一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械工程密封领域，该冷却结构适用于高线速度旋转工况。
【背景技术】
[0002]磁性液体密封以其零泄漏、无固体摩擦、无机械摩擦、能耗小、寿命长等优异特性在航空航天、电子技术、机械化工、能源冶金等众多高科技领域取得广泛而不可替代的作用。而各领域经常遇到高线速度旋转密封环境，在高线速度旋转工况下，密封装置中磁性液体的摩擦耗散热大，温度升高使磁性液体磁化强度下降，降低密封耐压能力，同时基载液挥发量大，降低密封寿命，这也就要求有更好更高效的冷却结构来解决散热问题。现有在极靴上开冷却槽的冷却方式，其散热速度仍有待提升，并且会影响极靴上的磁路分布，在一定程度上降低密封装置的耐压能力。本发明提出一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，不仅能够提供一种散热速度更快的冷却结构，而且不影响永磁体在极靴上的磁路分布。对于磁性液体密封在高线速度旋转工况下的应用具有重要意义。
【发明内容】
[0003]本发明需要解决的技术问题是，现有的磁性液体密封装置在高线速度旋转工况下发热量大，而现有冷却结构的散热速度慢；在极靴上开冷却槽的冷却结构影响磁路的分布，导致密封装置的耐压能力降低。因此提出一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，构成该装置包括:
[0006]外壳、转轴、左轴承、左隔磁环、左卡簧、左极靴、永磁体、右极靴、右隔磁环、右轴承、右卡簧、端盖、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第四密封圈、第一冷却槽、第二冷却槽；
[0007]构成该装置的各部分之间的连接:
[0008]所述第四密封圈安装在左极靴外圆上的左侧凹槽内，所述第三密封圈安装在左极靴外圆上的右侧凹槽内，所述左极靴的外圆柱面开有第二冷却槽，形成带密封圈的左极靴；
[0009]所述第二密封圈安装在右极靴外圆上的左侧凹槽内，所述第一密封圈安装在右极靴外圆上的右侧凹槽内，所述右极靴的外圆柱面开有第一冷却槽，形成带密封圈的右极靴；
[0010]所述永磁体嵌入带密封圈的左极靴的右端面的环形凹槽内，所述永磁体的右端面嵌入带密封圈的右极靴的左端面的环形凹槽内，形成密封组件；
[0011 ] 所述左轴承安装在转轴轴肩的右端面，所述左卡簧安装在转轴的左卡簧槽中，形成转动组件；
[0012]所述转动组件安装在外壳内的凸台右端面，所述左隔磁环安装在转动组件的左轴承的右端面，所述密封组件安装在左隔磁环的右端面，所述右隔磁环安装在密封组件的右极靴的右端面，所述右轴承安装在右隔磁环的右端面，所述右卡簧安装在右轴承的右端面；
[0013]所述端盖安装在右轴承的右端面，端盖与外壳固定连接，使转动组件、左隔磁环、密封组件、右隔磁环、右轴承轴向定位；
[0014]所述第一冷却槽和第二冷却槽内圆柱面加工成多层散热腹板形式；
[0015]所述外壳有4个通孔，其中孔a和孔b与第二冷却槽连通，孔c和孔d与第一冷却槽连通，冷却介质通过孔a和孔b进出第二冷却槽，通过孔c和孔d进出第一冷却槽；
[0016]所述永磁体外圆直径Dl小于或等于第一冷却槽和第二冷却槽底部直径D2，第一冷却槽和第二冷却槽不影响磁路分布；
[0017]左极靴、右极靴用导磁性材料制成，如2Crl3 ；
[0018]转轴可用导磁材料制成，或用非导磁材料制成并套上由导磁材料制成的轴套；
[0019]外壳、左隔磁环和右隔磁环用非导磁性材料制成，如不锈钢和铝型材料；
[0020]冷却介质用纯水或其它冷却剂；
[0021]本发明和已有技术相比所具有的有益效果:
