CN219953730U - 一种无定位轴承的磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无定位轴承的磁流体密封装置，安装在卧式水泵上，包括套设在泵轴上的密封壳体、设置在密封壳体内且与密封壳体相固定连接的磁流体密封组件，磁流体密封组件包括永磁铁，永磁铁的轴向两侧向远离永磁铁的方向依次设置有磁极和隔磁板，磁极与泵轴间具有间隙，间隙内填充有磁性液体，永磁铁的径向外侧部上还套设有隔磁套，该密封装置还包括安装在密封壳体内的螺旋密封组件。该密封装置结构简单，减少了密封元件的使用，在确保密封性的情况下降低了使用成本。

Description

一种无定位轴承的磁流体密封装置

技术领域

本实用新型涉及机械动密封技术领域，具体涉及一种无定位轴承的磁流体密封装置。

背景技术

水泵泵轴轴封处的密封，是一种压力要求较低，但绝对不能漏气的动密封。这样的密封大多是采用传统的填料密封，再加冷却水的水封作用，就可以保证水泵的正常运行。采用填料密封的缺点在于：由于填料是和泵轴(或轴套)密切接触，对泵轴(或轴套)的磨损较大，而且随着运行时间的增长，轴套的磨损加大，填料和轴套之间的间隙增大，会产生漏气进而影响水泵的正常运行，这时，就要将填料压盖的螺母旋紧，加大填料压盖对填料的压紧力，这样做的结果是加剧了填料对轴(或轴套)的磨损。所以,当填料密封的轴套一旦开始磨损, 轴套的使用寿命也就快到了，同时填料密封对水泵的效率影响也是较大，其功率损耗,是所有动密封中是最大的。

传统的磁流体密封在结构上,都必须在磁流体密封组件的两端设置一组轴承,将磁极固定在密封壳体中,并和转轴(或轴套)之间的间隙始终保持在一个定值来保证磁极和转轴间的磁场稳定，使得磁流体密封才能正常稳定有效的工作。在国家行业标准JB/T10463-2004 “真空磁流体动密封件”中也是这样规定的。导致现有技术中的磁流体密封在结构上均是采用了轴承进行定位，大大限制了在其他行业使用磁流体密封的可能性。

随着科技的进步,磁铁在以下行业已经开始应用，如：输送有毒、有害液体的泵行业、压力容器等行业，而由于水泵的动密封都是在轴承和叶轮之间的轴封处，水泵对叶轮的径向跳动是有很严格的要求和规定的，所以在水泵上应用磁流体密封作为轴封时,不用轴承定位磁极和转轴(轴套)来保证它们之间的间隙在理论上是可行的。

专利号202221257216.2（一种压力水封隔气式磁流体组合密封装置）在使用过程中需要一个压力水箱来保证水封水的压力和隔气腔所需的空气压力，这样在实际应用时，除了会增加技术改造的成本外，还增加了运行管理的费用，如供水、供气，同时上述专利所采用的间隙密封结构还受到所需密封介质压力和性质的限制，如常见的渣浆泵的轴封，由于有付叶轮，轴封处压力比正常供水压力(0.15-0.2Mpa)要高，而且还含有较浓颗粒的有腐蚀性的酸性浆液，在这样的工况下，使用迷宫式间隙密封作为前道密封,其寿命不会很长的，如何解决上述技术问题是本领域技术人员致力于研发的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种无定位轴承的磁流体密封装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种无定位轴承的磁流体密封装置，安装在卧式水泵上，包括套设在泵轴上的密封壳体、设置在所述密封壳体内且与密封壳体相固定连接的磁流体密封组件，所述磁流体密封组件包括永磁铁，所述永磁铁的轴向两侧向远离永磁铁的方向依次设置有磁极和隔磁板，所述磁极与泵轴间具有间隙，所述间隙内填充有磁性液体，所述永磁铁的径向外侧部上还套设有隔磁套，所述密封装置还包括安装在密封壳体内的螺旋密封组件，所述螺旋密封组件包括套设在所述泵轴上且随所述泵轴或轴套同步旋转的螺纹套，所述螺纹套的一端径向外部上还开设有沿自身轴向方向间隔分布的若干螺纹齿，相邻两个螺纹齿间形成螺纹槽，所述密封壳体内、位于所述螺纹齿的外部设置有固定套，所述固定套与密封壳体固定连接且所述固定套与螺纹齿间隙配合。

