一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于高转速密封。
【背景技术】
[0002]机械密封是一种广泛应用的旋转轴动密封，具有工作稳定、适用范围广等特点，但是在在高转速条件下机械密封端面润滑膜破裂导致干摩擦，使端面磨损严重，因此不适用于高转速动密封，磁力密封是机械密封的一种，磁力密封利用磁性材料的磁场作用，使补偿环组件与非补偿环组件相互吸引，实现补偿环与非补偿环摩擦面紧密贴合。与普通弹性加载端面密封相比，磁力端面密封的主要优点是结构元件少，紧凑，安装方便。以磁力代替弹性元件的弹性力，克服了由制造、安装误差以及工作过程中轴向位移带来的影响而使接触负荷变化大的问题。因此，磁力端面密封装置磨损低、寿命长、工作可靠。但是磁力密封由于利用永磁体产生的磁力较弹簧力小，只适用于密封介质压力不高的场合，同时也具有不适用于高转速条件的缺点。磁性液体可以作为润滑剂使用，其中的磁性颗粒大小只有5?10nm，比表面粗糙度细得多，一般不会引起磨损。利用外加磁场可使其保持在润滑部位，准确地充满润滑表面，用量不多而且可靠，具有优良的承载能力、良好的抗磨减摩、耐高转速和自修复功能，既可保证在润滑过程中接触区润滑状态稳定，不会出现无润滑摩擦，同时又可起密封作用防止泄漏和外界污染。磁性液体密封是一种新型密封，其具有严密的密封性、不可测量的泄漏率、长寿命、可靠性高、没有污染等特点；磁性液体密封即使在中断运行时，也不像弹性密封在停机期间受增速和弛豫的影响，正因如此，磁性液体密封在很多行业有着重要的不可替代的作用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:
[0004]解决传统磁力密封耐压能力低、不适用于高转速条件的问题，提高磁力密封的耐压能力并使其适用于高转速动密封条件。
[0005]本发明解决其技术问题的技术方案:
[0006]—种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于:
[0007]该装置包括动环0型圈、永磁体、动环、磁性液体、封座、静环0型圈、永磁静环；
[0008]动环内部装入永磁体，二者间采用过盈配合；
[0009]动环与轴之间用动环0型圈密封，永磁静环与封座之间用静环0型圈密封；
[0010]动环0型圈在密封的同时带动动环随轴转动，静环0型圈在密封的同时保持永磁静环与封座定位；
[0011]动环和永磁静环之间通过磁力吸引贴合且其端面间存在磁性液体；
[0012]封座上设计成专有的法兰凸缘用螺纹紧固件安装在需要密封的设备上；
[0013]封座采用非导磁合金材料制作；动环采用非导磁耐油材料制作；永磁体和永磁静环采用磁性能优良的永磁材料制作；
[0014]将永磁体和永磁静环异性磁极相对放置，以便产生磁力使动环和静环贴合；使永磁体、动环、磁性液体、永磁静环之间形成磁通路；
[0015]永磁静环的径向宽度小于动环的径向宽度，使磁性液体均匀包覆在永磁静环端面及其周围；
[0016]磁性液体应选用蒸发性低、饱和磁化强度高类型的磁性液体，如氟醚油基磁性液体；
[0017]本发明所具有的有益效果:
[0018]在静环端面均匀吸附一定量的磁性液体，先将永磁静环与封座固定，将内嵌永磁体的非导磁动环靠近永磁静环，由于两永磁体异性磁极相对放置，动环受到永磁体的磁引力向静环运动，动环和静环端面间的磁性液体受到压缩，由于静环径向尺寸比动环小，被压出的磁性液体被吸附在永磁静环的侧面；磁性液体在磁场作用下粘度增加，使磁性液体的静压承载能力增强，会在动环和静环间形成一定厚度的磁性液体润滑膜。由于在旋转过程中动环与静环不直接接触，磁力密封的磨损的磨损大大降低，使其可以在高转速下运行；两永磁体间形成磁场可使磁性液体准确均匀的分布在动环与静环端面之间，保证在润滑过程中润滑状态稳定，不会出现无润滑摩。由于磁性液体的磁场响应特性，当端面间磁性液体因突然启动或停车减少时磁性液体膜可以自动补充恢复。同时端面间的磁性液体起密封作用防止泄漏和外界污染，因磁性液体密封具有零泄漏、寿命长、可靠性高等特点，且磁性液体密封耐压能力比一般磁力密封耐压能力高，因此本发明大大提高了磁力密封的使用性能，使其达到零泄漏并提高磁力密封的耐压能力。由于本发明中采用蒸发性低、饱和磁化强度高类型的磁性液体，减少了磁性液体的损失量并提高磁性液体密封的耐压能力，使磁性液体作为密封剂和润滑剂稳定工作在各种环境。综上所述，本发明解决了传统磁力密封耐压能力低、不适用于高转速条件的问题，通过将磁性液体润滑与密封技术与现有磁力密封方法有机结合，提出了一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，该装置可以有效提高磁力密封的耐压能力并使其适用于高转速动密封条件，弥补了磁力密封的缺点，极大的拓展了现有磁力密封的应用范围，并使其具有零泄漏、可靠性高等其他优点。该发明市场前景非常广阔，将会产生巨大的社会经济效益。同时该发明作为机械密封和磁性液体密封的组合密封对其他组合式密封设计具有重要借鉴意义。
