一种磁源串联型的磁性流体密封装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种磁源串联型的磁性流体密封装置，该装置包括外壳、左极靴环、中间极靴环、右极靴环、第一永磁体、第二永磁体；中间极靴环安装于轴的中部，中间极靴环的左端面和右端面上分别开设有多个环形凹槽I和多个环形凹槽II；左极靴环位于中间极靴环的左侧，在其右端面上与第一永磁体相对应的位置注入密封介质；第一永磁体为圆环体，其壁厚与环形凹槽I高度一致，第一永磁体嵌套于环形凹槽I内；右极靴环位于中间极靴环的右侧，在其左端面上与第二永磁体相对应的位置注入密封介质；第二永磁体为圆环体，第二永磁体嵌套于环形凹槽II内。使用本发明的密封结构，有利增强密封性能的稳定性。
【专利说明】
一种磁源串联型的磁性流体密封装置
技术领域
[0001 ]本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种磁源串联型的磁性流体密封装置。
【背景技术】
[0002]随着经济的日益发展，工业设备等相关领域对密封性能要求越来越高，传统的密封方式已经难以满足某些特殊场合的密封要求，磁流体技术的发展推动了磁流体密封技术的发展，磁流体密封技术在密封领域正发挥越来越重要的作用。磁性流体密封是采用局部强磁场及磁性流体封堵密封间隙的一种先进动密封方法，现有磁性流体密封一般采用套装结构，主要由极靴环、永磁体、导磁轴或导磁环等部件组成，而密封结构的其聚磁结构主要由单侧极齿聚磁结构、对齿型磁性流体动密封结构、多级密封结构、离心式磁性流体密封结构。现有的这些密封结构，其密封环都是在极靴环或永磁体上开设极齿，使极齿与转轴之间形成轴向的环形密封间隙，而转轴在转动过程中会产生径向跳动，转轴的偏心会改变轴向的环形密封间隙的对称性，若转轴的偏心量过大，还有可能会造成转轴与密封极齿之间产生刚性接触导致刚性磨损，使轴向的环形密封间隙径向尺寸明显增大，由于磁流体轴密封承压值对环形密封间隙大小十分敏感，若环形密封间隙增大0.1mm可使磁流体轴密封承压值降低10%以上，因此，环形密封间隙的少许增大就会导致磁流体轴密封承压值的明显下降，不利于密封装置密封性能的稳定性，使密封装置难以满足高速重载等特殊工况的要求。
【发明内容】
[0003]本发明针对现在技术的不足，提供一种密封效果好的磁源串联型的磁性流体密封
目.ο
[0004]本发明的技术方案如下:
一种磁源串联型的磁性流体密封装置，包括外壳、左极靴环、中间极靴环、右极靴环、第一永磁体、第二永磁体;所述的中间极靴环安装于轴的中部，中间极靴环的左端面开设有一个以上的环形凹槽I，中间极靴环的右端面上开设有一个以上的环形凹槽II;
所述的左极靴环位于中间极靴环的左侧，左极靴环与中间极靴环之间留有间隙；所述的第一永磁体为圆环体，其壁厚与中间极靴环的左端面上的环形凹槽I高度一致，第一永磁体嵌套于中间极靴环的左端面的环形凹槽I内，第一永磁体向左极靴环延伸;所述的第一永磁体与左极靴环的右端面之间留有间隙；左极靴环的右端面上与第一永磁体相对应的位置注入密封介质，在磁场力的作用下，密封介质吸附于第一永磁体上；
所述的右极靴环位于中间极靴环的右侧，右极靴环与中间极靴环之间留有间隙；所述的第二永磁体为圆环体，其壁厚与中间极靴环的右端面上的环形凹槽II高度一致，第二永磁体套于中间极靴环的右端面的环形凹槽II内，第二永磁体向右极靴环延伸，所述的第二永磁体与右极靴环的左端面之间留有间隙；右极靴环的左端面上与第二永磁体相对应的位置上注入密封介质，在磁场力的作用下，密封介质吸附于第二永磁体上。
[0005]所述的中间极靴环的左端面上相邻的两个第一永磁体的极性相反。
[0006]所述的环形凹槽I和环形凹槽II数量一致，它们在中间极靴环径向上的位置一一对应，形状尺寸也一致;所述的对应的环形凹槽I和环形凹槽II中安装的第一永磁体和第二永磁体的极性相同。
