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CN 200943707Y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。
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。因此提出一种深槽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：
深槽水冷式磁性液体密封装置，该装置包括：回转轴、左极靴、外壳密封圈、外壳、左极靴套筒、左极靴套筒密封圈、中铜环第一密封圈、中铜环、永磁体、中铜环第二密封圈、右极靴套筒、右极靴套筒密封圈、端盖、端盖密封圈、右极靴、磁性液体。
构成该装置的各部分之间的连接：所述外壳密封圈、安装在外壳内部的凹槽内，构成带密封圈的外壳；所述左极靴套筒密封圈安装在左极靴套筒外圆的凹槽内，构成带密封圈的左极靴套筒；所述中铜环第一密封圈、中铜环第二密封圈安装在中铜环端面的凹槽内，构成带密封圈的中铜环；所述右极靴套筒密封圈安装在右极靴套筒外圆的凹槽内，构成带密封圈的右极靴套筒；所述端盖密封圈安装在端盖端面的凹槽内，构成带密封圈的端盖。
所述带密封圈的左极靴套筒、左极靴、永磁体、带密封圈的中铜环、带密封圈的右极靴套筒、右极靴依次放入带密封圈的外壳中；所述左极靴套筒的左端面与外壳接触；旋转调节外壳的位置，使得左极靴套筒的两个孔和右极靴套筒的两个孔分别与外壳的A1、A2和B1、B2孔对齐；通过螺纹连接将端盖与外壳固定，使各部件在外壳内轴向定位完成；所述带密封圈的左极靴套筒、左极靴、永磁体、带密封圈的中铜环、带密封圈的右极靴套筒、右极靴、外壳和端盖组成的密封件套上回转轴，向所述装置注入磁性液体，通过外壳法兰盘上的螺纹连接实现外壳的定位。
所述左极靴、右极靴的外圆都开有流通冷却液的冷却槽，冷却槽能增加极靴与冷却液的接触面积，提高冷却效率；冷却槽槽壁与极齿的轴向尺寸相同，槽壁的位置与极齿的位置对齐，这样不会影响磁回路的形成，保证密封装置的耐压能力；所述左极靴、右极靴的槽壁最外沿开有通水孔，相邻槽壁上的通水孔分别分布在轴线的两侧，关于轴线对称，这种设计能够让冷却液依次流过所有的冷却槽，提高冷却效率；所述左极靴套筒在外表面开有两个径向通孔，其中第一个通孔正对左极靴左边第一个冷却槽，第二个通孔正对左极靴右边第一个冷却槽，左极靴套筒的两个通孔分别和外壳上的通孔A1、A2相对，作为冷却液的进、出口；所述右极靴套筒在外表面开有两个径向通孔，其中第一个通孔正对右极靴左边第一个冷却槽，第二个通孔正对右极靴右边第一个冷却槽，右极靴套筒的两个通孔分别和外壳上的通孔B1、B2相对，作为冷却液的进、出口。
所述深槽水冷式磁性液体密封装置工作时，通过外壳上的孔A1、B1通入低温冷却液，经左、右极靴上的冷却槽对左极靴、右极靴和磁性液体进行冷却，通过A2、B2将密封装置内的冷却液排出，实现循环冷却。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：在深槽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、孔输入密封装置，低温冷却液和极靴充分接触，能够快速高效的冷却极靴，从而将磁性液体快速高效的冷却；这种在极靴上开深冷却槽的方法，使极靴与冷却液的接触面积增大，通水孔的分布方式也能让冷却液与极靴充分接触，冷却槽壁与极齿宽度相等、位置对齐能够不影响磁回路，从而提高密封装置的耐压能力和冷却效率；工作后冷却液从外壳上A2、B2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深槽水冷式磁性液体密封装置结构图；
