CN207634699U - 一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左极靴环、中间极靴环、右极靴环、套筒、永磁体环，所述的轴从左边经过外壳的端壁穿入并穿过整个外壳；所述的轴位于外壳内的部分为阶梯轴，所述的阶梯轴在由左至右的轴向方向上，各级阶梯的直径依次递增；所述的左极靴环、中间极靴环和右极靴环沿着轴向由左至右间隔设置在外壳的内壁上；所述的永磁体环分别设于左极靴环、中间极靴环、右极靴环之间；所述的左极靴环、中间极靴环和右极靴环的内圆面上设有轴向极齿，除了最左边的阶梯，其他各级阶梯的左端面上设有一组以上交错设置的径向极齿I和环形凹槽I。本实用新型的目的是解决现有密封装置存在的耐压性能较低的难题。

Description

一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置。

背景技术

当磁性流体密封技术应用在大直径、高速及重载密封环境中，密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大而失效，因此提高大间隙磁性流体密封的耐压性能是当前研究的热点问题之一。

提高大间隙下磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过改进磁性流体密封结构，如对比文献1(公开号为CN 103115152A的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但其密封性能仍旧达不到高速重载等特殊工况的高密封性能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在的耐压性能较低的难题，使得该密封技术成功应用于高速重载等领域中。

本发明的技术方案如下：

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，包括轴、外壳、左极靴环、中间极靴环、右极靴环、套筒、永磁体环，所述的轴从左边经过外壳的端壁穿入并穿过整个外壳；

所述的轴位于外壳内的部分为阶梯轴，所述的阶梯轴在由左至右的轴向方向上，各级阶梯的直径依次递增；

所述的左极靴环、中间极靴环和右极靴环沿着轴向由左至右间隔设置在外壳的内壁上；其中，左极靴环对应阶梯轴上最左边阶梯的外圆面，右极靴环对应阶梯轴上最右边阶梯的外圆面；中间极靴环设置一组以上，各组中间极靴环分别与其他各级阶梯的外圆面一一对应；所述的永磁体环分别设于左极靴环和与其相邻的中间极靴环之间，相邻的中间极靴环之间，以及右极靴环和与其相邻的中间极靴环之间；所述的永磁体环与其两侧的极靴环相接触；

所述的左极靴环、中间极靴环和右极靴环的内圆面沿径向向其对应的阶梯的外圆面延伸，与其对应的阶梯的外圆面之间留有同样宽度的空隙，该空隙的宽度小于任一级阶梯在其径向上的高度；

所述的左极靴环、中间极靴环和右极靴环的内圆面上设有轴向极齿，所述的轴向极齿沿径向向对应的阶梯的外圆面延伸，与对应外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

除了最左边的阶梯，其他各级阶梯的左端面上设有一组以上交错设置的径向极齿I和环形凹槽I；所述的径向极齿I和环形凹槽I，位于其左侧的左极靴环或中间极靴环右端面的覆盖的范围内；所述的径向极齿I沿轴向向其左侧的左极靴环或中间极靴环的右端面延伸，与该右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左极靴环或中间极靴环的右端面上设有径向极齿II，所述的径向极齿II沿轴向向其右侧的阶梯左端面上的环形凹槽I的底面延伸，与该环形凹槽I的底面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

所述的径向极齿I和径向极齿II相互之间不接触。

所述的左极靴环和右极靴环的外圆面上设有设有环形凹槽II，所述的环形凹槽II内设有密封圈。

所述的永磁体环为轴向充磁永磁体。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，相邻的永磁体环的磁力线方向相反。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，还包括左隔磁环和右隔磁环；所述的左隔磁环设于左极靴环的左侧，紧贴外壳的内壁设置；所述的右隔磁环设于右极靴环的右侧，紧贴外壳的内壁设置。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，还包括左轴承和右轴承，所述的左轴承和右轴承分别套装于轴上，所述的左轴承设于左隔磁环的左侧，所述的右轴承设于右隔磁环的右侧。

