CN209557667U - 具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，所述磁性液体密封装置包括轴壳、转轴两个轴承、两个极靴、永磁体、导热棒和散热套，轴壳内设有轴室，转轴可转动地设在轴室内，两个轴承分别套设在转轴上，两个极靴分别套设在转轴上，且位于两个轴承之间，每个极靴的内周面与转轴的外周面之间吸附有磁性液体，每个极靴的外周面上具有沿其径向延伸的配合盲孔，永磁体套设在转轴上且位于两个极靴之间，导热棒插接在配合盲孔内，散热套套设在轴壳上，导热棒通过连接件与散热套相连。根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置无需水冷或者电路散热，结构简单，散热效果良好。

Description

具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械工程密封领域，尤其适用高转速工况的磁性液体密封。

背景技术

密封是防止介质泄漏的技术手段，在工程装备中是极其重要的组成部分，密封效果和可靠性往往直接决定了整套设备的寿命与运行安全。密封一旦失效，不仅会影响设备的正常运行，严重的会造成人身安全或巨额经济损失。磁性液体密封因其能够完全达到零泄漏，并且具有无污染、高可靠性、长寿命等优势，在某些高端密封领域有着不可替代的作用，特别适用于中低线速度的关键装备密封。

在高线速度情况下，因为磁性液体剪切作用，大的摩擦耗散在导热条件不佳的时候会导致大的温升，直接影响磁性液体和永磁体的磁化性能，影响密封效果。现有的解决办法多是设计不同的水冷通道，如现有技术公开了的一种横向通道式循环冷却磁性液体密封装置，水冷循环效果不均匀，密封装置内部存在温度梯度，影响密封效果。又如现有技术公开了的一种高温磁性液体密封水冷装置，所述装置通过套在极靴外圆的嵌入水套对磁性液体进行冷却。这些装置均需要水冷系统，而且水冷需要水泵等配套设置，引入额外的空间和维护成本。而传统的磁性液体旋转密封装置，密封间隙磁性液体产生的热量无法及时排出，现有技术公开了的一种帕尔帖冷却式磁性液体密封装置，通过在正多边形外壳上布置多个帕尔贴，通电后通过帕尔贴对密封装置进行冷却。

无论是利用水冷散热或者是电路散热的磁性液体密封装置，都会增加磁性液体密封装置的结构复杂程度，不便于生产制造和实际实用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，所述的磁性液体密封装置无需水冷或者电路散热，结构简单，散热效果良好。

根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，包括：轴壳，所述轴壳内设有轴室；转轴，转轴可转动地设在所述轴室内，并且所述转轴由所述轴室的一端伸入到所述轴室的另一端；两个轴承，所述两个轴承分别套设在所述转轴上；两个极靴，所述两个极靴分别套设在所述转轴上，且位于所述两个轴承之间，每个所述极靴的内周面与所述转轴的外周面之间吸附有磁性液体，每个所述极靴的外周面上具有沿其径向延伸的配合盲孔；永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，且位于所述两个极靴之间；导热棒，所述导热棒插接在所述配合盲孔内；散热套，所述散热套套设在所述轴壳上，所述导热棒通过连接件与所述散热套相连。

根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，由于极靴的外周面上设有插接有导热棒的配合盲孔，且轴壳外部套设有与导热棒相连的散热套，从而使得导热棒可以将密封间隙内热量传递至散热套上，达成较快的散热效果，从而避免了密封间隙内温度过高从而影响磁性液体和永磁体的磁化性能导致密封效果变差的现象发生。

在一些实施例中，每个所述极靴上的所述配合盲孔为沿周向方向均匀分布的多个。

在一些实施例中，两个所述极靴在远离彼此的一侧均具有抵接在所述轴承的外圈上的凸环，两个所述极靴在朝向彼此的一侧均抵接在所述永磁体的端面上。

在一些实施例中，所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，还包括密封圈，每个所述极靴与所述轴壳之间均设有成对设置的所述密封圈，且所述导热棒位于成对设置的所述密封圈之间。

在一些实施例中，所述轴壳的一端形成有第一凸起，其中一个所述轴承止抵在所述第一凸起上，所述轴壳的另一端连接有法兰，所述法兰具有伸入到所述轴室的第二凸起。

在一些具体的实施例中，所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，还包括：套筒，所述套筒套设在所述转轴上且位于第二凸起与另一个所述轴承之间。

