一种磁性液体密封装置磁性液体逐级推移加注法的制作方法

本发明涉及一种磁性液体密封装置磁性液体逐级推移加注法，属于机械工程密封领域。

背景技术：

磁性液体是纳米级功能性材料，它由三部分组成，分别是磁性颗粒、表面活性剂和基载液，其中磁性颗粒粒径通常在10nm左右，表面活性剂包覆磁性颗粒，使其均匀的弥散在基载液中，不产生团聚，当外加磁场后，磁性液体呈非牛顿流体行为，撤销外加磁场，磁性液体又恢复牛顿流体，它的特殊性使它具备了应用潜力，目前磁性液体密封被广泛关注，磁性液体密封适用于动密封，可以做到零泄漏、寿命长、而且结构简单、可靠性高、无污染，在军工、航空航天、化工行业有广泛应用，但是在对磁性液体密封装置加注磁性液体时，通常磁性液体会发生损失，现有方式不能保证加注的磁性液体都均匀吸附在每一个极齿上，就会削弱磁性液体密封装置的耐压效果，并且造成了资源浪费，公开号为cn106884988a的专利采用的气压注入法虽然可以将磁性液体注入到每个极齿处，但在实际应用中磁性液体在不同极齿间分布不均匀，容易对被密封介质造成污染，对于磁性液体的加注方式一直是一个难题，本发明旨在将磁性液体均匀的注入到每个极齿上，并且无污染、将磁性液体的利用率提高到最大。

技术实现要素：

本发明旨在解决的问题是，磁性液体密封装置正常发挥作用需要在装配时将磁性液体均匀的加注到密封间隙处，但由于磁性液体会对磁场响应，以及磁性液体密封装置密封间隙小，通常为0.1-0.3mm等问题，难以将磁性液体准确、均匀地注入到密封装置内，提出一种磁性液体密封装置磁性液体逐级推移加注法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种磁性液体密封装置磁性液体逐级推移加注法，其方法包括：

步骤一：所述第一极靴密封圈安装在第一极靴的外圆凹槽内，第二极靴密封圈安装在第二极靴的外圆凹槽内，第三极靴密封圈安装在第三极靴的外圆凹槽内，构成带密封圈的第一极靴、带密封圈的第二极靴和带密封圈的第三极靴；所述第一轴承、第一隔磁环、带密封圈的第一极靴、第一永磁体、带密封圈的第二极靴、第二永磁体、带密封圈的第三极靴、第二隔磁环、第二轴承和端盖依次放入外壳中，端盖和外壳通过端盖的外螺纹、外壳的内螺纹配合完成连接及组件的轴向定位；

步骤二：所述组件轴向沿重力方向摆放，所述导磁轴阶梯端在上，由下至上装入外壳组件中，依靠工装定位至导磁轴轴肩斜面与圆周面相交处与第一极靴下端面对齐，向轴肩斜面与极靴间的储液空间内注入适量磁性液体，所述导磁套筒由外壳组件上方装入，与导磁轴通过配合连接；

步骤三：所述导磁轴、导磁套筒依靠工装缓慢旋转并向上慢速推移，保持0.5-2r/s的旋转速度和0.1-0.5mm/s的推移速度，直至导磁轴储存磁性液体的轴肩斜面经过第一极靴所有极齿；

步骤四：重复步骤二、步骤三，完成第二极靴、第三极靴处的磁性液体加注，至导磁轴轴肩斜面与圆周面相交处与第三极靴上端面对齐；

步骤五：移除所述导磁套筒，将导磁轴定位。

所述导磁轴、导磁套筒、极靴、永磁体形成磁场回路，当磁性液体被注入到由导磁轴的斜面和极靴之间形成的储液空间时，由于极齿与导磁轴之间的间隙远小于极齿两侧齿槽与导磁轴之间的间隙，所以极齿处磁场强度会远强于极齿两侧齿槽处的磁场强度，磁性液体对磁场响应，将会被快速自动吸附到极齿处的密封间隙内，形成磁性液体“o”型密封环，实现磁性液体注入；当一个极靴加注磁性液体完成，导磁轴的斜面和极靴之间形成的储液空间经过永磁体时，该处间隙中永磁体与导磁轴间的磁场强度弱于极齿与导磁轴间的磁场强度，储液空间内剩余的少量磁性液体会被吸附到极齿处，这部分磁性液体将被储存在磁性液体密封装置内，可用于自动补充磁性液体在密封装置工作中造成的损耗。

本发明中，所述导磁套筒轴向长度大于极靴与永磁体轴向长度的和，以保证在加注开始位置处，能够使磁性液体密封装置内部形成完整的磁场通路，保证磁性液体加注的可靠性；导磁轴与导磁套筒在向上插入外壳组件时保持0.5-2r/s的旋转速度和0.1-0.5mm/s的推移速度，有利于磁性液体“o”型密封环形成的更快、更均匀；在完成步骤一时，磁性液体应向第一轴承与第一极靴之间的环形间隙中进行一定量加注，并做一定时间静置，可以使第一极靴最下方极齿处有较多量的磁性液体积累，用于在导磁轴向上推移时润湿导磁轴即将插入密封间隙的部分，防止导磁轴轴向推移时破坏已经形成的磁性液体“o”型密封环，本发明结构简单，能有效减少磁性液体注入时的损失，并且能使每个极齿处的磁性液体均，解决了磁性液体密封装置中，由于磁性液体对磁场响应及密封间隙太小等原因，致使磁性液体难以均匀、可靠地注入到磁性液体密封间隙中的问题。