所述的径向极齿I和环形凹槽I交错设置1-10组。

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果。

本发明通过设计一种发散型阶梯轴，在阶梯轴的阶梯上设计凹槽与极靴径向方向设置极齿，构成迷宫式密封，在阶梯轴与极靴的轴向间隙及阶梯轴的凹槽内与极靴的径向间隙内注入磁流体，从而实现一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置。本发明克服现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，采用径向发散型迷宫式装置结构设计，使阶梯轴与极靴形成密封空间的同时使阶梯轴上的凹槽和极靴之间形成迷宫空间，实现了迷宫密封与磁流体密封的结合，大大减少了在密封失效时磁性流体的损失，提高了大间隙条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。

附图说明

图1为本发明所述的密封装置的结构示意图；

图中各序号标示及对应的名称如下：

1-轴，2-外壳，3-左极靴环，4-中间极靴环，5-右极靴环，6-永磁体环，7-阶梯轴，8-轴向极齿，9-径向极齿I，10-环形凹槽I，11-径向极齿II，12-环形凹槽II，13-密封圈，14-左隔磁环，15-右隔磁环，16-左轴承，17-右轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，包括轴1、外壳2、左极靴环3、中间极靴环4、右极靴环5、永磁体环6，所述的轴1从左边经过外壳2的端壁穿入并穿过整个外壳2；

所述的轴1位于外壳2内的部分为阶梯轴7，所述的阶梯轴7在由左至右的轴向方向上，各级阶梯的直径依次递增；

所述的左极靴环3、中间极靴环4和右极靴环5沿着轴向由左至右间隔设置在外壳2的内壁上；其中，左极靴环3对应阶梯轴7上最左边阶梯的外圆面，右极靴环5对应阶梯轴7上最右边阶梯的外圆面；中间极靴环4设置一组以上，各组中间极靴环4分别与其他各级阶梯的外圆面一一对应；所述的永磁体环6分别设于左极靴环3和与其相邻的中间极靴环4之间，相邻的中间极靴环4之间，以及右极靴环5和与其相邻的中间极靴环4之间；所述的永磁体环6与其两侧的极靴环相接触；

所述的左极靴环3、中间极靴环4和右极靴环5的内圆面沿径向向其对应的阶梯的外圆面延伸，与其对应的阶梯的外圆面之间留有同样宽度的空隙，该空隙的宽度小于任一级阶梯在其径向上的高度；

所述的左极靴环3、中间极靴环4和右极靴环5的内圆面上设有轴向极齿8，所述的轴向极齿8沿径向向对应的阶梯的外圆面延伸，与对应外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

除了最左边的阶梯，其他各级阶梯的左端面上设有一组以上交错设置的径向极齿I9和环形凹槽I10；所述的径向极齿I9和环形凹槽I10，位于其左侧的左极靴环3或中间极靴环4右端面的覆盖的范围内；所述的径向极齿I9沿轴向向其左侧的左极靴环3或中间极靴环4的右端面延伸，与该右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左极靴环3或中间极靴环4的右端面上设有径向极齿II11，所述的径向极齿II11沿轴向向其右侧的阶梯左端面上的环形凹槽I10的底面延伸，与该环形凹槽I10的底面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

所述的径向极齿I9和径向极齿II11相互之间不接触。

所述的左极靴环3和右极靴环5的外圆面上设有设有环形凹槽II12，所述的环形凹槽II12 内设有密封圈13。

所述的永磁体环6为轴向充磁永磁体。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，相邻的永磁体环6的磁力线方向相反。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，还包括左隔磁环14和右隔磁环15；所述的左隔磁环14设于左极靴环3的左侧，紧贴外壳2的内壁设置；所述的右隔磁环15设于右极靴环5的右侧，紧贴外壳2的内壁设置。