[0022](I)在冷却槽内圆柱面加工成多层散热腹板形式，增大冷却剂与冷却槽内壁的接触面积，增大单位时间内冷却槽的散热量，加快密封间隙内磁性液体的散热速度，使磁性液体的温度保持在正常工作温度范围内，解决高线速度旋转工况下磁性液体摩擦耗散热大对磁性液体密封性能和使用寿命的影响；
[0023](2)使永磁体外圆直径Dl小于或等于第一冷却槽和第二冷却槽的底部直径D2，不影响永磁体产生的磁路在极靴上的分布，解决现有极靴上冷却槽影响极靴上的磁路分布而影响耐压性能的问题。
[0024]总之，一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，不仅能够增大冷却槽的散热面积，解决高线速度旋转工况下的散热问题；还能解决现有冷却槽结构对磁路分布的影响。使磁性液体密封适用于高线速度旋转工况，延长使用寿命。
【附图说明】
[0025]图1多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置图。
[0026]图2 m部位的放大图。
[0027]图3外壳图
【具体实施方式】
[0028]以附图1为【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0029]一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，如图1，该密封装置包括:外壳1、转轴2、左轴承3、左隔磁环4、左卡簧5、左极靴6、永磁体7、右极靴8、右隔磁环9、右轴承10、右卡簧11、端盖12、第一密封圈13-1、第二密封圈13-2、第三密封圈13_3、第四密封圈13-4、第一冷却槽14-1、第二冷却槽14-2 ；
[0030]构成该装置的各部分之间的连接:
[0031]所述第四密封圈13-4安装在左极靴6外圆上的左侧凹槽内，所述第三密封圈13-3安装在左极靴6外圆上的右侧凹槽内，形成带密封圈的左极靴；
[0032]所述第二密封圈13-2安装在右极靴8外圆上的左侧凹槽内，所述第一密封圈13-1安装在右极靴8外圆上的右侧凹槽内，形成带密封圈的右极靴；
[0033]所述永磁体7嵌入带密封圈的左极靴的右端面的环形凹槽内，所述永磁体7的右端面嵌入带密封圈的右极靴的左端面的环形凹槽内，形成密封组件；
[0034]所述左轴承3安装在转轴2轴肩的右端面，所述左卡簧5安装在转轴2的左卡簧槽中，形成转动组件；
[0035]所述转动组件安装在外壳I内的凸台右端面，所述左隔磁环4安装在转动组件的左轴承3的右端面，所述密封组件安装在左隔磁环4的右端面，所述右隔磁环9安装在密封组件的右极靴8的右端面，所述右轴承10安装在右隔磁环9的右端面，所述右卡簧11安装在右轴承10的右端面；
[0036]所述端盖12安装在右轴承10的右端面，端盖12与外壳I通过螺纹连接，使转动组件、左隔磁环4、密封组件、右隔磁环9、右轴承10轴向定位；
[0037]所述第一冷却槽14-1和第二冷却槽14-2内圆柱面加工成多层散热腹板形式；
[0038]如附图2，所述永磁体7外圆直径Dl小于或等于第一冷却槽14-1和第二冷却槽14-2底部直径D2，第一冷却槽14-1和第二冷却槽14-2不影响磁路分布。
[0039]如附图3，所述外壳I有4个通孔，其中孔a和孔b与第二冷却槽14_2连通，孔c和孔d与第一冷却槽14-1连通，冷却介质通过孔a和孔b进出第二冷却槽14_2，通过孔c和孔d进出第一冷却槽14-1 ;
[0040]左极靴6、右极靴8用导磁性材料制成，如2Crl3 ；
[0041]转轴2可用导磁材料制成，或用非导磁材料制成并套上由导磁材料制成的轴套；
[0042]外壳1、左隔磁环4和右隔磁环9用非导磁性材料制成，如不锈钢和铝型材料；
[0043]冷却介质用纯水或其它冷却剂；
