铜环水冷式磁性液体密封装置的制作方法

本发明属于机械工程密封领域，尤其适用于高环境温度和高转速工况下的磁性液体密封。

背景技术：

磁性液体密封因其零泄漏、长寿命、低摩擦等优点得到广泛应用。然而在实际应用中，磁性液体密封在大直径、高转速和高环境温度工况下，密封间隙内磁性液体往往因为温度过高而失效，永磁体在高温环境下性能也会下降甚至失效，这些因素严重影响磁性液体密封的使用寿命。在国际上，大直径、高转速、高环境温度工况下磁性液体密封的冷却也一直是一个难题。因此对磁性液体密封的冷却研究和改进至关重要，直接影响着磁性液体密封装置的使用寿命。现有磁性液体密封装置如公开号为CN 104455463 A公开的嵌入导热片的冷却液式磁性液体密封装置，所述装置在每个齿槽内用密封胶粘接有导热片，在极靴上开有冷却液通道，该装置结构复杂，由于齿槽尺寸很小，对导热片的加工精度要求很高，同时在极靴上开冷却液通道会影响磁回路。又如授权公告号为CN200943707Y公开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，由于嵌入水套距离磁性液体较远，其冷却效果不好。又如公开号为CN 103574041 A公开的冷却槽与离心式组合的磁性液体旋转密封装置，所述装置在极靴上开有冷却槽，会影响磁回路，进而影响密封耐压能力。又如公开号为CN 103133700公开的一种磁性液体旋转密封装置，所述装置在极靴的端面开有极齿用于形成不均匀的磁场，产生耐压能力。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，现有磁性液体旋转密封装置在大直径、高转速、高环境温度工况下，由于密封间隙发热量大、环境温度高易导致磁性液体密封寿命缩短甚至失效。因此提出一种铜环水冷式磁性液体密封装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

铜环水冷式磁性液体密封装置,该装置包括：回转轴、左铜环、外壳、左铜环第一密封圈、左铜环第二密封圈、左极靴、中铜环第一密封圈、永磁体、永磁体第一密封圈、永磁体第二密封圈、中铜环第二密封圈、中铜环、右极靴、右铜环第一密封圈、右铜环第二密封圈、右端盖、右铜环、磁性液体。

构成该装置的各部分之间的连接：所述左铜环第一密封圈、左铜环第二密封圈安装在左铜环外圆的凹槽内，构成带密封圈的左铜环；所述中铜环第一密封圈、中铜环第二密封圈安装在中铜环外圆的凹槽内，构成带密封圈的中铜环；所述永磁体第一密封圈、永磁体第二密封圈安装在永磁体外圆的凹槽内，构成带密封圈的永磁体；所述右铜环第一密封圈、右铜环第二密封圈安装在右铜环外圆的凹槽内，构成带密封圈的右铜环。

所述带密封圈的左铜环、左极靴、带密封圈的中铜环、带密封圈的永磁体、右极靴和带密封圈的右铜环依次放入外壳中；所述左铜环的左端面与外壳接触；旋转调节外壳的位置，使得永磁体对称分布的两个孔分别于外壳的B1、B2孔对齐；通过螺纹连接将右端盖与外壳固定，使各部件在外壳内轴向定位完成；所述带密封圈的左铜环、左极靴、带密封圈的中铜环、带密封圈的永磁体、右极靴、带密封圈的右铜环、外壳和右端盖组成的密封件套上回转轴，向该装置注入磁性液体，通过外壳法兰盘上的螺纹连接实现外壳的定位。

所述铜环水冷式磁性液体密封装置工作时，通过外壳上的孔A1、B1、C1通入低温冷却液，经左、中、右铜环上的凹槽对永磁体、左极靴、右极靴和磁性液体进行冷却，通过A2、B2、C2将密封装置内的冷却液排出，实现循环冷却。

