CN219755130U - 用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构及设备 - Google Patents
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种用于润油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构及设备。该密封结构包括不导磁动环、导磁静环组件、导磁轴套、磁流体密封圈、动环永磁体、静环永磁体、极靴；不导磁动环远离导磁静环组件的一侧开设有永磁体槽；导磁静环组件包括石墨环和导磁静环座，导磁静环座与极靴的一侧端面均开设有永磁体槽；动环永磁体装卡在不导磁动环的永磁体槽内，静环永磁体装卡在导磁静环座和极靴的永磁体槽内。通过上述浮动式磁流体组合密封结构，可以为润滑油雾的轴承箱提供油雾零泄漏的密封方案，减少化工生产过程中废弃物的排放，有效降低企业成本，促进我国化工企业环保生产、节能减排的绿色发展。
Description
技术领域
本实用新型涉及密封技术领域，具体是一种用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构及设备。
背景技术
油雾润滑轴承箱空间受限、压差低的工况条件，适合磁流体密封技术的应用。磁流体密封因其密封性能好、使用寿命长和结构紧凑的特点被广泛应用于干洁气体的密封，泄漏量几乎为零；但在密封气-液混合物时，因被密封介质和磁流体两相界面的不稳定导致磁流体密封性能下降，使用寿命降低。
现有技术中，一般通过增加磁极的数量来增强磁流体密封的密封能力和使用寿命，但此类方法增强密封性能的效果并不显著，且会占用大量空间。故在实际工程应用中广泛采用在磁流体密封与被密封介质之间增设其他形式的动密封作为前端密封，形成组合密封来实现被密封介质零泄漏的目的，以此提升整体密封性能与使用寿命。常用的前端动密封形式有迷宫密封、螺旋密封等。但针对密封介质为气-液混合物时，上述迷宫密封和螺旋密封的密封效果较差且占用空间较大，不适用于油雾润滑轴承箱此类工况。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于空间受限、被密封介质为气-液混合物、设备运行全周期密封性能稳定的浮动式磁流体组合密封，以解决现有技术中的问题，保证油雾润滑轴承箱的零泄漏和长周期安全运行。
一方面，本发明实施例提供的结构包括不导磁动环、导磁静环组件、磁流体密封圈、动环永磁体、静环永磁铁、极靴；
不导磁动环远离导磁静环组件的一侧开设有永磁体槽；
导磁静环组件包括石墨环和导磁静环座，导磁静环座与极靴的一侧端面均开设有永磁体槽；
动环永磁体装卡在不导磁动环的永磁体槽内，静环永磁体装卡在导磁静环座和极靴的永磁体槽内。
可选地，动环永磁体和静环永磁体相互作用形成联合磁场，磁力线依次穿过静环永磁体、导磁静环座、不导磁动环、动环永磁体、导磁轴套、极靴、静环永磁体，形成同时作用在磁力密封与磁流体密封的闭合磁路。
可选地，动环永磁体在联合磁场作用下产生由不导磁动环指向导磁静环组件的轴向磁力，以使不导磁动环和石墨环的接触端面紧密贴合形成磁力密封。
可选地，极靴内圆面开设有多个极齿，磁场在极齿尖端汇聚，大量磁流体在极靴与导磁轴套的间隙内吸附形成多道耐压液体密封圈实现被密封介质的零泄漏，同时少量磁流体渗入不导磁动环与石墨环的接触摩擦副中。
可选地，动环永磁体和静环永磁体环向均匀分布、磁极同向，以使动环磁场与静环磁场相互对应，磁极方向相匹配。
可选地，还包括导磁轴套；
不导磁动环、导磁静环座、极靴均套设在导磁轴套外；
导磁静环座与导磁轴套的径向间隙大于2mm，导磁静环座与不导磁动环的轴向最大间距不大于2mm，以使导磁静环座与导磁轴套之间磁阻大于导磁静环座与不导磁动环之间磁阻。
可选地，极靴、导磁静环座和导磁轴套为4Cr13马氏体不锈钢或者45号钢，不导磁动环为S30408奥氏体不锈钢。
另一方面，本发明专利提供一种用于润滑油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封。
本实用新型实施例中，通过将磁力密封原理及元件与磁流体密封原理及元件集成一体，在传统磁流体密封的一侧极靴上去除极齿，作为导磁静环座并镶装石墨环，形成导磁静环组件，整体结构紧凑；不导磁动环与导磁轴套之间仅靠O型圈的摩擦力传动，导磁轴套与转轴之间仅靠O型圈保持相对静止，整体传动简单；动环永磁体与静环永磁体相互作用形成联合磁场，动环永磁体被吸引向导磁静环组件，以使不导磁动环压向石墨环，紧密贴合形成磁力密封；大量磁流体在极靴内圆面吸附形成多道耐压液体密封圈，阻止润滑油雾泄漏至空气中，少量磁流体渗入至磁力密封摩擦副中，起到减磨润滑的作用，最终达到密封结构性能稳定、使用寿命长的目的。为采用油雾润滑的轴承箱提供了更有效的介质密封方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本专利进一步说明
图1是本发明实施例提供的用于润滑油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封的结构剖面图；
图2是本发明实施例提供的用于润滑油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构中磁力密封结构示意图；
图3是本发明实施例提供的用于润滑油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构中磁流体密封的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构和密封方法进行说明。
参见图1，图中示出了本发明实施例提供的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构示意图。该密封结构包括：不导磁动环10、导磁静环组件9、磁流体密封圈5、动环永磁体11、静环永磁体3和极靴4。