图2极靴各部分名称示意图；
图3冷却液流通示意图。
图1中：回转轴1、左极靴2、外壳密封圈3、外壳4、左极靴套筒5、左极靴套筒密封圈6、中铜环第一密封圈7、中铜环8、永磁体9、中铜环第二密封圈10、右极靴套筒11、右极靴套筒密封圈12、端盖13、端盖密封圈14、右极靴15、磁性液体16。
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：
深槽水冷式磁性液体密封装置如图1：回转轴1、左极靴2、外壳密封圈3、外壳4、左极靴套筒5、左极靴套筒密封圈6、中铜环第一密封圈7、中铜环8、永磁体9、中铜环第二密封圈10、右极靴套筒11、右极靴套筒密封圈12、端盖13、端盖密封圈14、右极靴15、磁性液体16。
构成该装置的各部分之间的连接：所述外壳密封圈3、安装在外壳4内部的凹槽内，构成带密封圈的外壳；所述左极靴套筒密封圈6安装在左极靴套筒5外圆的凹槽内，构成带密封圈的左极靴套筒；所述中铜环第一密封圈7、中铜环第二密封圈10安装在中铜环8端面的凹槽内，构成带密封圈的中铜环；所述右极靴套筒密封圈12安装在右极靴套筒11外圆的凹槽内，构成带密封圈的右极靴套筒；所述端盖密封圈14安装在端盖13端面的凹槽内，构成带密封圈的端盖。
所述带密封圈的左极靴套筒、左极靴2、永磁体9、带密封圈的中铜环、带密封圈的右极靴套筒、右极靴15依次放入带密封圈的外壳中；所述左极靴套筒5的左端面与外壳4接触；旋转调节外壳4的位置，使得左极靴套筒5的两个孔和右极靴套筒11的两个孔分别与外壳4的A1、A2和B1、B2孔对齐；通过螺纹连接将端盖13与外壳4固定，使各部件在外壳4内轴向定位完成；所述带密封圈的左极靴套筒、左极靴2、永磁体9、带密封圈的中铜环、带密封圈的右极靴套筒、右极靴15、外壳4和端盖13组成的密封件套上回转轴1，向所述装置注入磁性液体16，通过外壳4法兰盘上的螺纹连接实现外壳4的定位。
所述左极靴2、右极靴15的外圆都开有流通冷却液的冷却槽，冷却槽能增加极靴与冷却液的接触面积，提高冷却效率；冷却槽槽壁与极齿的轴向尺寸相同，槽壁的位置与极齿的位置对齐，这样不会影响磁回路的形成，保证密封装置的耐压能力；所述左极靴2、右极靴15的槽壁最外沿开有通水孔，相邻槽壁上的通水孔分别分布在轴线的两侧，关于轴线对称，这种设计能够让冷却液依次流过所有的冷却槽，提高冷却效率；所述左极靴套筒5在外表面开有两个径向通孔，其中第一个通孔正对左极靴2左边第一个冷却槽，第二个通孔正对左极靴2右边第一个冷却槽，左极靴套筒5的两个通孔分别和外壳4上的通孔A1、A2相对，作为冷却液的进、出口；所述右极靴套筒11在外表面开有两个径向通孔，其中第一个通孔正对右极靴15左边第一个冷却槽，第二个通孔正对右极靴15右边第一个冷却槽，右极靴套筒11的两个通孔分别和外壳4上的通孔B1、B2相对，作为冷却液的进、出口。
所述深槽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4上A1、B1孔输入密封装置，低温冷却液和极靴充分接触，能够快速高效的冷却极靴，从而将磁性液体16快速高效的冷却；这种在极靴上开深冷却槽的方法，使极靴与冷却液的接触面积增大，通水孔的分布方式也能让冷却液与极靴充分接触，冷却槽壁与极齿宽度相等、位置对齐能够不影响磁回路，从而提高强密封装置的耐压能力和冷却效率；工作后冷却液从外壳4上A2、B2排出密封装置，实现循环冷却。
左极靴2、左极靴套筒5、右极靴15、右极靴套筒11、回转轴1选用导磁性良好的材料，如电工纯铁；
永磁体9选用钕铁硼；
外壳4选用不导磁的物质，如非导磁不锈钢；
磁性液体16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。