CN219493051U - 一种径向充磁磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种径向充磁磁性液体密封装置，属于机械工程密封技术领域。所述径向充磁磁性液体密封装置包括壳体、转轴、极靴、永磁体。所述极靴与永磁体均套设在转轴上，永磁体沿径向充磁。第一永磁体和第二永磁体分别位于第一极靴和第二极靴内，第三永磁体和第四永磁体沿轴向间隔地套设在转轴上，第三永磁体和第四永磁体在径向上分别与第二极靴和第一极靴对应。第一永磁体与第四永磁体充磁方向相同，第二永磁体与第三永磁体充磁方向相同，且与第一永磁体和第四永磁体充磁方向相反。本实用新型径向充磁磁性液体密封装置减小了磁性液体密封轴向安装空间，同时可提高磁性液体密封耐压能力。

Description

一种径向充磁磁性液体密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械工程密封技术领域，尤其涉及一种径向充磁磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体密封作为一种零泄漏、无污染和长寿命的密封技术，广泛应用于航天、核能等领域。在高转速、大轴径工况下，为避免转轴与极靴产生摩擦磨损引起磁性液体密封失效，增大密封间隙成为提高磁性液体密封耐压力的重要途径。然而，因为离心作用和密封间隙增大等原因，导致磁性液体密封的耐压能力迅速减弱，密封寿命大幅降低甚至密封失效，严重制约了磁性液体密封技术的应用与发展。因此，如何开发一种新型径向充磁磁性液体密封装置成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种径向充磁磁性液体密封装置，解决因为离心作用和密封间隙增大等原因，导致磁性液体密封的耐压能力迅速减弱，密封寿命大幅降低甚至密封失效，严重制约了磁性液体密封技术的应用与发展的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种径向充磁磁性液体密封装置，包括壳体、转轴、第一极靴和第二极靴，所述转轴通过轴承可转动的设置在所述壳体内；所述第一极靴和第二极靴沿轴向并排套设在所述转轴上，所述第一极靴和第二极靴上均开设有L形安装腔，所述第一极靴的安装腔内设置有第一永磁体，所述第二极靴的安装腔内设置有第二永磁体，所述转轴上通过第二导磁环轴向间隔设置有径向上与所述第一永磁体和第二永磁体对应配合的第四永磁体和第三永磁体；所述第一永磁体与所述第四永磁体充磁方向相同，所述第二永磁体与所述第三永磁体充磁方向相同，且与所述第一永磁体和第四永磁体充磁方向相反。

进一步的，所述转轴上套设有缸套，所述缸套位于转轴和极靴之间，所述缸套包括第一部分和第二部分，所述缸套第一部分的内周面与所述转轴的外周面贴合，所述缸套的第二部分沿轴向设有圆柱形安装腔，所述第三永磁体和第四永磁体安装在所述安装腔内，所述第三永磁体和第四永磁体的内周面与所述转轴贴合，所述第三永磁体和第四永磁体的外周面与所述缸套的安装腔的内周面贴合。

