磁性液体复合密封装置

本实用新型属于粉末密封技术领域，具体涉及一种磁性液体复合密封装置。

背景技术：

在机械装置中，密封属于关键部件，因密封问题失效的装置不计其数，带来的损失不容忽视。随着现代工业对密封的要求越来越高，单一的密封形式很难满足所有要求，尤其是在高压差、高温差等特殊工况下。其中，磁性液体密封具有零泄漏、无磨损、结构简单、寿命长、维修方便等优点，但是磁性液体密封装置的耐压能力和耐高低温能力较弱，并且当磁性液体密封处于粉尘环境时，粉尘易进入密封装置，导致密封失效，降低密封装置的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型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，本实用新型的实施例提出一种磁性液体复合密封装置，该磁性液体复合密封装置能够提高耐压能力和耐高低温能力，还可减少粉尘进入磁性液体的量，延长磁性液体复合密封装置的使用寿命。

根据本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，用以密封密封腔，所述磁性液体复合密封装置包括壳体，所述壳体内具有腔室；转轴，所述转轴可转动地设在所述腔室内；密封组件，所述密封组件套设在所述转轴上，且所述密封组件位于所述腔室内，所述密封组件包括刷式密封部件、磁性液体密封部件和迷宫密封部件，所述刷式密封部件、磁性液体密封部件和迷宫密封部件分别套设在所述转轴上，所述刷式密封部件、磁性液体密封部件和迷宫密封部件在所述转轴的轴向上间隔布置，且所述磁性液体密封部件设在所述刷式密封部件和迷宫密封部件之间；吸附部件，所述吸附部件设在所述刷式密封部件内，所述吸附部件用于吸附所述密封腔外溢的密封介质。

根据本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，能够提高耐压能力和耐高低温能力，还可减少粉尘进入磁性液体的量，延长磁性液体复合密封装置的使用寿命。

在一些实施例中，所述迷宫密封部件的内周面设有多个凸起，多个所述凸起在所述转轴的轴向上间隔布置。

在一些实施例中，所述刷式密封部件包括第一挡板、刷丝束和第二挡板，所述第一挡板、刷丝束和第二挡板分别套设在所述转轴上，所述第一挡板、刷丝束和第二挡板在所述转轴的轴向上间隔布置，且所述刷丝束设在所述第一挡板和第二挡板之间，所述第一挡板上设有在所述转轴的轴向上贯穿所述第一挡板的第一安装孔，所述吸附部件位于所述第一安装孔内，所述第二挡板上设有在所述转轴的轴向上贯穿所述第二挡板的第二安装孔，所述吸附部件位于所述第二安装孔内。

在一些实施例中，所述第一挡板和第二挡板的内周面分别设有密封齿，所述密封齿与所述转轴之间在所述转轴的径向上具有预设间隙。

在一些实施例中，所述磁性液体密封部件包括第一极靴、第二极靴和永磁体，所述第一极靴和第二极靴分别套设在所述转轴上，且所述第一极靴和第二极靴在所述转轴的轴向上间隔布置，所述永磁体设在所述第一极靴和第二极靴之间，所述第一极靴的内周设有多个第一极齿，多个所述第一极齿在所述转轴的轴向上间隔布置，且多个所述第一极齿与所述转轴之间吸附有磁性液体，所述第二极靴的内周设有多个第二极齿，多个所述第二极齿在所述转轴的轴向上间隔布置，且多个所述第二极齿与所述转轴之间吸附有磁性液体。

在一些实施例中，所述第一极靴外周面上和所述第二极靴外周面上均设有凹槽，所述磁性液体复合密封装置还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设在所述第一极靴的凹槽内，所述第二密封圈设在所述第二极靴的凹槽内。

在一些实施例中，所述磁性液体复合密封装置还包括供风组件，所述供风组件位于所述腔室内，所述供风组件设在邻近所述刷式密封部件一侧，且所述供风组件位于远离所述磁性液体密封部件的一端，所述供风组件包括固定板和多个供风件，所述固定板套设在所述转轴上，多个所述供风件在所述固定板的周向上间隔布置，所述供风件朝向所述密封腔供风。

在一些实施例中，所述磁性液体复合密封装置还包括端盖，所述端盖设在所述壳体的一端，所述转轴穿过所述端盖。

在一些实施例中，所述壳体相对于端盖的一端设有凹槽，所述磁性液体复合密封装置还包括第三密封圈，所述第三密封圈设在所述壳体的凹槽内。

附图说明

图1是本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置中刷丝束的安装方式示意图。

附图标记：

壳体1，腔室101，法兰部102，通孔103，

转轴2，

密封组件3，刷式密封部件31，第一挡板311，第一安装孔3111，刷丝束312，第二挡板313，第二安装孔3131，磁性液体密封部件32，第一极靴321、第一极齿3211，第二极靴322，第二极齿3221，永磁体323，迷宫密封部件33，