作为一种具体的实施方式，所述密封壳体和螺纹套均套设在所述泵轴上，所述磁流体密封组件安装在螺纹套与密封壳体间，所述磁流体密封组件的轴向远离螺纹齿的一侧设置有与密封壳体相固定连接的压板、靠近螺纹齿的一侧设置有充脂隔水环组件。

作为一种具体的实施方式，所述密封装置还包括安装在充脂隔水环组件与磁流体密封组件之间的隔气环。

作为一种具体的实施方式，所述隔气环上开设有空气腔，所述空气腔贯穿隔气环的径向内外侧壁，所述密封壳体上开设有与空气腔内腔相通的进气口。

作为一种具体的实施方式，所述泵轴上套设有轴套，所述螺纹套套设在所述轴套上，所述密封装置还包括安装在轴套上的充脂隔水环组件，所述螺纹套与磁流体密封组件设置在所述充脂隔水环组件的两侧，所述磁流体密封组件通过导磁套安装在所述轴套上。

作为一种具体的实施方式，所述充脂隔水环组件包括靠近磁流体密封组件一侧的隔脂环以及远离磁流体密封组件一侧的隔水环，所述隔脂环包括充脂环体以及位于所述充脂环体轴向两侧面上的护脂橡胶板，所述充脂环体上开设有充脂腔，所述充脂腔贯穿充脂环体的径向内外侧壁；所述隔水环上开设有充水腔，所述充水腔贯穿隔水环的径向内外侧壁。

作为一种具体的实施方式，所述密封壳体上开设有与所述充水腔内腔相通的进水口、与充脂腔内腔相通的进脂口。

作为一种具体的实施方式，所述隔脂环还包括设于充脂环体轴向两侧面上的一对正反靴环，用于支撑与其同侧的护脂橡胶板。

作为一种具体的实施方式，所述固定套与螺纹齿间的间隙为δ，轴套在螺纹齿处的最大径向跳动为λ，δ＞λ+0.05-0.08。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的无定位轴承的磁流体密封装置，其无需在密封组件的两侧增加定位轴承即可实现密封，大大降低了生产成本、简化了结构，延长了泵轴的使用寿命，节约了泵站的维修费用。

附图说明

附图1为实施例一中的无定位轴承的磁流体密封装置的结构示意图；

附图2为附图1中A处的放大示意图；

附图3为实施例二中的无定位轴承的磁流体密封装置的结构示意图；

附图4为附图3中B处的放大示意图；

其中：1、泵轴；2、磁流体密封组件；3、密封壳体；4、隔脂环；5、螺纹套；6、固定套；7、进水口；8、进脂口；9、进气口；

11、轴套；12、导磁套；21、永磁铁；22、隔磁套；23、磁极；24、隔磁板；25、压板；26、磁液加注口；31、隔气环；32、隔水环；33、空气腔；34、充水腔；41、护脂橡胶板；42、充脂腔；43、充脂环体；51、螺纹齿；52、螺纹槽；53、胀紧圈。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

实施例一

本例中提供一种无定位轴承的磁流体密封装置，其是基于卧式水泵水平轴的轴封都是在水泵叶轮和轴承之间，而因水泵的加工和装配要求，叶轮处轴颈的径向跳动值都在0.05-0.10mm以内，所以轴封处的径向跳动值不会超过0.12-0.15mm，完全符合磁流体密封的最佳间隙——0.10-0.30mm，因此磁流体密封无定位轴承是可行的。