[0007]还包括极齿I，所述的极齿I分别设于左极靴环的右端面和右极靴环的左端面上；所述的左极靴环的右端面上，极齿I设于各个第一永磁体之间；所述的右极靴环的左端面上，极齿I设于各个第二永磁体之间。
[0008]在左极靴环的右端面上和右极靴环的左端面上靠近外壳内壁的位置分别设置尺寸相同的极齿II，所述的左极靴环上的极齿II的右端面与右极靴环上的极齿II的左端面相接触。
[0009]还包括两个卡簧，所述的卡簧分别安装在中间极靴环左右两端面的轴上，紧贴中间极靴环的两侧。
[0010]还包括两组隔磁环和两个轴承，所述的两组隔磁环分别安装在左极靴环左端面和右极靴环右端面上，两个轴承安装于轴上，分别设在左极靴环左端面上隔磁环的左侧和右极靴环右端面上隔磁环的右侧。
[0011]所述的隔磁环包括外隔磁环和内隔磁环，所述的外隔磁环安装在外壳的内壁上，所述的内隔磁环安装于轴上，外隔磁环与内隔磁环之间存在间隙，外隔磁环与内隔磁环的轴向长度相等。
[0012]所述的永磁体为轴向充磁型永磁体。
[0013]所述的环形凹槽I的数量为1-7个，环形凹槽I轴向深度为l-5mm，径向高度为2-8mm ο
[0014]本发明的安装过程如下:将第一永磁体安装在中间极靴环左端面的环形凹槽I内，将第二永磁体安装在中间极靴环右端面的环形凹槽II内，再将中间极靴环安装在轴的中部，在中间极靴环的左侧和右侧的轴上分别安装卡簧，在第一永磁体的左端面注入密封介质，密封介质为磁性流体，在第二永磁体的右端面注入密封介质，密封介质为磁性流体;在左极靴环和右极靴环外环面的环形凹槽III内安装橡胶圈，再将左极靴环安装在中间极靴环的左侧的轴上，将右极靴环安装在中间极靴环的右侧的轴上，使左极靴环的右端面与第一永磁体左端面的密封介质接触，使右极靴环左端面与第二永磁体右端面的密封介质接触;在左极靴环的左侧依次安装隔磁环和轴承，在右极靴环右侧依次安装隔磁环和轴承;将外壳安装在轴上，使外壳罩住上述安装在轴上的零件，使外壳左端的内侧靠紧位于左侧的轴承;最后通过端盖与外壳右端的螺纹连接，压紧位于右侧的轴承的外圈。
[0015]本发明在中间极靴环的左端面和右端面分别开设环形凹槽，环形凹槽内安装串联的轴向充磁型永磁体，永磁体与左极靴环和右极靴环上的极齿相配合，从而实现磁源串联型的磁性流体密封，磁源串联型的密封结构可有效减小密封失效时磁性流体的损失;在左极靴环和右极靴环的端面上设置极齿，极齿与中间极靴环上的永磁体配合形成径向迷宫密封结构，径向的迷宫密封结构的密封间隙不受转轴径向跳动的影响，使密封性能更稳定性；本发明克服现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，采用磁源串联型的磁性流体密封装置减少了原有阶梯轴的应力集中，提高了大间隙条件下磁性流体密封的耐压能力，扩大了其安全工作范围。
【附图说明】
[0016]图1为磁源串联型的磁性流体密封装置
图中各序号标示及对应的结构名称如下:1-轴，2-外壳，3-轴承，4-内隔磁环，5-外隔磁环，6-左极靴环，7-极齿I，8_中间极靴环，9-极齿II，10-卡簧，11-右极靴环，12-端盖，13-环形凹槽III，14-第二永磁体，15-环形凹槽II，16-环形凹槽I，17-第一永磁体。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018]如图1所述，一种磁源串联型的磁性流体密封装置，包括外壳2、左极靴环6、中间极靴环8、右极靴环11、第一永磁体17、第二永磁体14;所述的中间极靴环8安装于轴I的中部，中间极靴环8的左端面开设有一个以上的环形凹槽116，中间极靴环8的右端面上开设有一个以上的环形凹槽1115;
所述的左极靴环6位于中间极靴环8的左侧，左极靴环6与中间极靴环8之间留有间隙；所述的第一永磁体17为圆环体，其壁厚与中间极靴环8的左端面上的环形凹槽116高度一致，第一永磁体17嵌套于中间极靴环8的左端面的环形凹槽116内，第一永磁体17向左极靴环6延伸；左极靴环6的右端面上与第一永磁体17相对应的位置注入密封介质，在磁场力的作用下，密封介质吸附于第一永磁体17上；
