WO2020006712A1 - 波纹管辅助密封的磁性液体密封装置 - Google Patents
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Definitions
- an embodiment of one aspect of the present invention proposes a magnetic liquid sealing device for auxiliary sealing of a bellows, including: a seal housing; a cylindrical pin sleeve, the cylindrical pin sleeve being used for gap control and positioning; A bellows, a bellows upper flange and a bellows lower flange, the bellows are welded to the bellows upper flange and the bellows lower flange, respectively, and the bellows upper flange seal groove is installed in the bellows A first seal ring, a second seal ring is installed in the flange groove at the lower end of the bellows to form a bellows assembly, wherein the upper flange of the bellows is abutted with the seal housing, and the bellows A preset gap is left between the lower end flange, the cylindrical pin sleeve, and the seal housing.
- the first-level boots, the second-level boots, and the third-level boots are all made of magnetically conductive material, and the first permanent magnet, the The second permanent magnet is a RuFeB permanent magnet.
- the preset gap is 0.1 mm to 2 mm.
- first-level boots 610, the second-level boots 620, and the third-level boots 630 can be selected from materials with good magnetic permeability, such as electric pure iron.
- materials with good magnetic permeability such as electric pure iron.
- materials with magnetic permeability and permanent magnets A person skilled in the art may make a selection according to actual conditions. In the embodiment of the present invention, only electric pure iron and Ru-Fe-B permanent magnets are used as examples, and no specific limitation is made herein.
- the bellows is welded with the upper flange of the bellows and the lower flange of the bellows.
- the upper flange of the bellows fits the seal housing, and the gap between the lower flange of the bellows and the cylindrical pin sleeve and the seal housing is left.
- the lower flange of the bellows is connected to the fixed platform by a thread and cannot be moved, and the seal housing connected to the upper flange of the bellows is connected to the rotating shaft through a rolling bearing, which will bounce along with the radial direction of the rotating shaft.
