一种磁性液体密封装置

1.本发明涉及机械工程密封技术领域，适用于使用水基磁性液体的密封装置。


背景技术：

2.磁性液体密封利用极齿产生强弱间隔的磁场梯度，用以束缚磁性液体在密封间隙中形成数个“o”形密封环起到密封作用，两密封表面没有直接接触，所以具有摩擦磨损低，传输效率高的优点。但水基磁性液体由于其易蒸发的特性，在应用中存在损耗高的问题，而且在大直径磁性液体密封装置中，磁性液体受重力因素影响，在注入时存在不能均匀填充密封间隙的问题，影响磁性液体密封的使用寿命和耐压能力，普通磁性液体装置不能在降低磁性液体损耗的同时解决磁性液体填充不均匀的问题，因此提出一种适用于水基磁性液体的带有输水涂层的密封装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是利用输水涂层对水的定向运输作用减小重力对水基磁性液体的影响，提供一种能降低水基磁性液体损耗和使水基磁性液体能在密封间隙均匀填充的磁性液体密封装置，并提高密封装置的耐压能力。
4.本发明采用的技术方案是：
5.一种磁性液体密封装置，其特征在于，该装置包括：转轴(1)、左轴承(2)、箱体(3)、左隔磁环(4)、左密封圈(5)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右密封圈(9)、右隔磁环(10)、右轴承(11)、端盖(12)、极齿(13)、输水涂层(14)；
6.构成该装置各部分之间的连接：所述左密封圈(5)安装在左极靴(6)外环面的环形槽内；所述右密封圈(9)安装在右极靴(8)外环面的环形凹槽内；转轴(1)外圆面沿周向加工有间隔排列的具有定向输水作用的输水涂层(14)；
7.将左轴承(2)、左隔磁环(4)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(10)、转轴(1)依次安装到箱体(3)中；左极靴(6)和右极靴(8)内圆面加工有极齿(13)；向转轴(1)外圆面与左极靴(6)和右极靴(8)内圆面的极齿(13)之间的密封间隙注入水基磁性液体；将右轴承(11)安装到箱体(3)中，端盖(12)与箱体(3)之间是螺纹连接，将端盖(12)旋入箱体(3)中，压紧左轴承(2)、左隔磁环(4)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(10)和右轴承(11)；左轴承(2)和右轴承(11)的内圈夹紧转轴(1)的左右两轴肩，为转轴(1)提供轴向定位；永磁体(7)沿轴向方向充磁。
8.其中，输水涂层(14)在转轴(1)外圆面上沿轴向间隔排列，在转轴(1)外圆面上，保证任一极齿(13)左右两侧均存在一列输水涂层(14)，并且任一极齿(13)正对的转轴(1)外圆面上没有输水涂层(14)；每一列输水涂层(14)均包含输水方向不同的三部分，这三部分的输水方向从左到右分别为沿轴向向左输水、沿轴转动方向输水和沿轴向向右输水。
9.与普通磁性液体密封装置相比，本发明的有益效果：1、向密封间隙注入水基磁性液体时，水基磁性液体途经输水涂层(14)时不会造成损耗，并且因为极齿(13)下的磁场对
水基磁性液体的吸引力大于输水涂层(14)中沿轴向向左输水或沿轴向向右输水的部分对水基磁性液体的斥力，所以水基磁性液体可以顺利通过这两部分涂层，不会妨碍水基磁性液体在密封间隙下的分布；2、当水基磁性液体经过输水涂层(14)中沿轴转动方向输水的部分时，这部分涂层对水的定向运输作用可以抵消重力对水基磁性液体的影响，使水基磁性液体迅速沿周向填充密封间隙，并使水基磁性液体在密封间隙均匀填充，并缩短形成水基磁性液体密封环所需的时间；3、当水基磁性液体注入完毕后，其在每个极齿(13)下均形成一个完整的“o”形密封环，起到密封作用，当密封装置一侧存在压力后，每一极齿(13)下的水基磁性液体密封环会向没有压力的一侧偏斜，当水基磁性液体接触到没有压力一侧的输水涂层(14)中的沿轴向输水的部分，这部分涂层的斥力可以抵消一部分压力，提高密封装置的耐压能力。