吸附部件4，第一密封圈5，第二密封圈6，

供风组件7，固定板71，供风件72，端盖8，第三密封圈9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，用以密封密封腔，本申请所指的密封腔是指待密封件或待密封设备内设有密封腔，磁性密封装置设在待密封设备外部且与待密封设备相连，用于密封待密封设备的密封腔。磁性液体复合密封装置包括壳体1、转轴2、密封组件3和吸附部件4。

壳体1内具有腔室101。如图1所示，壳体1左端具有法兰部102，法兰部102上设有多个螺纹孔，法兰部102适于与待密封设备相连，且法兰部102邻近密封腔设置。

转轴2可转动地设在腔室101内。如图1所示，转轴2可转动地设在腔室101内，且转轴2沿左右方向延伸，转轴2的左右两端均伸出壳体1。

密封组件3套设在转轴2上，且密封组件3位于腔室101内，密封组件3包括刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33，刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33分别套设在转轴2上，刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33在转轴2的轴向上(如图1所示的左右方向)间隔布置，且磁性液体密封部件32设在刷式密封部件31和迷宫密封部件33之间。

如图1所示，刷式密封部件31位于密封组件3的最左侧，迷宫密封部件33位于密封组件3的最右侧。磁性液体密封部件32与转轴2在上下方向上具有密封间隙，密封间隙内吸附有磁性液体。

吸附部件4设在刷式密封部件31内，吸附部件4用于吸附密封腔外溢的密封介质。如图1所示，吸附部件4为多个，多个吸附部件4在上下方向上间隔布置。具体地，吸附部件4的材料为活性炭，可以理解的是，本申请中的吸附部件4的材料并不限于此，例如还可以是活性氧化铝或分子筛等。

根据本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过设置刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33，三者相互结合能够提高耐压能力和耐高低温能力，通过设置吸附部件4能够减少密封腔内的粉尘进入磁性液体的量，通过设置迷宫密封部件33能够减小外界的粉尘进入磁性液体的量，从而延长磁性液体复合密封装置的使用寿命。

在一些实施例中，迷宫密封部件33的内周面设有多个凸起，多个凸起在转轴2的轴向上间隔布置。优选地，迷宫密封部件33为过滤板，过滤板的内周设有多个凸起，多个凸起在左右方向上间隔布置，从而形成迷宫密封，多个凸起在上下方向上与转轴2之间具有预设间隙，其预设间隙的大小为0.15mm～0.3mm，当预设间隙为0.15mm～0.3mm时，能够提高密封性，防止密封介质向外界泄漏。可以理解的是，本申请中的凸起个数与转轴2的尺寸适配，本申请并不做具体限定。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过设置迷宫密封部件33，能够降低外界与密封腔间压差，提高密封性，例如当密封腔需要真空密封时，如金属粉末密封，迷宫密封部件33可降低外界与密封腔之间的压差，从而降低磁性液体密封所承受的压力，提高磁性液体复合密封装置的耐高压的能力，同时磁性液体密封还可满足真空密封要求。并且迷宫密封部件33为过滤板，因此还能过滤外界粉尘，减小外界粉尘进入磁性液体内，保持磁性液体的清洁，延长密封装置使用寿命。

在一些实施例中，刷式密封部件31包括第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313，第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313分别套设在转轴2上，第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313在转轴2的轴向上间隔布置，且刷丝束312设在第一挡板311和第二挡板313之间，第一挡板311上设有在转轴2的轴向上贯穿第一挡板311的第一安装孔3111，吸附部件4位于第一安装孔3111内，第二挡板313上设有在转轴2的轴向上贯穿第二挡板313的第二安装孔3131，吸附部件4位于第二安装孔3131内。

如图1所示，第一挡板311在左右方向上的尺寸和第二挡板313在左右方向上的尺寸大体相同，且第一挡板311和第二挡板313的外周均与壳体1的内壁面相接触。第一安装孔3111为多个，多个第一安装孔3111在上下方向上间隔布置，第二安装孔3131为多个，多个第二安装孔3131在上下方向上间隔布置。第一安装孔3111的数量和第二安装孔3131的数量相同，且第一安装孔3111和第二安装孔3131数量之和等于吸附部件4的数量。