[0044]在转轴长期高线速度旋转工况下，通过冷却剂与冷却槽内壁的接触和流动进行散热。将冷却槽内圆柱面加工成多层散热腹板形式，增大冷却剂与冷却槽内壁的接触面积，增大单位时间内冷却槽的散热量，加快密封间隙内磁性液体的散热速度，使磁性液体的温度保持在正常工作温度范围内，解决高线速度旋转工况下磁性液体摩擦耗散热大对磁性液体密封性能和使用寿命的影响；使永磁体外圆直径Dl小于或等于第一冷却槽和第二冷却槽的底部直径D2，不影响永磁体产生的磁路在极靴上的正常分布，解决现有极靴上冷却槽影响极靴上的磁路分布而影响耐压性能的问题。
【主权项】
1.一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，构成该装置包括: 外壳(I)、转轴(2)、左轴承(3)、左隔磁环(4)、左卡簧(5)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(9)、右轴承(10)、右卡簧(11)、端盖(12)、第一密封圈(13-1)、第二密封圈(13-2)、第三密封圈(13-3)、第四密封圈(13-4)、第一冷却槽(14_1)、第二冷却槽(14-2); 构成该装置的各部分之间的连接: 所述第四密封圈(13-4)安装在左极靴(6)外圆上的左侧凹槽内，所述第三密封圈(13-3)安装在左极靴(6)外圆上的右侧凹槽内，所述左极靴(6)的外圆柱面开有第二冷却槽(14-2)，形成带密封圈的左极靴； 所述第二密封圈(13-2)安装在右极靴(8)外圆上的左侧凹槽内，所述第一密封圈(13-1)安装在右极靴(8)外圆上的右侧凹槽内，所述右极靴(8)的外圆柱面开有第一冷却槽(14-1)，形成带密封圈的右极靴； 所述永磁体(7)嵌入带密封圈的左极靴的右端面的环形凹槽内，所述永磁体(7)的右端面嵌入带密封圈的右极靴的左端面的环形凹槽内，形成密封组件； 所述左轴承(3)安装在转轴(2)轴肩的右端面，所述左卡簧(5)安装在转轴(2)的左卡簧槽中，形成转动组件； 所述转动组件安装在外壳(I)内的凸台右端面，所述左隔磁环(4)安装在转动组件的左轴承(3)的右端面，所述密封组件安装在左隔磁环(4)的右端面，所述右隔磁环(9)安装在密封组件的右极靴(8)的右端面，所述右轴承(10)安装在右隔磁环(9)的右端面，所述右卡簧(11)安装在右轴承(10)的右端面； 所述端盖(12)安装在右轴承(10)的右端面，端盖(12)与外壳(I)固定连接； 所述外壳⑴有4个通孔，其中孔a和孔b与第二冷却槽(14-2)连通，孔c和孔d与第一冷却槽(14-1)连通； 其特征在于: 所述第一冷却槽(14-1)和第二冷却槽(14-2)内圆柱面加工成多层散热腹板形式。2.根据权利要求1所述的一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，其特征在于: 所述永磁体(7)外圆直径Dl小于或等于第一冷却槽(14-1)和第二冷却槽(14-2)底部直径D2。
【专利摘要】一种多层散热腹板冷却槽式的磁性液体密封装置，属于机械工程密封领域，适用于高线速度旋转工况下的密封。可解决高线速度旋转工况下磁性液体摩擦耗散热大、散热慢以及现有冷却槽结构影响磁路分布的问题。该装置包括：外壳(1)、转轴(2)、左轴承(3)、左隔磁环(4)、左卡簧(5)、左极靴(6)、永磁体(7)、右极靴(8)、右隔磁环(9)、右轴承(10)、右卡簧(11)等零件。第一冷却槽(14-1)和第二冷却槽(14-2)内圆柱面加工成多层散热腹板形式。散热面积相对现有装置较大，冷却槽结构不影响磁路的分布。
【IPC分类】F16J15/43
【公开号】CN204828678
【申请号】CN201520392927
【发明人】李德才, 戴荣坤, 程艳红
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月9日