在一些具体的实施例中，所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，还包括：调整垫片，所述调整垫片夹在所述轴壳、所述散热套和所述法兰之间。

在一些可选的实施例中，所述散热套由紫铜、导热石墨中的一种材料制成。

在一些实施例中，所述散热套的厚度为2mm-10mm。

在一些实施例中，所述导热棒的一端穿过所述轴壳且止抵在所述散热套的内周面上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置的结构示意图。

附图标记：

磁性液体密封装置100、轴壳1、轴室101、第一凸起102、转轴2、轴承3、极靴4、凸环401、配合盲孔402、永磁体5、导热棒6、散热套7、密封圈8、套筒9、调整垫片 10、连接件11、法兰12、第二凸起1201、磁性液体13。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100的具体结构。

如图1所示，根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100 包括轴壳1、转轴2、两个轴承3、两个极靴4、永磁体5、导热棒6和散热套7。

具体而言，轴壳1内设有轴室101，转轴2可转动地设在轴室101内，并且转轴2 由轴室101的一端伸入到轴室101的另一端，两个轴承3分别套设在转轴2上，两个极靴4分别套设在转轴2上，且位于两个轴承3之间，每个极靴4的内周面与转轴2的外周面之间吸附有磁性液体13，每个极靴4的外周面上具有沿其径向延伸的配合盲孔402，永磁体5套设在转轴2上，且位于两个极靴4之间，导热棒6插接在配合盲孔402内散热套7套设在轴壳1上，导热棒6通过连接件11与散热套7相连。

可以理解的是，在转轴2高速运转的情况下，磁性液体13摩擦耗散作用产生的温升聚集在极靴4靠近转轴2的密封间隙部位，而在本实用新型实施例中，每个极靴4的外周面上具有沿径向延伸的配合盲孔402，配合盲孔402中可插接导热棒6，导热棒6可以将密封间隙部位产生的热量导出，从而较快地降低密封间隙处的温度，避免了密封间隙内温度过高从而影响磁性液体13和永磁体5的磁化性能导致密封效果变差的现象发生。与此同时，轴壳1外部套设在散热套7，导热棒6通过连接件11与散热套7相连，这样使得导热棒6传递的热量在达到散热套7上时可以较快的散发，从而降低了整个磁性液体密封装置100在转轴2转动过程中产生的温升，较好地保证了磁性液体密封装置 100的密封效果。

此外，由于本实用新型的磁性液体密封装置100采用的导热棒6配合散热套7的散热方式，相比现有技术，无需外加水冷循环或者增加降温电路，结构较为简单，无需维护，尤其适合结构紧凑，体积较小的密封场合。

根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100，由于极靴4 的外周面上设有插接有导热棒6的配合盲孔402，且轴壳1外部套设有与导热棒6相连的散热套7，从而使得导热棒6可以将密封间隙内热量传递至散热套7上，达成较快的散热效果，从而避免了密封间隙内温度过高从而影响磁性液体13和永磁体5的磁化性能导致密封效果变差的现象发生。

需要补充说明的是，磁性液体13的选择可依据实际的密封介质和工作环境，对于温度较高的环境，磁性液体13可选用二酯基磁性液体或氟醚油基磁性液体。永磁体5选择稀土永磁体，如钕铁硼永磁体。在温度更高的使用条件下，可以使用永磁体5可采用 Sm2Co17制成。两个极靴4可以使用导磁性能良好的材料制成，例如2Cr13不锈钢、电工纯铁等。轴壳1可采用非导磁材料制成，例如316L不锈钢等等。当然，这里需要说明的是，上述磁性液体13、永磁体5、极靴4及轴壳1的材料选择均是示例说明并不是具体限定，也就是说，磁性液体13、永磁体5、极靴4及轴壳1的材料可以根据实际需要做出调整并不限于上述示例说明。