如图2所示，刷丝束312安装角为θ，θ为40°～60°，本申请中的刷丝束312安装角θ＝α-β，其中α为刷丝束312与转轴2接触点(如图2中所示的a点)的切线(如图2中所示的b线段)与接触点与转轴2圆心的连线(如图2中所示的c线段)之间的夹角，β为刷丝束312与切线之间的夹角。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置中第一挡板311、第二挡板313和刷丝束312分别套设在转轴2上，便于刷式密封部件31的安装拆卸，并且当需要对刷式密封部件31进行更换维护时，只需要更换的刷丝束312，降低了维护成本。刷丝束312沿40°～60°的倾角设置，能吸收转子的径向位移，保证在接触时刷丝自由端受力最小，延长刷丝束312的使用寿命。并且通过刷丝束312能够阻挡密封腔内的密封介质进入磁性液体内，吸附部件4能够吸附密封介质，从而减少进入磁性液体内的密封介质的量，延长磁性液体密封的使用寿命。

在一些实施例中，第一挡板311和第二挡板313的内周面分别设有密封齿，密封齿与转轴2之间在转轴2的径向上具有预设间隙。密封齿与转轴2之间的预设间隙为0.5mm～1mm。

如图1所示，第一挡板311的右端面与刷丝束312的左端面相接触，第二挡板313的左端面与刷丝束312的右端面相接触。第一挡板311内周的密封齿为单齿，且第一挡板311内周的密封齿在上下方向上的截面的形状大体为等腰三角形，第二挡板313的密封齿为单齿，且第二挡板313内周的密封齿在上下方向上的截面的形状大体为直角三角形，且直角三角形的一条直角边与刷丝束312的右端面相接触，直角三角形的另一条直角边与第二挡板313的内周面相接触。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过密封齿形成类似于迷宫密封的单齿结构，且密封齿与转轴2之间的间隙范围为0.5mm～1.0mm，可以减小被密封介质对刷丝束312的冲击，第二挡板313可以保护刷丝束312由于被密封介质的冲击而产生变形。

在一些实施例中，磁性液体密封部件32包括第一极靴321、第二极靴322和永磁体323，第一极靴321和第二极靴322分别套设在转轴2上，且第一极靴321和第二极靴322在转轴2的轴向上间隔布置，永磁体323设在第一极靴321和第二极靴322之间，第一极靴321的内周设有多个第一极齿3211，多个第一极齿3211在转轴2的轴向上间隔布置，且多个第一极齿3211与转轴2之间吸附有磁性液体，第二极靴322的内周设有多个第二极齿3221，多个第二极齿3221在转轴2的轴向上间隔布置，且多个第二极齿3221与转轴2之间吸附有磁性液体。

如图1所示，第一极靴321和第二极靴322在左右方向上的尺寸相同，第一极靴321的左端与第二挡板313的右端面相接触，第二极靴322的右端面与迷宫密封部件33的左端相接触。

在一些实施例中，第一极靴321外周面上和第二极靴322外周面上均设有凹槽，磁性液体密封装置还包括第一密封圈5和第二密封圈6，第一密封圈5设在第一极靴321的凹槽内，第二密封圈6设在第二极靴322的凹槽内。

本申请的实施例，通过设置第一密封圈5和第二密封圈6，能够避免密封介质由极靴外圆面与壳体1内壁面之间泄漏，提高磁性液体密封的密封性。

在一些实施例中，磁性液体复合密封装置还包括供风组件7，供风组件7位于腔室101内，供风组件7设在邻近刷式密封部件31一侧，且供风组件7位于远离磁性液体密封部件32的一端，供风组件7包括固定板71和多个供风件72，固定板71套设在转轴2上，多个供风件72在固定板71的周向上间隔布置，供风件72朝向密封腔供风。

如图1所示，供风组件7位于刷式密封部件31的左侧，多个供风件72均通过导线与外部电源相连，壳体1上设有通孔103，导线穿过通孔103。供风件72为2～6个，具体地，供风件72为风扇。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过设置供风组件7，能够通过向密封腔内供风，使密封腔内的密封介质不易进入密封装置，延长密封装置的使用寿命。

在一些实施例中，磁性液体复合密封装置还包括端盖8，端盖8设在壳体1的一端，转轴2穿过端盖8。如图1所示，端盖8设在壳体1的右端，且端盖8通过螺栓与壳体1相连，转轴2穿过端盖8，端盖8的左端面与迷宫密封部件33的右端面抵接。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过设置端盖8，提高了壳体1的密封性。

在一些实施例中，壳体1相对于端盖8的一端设有凹槽，磁性液体复合密封装置还包括第三密封圈9，第三密封圈9设在壳体1的凹槽内。如图1所示，壳体1的左端设有凹槽，第三密封圈9设在壳体1左端的凹槽内。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，通过设置第三密封圈，提高了壳体1与密封腔之间的密封性。

