[發明專利]一種階梯型端面式磁性流體密封裝置

有效

• 申請號: 201610608981.7
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106015586B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 楊小龍;高尚晗;鄒乃威
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: F16J15/43
• 分類號: F16J15/43
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 周晟

技術領域

本發明屬于機械工程密封領域，具體涉及一種階梯型端面式磁性流體密封裝置。

背景技術

磁性流體密封耐壓性能隨著密封間隙的增大而顯著降低。因此提高大間隙磁性流體密封的耐壓性能是當前研究的熱點問題之一。提高大間隙下磁性流體密封耐壓性能的方法之一是通過改進磁性流體密封結構。現有的磁性流體密封裝置通過設置迷宮密封結構，較傳統的密封結構的密封性能有了很大的提高，但由于設置軸向密封環，轉軸在轉動過程中產生的徑向跳動對密封性能的影響較大；另外，由于密封結構設置存在的缺陷，導致密封失效時磁性流體的泄漏量大，耐壓性能較低，無法滿足大間隙及高速等工況的要求。

發明內容

本發明旨在解決現有密封裝置無法實現高速或大間隙等工況下高密封性能的要求，提供一種階梯型端面式磁性流體密封裝置。

本發明的技術方案如下：一種階梯型端面式磁性流體密封裝置，包括外殼、左極靴、中間極靴、右極靴、永磁體，所述的中間極靴安裝于軸的中部，中間極靴的左端面和右端面均為階梯結構，左端面和右端面的階梯分別沿徑軸的向設置；所述的左極靴安裝于中間極靴的左側，右極靴安裝于中間極靴的右側；

所述的左極靴的右端面上設置極齒I和環形凹槽I，所述的極齒I與中間極靴的左端面的階梯數相等，相鄰的極齒I之間設置環形凹槽I；所述的極齒I沿軸的軸向設置，分別向中間極靴的左端面的各個階梯的側面延伸，各個極齒I的右端面與各個階梯的側面之間留有間隙，在極齒I的右端面注入磁性流體，在磁場力的作用下，磁性流體吸附于極齒的右端面上，所述的極齒I在軸徑向上的高度小于其對應的階梯的側面的高度；所述的環形凹槽I中設置永磁體；

所述的右極靴的左端面上設置極齒II和環形凹槽II，所述的極齒II與中間極靴的右端面的階梯數相等，相鄰的極齒II之間設置環形凹槽II；所述的極齒II沿軸的軸向設置，分別向中間極靴的右端面的各個階梯的側面延伸，各個極齒II的左端面與各個階梯的側面之間留有間隙，在極齒II的左端面注入磁性流體，在磁場力的作用下，磁性流體吸附于極齒II的左端面上，所述的極齒II在軸徑向上的高度小于其對應的階梯的側面的高度；所述的環形凹槽II中設置永磁體。

所述的各個環形凹槽I軸向深度不同，各個環形凹槽I的軸向深度在軸往外殼的方向上逐步變淺，且相鄰兩個環形凹槽I軸向深度的差值等于中間極靴左端的任一階梯的軸向長度；所述的各個環形凹槽II軸向深度不同，各個環形凹槽II的軸向深度在軸往外殼的方向上逐步變淺，且相鄰兩個環形凹槽II軸向深度的差值等于中間極靴右端的任一階梯的軸向長度。

所述的中間極靴的左端面和右端面的階梯結構相互呈鏡像對應，且每個階梯的軸向長度相等。

本發明所述的密封裝置還包括卡簧、隔磁環、軸承，所述的卡簧安裝于軸上，位于中間極靴的左右兩側；左極靴的左側和右極靴的右側分別依次安裝隔磁環和軸承。

所述的隔磁環包括外隔磁環和內隔磁環，外隔磁環安裝于外殼的內壁，內隔磁環安裝于軸上，外隔磁環的內壁和內隔磁環的外壁之間存在間隙，外隔磁環和內隔磁環的軸向長度相等。

所述的永磁體為徑向充磁型永磁體，左極靴上相鄰兩個永磁體的極性相反，右極靴上相鄰兩個永磁體的極性相反。

所述的中間極靴左右兩端的階梯數量分別為2-7個，階梯高度為1-5mm。

所述的左極靴上極齒I和右極靴上極齒II的端面與中間極靴上階梯的側面之間的距離均為0.1-5mm。

在左極靴和右極靴外環面上分別設置環形凹槽III，用于安裝橡膠密封圈。

本發明所述的密封裝置的安裝過程如下：將中間極靴安裝于軸的中部；將橡膠圈分別安裝到左極靴和右極靴外環面的環形凹槽III內，在左極靴的環形凹槽I內安裝永磁體，使各環形凹槽I內的永磁體極性相反，在右極靴的環形凹槽II內安裝永磁體，使環形凹槽II內的永磁體極性相反；將磁性流體分別注入極齒I和極齒II的端面；在中間極靴的左側依次安裝卡簧、左極靴、隔磁環、軸承，在中間極靴的右側依次安裝卡簧、右極靴、隔磁環、軸承；在軸上安裝外殼，使外殼罩住上述安裝于軸上的零件，外殼左端的內壁靠緊位于左側的軸承，端蓋通過與外殼右端的螺紋連接壓緊位于右側的軸承的外圈。