附图说明
10.图1是本发明的具体实施例结构示意图；
11.其中：转轴(1)、左轴承(2)、箱体(3)、左隔磁环(4)、左密封圈(5)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右密封圈(9)、右隔磁环(10)、右轴承(11)、端盖(12)、极齿(13)、输水涂层(14)。
具体实施方式
12.以附图为具体实施方式对本发明做进一步说明，但以下具体实施方式仅是本发明的较优实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。
13.如图1所示，构成该装置包括：转轴(1)、左轴承(2)、箱体(3)、左隔磁环(4)、左密封圈(5)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右密封圈(9)、右隔磁环(10)、右轴承(11)、端盖(12)、极齿(13)、输水涂层(14)；
14.构成该装置各部分之间的连接：所述左密封圈(5)安装在左极靴(6)外环面的环形槽内；所述右密封圈(9)安装在右极靴(8)外环面的环形凹槽内；转轴(1)外圆面沿周向加工有间隔排列的具有定向输水作用的输水涂层(14)；
15.将左轴承(2)、左隔磁环(4)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(10)、转轴(1)依次安装到箱体(3)中；左极靴(6)和右极靴(8)内圆面加工有极齿(13)；向转轴(1)外圆面与左极靴(6)和右极靴(8)内圆面的极齿(13)之间的密封间隙注入水基磁性液体；将右轴承(11)安装到箱体(3)中，端盖(12)与箱体(3)之间是螺纹连接，将端盖(12)旋入箱体(3)中，压紧左轴承(2)、左隔磁环(4)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(10)和右轴承(11)；左轴承(2)和右轴承(11)的内圈夹紧转轴(1)的左右两轴肩，为转轴(1)提供轴向定位；永磁体(7)沿轴向方向充磁，其左右分别为s极和n极。
16.其中，输水涂层(14)在转轴(1)外圆面上沿轴向间隔排列，在转轴(1)外圆面上，保证任一极齿(13)左右两侧均存在一列输水涂层(14)，并且任一极齿(13)正对的转轴(1)外圆面上没有输水涂层(14)；每一列输水涂层(14)均包含输水方向不同的三部分，这三部分的输水方向从左到右分别为沿轴向向左输水、沿轴转动方向输水和沿轴向向右输水。
17.所述环形永磁体(7)的材料为钕铁硼；
18.所述转轴(1)、左极靴(6)、右极靴(8)均为导磁性良好的2cr13；
19.所述箱体(3)、左隔磁环(4)、右隔磁环(10)均为不导磁材料；
20.下面说明磁回路的组成：永磁体(7)从n极发出的磁场经过右极靴(8)、转轴(1)、左极靴(6)到达永磁体(7)的s极。
21.下面说明本实施例的工作原理：
22.向密封间隙注入水基磁性液体时，水基磁性液体途经输水涂层(14)时不会造成损耗；因为极齿(13)下的磁场对水基磁性液体的吸引力大于输水涂层(14)中沿轴向向左输水或沿轴向向右输水的部分对水基磁性液体的斥力，所以水基磁性液体可以顺利通过这两部分涂层，不会妨碍水基磁性液体在密封间隙下的分布；当水基磁性液体经过输水涂层(14)中沿轴转动方向输水的部分时，这部分涂层对水的定向运输作用可以抵消重力对水基磁性液体的影响，使水基磁性液体迅速沿周向填充密封间隙，并使水基磁性液体在密封间隙均匀填充，并缩短形成水基磁性液体密封环所需的时间；
23.当水基磁性液体注入完毕后，其在每个极齿(13)下均形成一个完整的“o”形密封环，起到密封作用；当密封装置一侧存在压力后，每一极齿(13)下的水基磁性液体密封环会向没有压力的一侧偏斜，当水基磁性液体接触到没有压力一侧的输水涂层(14)中的沿轴向输水的部分，这部分涂层的斥力可以抵消一部分压力，提高密封装置的耐压能力。