附图说明

图1是未注有磁性液体的注入过程起始状态。

图2是已注有磁性液体的注入过程起始状态。

图3是注入过程中间状态。

图4是注入完成状态。

图5是导磁轴结构图。

图6是导磁套筒结构图。

图7是导磁轴与导磁套筒装配图。

图1中：外壳1、第一轴承2、第一隔磁环3、第一极靴密封圈4、第一极靴5、第一永磁体6、第二极靴密封圈7、第二极靴8、第二永磁体9、第三极靴密封圈10、第三极靴11、第二隔磁环12、第二轴承13、端盖14、磁性液体15、导磁轴16、导磁套筒17。

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：

一种磁性液体密封装置磁性液体逐级推移加注法，该加注法包括：

步骤一：所述第一极靴密封圈4安装在第一极靴5的外圆凹槽内，第二极靴密封圈7安装在第二极靴8的外圆凹槽内，第三极靴密封圈10安装在第三极靴11的外圆凹槽内，构成带密封圈的第一极靴、带密封圈的第二极靴和带密封圈的第三极靴；所述第一轴承2、第一隔磁环3、带密封圈的第一极靴、第一永磁体6、带密封圈的第二极靴、第二永磁体9、带密封圈的第三极靴、第二隔磁环12、第二轴承13和端盖14依次放入外壳1中，端盖14和外壳1通过端盖14的外螺纹、外壳1的内螺纹配合完成连接及组件的轴向定位。

步骤二：所述组件轴向沿重力方向摆放，所述导磁轴16阶梯端在上，由下至上装入外壳组件中，依靠工装定位至导磁轴16轴肩斜面与圆周面相交处与第一极靴5下端面对齐，向轴肩斜面与极靴间的储液空间内注入适量磁性液体15，所述导磁套筒17由外壳组件上方装入，与导磁轴16通过配合连接；

步骤三：所述导磁轴16、导磁套筒17依靠工装缓慢旋转并向上慢速推移，保持0.5-2r/s的旋转速度和0.1-0.5mm/s的推移速度，直至导磁轴16储存磁性液体的轴肩斜面经过第一极靴5所有极齿；

步骤四：重复步骤二、步骤三，完成第二极靴8、第三极靴11处的磁性液体15加注，至导磁轴16轴肩斜面与圆周面相交处与第三极靴11上端面对齐；

步骤五：移除所述导磁套筒17，将导磁轴16定位。

所述导磁轴16、导磁套筒17、极靴、永磁体形成磁场回路，当磁性液体15被注入到由导磁轴16的斜面和极靴之间形成的储液空间时，由于极齿与导磁轴16之间的间隙远小于极齿两侧齿槽与导磁轴16之间的间隙，所以极齿处磁场强度会远强于极齿两侧齿槽的磁场强度，磁性液体15对磁场响应，将会被快速自动吸附到极齿处的密封间隙内，形成磁性液体“o”型密封环，实现磁性液体15注入；当一个极靴加注磁性液体15完成，导磁轴16的斜面和极靴之间形成的储液空间经过永磁体时，该处间隙中永磁体与导磁轴16间的磁场强度弱于极齿与导磁轴16间的磁场强度，储液空间内剩余的少量磁性液体15会被吸附到极齿处，这部分磁性液体将被储存在磁性液体密封装置内，可用于自动补充磁性液体在密封装置工作中造成的损耗。

本发明中，所述导磁套筒17轴向长度大于极靴与永磁体轴向长度的和，以保证在加注开始位置处，能够使磁性液体密封装置内部形成完整的磁场通路，保证磁性液体15加注的可靠性；导磁轴16与导磁套筒17在向上插入外壳组件时保持0.5-2r/s的旋转速度和0.1-0.5mm/s的推移速度，有利于磁性液体“o”型密封环形成得更快、更均匀；在完成步骤一时，磁性液体15应向第一轴承2与第一极靴5之间的环形间隙中进行一定量加注，并做一定时间静置，可以使第一极靴5最下方极齿处有较多量的磁性液体15积累，用于在导磁轴16向上推移时润湿导磁轴16即将插入密封间隙的部分，防止导磁轴16轴向推移时破坏已经形成的磁性液体“o”型密封环。

第一极靴5、第二极靴8、第三极靴11、导磁轴16选用导磁性良好的材料，如1cr13、2cr13；第一永磁体6、第二永磁体9选用钕铁硼；磁性液体15通常可根据不同工况选为煤油基磁性液体或酯基磁性液体；外壳1及第一隔磁环3、第二隔磁环12选用非导磁性材料，如非导磁不锈钢。