所述的右极靴环11位于中间极靴环8的右侧，右极靴环11与中间极靴环8之间留有间隙;所述的第二永磁体14为圆环体，其壁厚与中间极靴环8的右端面上的环形凹槽1115高度一致，第二永磁体14嵌套于中间极靴环8的右端面的环形凹槽1115内，第二永磁体14向右极靴环11延伸；右极靴环11的左端面上与第二永磁体14相对应的位置上注入密封介质，在磁场力的作用下，密封介质吸附于第二永磁体14上。
[0019]所述的中间极靴环8的左端面上相邻的两个第一永磁体17的极性相反。
[0020]所述的环形凹槽116和环形凹槽1115数量一致，它们在中间极靴环8径向上的位置一一对应，形状尺寸也一致;所述的对应的环形凹槽116和环形凹槽1115中安装的第一永磁体17和第二永磁体14的极性相同。
[0021]还包括极齿17，所述的极齿17分别设于左极靴环6的右端面和右极靴环11的左端面上;所述的左极靴环6的右端面上，极齿17设于各个第一永磁体17之间；所述的右极靴环11的左端面上，极齿17设于各个第二永磁体14之间。
[0022]在左极靴环6的右端面上和右极靴环11的左端面上靠近外壳2内壁的位置分别设置尺寸相同的极齿119，所述的左极靴环6上的极齿119的右端面与右极靴环11上的极齿119的左端面相接触。
[0023]还包括两个卡簧10，所述的卡簧10分别安装在中间极靴环8左右两端面的轴I上，紧贴中间极靴环8的两侧。
[0024]还包括两组隔磁环和两个轴承3，所述的两组隔磁环分别安装在左极靴环6左端面和右极靴环11右端面上，两个轴承3安装于轴I上，分别设在左极靴环6左端面上隔磁环的左侧和右极靴环11右端面上隔磁环的右侧。
[0025]所述的隔磁环包括外隔磁环5和内隔磁环4，所述的外隔磁环5安装在外壳2的内壁上，所述的内隔磁环4安装于轴I上，外隔磁环5与内隔磁环4之间存在间隙，外隔磁环5与内隔磁环4的轴向长度相等。
[0026]所述的第一永磁体17和第二永磁体14均为轴向充磁型永磁体。
[0027]所述的环形凹槽116的数量为1-7个，环形凹槽116轴向深度为l-5mm，径向高度为2-8mm0
[0028]本发明的安装过程如下:将第一永磁体17安装在中间极靴环8左端面的环形凹槽116内，将第二永磁体14安装在中间极靴环8右端面的环形凹槽1115内，再将中间极靴环8安装在轴I的中部，在中间极靴环8的左侧和右侧的轴I上分别安装卡簧1，在第一永磁体17的左端面注入密封介质，密封介质为磁性流体，在第二永磁体14的右端面注入密封介质，密封介质为磁性流体;在左极靴环6和右极靴环11外环面的环形凹槽III13内安装橡胶圈，再将左极靴环6安装在中间极靴环8的左侧的轴I上，将右极靴环11安装在中间极靴环8的右侧的轴I上，使左极靴环6的右端面与第一永磁体17左端面存在间隙，使右极靴环11左端面与第二永磁体14右端面存在间隙；在左极靴环6的左侧依次安装隔磁环和轴承3，在右极靴环11右侧依次安装隔磁环和轴承3;将外壳2安装在轴I上，使外壳2罩住上述安装在轴上的零件，使外壳2左端的内侧靠紧位于左侧的轴承3;最后通过端盖12与外壳2右端的螺纹连接，压紧位于右侧的轴承3的外圈。
【主权项】
1.一种磁源串联型的磁性流体密封装置，包括外壳(2)、左极靴环(6)、中间极靴环(8)、右极靴环(11)、第一永磁体(17)、第二永磁体(14);其特征在于:所述的中间极靴环(8)安装于轴(I)的中部，中间极靴环(8)的左端面开设有一个以上的环形凹槽I (16)，中间极靴环(8)的右端面上开设有一个以上的环形凹槽11(15); 所述的左极靴环(6 )位于中间极靴环(8 )的左侧，左极靴环(6 )与中间极靴环(8)之间留有间隙；所述的第一永磁体(17)为圆环体，其壁厚与中间极靴环(8)的左端面上的环形凹槽I (16)高度一致，第一永磁体(17)嵌套于中间极靴环(8)的左端面的环形凹槽I(16)内，第一永磁体(17)向左极靴环(6)延伸，所述的第一永磁体(17)与左极靴环(6)的右端面之间留有间隙； 所述的右极靴环(11)位于中间极靴环(8)的右侧，右极靴环(11)与中间极靴环(8)之间留有间隙；所述的第二永磁体(14)为圆环体，其壁厚与中间极靴环(8)的右端面上的环形凹槽11(15)高度一致，第二永磁体(14)嵌套于中间极靴环(8)的右端面的环形凹槽11(15)内，第二永磁体(14)向右极靴环(11)延伸，所述的第二永磁体(14)与右极靴环(11)的左端面之间留有间隙。2.如权利要求1所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:所述的中间极靴环(8)的左端面上相邻的两个第一永磁体(17)的极性相反。3.如权利要求1或2所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:所述的环形凹槽I (16)和环形凹槽II (15)数量一致，它们在中间极靴环(8)径向上的位置一一对应，形状尺寸也一致;所述的对应的环形凹槽I (16 )和环形凹槽II (15 )中安装的第一永磁体(17 )和第二永磁体(14)的极性相同。4.如权利要求3所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:还包括极齿I(7)，所述的极齿1(7)分别设于左极靴环(6)的右端面和右极靴环(11)的左端面上;所述的左极靴环(6)的右端面上，极齿1(7)设于各个第一永磁体(17)之间；所述的右极靴环(11)的左端面上，极齿1(7)设于各个第二永磁体(14)之间。5.如权利要求4所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:在左极靴环(6)的右端面上和右极靴环(11)的左端面上靠近外壳(2)内壁的位置分别设置尺寸相同的极齿11(9)，所述的左极靴环(6)上的极齿11(9)的右端面与右极靴环(11)上的极齿11(9)的左端面相接触。6.如权利要求1所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:还包括两个卡簧(10)，所述的卡簧(10)分别安装在中间极靴环(8)左右两端面的轴(I)上，紧贴中间极靴环(8)的两侧。7.如权利要求1所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:还包括两组隔磁环和两个轴承(3)，所述的两组隔磁环分别安装在左极靴环(6)左端面和右极靴环(11)右端面上，两个轴承(3)安装于轴(I)上，分别设在左极靴环(6)左端面上隔磁环的左侧和右极靴环(11)右端面上隔磁环的右侧。8.如权利要求7所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:所述的隔磁环包括外隔磁环(5)和内隔磁环(4)，所述的外隔磁环(5)安装在外壳(2)的内壁上，所述的内隔磁环(4)安装于轴(I)上，外隔磁环(5)与内隔磁环(4)之间存在间隙，外隔磁环(5)与内隔磁环(4)的轴向长度相等。9.如权利要求1所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:所述的第一永磁体(17)和第二永磁体(14)均为轴向充磁型永磁体。10.如权利要求1所述的磁源串联型的磁性流体密封装置，其特征在于:所述的环形凹槽1(16)的数量为1-7个，环形凹槽1(16)轴向深度为1-5_，径向高度为2-8_。
【文档编号】F16J15/43GK106015584SQ201610599773
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】杨小龙, 高尚晗
【申请人】广西科技大学