结构；所述第二磁流体密封结构滑动套设在所述第一壳体上，所述第一壳体上设于用于限制所述第一磁流体密封结构和所述第二磁流体密封结构之间的相对滑动的限位结构；其中，所述第二壳体上还设有对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行补充的磁液补充结构；通过设置所述磁液补充结构对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行及时补充，保证所述第二磁流体密封结构的第二极靴和所述第一壳体之间始终能形成完整的磁流体O型密封圈。

Description

旋转及往复滑动的磁流体密封装置

技术领域

本实用新型属于磁流体密封技术领域，具体地说，涉及一种旋转及往复滑动的磁流体密封装置。

背景技术

磁流体，又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，是由直径为纳米量级 (10 纳米以下 ) 的磁性固体颗粒、基载液 ( 也叫媒体 ) 以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。磁流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，在实际中有着广泛的应用，可应用于各种苛刻条件的磁流体密封。当磁流体注入磁场的间隙时，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的 O 型密封圈”，从而实现对被密封介质的磁流体密封。磁流体密封具有密封件之间无固体摩擦、密封件使用寿命长、可实现零泄漏等优点，其中，最主要的应用之一是用于对转轴的密封，如真空密封 ( 离子注入机、X 射线衍射仪等 )、气体密封 (X 射线管、CO2 激光器等)、液体密封( 深水泵、舰船螺旋推进器轴等) 以及防尘密封( 纺织机械、计算机硬盘等 ) 等。

如中国专利文献CN203796966U公开了一种双轴磁性流体密封装置，包括同轴壳体、磁密封部件、传动轴和轴承，所述磁密封部件设在传动轴的两侧，所述轴承设在磁密封部件的两端，所述传动轴包括内传动轴和外传动轴，所述内传动轴穿射外传动轴，所述轴承包括内传动轴轴承和外传动轴轴承，所述磁密封部件包括内传动轴磁密封部件和外传动轴磁密封部件；该专利文献所述的双轴磁性流体密封装置通过使用一套磁流体密封装置可同时提供两组动力。

但是，当该双轴磁性流体密封装置中的传动轴既需要旋转运动，又需要做径向滑动时，其会存在以下问题：在传动轴的径向滑动或者旋转滑动复合运动过程中，随着传动轴的滑动，原先附存于所述内传动轴磁密封部件和/或外传动轴磁密封部件中的磁流体会沿滑动方向进行扩展，从而导致内传动轴磁密封部件和/或外传动轴磁密封部件中的磁流体流失，最终导致内传动轴磁密封部件和/或外传动轴磁密封部件失去密封效果。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的磁性流体密封装置在径向滑动或旋转滑动复合运动过程中存在磁流体流失而致使密封失效的缺陷；进而提供一种可以避免因磁流体发生流失而致使密封失效的旋转及往复滑动的磁流体密封装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其包括旋转轴，转动套设在所述旋转轴上的第一磁流体密封结构，转动套设在所述第一磁流体密封结构外的第二磁流体密封结构；其中，所述第一磁流体密封结构包括套设在所述旋转轴外的第一极靴、第一永磁体、第一轴承、磁流体、第一压盖以及在所述第一压盖的配合下对所述第一极靴、所述第一永磁体和所述第一轴承进行固定的第一壳体，所述第二磁流体密封结构包括套设在所述第一壳体外的第二极靴、第二永磁体、第二轴承、磁流体、第二压盖以及在所述第二压盖的配合下对所述第二极靴、所述第二永磁体和所述第二轴承进行固定的第二壳体；

所述第二磁流体密封结构滑动套设在所述第一壳体上，所述第一壳体上设于用于限制所述第一磁流体密封结构和所述第二磁流体密封结构之间的相对滑动的限位结构；其中，所述第二壳体上还设有对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行补充的磁液补充结构。

所述第一壳体的外壁上成型有第一台阶面，所述第二壳体的内壁上成型有第二台阶面，所述第一台阶面和所述第二台阶面共同形成一端开口的第二安装腔，所述第二轴承、所述第二极靴、所述第二永磁体安装在所述第二安装腔内，所述第二压盖对所述第二安装腔的开口端进行封闭。