具体的，本例中的磁流体密封装置，参见图1、2所示，安装在卧式水泵上，包括套设在泵轴1上的密封壳体3、设置在该密封壳体3内且与密封壳体3相固定连接的磁流体密封组件2。该磁流体密封组件2包括永磁铁21，永磁铁21的轴向两侧依次设置有磁极23和隔磁板24，磁极23与泵轴1间具有间隙，间隙内填充有磁性液体，在密封壳体3上开设有向间隙间填充磁性液体的磁液加注口26，永磁铁的径向外侧部上还套设有隔磁套22，该密封装置还包括安装在密封壳体3内的螺旋密封组件，该螺旋密封组件包括套设在泵轴1上且随泵轴1同步旋转的螺纹套5，该螺纹套5的一端径向外侧部上还开设有沿自身轴向方向间隔分布的若干螺纹齿51，相邻两个螺纹齿51间形成螺纹槽52，密封壳体3内、位于螺纹齿51的上方设置有固定套6，固定套6与密封壳体3固定连接且固定套6与螺纹齿51间间隙配合。

本例中，该磁流体密封组件2安装在螺纹套5与密封壳体3间，磁流体密封组件2的轴向远离螺纹齿51的一侧设置有与密封壳体3相固定连接的压板25、靠近螺纹齿51的一侧设置有充脂隔水环组件。

本例中，该密封装置还包括安装在充脂隔水环组件与磁流体密封组件2之间的隔气环31。该隔气环31上开设有空气腔33，空气腔33贯穿隔气环31的径向内外侧壁，密封壳体3上开设有与空气腔33内腔相通的进气口9。

本例中的充脂隔水环组件包括靠近磁流体密封组件2一侧的隔脂环4以及远离磁流体密封组件2一侧的隔水环32，隔脂环4包括充脂环体43以及位于充脂环体43轴向两侧面上的护脂橡胶板41，充脂环体43上开设有充脂腔42，充脂腔42贯穿充脂环体43的径向内外侧壁；隔水环32上开设有充水腔34，充水腔34贯穿隔水环32的径向内外侧壁。在密封壳体3上开设有与充水腔34内腔相通的进水口7、与充脂腔42内腔相通的进脂口8。

这里，该隔脂环4还包括设于充脂环体43轴向两侧面上的一对正反靴环，用于支撑与其同侧的护脂橡胶板41。通过靴环讲护脂橡胶板41托起，使其具备一定的承压能力。这里的护脂橡胶板41为带磁性的橡胶板。

本例中的设置方式，在磁流体密封组件2与螺纹槽52之间依次设置有空气腔33、充水腔34及充脂腔42。由于充脂腔42内填充有密封脂，具有很好的润滑作用，大大降低了护脂橡胶板41与螺纹套5之间的磨损，隔脂环4在这里起到了一个挡水的作用，只要能承受水泵停机时充水腔34中的水压，在水泵运行时，由于螺旋密封上螺旋槽的作用，只会将水压出充水腔34外，因此充水腔34内的压力一定比水泵停机时的压力低，所以充水腔34的水不会向磁流体密封组件2方向渗透。只有当外部压力超过护脂橡胶板41的承压能力或此护脂橡胶板41磨损十分严重时，才会发生外部水渗透到空气腔33的现象，本例中，该空气腔33设置有两个通气孔，分别位于密封壳体3的最上方和最下方，所以即使有水渗透到空气腔33也会从下部的进气口9流出密封壳体3外，而不会积蓄在空气腔33内对磁极23与泵轴1间的磁液产生不良影响。

此外，本例中该螺纹套5通过胀紧圈53与泵轴1相固定连接，通过设置胀紧圈53使得螺纹套5随泵轴1的旋转而旋转。

实施例二

本例中提供一种无定位轴承的磁流体密封装置，参见图3、4所示，安装在脱硫泵的泵轴1上，其与实施例一的区别在于：本例中，该泵轴1上套设有轴套11，充脂隔水环组件安装在轴套11上，螺纹套5与磁流体密封组件2设置在充脂隔水环组件的两侧，该磁流体密封组件2通过导磁套12安装在轴套11上。

螺纹套5上朝向磁流体密封组件2侧设置有螺纹齿51、另一侧通过胀紧圈53与轴套11相固定，使螺纹套5能够随泵轴1的旋转而旋转。螺纹齿51的外侧设置有与密封壳体3固定连接的固定套6。