其中，极靴4、导磁静环座91、和导磁轴套8的材料选取镍钢、马氏体不锈钢等可将磁场作用放大的铁磁性材料；端盖1和不导磁动环10的材料为奥氏体不锈钢等相对磁导率为1的顺磁性材料，永磁体2、3的材料为铷铁硼，充磁强度不小于N50。
导磁轴套8内圆面装有O型圈6，内侧端面与轴承15相抵，依靠O型圈6的摩擦力与转轴7保持相对静止；不导磁动环10内圆面装有O型圈12，O型圈12的压缩量仅为10％，保证动环10可依靠O型圈12的摩擦力随导磁轴套8转动，且不会影响其轴向浮动性能；极靴4和导磁静环座91的外侧均套有O型圈2，并与端盖1通过外圆面与端面定位，依靠O型圈2的弹力保持静止，而导磁静环座91不仅作为磁力密封的静环座，还作为磁流体密封一侧的导磁极靴，密封结构整体紧凑，传动简单，如图1所示。
装卡在不导磁动环10永磁铁槽内的动环永磁体11与装卡在极靴4和导磁静环座91之间的静环永磁体3相互作用形成磁力线闭合的联合磁场，其磁力线依次穿过静环永磁体3、导磁静环座91、不导磁动环10、动环永磁体11、导磁轴套8、极靴4、静环永磁体3。导磁静环座91与导磁轴套8的径向间隙大于不导磁动环10与导磁静环座91的轴向间距，以使导磁静环座91与导磁轴套8的径向磁阻大于不导磁动环10与导磁静环座91的轴向磁阻，避免大量磁力线经导磁静环座91由导磁轴套8、极靴4直接返回静环永磁体3，如图1所示。
不导磁动环10在磁场力作用下与导磁静环组件9紧密贴合，端面形成大于介质压力的接触压力，且不导磁动环10可对轴向跳动和石墨环92的摩擦磨损进行磁力补偿，满足设备停车、稳定运行时均具有较好密封效果的密封要求，同时避免磁流体-油雾两相界面扰流引起的密封失效与磁流体的稀释、损耗，如图1所示。
设备运转过程中，不导磁动环10的追随性受到转轴7振动、被密封介质压力波动等因素的影响，导致密封端面分离，形成泄漏通道，泄漏少量润滑油雾至导磁静环组件9与导磁轴套8缝隙中，如图2所示。
大量磁流体在磁场力作用下吸附在极靴4的内圆面上，在极靴4与导磁轴套8的缝隙中形成多道耐压液体密封圈5，阻止润滑油雾泄漏至大气环境中；少量磁流体渗入磁力密封摩擦副端面，起到润滑减磨的作用，延长密封使用寿命，如图3所示。
综上，本发明实施例中，通过将磁力密封原理及元件与磁流体密封原理及元件集成一体，形成结构紧凑、磁能高效利用、安全零泄漏的浮动式磁流体组合密封，为采用润滑油雾润滑的轴承箱提供了更优密封方法，即在设备运行阶段和停车阶段都可确保油雾零泄漏的良好密封效果，有效提升密封结构的密封性能并延长其使用寿命。
Claims (8)
1.一种用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，包括不导磁动环(10)、导磁静环组件(9)、导磁轴套(8)、磁流体密封圈(5)、动环永磁体(11)、静环永磁体(3)、极靴(4)；
不导磁动环(10)远离导磁静环组件(9)的一侧开设有永磁体槽；
导磁静环组件(9)包括石墨环(92)和导磁静环座(91)，导磁静环座(91)与极靴(4)的一侧端面均开设有永磁体槽；
动环永磁体(11)装卡在不导磁动环(10)的永磁体槽内，静环永磁体(3)装卡在导磁静环座(91)和极靴(4)的永磁体槽内。
2.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，动环永磁体(11)和静环永磁体(3)相互作用形成联合磁场，磁力线依次穿过静环永磁体(3)、导磁静环座(91)、不导磁动环(10)、动环永磁体(11)、导磁轴套(8)、极靴(4)、静环永磁体(3)形成同时作用在磁力密封与磁流体密封的闭合磁路。
3.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，动环永磁体(11)在联合磁场作用下产生由不导磁动环(10)指向导磁静环组件(9)的轴向磁力，以使不导磁动环(10)和石墨环(92)的接触端面紧密贴合形成磁力密封。
4.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，极靴(4)内圆面开设有多个极齿，磁场在极齿尖端汇聚，大量磁流体在极靴(4)与导磁轴套(8)的间隙内吸附形成多道耐压液体密封圈(5)实现被密封介质的零泄漏，同时少量磁流体渗入不导磁动环(10)与石墨环(92)的接触摩擦副中。
5.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，动环永磁体(11)和静环永磁体(3)环向均匀分布、磁极同向，以使动环磁场与静环磁场相互对应，磁极方向相匹配。
6.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，还包括导磁轴套(8)；
不导磁动环(10)、导磁静环座(91)、极靴(4)均套设在导磁轴套(8)外；
导磁静环座(91)与导磁轴套(8)的径向间隙大于2mm，导磁静环座(91)与不导磁动环(10)的轴向最大间距不大于2mm，以使导磁静环座(91)与导磁轴套(8)之间磁阻大于导磁静环座(91)与不导磁动环(10)之间磁阻。
7.根据权利要求1所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构，其特征在于，极靴(4)、导磁静环座(91)和导磁轴套(8)为4Cr13马氏体不锈钢或者45号钢，不导磁动环(10)为S30408奥氏体不锈钢。
8.一种用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的用于油雾润滑轴承箱的浮动式磁流体组合密封结构。
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