下面参照图1和图2描述本实用新型一些具体示例的磁性液体复合密封装置。

根据本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置，用以密封密封腔，磁性液体复合密封装置包括壳体1、转轴2、密封组件3、吸附部件4、第一密封圈5、第二密封圈6、供风组件7、端盖8和第三密封圈9。

壳体1内具有腔室101。

转轴2沿左右方向水平的可转动地设在腔室101内。

密封组件3套设在转轴2上，且密封组件3位于腔室101内，密封组件3包括刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33，刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33分别套设在转轴2上，刷式密封部件31、磁性液体密封部件32和迷宫密封部件33在左右方向上间隔布置，刷式密封部件31位于密封组件3的最左侧，迷宫密封部件33位于密封组件3的最右侧，且磁性液体密封部件32设在刷式密封部件31和迷宫密封部件33之间。磁性液体密封部件32与转轴2在上下方向上具有密封间隙，密封间隙内吸附有磁性液体。

迷宫密封部件33的内周面设有多个凸起，多个凸起在转轴2的轴向上间隔布置。

刷式密封部件31包括第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313，第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313分别套设在转轴2上，第一挡板311、刷丝束312和第二挡板313在左右方向上间隔布置，且刷丝束312设在第一挡板311和第二挡板313之间，第一挡板311上设有在左右方向上贯穿第一挡板311的第一安装孔3111，第一安装孔3111为多个，多个第一安装孔3111在上下方向上间隔布置，第二挡板313上设有在左右方向上贯穿第二挡板313的第二安装孔3131，第二安装孔3131为多个，多个第二安装孔3131在上下方向上间隔布置。第一安装孔3111的数量和第二安装孔3131的数量相同，且第一安装孔3111和第二安装孔3131数量之和等于吸附部件4的数量。

第一挡板311和第二挡板313的内周面分别设有密封齿，密封齿与转轴2之间在转轴2的径向上具有预设间隙。

第一挡板311的右端面与刷丝束312的左端面相接触，第二挡板313的左端面与刷丝束312的右端面相接触。第一挡板311内周的密封齿为单齿，且第一挡板311内周的密封齿在上下方向上的截面的形状大体为等腰三角形，第二挡板313的密封齿为单齿，且第二挡板313内周的密封齿在上下方向上的截面的形状大体为直角三角形，且直角三角形的一条直角边与刷丝束312的右端面相接触，直角三角形的另一条直角板与第二挡板313的内周面相接触。

磁性液体密封部件32包括第一极靴321、第二极靴322和永磁体323，第一极靴321和第二极靴322分别套设在转轴2上，且第一极靴321和第二极靴322在左右方向上间隔布置，永磁体323设在第一极靴321和第二极靴322之间，第一极靴321的内周设有多个第一极齿3211，多个第一极齿3211在左右方向上间隔布置，且多个第一极齿3211与转轴2之间吸附有磁性液体，第二极靴322的内周设有多个第二极齿3221，多个第二极齿3221在左右方向上间隔布置，且多个第二极齿3221与转轴2之间吸附有磁性液体。

第一极靴321外周面上和第二极靴322外周面上均设有凹槽，第一密封圈5设在第一极靴321的凹槽内，第二密封圈6设在第二极靴322的凹槽内。

吸附部件4为多个，多个吸附部件4在上下方向上间隔布置。多个吸附部件4分别位于第一安装孔3111内和第二安装孔3131内，第一安装孔3111和第二安装孔3131数量之和等于吸附部件4的数量。

供风组件7位于腔室101内，供风组件7位于刷式密封部件31的左侧，供风组件7包括固定板71和多个供风件72，固定板71套设在转轴2上，多个供风件72在固定板71的周向上间隔布置，供风件72朝向密封腔供风，多个供风件72均通过导线与外部电源相连，壳体1上设有通孔103，导线穿过通孔103。

端盖8设在壳体1的右端，且端盖8通过螺栓与壳体1相连，转轴2穿过端盖8，端盖8的左端面与迷宫密封部件33的右端面抵接。

壳体1的左端设有凹槽，第三密封圈9设在壳体1左端的凹槽内。

下面参照图1和图2描述本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置的运行原理。

本实用新型实施例的磁性液体复合密封装置与外部设备相连后，迷宫密封部件33可降低外界与密封腔之间的压差，从而降低磁性液体密封所承受的压力，提高磁性液体复合密封装置的耐高压的能力，同时磁性液体密封还可满足真空密封要求。并且迷宫密封部件33还能过滤外界粉尘，减少外界粉尘进入磁性液体内的量，保持磁性液体的清洁，延长密封装置使用寿命。供风件72可向密封腔的一侧供风，使密封介质不易进入密封装置，刷式密封部件31也可阻挡密封介质进入后续密封装置，吸附部件4可吸附进入密封装置的密封介质。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。