所述磁液补充结构包括成型在所述第二壳体上的磁液补充孔，所述磁液补充孔与所述第二安装腔连通。

所述限位结构包括所述第一台阶面的径向侧壁以及设于所述第一壳体上的限位件。

所述限位件设有限位挡圈。

所述第二轴承设为滑动轴承，两个所述滑动轴承设于两个所述第二极靴的外侧，所述第二永磁体设于两个所述第二极靴之间，两个所述第二极靴与所述第一壳体之间设有磁流体；其中，所述第二安装腔内还设有缓冲垫，所述缓冲垫设于所述滑动轴承和所述第一、第二台阶面的径向侧壁之间。

所述滑动轴承与所述第一壳体之间还设有Y型密封圈。

所述第二极靴与所述第二壳体之间设有密封圈，所述第二轴承与所述第二壳体之间也设有密封圈。

所述第一壳体的一端内壁与所述旋转轴形成一端开口且用于安装所述第一极靴、第一轴承和第一永磁体的第一安装腔；其中，所述第一轴承设为深沟球轴承，两个所述深沟球轴承设于两个所述第一极靴的外侧，两个所述第一极靴之间设有第一永磁体，两个所述第一极靴与所述旋转轴之间设有磁流体；其中，所述第一压盖对所述第一安装腔的开口进行封闭。

所述第一壳体的另一端的端口与所述旋转轴之间还设有辅助轴承，一辅助压盖将所述辅助轴承固定在所述第一壳体内。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

在本实用新型中，所述旋转轴和所述第一磁流体密封结构形成的旋转结构与所述第二磁流体密封结构之间存在相对往复滑动，为了避免出现因滑动过程中所述第二磁流体密封结构的磁流体发生流失而致使所述第二磁流体密封结构失去密封作用的情况，通过设置所述磁液补充结构对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行及时补充，保证所述第二磁流体密封结构的第二极靴和所述第一壳体之间始终能形成完整的磁流体O型密封圈。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置示意图；

图中附图标记表示为：1-旋转轴；2-第一极靴；3-第一永磁体；4-第一轴承；5-第一压盖；6-第一壳体；7-第二极靴；8-第二永磁体；9-第二轴承；10-第二压盖；11-第二壳体；12-第一台阶面；13-第二台阶面；14-磁液补充孔；15-限位件；16-Y型密封圈；17-辅助轴承；18-辅助压盖；19-缓冲垫。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本实施例的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其包括旋转轴1，转动套设在所述旋转轴1上的第一磁流体密封结构，转动套设在所述第一磁流体密封结构外的第二磁流体密封结构；其中，所述第一磁流体密封结构包括套设在所述旋转轴1外的第一极靴2、第一永磁体3、第一轴承4、磁流体、第一压盖5以及在所述第一压盖5的配合下对所述第一极靴2、所述第一永磁体3和所述第一轴承4进行固定的第一壳体6，所述第二磁流体密封结构包括套设在所述第一壳体6外的第二极靴7、第二永磁体8、第二轴承9、磁流体、第二压盖10以及在所述第二压盖10的配合下对所述第二极靴7、所述第二永磁体8和所述第二轴承9进行固定的第二壳体11；

所述第二磁流体密封结构滑动套设在所述第一壳体6上，所述第一壳体6上设于用于限制所述第一磁流体密封结构和所述第二磁流体密封结构之间的相对滑动的限位结构；其中，所述第二壳体11上还设有对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行补充的磁液补充结构。其中，所述第一壳体6设为不导磁壳体。

在本实施例中，所述旋转轴1和所述第一磁流体密封结构形成的旋转结构与所述第二磁流体密封结构之间存在相对往复滑动，为了避免出现因滑动过程中所述第二磁流体密封结构的磁流体发生流失而致使所述第二磁流体密封结构失去密封作用的情况，通过设置所述磁液补充结构对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行及时补充，保证所述第二磁流体密封结构的第二极靴7和所述第一壳体6之间始终能形成完整的磁流体O型密封圈。