所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，还包括左轴承16和右轴承17，所述的左轴承16和右轴承17分别套装于轴1上，所述的左轴承16设于左隔磁环14的左侧，所述的右轴承17设于右隔磁环15的右侧。

所述的径向极齿I9和环形凹槽I10交错设置1-10组。

Claims (7)

1.一种径向发散型迷宫式磁流体密封装置，包括轴（1）、外壳（2）、左极靴环（3）、中间极靴环（4）、右极靴环（5）、永磁体环（6），所述的轴（1）从左边经过外壳（2）的端壁穿入并穿过整个外壳（2），其特征在于：

所述的轴（1）位于外壳（2）内的部分为阶梯轴（7），所述的阶梯轴（7）在由左至右的轴向方向上，各级阶梯的直径依次递增；

所述的左极靴环（3）、中间极靴环（4）和右极靴环（5）沿着轴向由左至右间隔设置在外壳（2）的内壁上；其中，左极靴环（3）对应阶梯轴（7）上最左边阶梯的外圆面，右极靴环（5）对应阶梯轴（7）上最右边阶梯的外圆面；中间极靴环（4）设置一组以上，各组中间极靴环（4）分别与其他各级阶梯的外圆面一一对应；所述的永磁体环（6）分别设于左极靴环（3）和与其相邻的中间极靴环（4）之间，相邻的中间极靴环（4）之间，以及右极靴环（5）和与其相邻的中间极靴环（4）之间；所述的永磁体环（6）与其两侧的极靴环相接触；

所述的左极靴环（3）、中间极靴环（4）和右极靴环（5）的内圆面沿径向向其对应的阶梯的外圆面延伸，与其对应的阶梯的外圆面之间留有同样宽度的空隙，该空隙的宽度小于任一级阶梯在其径向上的高度；

所述的左极靴环（3）、中间极靴环（4）和右极靴环（5）的内圆面上设有轴向极齿（8），所述的轴向极齿（8）沿径向向对应的阶梯的外圆面延伸，与对应外圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

除了最左边的阶梯，其他各级阶梯的左端面上设有一组以上交错设置的径向极齿I（9）和环形凹槽I（10）；所述的径向极齿I（9）和环形凹槽I（10），位于其左侧的左极靴环（3）或中间极靴环（4）右端面的覆盖的范围内；所述的径向极齿I（9）沿轴向向其左侧的左极靴环（3）或中间极靴环（4）的右端面延伸，与该右端面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；所述的左极靴环（3）或中间极靴环（4）的右端面上设有径向极齿II（11），所述的径向极齿II（11）沿轴向向其右侧的阶梯左端面上的环形凹槽I（10）的底面延伸，与该环形凹槽I（10）的底面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体；

所述的径向极齿I（9）和径向极齿II（11）相互之间不接触。

2.如权利要求1所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：所述的左极靴环（3）和右极靴环（5）的外圆面上设有设有环形凹槽II（12），所述的环形凹槽II（12）内设有密封圈（13）。

3.如权利要求1所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：所述的永磁体环（6）为轴向充磁永磁体。

4.如权利要求1所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：相邻的永磁体环（6）的磁力线方向相反。

5.如权利要求1所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：还包括左隔磁环（14）和右隔磁环（15）；所述的左隔磁环（14）设于左极靴环（3）的左侧，紧贴外壳（2）的内壁设置；所述的右隔磁环（15）设于右极靴环（5）的右侧，紧贴外壳（2）的内壁设置。

6.如权利要求5所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：还包括左轴承（16）和右轴承（17），所述的左轴承（16）和右轴承（17）分别套装于轴（1）上，所述的左轴承（16）设于左隔磁环（14）的左侧，所述的右轴承（17）设于右隔磁环（15）的右侧。

7.如权利要求1所述的径向发散型迷宫式磁流体密封装置，其特征在于：所述的径向极齿I（9）和环形凹槽I（10）交错设置1-10组。