- the corrugated tube is used for auxiliary sealing on the basis of the magnetic liquid seal, and the corrugated tube auxiliary sealing is adopted, which can use the corrugated tube when the shaft rotates radially.
- Elasticity acts as a buffer and effectively solves the problem of seal damage caused by the runout of the shaft under high-speed conditions.
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Abstract
一种波纹管辅助密封的磁性液体密封装置（10），包括：密封件壳体（100）、圆柱销套筒（200）和波纹管组件（300）；波纹管组件（300）包括波纹管（310）、波纹管上端法兰（320）和波纹管下端法兰（330），波纹管（310）分别与波纹管上端法兰（320）和波纹管下端法兰（330）焊接，波纹管上端法兰（320）密封槽中安装有第一密封圈（321），波纹管下端法兰（330）密封槽中安装有第二密封圈（331），波纹管上端法兰（320）与密封件壳体（100）贴合，波纹管下端法兰（330）与圆柱销套筒（200）、密封件壳体（100）均留有预设间隙。
Description
本发明涉及机械工程密封技术领域，特别涉及一种波纹管辅助密封的磁性液体密封装置。
磁性液体密封具有零泄漏、低成本、长寿命等诸多优点，因而得到广泛应用。然而在实际应用中，尤其在高速的工况下，由于安装精度、加工精度有限，转轴在径向方向存在较大的跳动，而磁性液体密封件与转轴之间的间隙较小，极易发生碰磨和疲劳的现象。这些现象严重影响了磁性液体密封的使用寿命，同时也降低了密封的可靠性。
相关技术中，磁性液体密封装置如密封间隙可变的磁性液体密封装置，所述装置通过调节梯形的可动导磁块的位置来调节磁性液体密封的密封间隙来减少转轴与密封件的碰磨，但是不能解决转轴跳动时密封间隙周期性变化引起的密封失效问题，而且该装置采用的是主动式控制，并不能在工作中自适应地进行间隙的控制。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，该装置能在转轴发生径向跳动时利用波纹管的弹性起到缓冲作用，有效解决在高速工况下由于转轴的跳动所导致的密封件损坏问题。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，包括：密封件壳体；圆柱销套筒，所述圆柱销套筒用于间隙控制与定位；波纹管、波纹管上端法兰和波纹管下端法兰，所述波纹管分别与所述波纹管上端法兰和所述波纹管下端法兰焊接，所述波纹管上端法兰密封槽中安装有第一密封圈，所述波纹管下端法兰密封槽中安装有第二密封圈，以形成波纹管组件，其中，所述波纹管上端法兰与所述密封件壳体贴合，所述波纹管下端法兰与所述圆柱销套筒、所述密封件壳体均留有预设间隙。
本发明实施例的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，在磁性液体密封的基础上用波纹管进行辅助密封，采用了波纹管辅助密封，能在转轴发生径向跳动时利用波纹管的弹性起到缓冲作用，有效解决在高速工况下由于转轴的跳动所导致的密封件损坏问题。
另外，根据本发明上述实施例的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置还可以具有以下 附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设间隙为0.1mm至2mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述波纹管上端法兰通过螺栓与所述密封件壳体固定连接，所述波纹管下端法兰加工有螺纹孔，通过螺纹与所述密封腔壳体进行连接与固定。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述第一滚动轴承安装在所述密封件壳体内孔中，并通过转轴的轴肩的一侧与所述密封件壳体的内凸台进行定位，所述第二滚动轴承安装在所述密封件壳体的内孔中，并与转轴的轴肩另一侧接触。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件包括第一级靴、第二级靴、第三级靴、第三密封圈、第四密封圈、第五密封圈、第一永磁体和第二永磁体，所述第三密封圈安装在所述第一级靴外圆柱面的密封槽中，所述第四密封圈安装在所述第二级靴外圆柱面的密封槽中，所述第五密封圈安装在所述第三级靴外圆柱面的密封槽中，所述第一永磁体安装在所述第一级靴下端面，所述第二永磁体安装在所述第二级靴下端面。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：隔磁定位套，所述隔磁定位套安装在所述第二滚动轴承下端面上，所述磁性液体密封组件安装在隔磁定位套下端面上。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述圆柱销套筒的销孔中安装有圆柱销，所述圆柱销套筒的内侧凸台上端面与所述第三级靴的下端面紧密接触。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：压盖，所述压盖上端面的圆孔扣住所述圆柱销，并压紧所述圆柱销套筒的下端面，并通过螺纹连接与所述波纹管下端法兰连接与固定，其中，所述圆柱销与所述压盖之间留有预设径向间隙。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设径向间隙为2mm至6mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，所述第一级靴、所述第二级靴、所述第三级靴均选用导磁性能材料，所述第一永磁体、所述第二永磁体选用汝铁硼永磁体。
