CN206600473U - 一种基于磁流体密封的旋转热关节 - Google Patents

Abstract

基于磁流体密封的旋转热关节，将磁流体密封系统设计在靠近内外套轴有间隙的一侧，防止热工质和轴承之间相互产生影响；热工质只可能与最后一个极靴间隙中的磁流体接触，二者相互的影响有限，可以控制；所述的磁流体基液选择与热工质不相容的液体，避免热工质混入磁流体从而影响其密封性能；两个轴承通过内外隔套、弹性挡圈、盖板等零件进行定位，固定了内套轴和外套轴之间的相对位置。

Description

一种基于磁流体密封的旋转热关节

技术领域

本实用新型公开了一种基于磁流体密封的旋转热关节，适用于为可展开式热辐射器的运动部件之间提供热工质流动通路。

背景技术

随着航天器功率越来越大，对其散热能力的要求越来越高，但航天器表面面积有限，因此，各种可展开热辐射器应运而生。热辐射板发射时收拢于舱壁附近，入轨后展开，在相互运动的热辐射板间需要安装传递热工质的热关节，以形成封闭的流体回路。

目前，大部分可展开热辐射器采用金属软管作为热关节，金属软管存在展开过程阻力不受控、表面不方便采取热控措施等问题，使展开热辐射器的设计受到了限制。

中国专利204083248U提出了一种新型液体关节，该专利采用橡胶密封圈实现了液体流通过程中的动密封，但其转动过程有一定的阻力矩，且动密封圈的磨损会影响整个关节的寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有的热关节展开阻力不受控，表面不方便采取热控措施的问题，提供一种基于磁流体密封的旋转热关节。

本实用新型的技术方案是：

旋转热关节包括外套轴、内套轴、盖板、第一轴承、外隔套、内隔套、第二轴承、弹性挡圈、轴套、至少两个极靴(第一极靴和第二极靴)、至少一个磁铁及至少两个O型圈；

外套轴和内套轴通过两个轴承(第一轴承和第二轴承)连接，第一轴承内圈一端紧靠内套轴上的轴肩，第一轴承内圈另一端和第二轴承内圈一端通过内隔套连接，第二轴承内圈另一端与固定在内套轴上的弹性挡圈连接；

盖板固定在外套轴上，盖板内圈与内套轴不接触；

第一轴承外圈一端与盖板连接，第一轴承外圈另一端与第二轴承外圈一端通过外隔套连接，第二轴承外圈另一端与固定在外套轴上的轴套连接；

第一极靴和第二极靴的外圈通过O型圈与外套轴内圈连接，第一极靴和第二极靴与磁铁间隔布置，第一极靴外圈与轴套连接，第二极靴紧靠在外套轴的轴肩上，磁铁的外圈与外套轴内圈胶结固定。

第一极靴、第二极靴的内圈和内套轴外圈之间设计了密封间隙，磁流体在磁场力的作用下，流入密封间隙，在其中形成数个液态“O”形圈，实现密封作用。

所述的第一极靴和第二极靴为空心柱形，在柱形体内壁加工有极齿，柱形体的外壁加工有密封槽，每一个密封槽内安装密封圈。

所述的磁铁的形状是空心柱形。

所述的旋转热关节外表面可设计成圆形、矩形、多边形等形状，根据需要采取合适的热控措施，保证热关节内部的热工质温度可控。

本实用新型与现有技术相比的有益效果为：

(1)本实用新型的旋转热关节将磁流体密封系统设计在靠近内外套轴有间隙的一侧，防止热工质和轴承之间相互产生影响，采用磁流体密封技术实现展开过程阻力相对稳定，可以对展开过程的力矩裕度和锁定过程的锁定冲击进行设计。

(2)本实用新型旋转热关节通过将外表面设计成多种形状，能够根据实际需求采取不同的热控措施，避免了热工质温度过低被冻结而导致系统失效的问题。

附图说明

图1为基于磁流体密封的旋转热关节的剖视图；

图2为密封间隙示意图；

图3为热管接头及热控实施位置示意图。

具体实施方式

各部件连接关系：

如图1所示，旋转热关节包括外套轴1、内套轴2、盖板3、第一轴承4、外隔套5、内隔套6、第二轴承7、弹性挡圈8、轴套9、至少两个极靴(第一极靴10和第二极靴14)、至少一个磁铁11及至少两个O型圈15，磁铁11的个数比极靴的个数少1，O型圈15的个数与极靴的个数相同。

外套轴1和内套轴2通过两个轴承(第一轴承4和第二轴承7)连接，第一轴承4内圈一端紧靠内套轴2上的轴肩，第一轴承4内圈另一端和第二轴承 7内圈一端通过内隔套6连接，第二轴承7内圈另一端与固定在内套轴2上的弹性挡圈8连接。