进一步的，所述转轴的左端部分沿轴向设有圆柱形安装腔，所述第三永磁体和第四永磁体沿轴向间隔的安装在所述转轴的圆柱形安装腔内。

进一步的，所述第四永磁体的左端面通过密封底座压紧，所述密封底座的外周面与所述圆柱形安装腔的内周面贴合。

进一步的，所述第一极靴和第二极靴在所述转轴上间隔设置，所述第一极靴和第二极靴之间设置有第一导磁环。

进一步的，所述第一永磁体通过第一压盖安装在所述第一极靴的L形安装腔内；所述第二永磁体通过第二压盖安装在所述第二极靴的L形安装腔内。

进一步的，所述第一压盖的左侧设置有端盖，所述端盖的外圈通过螺栓与所述壳体固定连接，所述端盖的内沿通过防尘圈与所述转轴配合。

进一步的，所述第一极靴的外周面上设置有与所述壳体配合的第一密封圈，所述第二极靴的外周面上设置有与所述壳体配合的第二密封圈。

进一步的，所述缸套的内周面上设置与所述转轴配合的第三密封圈。

进一步的，所述第一极靴的第一极靴1号极齿和第一极靴2号极齿的内周面上设置有磁性液体；所述第二极靴的第二极靴1号极齿和第二极靴2号极齿的内周面上设置有磁性液体。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型径向充磁磁性液体密封装置将具有径向充磁方向的环形永磁体分别安装到极靴和转轴上，通过设计布置四块永磁体的极性与分布，形成了完整的循环磁路，增强了极靴极齿下方密封间隙的磁通密度，有效提高了磁性液体密封耐压力，特别是提高了大轴径大间隙磁性液体密封耐压力；本实用新型径向充磁磁性液体密封装置通过将永磁体安装到极靴和转轴上，减小了磁性液体密封结构的安装空间，拓展了磁性液体密封安装空间受限的应用范围。总的来说，与背景技术相比，本实用新型在减小磁性液体密封轴向安装空间的同时，提高了密封耐压力，具有密封耐压能力高、适用范围广等优点。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型径向充磁磁性液体密封装置结构示意图(实施例1)；

图2为图1中A处放大图；

图3为本实用新型径向充磁磁性液体密封装置结构示意图(实施例2)；

图4为图3中B处放大图。

附图标记说明：1、转轴；2、防尘圈；3、端盖；4-1、第一压盖；4-2、第二压盖；5-1、第一永磁体；5-2、第二永磁体；5-3、第三永磁体；5-4、第四永磁体；6-1、第一密封圈；6-2、第二密封圈；6-3、第三密封圈；7-1、第一极靴；7-11、第一极靴1号极齿；7-12、第一极靴2号极齿；7-2、第二极靴；7-21、第二极靴1号极齿；7-22、第二极靴2号极齿；8-1、第一导磁环；8-2、第二导磁环；9、轴承；10、壳体；11、隔磁环；12、螺栓；13、磁性液体；14、密封底座；15、缸套；16、弹性挡圈。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。需要说明的是，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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

如图1至图4所示，一种径向充磁磁性液体密封装置，包括壳体10、转轴1、轴承9、密封底座14、隔磁环11、极靴、永磁体、导磁环和压盖。

磁性液体密封结构安装在壳体10的腔室内，转轴1相对壳体10转动。轴承9套设在转轴1上，轴承9的外圈与壳体10内周面贴合，轴承9的内圈与转轴1外周面贴合，轴承9右侧通过轴肩实现轴向定位。隔磁环11套设在转轴1上，隔磁环11采用非导磁性材料制成，隔磁环11外周面与壳体10内周面贴合，隔磁环11压紧在轴承9外圈的左端面上。导磁环包括第一导磁环8-1和第二导磁环8-2，导磁环采用导磁性材料制成。

极靴包括第一极靴7-1和第二极靴7-2，极靴左侧设有敞开的L形安装腔，极靴采用导磁性材料制成。第一极靴7-1和第二极靴7-2沿轴向间隔地套设在转轴1上，第一极靴7-1沿轴向位于第二极靴7-2的左侧。第一导磁环8-1位于第一极靴7-1和第二极靴7-2之间，极靴的外周面与壳体内周面贴合径向定位。第二极靴7-2右端面压紧隔磁环11的左端面。第一极靴7-1在靠近转轴1的一侧设有极齿7-11和7-12，,第二极靴7-2在靠近转轴1的一侧设有极齿7-21和7-22。极齿附件的密封间隙充满磁性液体13起到密封作用。