本发明附加的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，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的图1中的A位置处的放大示意图。
附图标记说明：
波纹管辅助密封的磁性液体密封装置10、密封件壳体100、圆柱销套筒200、圆柱销210、波纹管组件300、波纹管310、波纹管上端法兰320、第一密封圈321、波纹管下端法兰330、第二密封圈331、第一滚动轴承400、第二滚动轴承500、磁性液体密封组件600、第一级靴610、第二级靴620、第三级靴630、第三密封圈640、第四密封圈650、第五密封圈660、第一永磁体670、第二永磁体680、隔磁定位套700、压盖800和磁性液体900。
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置。
图1是本发明一个实施例的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置的结构示意图。
如图1所示，该波纹管辅助密封的磁性液体密封装置10包括：密封件壳体100、圆柱销套筒200和波纹管组件300。
其中，密封件壳体100。所述圆柱销套筒200用于间隙控制与定位。波纹管310分别与波纹管上端法兰320和波纹管下端法兰330焊接，波纹管上端法兰320密封槽中安装有第一密封圈321，波纹管下端法兰330密封槽中安装有第二密封圈331，以形成波纹管组件300，其中，波纹管上端法兰320与密封件壳体100贴合，波纹管下端法兰330与圆柱销套筒200、密封件壳体100均留有预设间隙。本发明实施例的装置10采用了波纹管辅助密封，能在转轴发生径向跳动时利用波纹管的弹性起到缓冲作用，从而有效解决在高速工况下由于转轴的跳动所导致的密封件损坏问题。
可以理解的是，本发明实施例在磁性液体密封的基础上用波纹管310进行辅助密封，即将密封件壳体100与波纹管上端法兰320用螺栓连接，下端与波纹管下端法兰330之间存在一定的间隙，同时利用圆柱销、1号圆柱销套筒和2号圆柱销套筒进行间隙控制与定位，从而有效解决了在高速的情况下，转轴发生跳动从而与密封件发生碰磨，从而导致密封装置使用寿命缩短，密封性能降低的问题。
具体而言，如图1所示，波纹管310分别与波纹管上端法兰320、波纹管下端法兰330焊接，第一密封圈321安装在波纹管上端法兰320的密封槽中，第二密封圈331安装在波纹管下端法兰330的密封槽中，构成波纹管组件300。圆柱销套筒200、密封件壳体100与波纹管下端法兰330在径向上和轴向上均存在间隙，即圆柱销套筒200与波纹管下端法兰 330之间留有间隙，密封件壳体100与波纹管下端法兰330之间留有间隙。
进一步地，在本发明的一个实施例中，预设间隙为0.1mm至2mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，波纹管上端法兰320通过螺栓与密封件壳体100通过固定连接，波纹管下端法兰330加工有螺纹孔，可以通过螺纹与密封腔壳体100进行连接与固定。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：第一滚动轴承400和第二滚动轴承500。其中，第一滚动轴承400安装在密封件壳体100内孔中，并通过转轴的轴肩的一侧与密封件壳体100的内凸台进行定位，第二滚动轴承500安装在密封件壳体100的内孔中，并与转轴的轴肩另一侧接触。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：磁性液体密封组件600。其中，磁性液体密封组件600包括第一级靴610、第二级靴620、第三级靴630、第三密封圈640、第四密封圈650、第五密封圈660、第一永磁体670和第二永磁体680，第三密封圈640安装在第一级靴610外圆柱面的密封槽中，第四密封圈650安装在第二级靴620外圆柱面的密封槽中，第五密封圈660安装在第三级靴630外圆柱面的密封槽中，第一永磁体670安装在第一级靴610下端面，第二永磁体680安装在第二级靴620下端面。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，第一级靴610、第二级靴620、第三级靴630均可以选用导磁性能材料，第一永磁体670、第二永磁体680可以选用汝铁硼永磁体。
可以理解的是，第一级靴610、第二级靴620、第三级靴630均可以选用导磁性能良好的材料，如电工纯铁，当然，关于导磁性能材料和永磁体的材料，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，本发明实施例中仅以电工纯铁和汝铁硼永磁体作为示例，在此不做具体限定。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：隔磁定位套700。其中，隔磁定位套700安装在第二滚动轴承500下端面上，磁性液体密封组件500安装在隔磁定位套700下端面上。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，圆柱销套筒200的销孔中安装有圆柱销210，圆柱销套筒200的内侧凸台上端面与第三级靴630的下端面紧密接触。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：压盖800。其中，压盖800上端面的圆孔扣住圆柱销210，并压紧圆柱销套筒200的下端面，并通过螺纹连接与波纹管下端法兰330连接与固定，其中，圆柱销210与压盖800之间留有预设径向间隙。