因本例中的密封装置主要用于脱硫泵上，螺纹套5与碱性介质接触需要用耐腐蚀好的材料制作，如00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢，但是这类材料不导磁，所以不能和磁流体密封组件2共用同一个螺纹套5，为此在磁流体密封组件2处另设一个导磁套12，通过设置螺纹套5与导磁套12，为隔水环32的充水腔34增加了空间，有利于阻隔介质的热传导，确保磁流体密封组件2的温度保持在65-70℃以下，不容易达到磁液的最高限温 80℃。

此外，这里螺纹齿51与固定套6之间具有有一定的间隙δ，此间隙在设计制造时，考虑到泵轴1的轴套11在此处的最大径向跳动λ，此间隙δ要比径向跳动λ大，具体的δ＞λ+0.05-0.08，并有一定的安全裕量才能保证水泵运行转动中，螺旋密封的螺纹套5和固定套6不会发生磨擦碰撞，从而而影响到设备的正常运行。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无定位轴承的磁流体密封装置，安装在卧式水泵上，包括套设在泵轴上的密封壳体、设置在所述密封壳体内且与密封壳体相固定连接的磁流体密封组件，所述磁流体密封组件包括永磁铁，所述永磁铁的轴向两侧向远离永磁铁的方向依次设置有磁极和隔磁板，所述磁极与泵轴间具有间隙，所述间隙内填充有磁性液体，所述永磁铁的径向外侧部上还套设有隔磁套，其特征在于，所述密封装置还包括安装在密封壳体内的螺旋密封组件，所述螺旋密封组件包括套设在所述泵轴上且随所述泵轴或轴套同步旋转的螺纹套，所述螺纹套的一端径向外部上还开设有沿自身轴向方向间隔分布的若干螺纹齿，相邻两个螺纹齿间形成螺纹槽，所述密封壳体内、位于所述螺纹齿的外部设置有固定套，所述固定套与密封壳体固定连接且所述固定套与螺纹齿间隙配合。

2.根据权利要求1所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述密封壳体和螺纹套均套设在所述泵轴上，所述磁流体密封组件安装在螺纹套与密封壳体间，所述磁流体密封组件的轴向远离螺纹齿的一侧设置有与密封壳体相固定连接的压板、靠近螺纹齿的一侧设置有充脂隔水环组件。

3.根据权利要求2所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述密封装置还包括安装在充脂隔水环组件与磁流体密封组件之间的隔气环。

4.根据权利要求3所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述隔气环上开设有空气腔，所述空气腔贯穿隔气环的径向内外侧壁，所述密封壳体上开设有与空气腔内腔相通的进气口。

5.根据权利要求1所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述泵轴上套设有轴套，所述螺纹套套设在所述轴套上，所述密封装置还包括安装在轴套上的充脂隔水环组件，所述螺纹套与磁流体密封组件设置在所述充脂隔水环组件的两侧，所述磁流体密封组件通过导磁套安装在所述轴套上。

6.根据权利要求2至5中任一权利所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述充脂隔水环组件包括靠近磁流体密封组件一侧的隔脂环以及远离磁流体密封组件一侧的隔水环，所述隔脂环包括充脂环体以及位于所述充脂环体轴向两侧面上的护脂橡胶板，所述充脂环体上开设有充脂腔，所述充脂腔贯穿充脂环体的径向内外侧壁；所述隔水环上开设有充水腔，所述充水腔贯穿隔水环的径向内外侧壁。

7.根据权利要求6所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述密封壳体上开设有与所述充水腔内腔相通的进水口、与充脂腔内腔相通的进脂口。

8.根据权利要求6所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述隔脂环还包括设于充脂环体轴向两侧面上的一对正反靴环，用于支撑与其同侧的护脂橡胶板。

9.根据权利要求5所述的无定位轴承的磁流体密封装置，其特征在于，所述固定套与螺纹齿间的间隙为δ，轴套在螺纹齿处的最大径向跳动为λ，δ＞λ+0.05-0.08。