永磁体包括第一永磁体5-1、第二永磁体5-2、第三永磁体5-3和第四永磁体5-4，且均沿径向充磁。第一永磁体5-1位于第一极靴7-1安装腔内部右侧，第一永磁体5-1的内圆周面、外圆周面和右端面与第一极靴7-1安装腔的右侧腔室内壁面贴合。第二永磁体5-2位于第二极靴7-2安装腔内部右侧，第二永磁体5-2的内圆周面、外圆周面和右端面与第一极靴7-2安装腔的右侧腔室内壁面贴合。第三永磁体5-3和第四永磁体5-4通过导磁环8-2沿轴向间隔地套设在转轴1上。第三永磁体5-3沿轴向间隔地设在第四永磁体5-4右侧，第三永磁体5-3的左端面与导磁环8-2的右端面贴合，第四永磁体5-4右端面与导磁环8-2的左端面贴合。第三永磁体5-3和第四永磁体5-4在径向上分别与第二永磁体5-2和第一永磁体5-1相对应。第一永磁体5-1与第四永磁体5-4充磁方向相同。第二永磁体5-2与第三永磁体5-3充磁方向相同，且与第一永磁体5-1和第四永磁体5-4充磁方向相反。因此，第一永磁体5-1和第四永磁体5-4在靠近密封间隙处具有异性磁极，形成了稳定的强磁场；第二永磁体5-2和第三永磁体5-3在靠近密封间隙处具有异性磁极，形成稳定的强磁场。同时，导磁环左侧的第一永磁体5-1、第四永磁体5-4和导磁环右侧的第二永磁体5-2、第三永磁体5-3形成完整的循环磁路，进一步增强了密封间隙处的磁场强度，提高了磁性液体密封耐压力。

导磁环包含第一导磁环8-1和第二导磁环8-2，所述第一导磁环8-1位于第一极靴7-1和第二极靴7-2之间，所述第二导磁环8-2位于第三永磁体5-3和第四永磁体5-4之间。

压盖包括第一压盖4-1和第二压盖4-2，压盖采用导磁性材料制成。第一压盖4-1和第二压盖4-2分别安装到第一极靴7-1和第二极靴7-2的安装腔内部左侧。第一压盖4-1的内圆周面和外圆周面分别与第一极靴7-1安装腔的左侧腔室内壁面贴合。第一压盖4-1的右侧压紧第一永磁体5-1左端面，第一压盖4-1的左端面与第一极靴7-1的左端面齐平。第二压盖4-2的内圆周面和外圆周面分别与第二极靴7-2安装腔的左侧腔室内壁面贴合。第二压盖4-2的右侧压紧第二永磁体5-2左端面，第二压盖4-2的左端面与第二极靴7-2的左端面齐平。

如图1-图4所示，一种径向充磁磁性液体密封装置进一步包括端盖3、螺栓12、第一密封圈6-1、第二密封圈6-2和防尘圈2。端盖3套设在转轴上，端盖3通过螺栓12固定在壳体10上。第一密封圈6-1和第二密封圈6-2分别设在第一极靴7-1和第二极靴7-2外周面上设置的密封槽内用于静密封，防尘圈2设在端盖3内周面上设置的密封槽内起到防尘与密封作用。

在实施例1中，如图1和图2所示，一种径向充磁磁性液体密封装置进一步包括缸套15，缸套15套设在转轴1上，缸套15左侧设有敞开的腔室，第三永磁体5-3、第四永磁体5-4和导磁环8-2安装在缸套15的左侧腔室内，第三永磁体5-3右端面压紧在缸套15腔室右侧内壁面上，第三永磁体5-3和第四永磁体5-4的外周面都与缸套15左侧腔室的内周面贴合。密封底座14呈环形套设在转轴1上，密封底座14外周面与缸套15左侧腔室的内周面贴合，密封底座14压紧在第四永磁体5-4左侧面，密封底座14的左端面与缸套15左端面平齐。弹性挡圈16压紧在密封底座14左端面起到固定第三永磁体5-3和第四永磁体5-4的作用，弹性挡圈16采用非导磁性材料制成。缸套15右侧靠近转轴内周面设有密封槽，第三密封圈6-3安装到缸套15的密封槽内起到静密封作用。

在实施例2中，如图3和图4所示，转轴1左侧设有敞开的圆柱形腔室。第三永磁体5-3、第四永磁体5-4和导磁环8-2安装在转轴1的左侧腔室内，第三永磁体5-3右端面压紧在转轴1腔室的右侧内壁面上，第三永磁体5-3和第四永磁体5-4的外周面与转轴1左侧腔室的内周面贴合。密封底座14呈圆柱形，密封底座14外周面与转轴1左侧腔室的内周面贴合，密封底座14压紧在第四永磁体5-4左侧面，密封底座14的左端面与转轴1左端面平齐固定在转轴1上。

