高速磁性液体端面迷宫密封装置的制作方法

本发明属于机械工程密封领域。

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。然而磁性液体密封在高转速情况下常因离心力使其无法保持在密封间隙而导致密封失效，因此对提高磁性液体密封适应高转速能力的研究至关重要，直接影响着磁性液体密封装置的使用寿命。而且在实际应用中，磁性液体密封一旦失效，其泄漏量较大，使得磁性液体密封可靠性下降。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，现有的磁性液体密封在高速情况下常因离心作用而失效，安全性不高。因此提出一种高速磁性液体端面迷宫密封装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高速磁性液体端面迷宫密封装置，该装置包括：回转轴、第一轴套、外壳、第一动环密封圈、第一动环、第一隔磁环、第一静环、第一静环密封圈、第一永磁体、第二静环密封圈、第二静环、第二隔磁环、第二动环、第二动环密封圈、第二轴套、第三静环、第三静环密封圈、第二永磁体、第四静环密封圈、第四静环、第三隔磁环、第三动环、第三动环密封圈、磁性液体、端盖。

该装置各部分之间的连接：所述的第一动环密封圈安装在第一动环的槽内，构成带密封圈的第一动环；所述的第一静环密封圈安装在第一静环槽内，构成带密封圈的第一静环；所述的第二静环密封圈安装在第二静环槽内，构成带密封圈的第二静环；所述的第二动环密封圈安装在第二动环槽内，构成带有密封圈的第二动环；所述的第三静环密封圈安装在第三静环槽内，构成带密封圈的第三静环；所述的第四静环密封圈安装在第四静环槽内，构成带有密封圈的第四静环；所述的第三动环密封圈安装在第三动环槽内，构成带有密封圈的第三动环；所述的带有密封圈的第一动环安装在回转轴上，利用紧固螺钉完成带有密封圈的第一动环的定位，构成装有第一动环的回转轴。

将所述外壳轴线垂直地面放置，依次放入第一隔磁环、装有第一动环的回转轴、第一轴套、磁性液体、带有密封圈的第一静环、第一永磁体、带有密封圈的第二静环、第二隔磁环、磁性液体、带有密封圈的第二动环、第二轴套、磁性液体、带有密封圈的第三静环、第二永磁体、带有密封圈的第四静环、第三隔磁环、磁性液体、带有密封圈的第三动环，并利用紧固螺钉进行定位；安装上述端盖，利用螺纹连接完成各组件的定位。

所述的每个静环和动环端面开有6个极齿，其中有4个极齿为斜齿，斜齿和水平方向的夹角α为15°～20°，斜齿宽h为0.8mm，斜齿间的槽宽a为1mm。在安装时静环的高齿和动环的低齿相对，动环的高齿和静环的低齿相对。动环和静环齿间的间隙为密封间隙。

所述的永磁体的内外径和静环的内外径相等，该装置在工作时利用第一永磁体、第二静环、第二动环、第三静环、第二永磁体、第四静环、第三动环、回转轴、第一动环、第一静环构成磁回路，使磁性液体保持在密封间隙，起密封作用。

本发明的有益效果是：

回转轴高速转动时，密封间隙间的磁性液体可能因为离心力的作用而甩出密封间隙，当磁性液体离开密封间隙后，可通过斜齿补充至另一级的密封间隙，提高了磁性液体密封适应高转速的能力；当磁性液体失效时，动环和静环端面上的极齿构成迷宫密封，减小泄漏量，提高了密封装置的安全性。

附图说明

图1高速磁性液体端面迷宫密封装置；

图2动环静环安装示意图；

图3高速磁性液体端面迷宫密封装置磁回路示意图；

图4磁性液体离心后自动补充至密封间隙示意图。

图1中：回转轴1、第一轴套2、外壳3、第一动环密封圈4、第一动环5、第一隔磁环6、第一静环7、第一静环密封圈8、第一永磁体9、第二静环密封圈10、第二静环11、第二隔磁环12、第二动环13、第二动环密封圈14、第二轴套15、第三静环16、第三静环密封圈17、第二永磁体18、第四静环密封圈19、第四静环20、第三隔磁环21、第三动环22、第三动环密封圈23、磁性液体24、端盖25。

具体实施方式

以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明：

高速磁性液体端面迷宫密封装置如图1所示：回转轴1、第一轴套2、外壳3、第一动环密封圈4、第一动环5、第一隔磁环6、第一静环7、第一静环密封圈8、第一永磁体9、第二静环密封圈10、第二静环11、第二隔磁环12、第二动环13、第二动环密封圈14、第二轴套15、第三静环16、第三静环密封圈17、第二永磁体18、第四静环密封圈19、第四静环20、第三隔磁环21、第三动环22、第三动环密封圈23、磁性液体24、端盖25。

该装置各部分之间的连接：所述的第一动环密封圈4安装在第一动环5的槽内，构成带密封圈的第一动环；所述的第一静环密封圈8安装在第一静环7槽内，构成带密封圈的第一静环；所述的第二静环密封圈10安装在第二静环11槽内，构成带密封圈的第二静环；所述的第二动环密封圈14安装在第二动环13槽内，构成带有密封圈的第二动环；所述的第三静环密封圈17安装在第三静环16槽内，构成带密封圈的第三静环；所述的第四静环密封圈19安装在第四静环20槽内，构成带有密封圈的第四静环；所述的第三动环密封圈23安装在第三动环22槽内，构成带有密封圈的第三动环；所述的带有密封圈的第一动环安装在回转轴1上，利用紧固螺钉完成带有密封圈的第一动环的定位，构成装有第一动环的回转轴。

将所述外壳3轴线垂直地面放置，依次放入第一隔磁环6、装有第一动环的回转轴、第一轴套2、磁性液体24、带有密封圈的第一静环、第一永磁体9、带有密封圈的第二静环、第二隔磁环12、磁性液体24、带有密封圈的第二动环、第二轴套15、磁性液体24、带有密封圈的第三静环、第二永磁体18、带有密封圈的第四静环、第三隔磁环21、磁性液体24、带有密封圈的第三动环，并利用紧固螺钉进行定位；安装上述端盖25，利用螺纹连接完成各组件的定位。

如图2所示：每个静环和动环端面开有6个极齿，其中4个极齿为斜齿，斜齿和水平方向的夹角α为15°～20°，斜齿宽h为0.8mm，斜齿间的槽宽a为1mm。在安装时静环的高齿和动环的低齿相对，动环的高齿和静环的低齿相对。动环和静环齿间的间隙为密封间隙。

如图3所示：永磁体的内外径和静环的内外径相等，该装置在工作时利用第一永磁体9、第二静环11、第二动环13、第三静环16、第二永磁体18、第四静环20、第三动环22、回转轴1、第一动环5、第一静环7构成磁回路，使磁性液体保持在密封间隙，起密封作用。

当回转轴1高速转动时，密封间隙间的磁性液体24可能因为离心力的作用而甩出密封间隙，当磁性液体24离开密封间隙后，可通过斜齿补充至另一级的密封间隙，提高了磁性液体密封适应高转速的能力，磁性液体24可能的运动轨迹如图4所示。

当磁性液体24失效时，动环和静环端面上的极齿构成迷宫密封，减小泄漏量，提高了密封装置的安全性。

第一永磁体9和第二永磁体18选用铷铁硼材料。

外壳3、第一隔磁环6、第二隔磁环12为非导磁材料制成。

回转轴1、第一静环7、第二静环11、第三静环16、第四静环20、第一动环5、第二动环13、第三动环22为导磁材料制成。

磁性液体24可根据具体情况选择基载液为煤油基、机油基或者酯基的磁性液体。