所述左铜环的右端开有极齿，中铜环的左、右两端开有极齿，右铜环的左端开有极齿；所述左极靴和右极靴的左右两端都开有极齿；铜环上的极齿和极靴左右端面的极齿能够相互咬合，接触紧密；左、中、右铜环的外圆都开有流通冷却液的凹槽。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：在铜环水冷式磁性液体密封装置工作时，利用泵将低温冷却液从外壳上A1、B1、C1孔输入密封装置，低温冷却液和铜环充分接触，能够快速高效的冷却铜环，低温的铜环能够冷却间隙内的空气，从而减少外部高温环境对磁性液体的影响；铜环开的极齿和极靴左右两端的极齿相互咬合，充分接触，能够快速高效的将极靴冷却，从而将磁性液体快速高效的冷却；这种方法不需要在极靴上挖槽通入低温冷却液，不影响磁回路，能够增强密封装置的耐压能力，冷却效率高；另外由于永磁体和低温冷却液及铜环相互接触，永磁体也能快速高效的冷却，增强永磁体性能。工作后冷却液从外壳上A2、B2、C2排出密封装置，实现循环冷却；解决了大直径、高转速、高环境温度工况下的冷却难题。

附图说明

图1铜环水冷式磁性液体密封装置。

图1中：回转轴1、左铜环2、外壳3、左铜环第一密封圈4、左铜环第二密封圈5、左极靴6、中铜环第一密封圈7、永磁体8、永磁体第一密封圈9、永磁体第二密封圈10、中铜环第二密封圈11、中铜环12、右极靴13、右铜环第一密封圈14、右铜环第二密封圈15、右端盖16、右铜环17、磁性液体18。

具体实施方式

以附图为具体实施方式对本发明做进一步说明：

铜环水冷式磁性液体密封装置如图1：回转轴1、左铜环2、外壳3、左铜环第一密封圈4、左铜环第二密封圈5、左极靴6、中铜环第一密封圈7、永磁体8、永磁体第一密封圈9、永磁体第二密封圈10、中铜环第二密封圈11、中铜环12、右极靴13、右铜环第一密封圈14、右铜环第二密封圈15、右端盖16、右铜环17、磁性液体18。

构成该装置的各部分之间的连接：所述左铜环第一密封圈4、左铜环第二密封圈5安装在左铜环2外圆的凹槽内，构成带密封圈的左铜环；所述中铜环第一密封圈7、中铜环第二密封圈11安装在中铜环12外圆的凹槽内，构成带密封圈的中铜环；所述永磁体第一密封圈9、永磁体第二密封圈10安装在永磁体8外圆的凹槽内，构成带密封圈的永磁体；所述右铜环第一密封圈14、右铜环第二密封圈15安装在右铜环17外圆的凹槽内，构成带密封圈的右铜环。

所述带密封圈的左铜环、左极靴6、带密封圈的中铜环、带密封圈的永磁体、右极靴13和带密封圈的右铜环依次放入外壳3中；所述左铜环2的左端面与外壳3接触；旋转调节外壳3的位置，使得永磁体8对称分布的两个孔分别于外壳3的B1、B2孔对齐；通过螺纹连接将右端盖16与外壳3固定，使各部件在外壳3内轴向定位完成；所述带密封圈的左铜环、左极靴6、带密封圈的中铜环、带密封圈的永磁体、右极靴13、带密封圈的右铜环、外壳3和右端盖16组成的密封件套上回转轴1，向所述装置注入磁性液体18，通过外壳3法兰盘上的螺纹连接实现外壳3的定位。

所述左铜环2的右端开有极齿，中铜环12的左、右两端开有极齿，右铜环17的左端开有极齿；所述左极靴6和右极靴13的左右两端都开有极齿；铜环上的极齿和极靴左右端面的极齿能够相互咬合，接触紧密；所述左、中、右铜环的外圆都开有流通冷却液的凹槽。

所述铜环水冷式磁性液体密封装置工作时，利用泵将低温冷却液从外壳3上A1、B1、C1孔输入密封装置，低温冷却液和铜环充分接触，能够快速高效的冷却铜环，低温的铜环能够冷却间隙内的空气，从而减少外部高温环境对磁性液体18的影响；铜环开的极齿和极靴左右两端的极齿相互咬合，充分接触，能够快速高效的将极靴冷却，从而将磁性液体18快速高效的冷却；这种方法不需要在极靴上挖槽通入低温冷却液，不影响磁回路，能够增强密封装置的耐压能力，冷却效率高；另外由于永磁体8和低温冷却液及铜环相互接触，永磁体8也能快速高效的冷却，增强永磁体8性能。工作后冷却液从外壳3上A2、B2、C2排出密封装置，实现循环冷却。

左、右极靴、回转轴1选用导磁性良好的材料，如电工纯铁；

永磁体8选用钕铁硼；

磁性液体18的种类根据使用环境和密封介质的不同选择不同基载液的磁性液体。