也就是说，所述第一磁流体密封结构的第一壳体6相当于一个转动轴，所述第二磁流体密封结构套设在所述第一壳体6上并其形成磁流体密封，而第二磁流体密封结构与所述第一壳体6可以发生相对滑动，即所述旋转轴1与所述第二壳体11之间可以发生相对滑动；滑动时，所述第二极靴7和所述第一壳体6之间的间隙位置会不断发生变化，使得用于对所述第二极靴7和所述第一壳体6之间的间隙进行密封的磁流体会沿所述第一壳体6的轴向进行扩展，此时若磁流体含量不够充分，将致使间隙间的磁流体发生一定程度流失，即磁流体不能及时填满位置不断发生变化的间隙，从而不能及时在所述第二极靴7和所述第一壳体6之间的间隙中形成磁流体O型密封圈，使得所述第二磁流体密封结构失去密封性能；本实施例通过设置所述磁液补充结构对所述第二磁流体密封结构中的磁流体进行补充，从而保证磁流体的含量充分，使得磁流体始终能够在所述第二极靴7和所述第一壳体6之间形成完整的磁流体O型密封圈，保证滑动过程中所述第二磁流体密封结构的良好密封性能。同时，所述限位结构对上述相对滑动进行限位，防止相对滑动过程中所述第二磁流体密封结构和所述第一壳体6之间发生分离，或者防止相对滑动的行程超出预设行程。

具体地，所述第一壳体6的外壁上成型有第一台阶面12，所述第二壳体11的内壁上成型有第二台阶面13，所述第一台阶面12和所述第二台阶面13共同形成一端开口的第二安装腔，所述第二轴承9、所述第二极靴7、所述第二永磁体8安装在所述第二安装腔内，所述第二压盖10对所述第二安装腔的开口端进行封闭。滑动过程中，在所述第二壳体11和所述第二压盖10的作用下，所述第二磁流体密封结构作为一个整体与所述第一壳体6发生相对滑动，即与所述旋转轴1、所述第一磁流体密封结构形成的整体结构发生相对滑动。

在上述实施例的基础上，所述磁液补充结构包括成型在所述第二壳体11上的磁液补充孔14，所述磁液补充孔14与所述第二安装腔连通；即通过所述磁液补充孔14向所述第二安装腔内补充磁流体，补充后的所述磁流体在磁场作用下积聚在所述第二极靴7与所述第一壳体6之间的间隙中，使得该间隙中始终能够形成完整的磁流体O型密封圈。

进一步，所述限位结构包括所述第一台阶面12的径向侧壁以及设于所述第一壳体6上的限位件15。其中，所述限位件15设有限位挡圈，且相对所述第一台阶面12设于所述第一壳体6的另一端；作为优选的实施方式，所述限位挡圈设为具有缓冲作用的弹性限位挡圈，所述第二磁流体密封结构相对滑动至所述限位挡圈的位置处时，所述限位挡圈限制并缓冲该相对滑动。

具体地，所述第二轴承9设为滑动轴承，两个所述滑动轴承设于两个所述第二极靴7的外侧，所述第二永磁体8设于两个所述第二极靴7之间，两个所述第二极靴7与所述第一壳体6之间设有磁流体；其中，所述第二安装腔内还设有缓冲垫19，所述缓冲垫19设于所述滑动轴承和所述第一、第二台阶面13的径向侧壁之间；所述缓冲垫19可以缓冲所述第一壳体6与所述第二磁流体密封结构之间的相对滑动。

作为本实施例的优选实施方式，所述滑动轴承与所述第一壳体6之间还设有Y型密封圈16，从而使得所述第二磁流体密封结构中的磁流体始终位于两个所述滑动轴承之间，不会在相对滑动过程中发生外流。进一步，所述第二极靴7与所述第二壳体11之间设有密封圈，所述第二轴承9与所述第二壳体11之间也设有密封圈。

其中，所述第一壳体6的一端内壁与所述旋转轴1形成一端开口且用于安装所述第一极靴2、第一轴承4和第一永磁体3的第一安装腔；其中，所述第一轴承4设为深沟球轴承，两个所述深沟球轴承设于两个所述第一极靴2的外侧，两个所述第一极靴2之间设有第一永磁体3，两个所述第一极靴2与所述旋转轴1之间设有磁流体；其中，所述第一压盖5对所述第一安装腔的开口进行封闭。