进一步的，如图1-图4所示，转轴1、缸套15和密封底座14采用导磁性材料制成；壳体10和端盖3采用非导磁性材料制成。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：包括壳体(10)、转轴(1)、第一极靴(7-1)和第二极靴(7-2)，所述转轴(1)通过轴承(9)可转动的设置在所述壳体(10)内；所述第一极靴(7-1)和第二极靴(7-2)沿轴向并排套设在所述转轴(1)上，所述第一极靴(7-1)和第二极靴(7-2)上均开设有L形安装腔，所述第一极靴(7-1)的安装腔内设置有第一永磁体(5-1)，所述第二极靴(7-2)的安装腔内设置有第二永磁体(5-2)，所述转轴(1)上通过第二导磁环(8-2)轴向间隔设置有径向上与所述第一永磁体(5-1)和第二永磁体(5-2)对应配合的第四永磁体(5-4)和第三永磁体(5-3)；所述第一永磁体(5-1)与所述第四永磁体(5-4)充磁方向相同，所述第二永磁体(5-2)与所述第三永磁体(5-3)充磁方向相同，且与所述第一永磁体(5-1)和第四永磁体(5-4)充磁方向相反。

2.根据权利要求1所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述转轴(1)上套设有缸套(15)，所述缸套(15)位于转轴(1)和极靴之间，所述缸套(15)包括第一部分和第二部分，所述缸套(15)第一部分的内周面与所述转轴(1)的外周面贴合，所述缸套(15)的第二部分沿轴向设有圆柱形安装腔，所述第三永磁体(5-3)和第四永磁体(5-4)安装在所述安装腔内，所述第三永磁体(5-3)和第四永磁体(5-4)的内周面与所述转轴(1)贴合，所述第三永磁体(5-3)和第四永磁体(5-4)的外周面与所述缸套(15)的安装腔的内周面贴合。

3.根据权利要求1所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述转轴(1)的左端部分沿轴向设有圆柱形安装腔，所述第三永磁体(5-3)和第四永磁体(5-4)沿轴向间隔的安装在所述转轴(1)的圆柱形安装腔内。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第四永磁体(5-4)的左端面通过密封底座(14)压紧，所述密封底座(14)的外周面与圆柱形安装腔的内周面贴合。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第一极靴(7-1)和第二极靴(7-2)在所述转轴(1)上间隔设置，所述第一极靴(7-1)和第二极靴(7-2)之间设置有第一导磁环(8-1)。

6.根据权利要求1所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第一永磁体(5-1)通过第一压盖(4-1)安装在所述第一极靴(7-1)的L形安装腔内；所述第二永磁体(5-2)通过第二压盖(4-2)安装在所述第二极靴(7-2)的L形安装腔内。

7.根据权利要求6所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第一压盖(4-1)的左侧设置有端盖(3)，所述端盖(3)的外圈通过螺栓(12)与所述壳体(10)固定连接，所述端盖(3)的内沿通过防尘圈(2)与所述转轴(1)配合。

8.根据权利要求6所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第一极靴(7-1)的外周面上设置有与所述壳体(10)配合的第一密封圈(6-1)，所述第二极靴(7-2)的外周面上设置有与所述壳体(10)配合的第二密封圈(6-2)。

9.根据权利要求2所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述缸套(15)的内周面上设置与所述转轴(1)配合的第三密封圈(6-3)。

10.根据权利要求1所述的径向充磁磁性液体密封装置，其特征在于：所述第一极靴(7-1)的第一极靴1号极齿(7-11)和第一极靴2号极齿(7-12)的内周面上设置有磁性液体(13)；所述第二极靴(7-2)的第二极靴1号极齿(7-21)和第二极靴2号极齿(7-22)的内周面上设置有磁性液体(13)。