减小启动力矩的磁性液体密封装置

1.本发明属于机械工程密封技术领域，具体地，涉及一种减小启动力矩的磁性液体密封装置。


背景技术：

2.磁性液体密封因其零泄漏、长寿命、高可靠性等优点得到广泛应用。
3.相关技术中，在某些温度较低的场合，磁性液体的粘度会增大，使得磁性液体密封装置的启动力矩增大。在正常温度下扭矩为1.6kg
·
m的磁性液体密封装置，在
‑
40℃时扭矩会达到7kg
·
m，严重影响密封装置的使用性能。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种结构简单、启动方便的减小启动力矩的磁性液体密封装置。
6.根据本发明实施例的减小启动力矩的磁性液体密封装置包括：壳体；磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件设在所述壳体内，且所述磁性液体密封组件设有通孔；轴套，至少部分所述轴套配合在所述通孔内，所述轴套在所述通孔内可转动，所述轴套的外周壁和所述通孔的内周壁之间形成第一环形间隙，所述第一环形间隙用于填充磁性液体；轴，至少部分所述轴转动配合在所述轴套内，所述轴的外周壁和所述轴套的内周壁之间形成第二环形间隙；增摩件，所述增摩件设在所述第二环形间隙内，所述增摩件用于在所述轴相对所述轴套转动时增大所述轴和所述轴套间的摩擦作用以摩擦加热所述磁性液体。
7.本发明实施例的减小启动力矩的磁性液体密封装置，通过增摩件的设置，从而使得增摩件与轴和轴套之间摩擦生热，减小了磁性液体密封装置的启动力矩，保证了磁性液体密封装置的密封性能。
8.在一些实施例中，所述增摩件和所述磁性液体密封组件沿所述轴的径向相对设置。
9.在一些实施例中，所述轴套的内周面或所述轴的外周面至少一者设有沿所述轴的周向延伸的凹槽，所述第二环形间隙形成在所述凹槽内。
10.在一些实施例中，所述凹槽的一端沿所述轴的轴向延伸且贯穿所述轴或所述轴套，所述减小启动力矩的磁性液体密封装置还包括端盖，所述端盖套设在所述轴的外周面，所述增摩件设在所述端盖和所述凹槽之间，以便所述端盖压紧所述增摩件。
11.在一些实施例中，所述增摩件包括：绳体；金属箔带，所述金属箔带缠绕在所述绳体的外周侧。
12.在一些实施例中，所述绳体为石棉绳，且所述石棉绳的截面形状为矩形。
13.在一些实施例中，所述金属箔带的材质为铝、铅或锡的任一种。
14.在一些实施例中，所述减小启动力矩的磁性液体密封装置还包括第一隔磁环和第
二隔磁环，所述第一隔磁环和所述第二隔磁环环绕在所述轴套上且位于所述壳体内，所述第一隔磁环和所述第二隔磁环沿所述轴的轴向间隔设置，所述磁性液体密封装置位于所述第一隔磁环和所述第二隔磁环之间。
15.在一些实施例中，所述磁性液体密封组件包括：多个极靴，多个所述极靴设在所述壳体内，多个所述极靴套设在所述轴套上，多个所述极靴的内周面与所述轴套的外周面之间沿所述轴的径向间隔设置，多个所述极靴的内周面与所述轴套的外周面填充有磁性液体；永磁体，所述永磁体设在所述壳体内且环绕在所述轴的外周侧，所述永磁体位于相邻所述极靴之间。
16.在一些实施例中，所述减小启动力矩的磁性液体密封装置还包括密封件，所述轴的外周面或所述轴套的内周面至少一者内设有环形槽，所述密封件配合在所述环形槽，且所述密封件的外周面与所述轴套的内周面贴合。
附图说明
17.图1是本发明实施例的减小启动力矩的磁性液体密封装置的结构示意图。
[0018][0019]
磁性液体密封装置100；
[0020]
壳体1；磁性液体密封组件2；极靴21；永磁体22；轴套3；第二环形间隙31；轴4；第一环形间隙41；增摩件5；端盖6；第一隔磁环7；第二隔磁环8；第一轴承9；第二轴承10；密封件101。
具体实施方式
[0021]
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0022]
下面参考附图1描述根据本发明实施例的减小启动力矩的磁性液体密封装置。
[0023]
如图1所示，根据本发明实施例的减小启动力矩的磁性液体密封装置包括壳体1、磁性液体密封组件2、轴套3、轴4和增摩件5。