盖板3固定在外套轴1上，盖板3内圈与内套轴2不接触。

第一轴承4外圈一端与盖板3连接，第一轴承4外圈另一端与第二轴承7 外圈一端通过外隔套5连接，第二轴承7外圈另一端与固定在外套轴1上的轴套9连接。

第一极靴10和第二极靴14的外圈通过O型圈15与外套轴1内圈连接，第一极靴10和第二极靴14与磁铁11间隔布置，第一极靴10外圈与轴套9连接，第二极靴14紧靠在外套轴1的轴肩上，磁铁11的外圈与外套轴1内圈胶结固定。

第一极靴10、第二极靴14的内圈和内套轴外圈之间设计了密封间隙16，磁流体在磁场力的作用下，流入图2中密封间隙16，在其中形成数个液态“O”形圈，实现密封作用。

将磁流体密封系统设计在靠近内套轴2和外套轴1有间隙的一侧，防止热工质和轴承之间相互产生影响。

热工质只可能与最后一个极靴间隙中的磁流体接触，二者相互的影响有限，可以控制。

所述的磁流体基液选择与热工质不相容的液体，避免热工质混入磁流体从而影响其密封性能。

两个轴承通过内外隔套、弹性挡圈、盖板等零件进行定位，固定了内套轴 2和外套轴1之间的相对位置。

所述的第一极靴10和第二极靴14为空心柱形，在柱形体内壁加工有极齿，柱形体的外壁加工有密封槽，每一个密封槽内安装密封圈。

所述的磁铁11的形状是空心柱形。

所述的旋转热关节外表面可设计成圆形、矩形、多边形等形状，根据需要采取合适的热控措施，如图3所示，保证热关节内部的热工质温度可控。

工作过程为：用O型圈15将第一极靴10、第二极靴14与外套轴1连接，向第一极靴10、第二极靴14注入磁流体后，和磁铁11间隔粘接，装入外套轴 1；将第一轴承4和第二轴承7装到内套轴2后，通过外隔套5、内隔套6、弹性挡圈8和轴套9将第一轴承4和第二轴承7的外圈和内圈与外套轴1和内套轴2连接，并通过盖板3将整个关节组合在一起。磁流体在磁场力的作用下，流入密封间隙16，在其中形成数个液态“O”形圈，实现密封作用。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种基于磁流体密封的旋转热关节，其特征在于包括：外套轴(1)、内套轴(2)、盖板(3)、第一轴承(4)、外隔套(5)、内隔套(6)、第二轴承(7)、弹性挡圈(8)、轴套(9)、极靴(10，14)、磁铁(11)及O型圈(15)，极靴(10，14)至少两个，磁铁(11)的数量比极靴(10，14)的数量少一个，O型圈(15)的数量与极靴(10，14)的数量相同；

外套轴(1)和内套轴(2)通过第一轴承(4)和第二轴承(7)连接，第一轴承(4)内圈一端紧靠内套轴(2)上的轴肩，第一轴承(4)内圈另一端和第二轴承(7)内圈一端通过内隔套(6)连接，第二轴承(7)内圈另一端与固定在内套轴(2)上的弹性挡圈(8)连接；

盖板(3)固定在外套轴(1)上，盖板(3)内圈与内套轴(2)不接触；

第一轴承(4)外圈一端与盖板(3)连接，第一轴承(4)外圈另一端与第二轴承(7)外圈一端通过外隔套(5)连接，第二轴承(7)外圈另一端与固定在外套轴(1)上的轴套(9)连接；

极靴(10，14)的外圈通过O型圈(15)与外套轴(1)内圈连接，极靴(10，14)与磁铁(11)间隔布置，极靴(10，14)的一端与轴套(9)连接，极靴(10，14)紧靠在外套轴(1)的轴肩上，磁铁(11)的外圈与外套轴(1)内圈粘接固定，极靴(10，14)内圈与内套轴(2)之间有间隙(16)。

2.根据权利要求1所述的旋转热关节，其特征在于：所述极靴(10，14)为空心柱形。

3.根据权利要求2所述的旋转热关节，其特征在于：所述极靴(10，14)在柱形体内壁加工有极齿，柱形体的外壁加工有密封槽，每一个密封槽内安装密封圈。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转热关节，其特征在于：所述的磁铁(11)的形状是空心柱形。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转热关节，其特征在于：所述的旋转热关节外表面为圆形或者多边形。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转热关节，其特征在于：所述的极靴(10，14)为三个，磁铁(11)为两个，O型圈(15)为三个。