在本发明的一个实施例中，预设径向间隙可以为2mm至6mm。
进一步地，本发明实施例的装置10还包括：磁性液体900。其中，磁性液体900的种 类可以根据密封气体的不同选择不同基液的磁性液体。
需要说明的是，磁性液体密封组件、波纹管组件、轴系装配等工艺设计可以根据具体密封工况进行选择，在此不做具体限定。
综上，波纹管与波纹管上端法兰和波纹管下端法兰焊接，波纹管上端法兰与密封件壳体贴合，波纹管下端法兰与圆柱销套筒、密封件壳体均留有间隙。在实际工作中，波纹管下端法兰与固定台架采用螺纹连接，无法移动，而与波纹管上端法兰相连的密封件壳体与转轴通过滚动轴承相接，会随着转轴的径向跳动，由于密封件壳体和圆柱销以及圆柱销套筒组件在径向方向上与波纹管下端法兰之间存在径向间隙，因此能避免密封件发生刚性冲击从而造成损害，同时由于波纹管的弹性，能够在转轴发生周期性径向跳动时提供回弹力，保持整个密封件的间隙基本稳定。除此之外，波纹管同样具有良好的密封性能，能够作为整个密封件的辅助密封。
根据本发明实施例提出的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，在磁性液体密封的基础上用波纹管进行辅助密封，采用了波纹管辅助密封，能在转轴发生径向跳动时利用波纹管的弹性起到缓冲作用，有效解决在高速工况下由于转轴的跳动所导致的密封件损坏问题。
此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
- 一种波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：密封件壳体；圆柱销套筒，所述圆柱销套筒用于间隙控制与定位；以及波纹管、波纹管上端法兰和波纹管下端法兰，所述波纹管分别与所述波纹管上端法兰和所述波纹管下端法兰焊接，所述波纹管上端法兰密封槽中安装有第一密封圈，所述波纹管下端法兰密封槽中安装有第二密封圈，以形成波纹管组件，其中，所述波纹管上端法兰与所述密封件壳体贴合，所述波纹管下端法兰与所述圆柱销套筒、所述密封件壳体均留有预设间隙。
- 根据权利要求1所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，所述预设间隙为0.1mm至2mm。
- 根据权利要求1所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，所述波纹管上端法兰通过螺栓与所述密封件壳体固定连接，所述波纹管下端法兰加工有螺纹孔，通过螺纹与所述密封腔壳体进行连接与固定。
- 根据权利要求1所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述第一滚动轴承安装在所述密封件壳体内孔中，并通过转轴的轴肩的一侧与所述密封件壳体的内凸台进行定位，所述第二滚动轴承安装在所述密封件壳体的内孔中，并与转轴的轴肩另一侧接触。
- 根据权利要求1所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件包括第一级靴、第二级靴、第三级靴、第三密封圈、第四密封圈、第五密封圈、第一永磁体和第二永磁体，所述第三密封圈安装在所述第一级靴外圆柱面的密封槽中，所述第四密封圈安装在所述第二级靴外圆柱面的密封槽中，所述第五密封圈安装在所述第三级靴外圆柱面的密封槽中，所述第一永磁体安装在所述第一级靴下端面，所述第二永磁体安装在所述第二级靴下端面。
- 根据权利要求4和5所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：隔磁定位套，所述隔磁定位套安装在所述第二滚动轴承下端面上，所述磁性液体密封组件安装在隔磁定位套下端面上。
- 根据权利要求5所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，所述圆柱销套筒的销孔中安装有圆柱销，所述圆柱销套筒的内侧凸台上端面与所述第三级靴的下端面紧密接触。
- 根据权利要求7所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，还包括：压盖，所述压盖上端面的圆孔扣住所述圆柱销，并压紧所述圆柱销套筒的下端面，并通过螺纹连接与所述波纹管下端法兰连接与固定，其中，所述圆柱销与所述压盖之间留有预设径向间隙。
- 根据权利要求8所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，所述预设径向间隙为2mm至6mm。
- 根据权利要求5所述的波纹管辅助密封的磁性液体密封装置，其特征在于，其中，所述第一级靴、所述第二级靴、所述第三级靴均选用导磁性能材料，所述第一永磁体、所述第二永磁体选用汝铁硼永磁体。
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2018
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