[0024]
磁性液体密封组件2设在壳体1内，且磁性液体密封组件2设有通孔。具体地，磁性液体密封组件2设在壳体1内，磁性液体密封组件2的外周面与所述壳体1的内周面贴合，磁性液体密封组件2具有沿左右方向贯穿磁性液体密封组件2的通孔。
[0025]
至少部分轴套3配合在通孔内，轴套3在通孔内可转动，轴套3的外周壁和通孔的内周壁之间形成第一环形间隙41，第一环形间隙41用于填充磁性液体。具体地，如图1所示，轴套3穿设在磁性液体密封组件2的通孔内，且轴套3可在通孔内转动，轴套3的外周面和通孔的内周面间隔设置以形成第一环形间隙41，由此，使得磁性液体填充在第一环形间隙41内，且轴套3的一端与第一电机(图中未示意出)的输出轴4相连，通过第一电机带动轴套3转动。
[0026]
至少部分轴4转动配合在轴套3内，轴4的外周壁和轴套3的内周壁之间形成第二环形间隙31。具体地，如图1所示，轴4可转动地穿设在轴套3内，且轴套3的内周面和轴 4的外周面沿轴4的径向方向间隔设置以形成第二环形间隙31，且轴4的一端与第二电机 (图中未示意出)的输出轴4相连，通过第二电机带动轴4转动。
[0027]
增摩件5设在第二环形间隙31内，增摩件5用于在轴4相对轴套3转动时增大轴4和
轴套3间的摩擦作用以摩擦加热磁性液体。具体地，增摩件5设在第二环形间隙31内，且增摩件5的外周面与轴套3接触，增摩件5的内周面与轴4接触，当轴4和轴套3转动时候，可使得增摩件5在第二环形间隙31内转动，从而使得增摩件5与轴4和轴套3发生摩擦产生热量。
[0028]
根据本发明实施例减小启动力矩的磁性液体密封装置100，通过增摩件5设在第二环形间隙31内，当温度较低时，开启第一电机使轴4在轴套3内转动，从而带动增摩件5在第一环形间隙41内转动，使得增摩件5与轴4和轴套3摩擦生热，产生的热量通过轴套3传导给磁性液体，从而对磁性液体密封组件2的磁性液体进行加热，减小磁性液体的粘度，开启第二电机并关闭第一电机，使得轴套3在磁性液体密封组件2的通孔内转动，从而减小了磁性液体密封装置100的启动力矩。
[0029]
在一些实施例中，轴套3的内周面或轴4的外周面至少一者设有沿轴4的周向延伸的凹槽，第二环形间隙31形成在凹槽内。具体地，如图1所示，轴套3的内周面设有沿轴4 的周向方向延伸的凹槽，第二环形间隙31形成在凹槽的内周面和轴4的外周面之间，由此，使得增摩件5安装在第二环形间隙31内。
[0030]
在一些实施例中，凹槽的一端沿轴4的轴向延伸且贯穿轴4或轴套3，减小启动力矩的磁性液体密封装置100还包括端盖6，端盖6套设在轴4的外周面，增摩件5设在端盖6 和凹槽之间，以便端盖6压紧增摩件5。具体地，如图1所示，凹槽的左端沿左右方向贯穿轴套3，增摩件5设在凹槽内，增摩件5的右端抵在凹槽的右端，端盖6设在增摩件5 的左端，且端盖6的内周面与轴4的外周面过盈配合。由此，使得增摩件5安装在凹槽和端盖6之间，防止增摩件5左右窜动。
[0031]
在一些实施例中，增摩件5包括绳体(图中未示意出)和金属箔带(图中未示意出)。
[0032]
金属箔带缠绕在绳体的外周侧。具体地，绳体缠绕在轴套3的外周侧，且金属箔带包裹在绳体上。由此，不仅方便增摩件5的安装，而且金属箔带能够提高增摩件5与轴4和轴套3之间的摩擦产生的热量，也能够提高增摩件5的使用寿命，从而使得增摩件5设置更加合理。
[0033]
在一些实施例中，绳体为石棉绳，且石棉绳的截面形状为矩形。由于石棉绳的拉伸强度较高，具有良好的耐热性能和绝缘性能，由此，选用石棉绳能够提高增摩件5的使用寿命，另外，石棉绳的截面形状为矩形，当增摩件5缠绕在轴4上时，可防止增摩件5之间存在间隙，增大增摩件5与轴4和轴套3之间的接触面积，提高了摩擦效率和生热效率。
[0034]
在一些实施例中，金属箔带的材质为铝、铅或锡的任一种。由于，铝、铅或锡具有良好的延展性，能够方便将金属箔带设在石棉绳上。
[0035]
可以理解的是，增摩件5的结构不限于此，增摩件5也可以为摩擦片或者摩擦环等等。
[0036]