此外，导热棒6与散热套7之间的连接件11可以是螺钉、铆钉、销钉等等，在此并不对连接件11的具体类型做出限定，连接件11的种类可以根据实际需要做出选择。

在一些实施例中，如图1所示，每个极靴4上的配合盲孔402为沿周向方向均匀分布的多个。由此，插接在配合盲孔402内的导热棒6也为多个，这样能够提升液体密封装置的散热效果，从而避免温度过高导致的磁性液体13及永磁体5磁学性能下降影响磁性液体密封装置100的密封耐压能力的现象发生。

有利地，导热棒6为4-6个，且导热棒6形成为采用紫铜制成的圆柱体。由此，既能实现较好的散热效果又方便了导热棒6的安装。当然，这里需要说明的是，导热棒6 的数量、材质及形状都可以根据实际情况做出变化，并不限于上述限定。

在一些实施例中，如图1所示，两个极靴4在远离彼此的一侧均具有抵接在轴承3的外圈上的凸环401，两个极靴4在朝向彼此的一侧均抵接在永磁体5的端面上。由此，可以降低极靴4端面与轴承3端面的摩擦，从而进一步降低了转轴2转动过程中的摩擦生热，从而保证了磁性液体密封装置100的密封效果。这里需要补充说明的是，凸环401 主要用于轴承3的外圈定位，在此不对凸环401的具体形状做出限定，凸环401的形状可以根据需要做出实际调整。

在一些实施例中，如图1所示，具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100，还包括密封圈8，每个极靴4与轴壳1之间均设有成对设置的密封圈8，且导热棒6位于成对设置的密封圈8之间。可以理解的是，每个极靴4和轴壳1之间均设有密封圈8能够较好地保证极靴4与轴壳1之间的密封效果，而导热棒6的两侧均设有密封圈8能够避免导热棒6被污染从而降低导热效果的现象发生。需要补充说明的是，在此不对密封圈8的大小、材质密封等级做出具体限定，密封圈8的大小、材质和密封等级可以根据实际需要作出选定。

在一些实施例中，如图1所示，轴壳1的一端形成有第一凸起102，其中一个轴承3止抵在第一凸起102上，轴壳1的另一端连接有法兰12，法兰12具有伸入到轴室101 的第二凸起1201。可以理解的是，第一凸起102和第二凸起1201的存在使得轴承3、极靴4和永磁体5能够在转轴2的轴线方向上具有较好的定位，避免了轴承3、极靴4 和永磁体5发生轴向窜动从而影响磁性液体密封装置100的密封效果的现象发生。当然，这里不对第一凸起102和第二凸起1201的具体形状和尺寸做出限定，第一凸起102和第二凸起1201的形状和尺寸可以根据实际需要做出设计。

在一些具体的实施例中，具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100还包括套筒 9，套筒9套设在转轴2上且位于第二凸起1201与另一个轴承3之间。由此可以更好地实现轴承3、极靴4和永磁体5的轴向定位，从而保证了磁性液体密封装置100的密封效果。

在一些具体的实施例中，如图1所示，具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100 还包括调整垫片10，调整垫片10夹在轴壳1、散热套7和法兰12之间。由此，可以保证轴壳1、散热套7和法兰12之间的密封效果，避免污染物经过轴壳1、散热套7与法兰12的之间的缝隙进入轴室101。在此不对调整垫片10的具体类型做出限定，调整垫片10的材质和尺寸可以根据实际需要做出选择。

在一些可选的实施例中，散热套7由紫铜、导热石墨中的一种材料制成。由此散热套7可以较快将导热棒6传递的热量较快的散发出去。当然，在本实用新型的其他实施例中，散热套7还可以由其他导热材料制成。

在一些实施例中，散热套7的厚度为2mm-10mm。可以理解的是，散热套7的厚度较小或者较大都会影响其散热效果，经过实验证明散热套7的厚度在2mm-10mm之间时，散热效果较好。当然，在本实用新型的其他实施例中，散热套7的厚度可以根据实际情况选择并不限于上述范围。

在一些实施例中，如图1所示，导热棒6的一端穿过轴壳1且止抵在散热套7的内周面上。由此导热棒6可以更好更快地将密封间隙的热量传递到散热套7上，从而提升了磁性液体密封装置100的散热效率。

实施例：

根据本实用新型实施例的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置100包括轴壳1、转轴2、两个轴承3、两个极靴4、永磁体5、导热棒6、散热套7、密封圈8、套筒9 和调整垫片10。