【附图说明】
[0019]图1 一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置装配图。
[0020]图中:动环O型圈(I)、永磁体⑵、动环⑶、磁性液体⑷、封座(5)、静环O型圈
(6)、永磁静环(7);
[0021]结合附图对本发明作进一步说明。
[0022]该装置包括动环O型圈(I)、永磁体(2)、动环(3)、磁性液体(4)、封座(5)、静环O型圈(6)、永磁静环(7);
[0023]动环(3)内部装入永磁体(2)，二者间采用过盈配合；
[0024]动环(3)与转轴之间用动环O型圈(I)密封，永磁静环(7)与封座(5)之间用静环O型圈(6)密封；
[0025]动环O型圈⑴在密封的同时带动动环(3)随轴转动，静环O型圈(6)在密封的同时保持永磁静环(7)与封座(5)定位；
[0026]动环(3)和永磁静环(7)之间通过磁力吸引贴合且其端面间存在磁性液体(4);
[0027]封座(5)上设计成专有的法兰凸缘用螺纹紧固件安装在需要密封的设备上；
[0028]封座(5)采用非导磁合金材料制作；动环⑶采用非导磁耐油材料制作；永磁体
(2)和永磁静环(7)采用磁性能优良的永磁材料制作；
[0029]将永磁体(2)和永磁静环(7)异性磁极相对放置，以便产生磁力使动环(3)和静环(7)贴合；使永磁体(2)、动环(3)、磁性液体(4)、永磁静环(7)之间形成磁通路；
[0030]永磁静环(7)的径向宽度小于动环(3)的径向宽度，使磁性液体均匀包覆在永磁静环(7)端面及其周围；
[0031]磁性液体(4)应选用蒸发性低、饱和磁化强度高类型的磁性液体，如氟醚油基磁性液体。
【主权项】
1.一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于: 该装置包括动环0型圈(1)、永磁体(2)、动环(3)、磁性液体(4)、封座(5)、静环0型圈(6)、永磁静环(7); 动环(3)内部装入永磁体(2)，二者间采用过盈配合； 动环⑶与转轴之间用动环0型圈⑴密封，永磁静环(7)与封座(5)之间用静环0型圈(6)密封； 动环0型圈(1)在密封的同时带动动环(3)随轴转动，静环0型圈(6)在密封的同时保持永磁静环(7)与封座(5)定位； 动环(3)和永磁静环(7)之间通过磁力吸引贴合且其端面间存在磁性液体(4); 封座(5)上设计成专有的法兰凸缘用螺纹紧固件安装在需要密封的设备上。2.根据权利要求1所述的一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于:封座(5)采用非导磁合金材料制作；动环⑶采用非导磁耐油材料制作；永磁体⑵和永磁静环(7)采用磁性能优良的永磁材料制作。3.根据权利要求1所述的一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于:将永磁体(2)和永磁静环(7)异性磁极相对放置，以便产生磁力使动环(3)和静环(7)贴合；使永磁体(2)、动环(3)、磁性液体(4)、永磁静环(7)之间形成磁通路。4.根据权利要求1所述的一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于:永磁静环(7)的径向宽度小于动环(3)的径向宽度，使磁性液体均匀包覆在永磁静环(7)端面及其周围。5.根据权利要求1所述的一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，其特征在于:权利要求1中所述磁性液体(4)应选用蒸发性低、饱和磁化强度高类型的磁性液体，如氟醚油基磁性液体。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于高转速密封。本发明解决了传统磁力密封耐压能力低、不适用于高转速条件的问题，通过将磁性液体润滑与密封技术与现有磁力密封方法有机结合，提出了一种适用于高转速条件的磁性液体磁力密封装置，该装置可以有效提高磁力密封的耐压能力并使其适用于高转速动密封条件，弥补了磁力密封的缺点，极大的拓展了现有磁力密封的应用范围，并使其具有零泄漏、可靠性高等其他优点。
【IPC分类】F16J15/43
【公开号】CN105351528
【申请号】CN201510746261
【发明人】李德才, 李振坤, 姚杰
【申请人】北京交通大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月6日