进一步地，所述第一壳体6的另一端的端口与所述旋转轴1之间还设有辅助轴承17，一辅助压盖18将所述辅助轴承17固定在所述第一壳体6内；在本实施例中，所述第一磁流体密封结构设于所述旋转轴1的一端，所述辅助轴承17和所述辅助压盖18设于所述旋转轴1的另一端，即在所述旋转轴1的两个端部形成支撑，保证所述旋转轴1在旋转和/或相对滑动过程中的平稳性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其包括旋转轴（1），转动套设在所述旋转轴（1）上的第一磁流体密封结构，转动套设在所述第一磁流体密封结构外的第二磁流体密封结构；其中，所述第一磁流体密封结构包括套设在所述旋转轴（1）外的第一极靴（2）、第一永磁体（3）、第一轴承（4）、磁流体、第一压盖（5）以及在所述第一压盖（5）的配合下对所述第一极靴（2）、所述第一永磁体（3）和所述第一轴承（4）进行固定的第一壳体（6），所述第二磁流体密封结构包括套设在所述第一壳体（6）外的第二极靴（7）、第二永磁体（8）、第二轴承（9）、磁流体、第二压盖（10）以及在所述第二压盖（10）的配合下对所述第二极靴（7）、所述第二永磁体（8）和所述第二轴承（9）进行固定的第二壳体（11）；

其特征在于：所述第二磁流体密封结构滑动套设在所述第一壳体（6）上，所述第一壳体（6）上设于用于限制所述第一磁流体密封结构和所述第二磁流体密封结构之间的相对滑动的限位结构；其中，所述第二壳体（11）上还设有对所述第二磁流体密封结构的磁流体进行补充的磁液补充结构。

2.根据权利要求1所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一壳体（6）的外壁上成型有第一台阶面（12），所述第二壳体（11）的内壁上成型有第二台阶面（13），所述第一台阶面（12）和所述第二台阶面（13）共同形成一端开口的第二安装腔，所述第二轴承（9）、所述第二极靴（7）、所述第二永磁体（8）安装在所述第二安装腔内，所述第二压盖（10）对所述第二安装腔的开口端进行封闭。

3.根据权利要求2所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述磁液补充结构包括成型在所述第二壳体（11）上的磁液补充孔（14），所述磁液补充孔（14）与所述第二安装腔连通。

4.根据权利要求2所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述限位结构包括所述第一台阶面（12）的径向侧壁以及设于所述第一壳体（6）上的限位件（15）。

5.根据权利要求4所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述限位件（15）设有限位挡圈。

6.根据权利要求2所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述第二轴承（9）设为滑动轴承，两个所述滑动轴承设于两个所述第二极靴（7）的外侧，所述第二永磁体（8）设于两个所述第二极靴（7）之间，两个所述第二极靴（7）与所述第一壳体（6）之间设有磁流体；其中，所述第二安装腔内还设有缓冲垫（19），所述缓冲垫（19）设于所述滑动轴承和所述第一、第二台阶面（13）的径向侧壁之间。

7.根据权利要求6所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述滑动轴承与所述第一壳体（6）之间还设有Y型密封圈（16）。

8.根据权利要求1所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述第二极靴（7）与所述第二壳体（11）之间设有密封圈，所述第二轴承（9）与所述第二壳体（11）之间也设有密封圈。

9.根据权利要求1所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一壳体（6）的一端内壁与所述旋转轴（1）形成一端开口且用于安装所述第一极靴（2）、第一轴承（4）和第一永磁体（3）的第一安装腔；其中，所述第一轴承（4）设为深沟球轴承，两个所述深沟球轴承设于两个所述第一极靴（2）的外侧，两个所述第一极靴（2）之间设有第一永磁体（3），两个所述第一极靴（2）与所述旋转轴（1）之间设有磁流体；其中，所述第一压盖（5）对所述第一安装腔的开口进行封闭。

10.根据权利要求1所述的旋转及往复滑动的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一壳体（6）的另一端的端口与所述旋转轴（1）之间还设有辅助轴承（17），一辅助压盖（18）将所述辅助轴承（17）固定在所述第一壳体（6）内。