轴壳1内设有轴室101，转轴2可转动地设在轴室101内，转轴2由轴室101的一端伸入到轴室101的另一端，两个轴承3分别套设在转轴2上，两个极靴4分别套设在转轴2上，且位于两个轴承3之间，每个极靴4的内周面与转轴2的外周面之间吸附有磁性液体13，每个极靴4的外周面上具有沿其径向延伸的配合盲孔402，永磁体5套设在转轴2上，且位于两个极靴4之间。两个极靴4在远离彼此的一侧均具有抵接在轴承 3的外圈上的凸环401，两个极靴4在朝向彼此的一侧均抵接在永磁体5的端面上。密封圈8成对设置在每个极靴4和轴壳1之间，且成对设置的密封圈8分别位于导热棒6 的两侧。轴壳1的一端形成有第一凸起102，其中一个轴承3止抵在第一凸起102上，轴壳1的另一端连接有法兰12，法兰12具有伸入到轴室101的第二凸起1201，另一个轴承3与第二凸起1201之间这有套筒9。导热棒6插接在配合盲孔402内，导热棒6 的一端穿过轴壳1且止抵在散热套7的内周面上。散热套7套设在轴壳1上，导热棒6 通过连接件11与散热套7相连。调整垫片10夹在轴壳1、散热套7和法兰12之间。

本实施例的磁性液体密封装置100的安装步骤如下：

将四个密封圈8分别配合在两个极靴4上，形成两个带密封圈8的极靴4，将其中一个轴承3装入轴壳1，该轴承3的外圈止抵在第一凸起102上。之后，依次将一个带密封圈8的极靴4、永磁体5、另一个带密封圈8的极靴4，另一个轴承3及套筒9依次装入轴壳1内。然后，调整轴壳1使得轴壳1上通孔分别与两个极靴4与极靴4对应，同时装入调整垫片10，并且将法兰12配合在轴壳1上，使得第二凸起1201止抵在套筒 9的端面上。接着，将多个导热棒6分别插入两个极靴4，将散热套7套设在轴壳1外侧，通过螺栓将多个导热棒6与散热套7连接。最后由轴壳1的一端穿入转轴2即可完成磁性液体密封装置100的组装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

轴壳，所述轴壳内设有轴室；

转轴，转轴可转动地设在所述轴室内，并且所述转轴由所述轴室的一端伸入到所述轴室的另一端；

两个轴承，所述两个轴承分别套设在所述转轴上；

两个极靴，所述两个极靴分别套设在所述转轴上，且位于所述两个轴承之间，每个所述极靴的内周面与所述转轴的外周面之间吸附有磁性液体，每个所述极靴的外周面上具有沿其径向延伸的配合盲孔；

永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，且位于所述两个极靴之间；

导热棒，所述导热棒插接在所述配合盲孔内；

散热套，所述散热套套设在所述轴壳上，所述导热棒通过连接件与所述散热套相连。

2.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，每个所述极靴上的所述配合盲孔为沿周向方向均匀分布的多个。

3.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，两个所述极靴在远离彼此的一侧均具有抵接在所述轴承的外圈上的凸环，两个所述极靴在朝向彼此的一侧均抵接在所述永磁体的端面上。

4.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括密封圈，每个所述极靴与所述轴壳之间均设有成对设置的所述密封圈，且所述导热棒位于成对设置的所述密封圈之间。

5.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，所述轴壳的一端形成有第一凸起，其中一个所述轴承止抵在所述第一凸起上，所述轴壳的另一端连接有法兰，所述法兰具有伸入到所述轴室的第二凸起。

6.根据权利要求5所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：套筒，所述套筒套设在所述转轴上且位于第二凸起与另一个所述轴承之间。

7.根据权利要求5所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：调整垫片，所述调整垫片夹在所述轴壳、所述散热套和所述法兰之间。

8.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，所述散热套由紫铜、导热石墨中的一种材料制成。

9.根据权利要求1所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，所述散热套的厚度为2mm-10mm。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的具有导热棒和散热套的磁性液体密封装置，其特征在于，所述导热棒的一端穿过所述轴壳且止抵在所述散热套的内周面上。