在一些实施例中，减小启动力矩的磁性液体密封装置100还包括第一隔磁环7和第二隔磁环8，第一隔磁环7和第二隔磁环8环绕在轴套3上且位于壳体1内，第一隔磁环7 和第二隔磁环8沿轴4的轴向间隔设置，磁性液体密封装置100位于第一隔磁环7和第二隔磁环8之间。
[0037]
具体地，如图1所示，第一隔磁环7和第二隔磁环8穿设在轴套3上，第一隔磁环7 和第二隔磁环8的外周面与壳体1的内周面贴合，从而对第一隔磁环7和第二隔磁环8进行定位，防止第一隔磁环7和第二隔磁环8在壳体1内沿轴4的径向方向发生窜动而造成壳体1内
零部件损坏或者产生噪音。第一隔磁环7的内周面和第二隔磁环8的内周面与轴套3的外周面间隔开，从而方便隔磁环5的安装。由于第一隔磁环7和第二隔磁环8具有阻断磁场的能力，进而防止磁性液体密封单元的磁力线流失。
[0038]
在一些实施例中，减小启动力矩的磁性液体密封装置100还包括第一轴承9和第二轴承10，第一轴承9和第二轴承10设在壳体1内且安装在轴套3上，第一轴承9和第二轴承10在轴4的轴向上间隔布置，第一轴承9和第二轴承10设置在第一隔磁环7和第二隔磁环8的两侧或第一轴承9和第二轴承10位于第一隔磁环7或第二隔磁环8的同一侧。
[0039]
具体地，如图1所示，第一轴承9和第二轴承10穿设在轴套3上，且设置在第一隔磁环7的左侧，第一轴承9的内圈和第二轴承10的内圈都与轴套3过盈配合，第一轴承9和第二轴承10的外圈都与壳体1的内周面间隙配合或过渡配合，不仅可以保证轴套3在壳体 1内流畅的转动，当需要对壳体1内的零部件进行检修时，也可以方便第一轴承9和第二轴承10随着轴套3从壳体1内取出。
[0040]
在一些实施例中，磁性液体密封组件2包括：多个极靴21、永磁体22
[0041]
多个极靴21设在壳体1内，多个极靴21套设在轴套3上，多个极靴21的内周面与轴套3的外周面之间沿轴4的径向间隔设置，多个极靴21的内周面与轴4的外周面填充有磁性液体。永磁体22设在壳体1内且环绕在轴4的外周侧，永磁体22位于相邻极靴21之间。由此，永磁体22、极靴21、磁性液体构成闭合磁路，利用永磁体22在极靴21和轴4之间产生强弱相间的非均匀磁场，将磁性液体吸附在极齿和2之间，从而使得磁性液体填充在间隙内，产生耐压能力，达到密封的目的。
[0042]
在一些实施例中，增摩件5和磁性液体密封组件2沿轴4的径向相对设置。具体地，如图1所示，增摩件5与磁性液体密封组件2的磁性液体沿轴4的径向方向相对设置。由此，增摩件5与轴4和轴套3相对摩擦产生的热量能够及时传送给磁性液体，提高了增摩件5工作效率。
[0043]
在一些实施例中，减小启动力矩的磁性液体密封装置100还包括密封件101，轴4的外周面或轴套3的内周面至少一者内设有环形槽，密封件101配合在环形槽，且密封件101 的外周面与轴套3的内周面贴合。由此，通过密封件101提高了减小启动力矩的磁性液体密封装置100的密封性能，防止气体从轴4和轴套3之间泄露。
[0044]
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
[0045]
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。在本发明的描述中，“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。
[0046]
在本发明中，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发明中的具体含义。
[0047]
在本发明中，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。
[0048]
在本发明中，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发明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。
[0049]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。