[發明專利]極靴背槽式循環冷卻磁性液體密封裝置

在審

• 申請號: 201710205232.4
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106969150A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 李德才;喻峻;郝都
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F16J15/43
• 分類號: F16J15/43
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙)11392
• 代理人: 董琪

技術領域

本發明屬于機械工程密封領域，尤其適用于高環境溫度下和高轉速工況的磁性液體密封。

背景技術

磁性液體密封因其零泄漏、長壽命、低摩擦等優點得到廣泛應用。然而在實際應用中，磁性液體密封在大直徑、高轉速和高環境溫度工況下，密封間隙內磁性液體往往因為溫度過高而失效，永磁體在高溫環境下性能也會下降甚至失效，這些因素嚴重影響磁性液體密封的使用壽命。在國際上，大直徑、高轉速、高環境溫度工況下磁性液體密封的冷卻也一直是一個難題。因此對磁性液體密封的冷卻研究至關重要，直接影響著磁性液體密封裝置的使用壽命?，F有磁性液體密封裝置如公開號為CN 104455463 A公開的嵌入導熱片的冷卻液式磁性液體密封裝置，所述裝置在每個齒槽內用密封膠粘接有導熱片，在極靴上開有冷卻液通道，該裝置結構復雜，由于齒槽尺寸很小，對導熱片的加工精度要求很高。又如授權公告號為CN 200943707Y公開的一種高溫磁性液體密封水冷裝置，所述裝置通過套在極靴外圓的嵌入水套對磁性液體進行冷卻，由于嵌入水套距離磁性液體較遠，其冷卻效果不好。又如公開號為CN 103574041 A公開的冷卻槽與離心式組合的磁性液體旋轉密封裝置，所述裝置在極靴上開有冷卻槽，會影響磁回路，進而影響密封耐壓能力。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，現有磁性液體旋轉密封裝置在大直徑、高轉速、高環境溫度工況下，由于密封間隙發熱量大、環境溫度高易導致磁性液體密封壽命縮短甚至失效。因此提出一種極靴背槽式循環冷卻磁性液體密封裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

極靴背槽式循環冷卻磁性液體密封裝置,該裝置包括：回轉軸、左極靴、左極靴第一密封圈、外殼、左導磁套、左極靴第二密封圈、隔磁定位套筒、永磁體、右極靴第一密封圈、右導磁套、右端蓋、右極靴第二密封圈、右極靴、磁性液體。

構成該裝置的各部分之間的連接：所述左極靴第一密封圈、左極靴第二密封圈安裝在左極靴側面外圓的凹槽內，構成帶密封圈的左極靴；所述右極靴第一密封圈、右極靴第二密封圈安裝在右極靴側面外圓的凹槽內，構成帶密封圈的右極靴。

左導磁套、所述帶密封圈的左極靴、永磁體、隔磁定位套筒、右導磁套和帶密封圈的右極靴依次放入外殼中；所述帶密封圈的左極靴和左導磁套的左端面分別與外殼接觸；旋轉調節外殼的位置，使得左導磁套上開有最左側的圓孔分別與外殼的A1、A2圓孔對齊；通過螺紋連接將右端蓋與外殼固定，使各部件在外殼內軸向定位完成；所述帶密封圈的左極靴、左導磁套、隔磁定位套筒、永磁體、右導磁套、帶密封圈的右極靴、外殼和右端蓋組成的密封件套上回轉軸，向所述裝置注入磁性液體，通過外殼法蘭盤上的螺紋連接實現外殼的定位。

所述極靴背槽式循環冷卻磁性液體密封裝置工作時，通過外殼上的圓孔A1、B1通入低溫冷卻液，經左、右導磁套上的圓孔分別進入左、右極靴的背槽內對左極靴、右極靴和磁性液體進行冷卻，冷卻之后的液體通過外殼上的圓孔A2、B2將密封裝置內的冷卻液排出，從而實現循環冷卻的目的。

本發明和已有技術相比所具有的有益效果：(1)所述左極靴、右極靴的外圓表面開有流通冷卻液的背槽，背槽的數量為4～8個，和背齒交替排列，其中背槽軸向寬1～3mm，背齒軸向寬為1～2mm，這種設計能夠有效增加極靴和冷卻液的接觸面積，提高冷卻效率；(2)背齒和極齒相對，背齒和極齒軸向長度相等，背槽和齒槽相對，背槽和齒槽軸向長度相等，這樣不會影響磁回路的形成，保證密封裝置的耐壓能力；(3)背槽和齒槽的的徑向距離d的距離為0.5～1mm，這樣能夠使冷卻液更接近磁性液體，快速帶走磁性液體因相對運動產生的熱量，提高冷卻效率；(4)左導磁套開有4～8個向左極靴的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個圓孔正對于左極靴上的每個背槽，右導磁套開有4～8個向右極靴的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個圓孔正對于右極靴上的每個背槽；圓孔分布在導磁套表面的矩形槽內，矩形槽深2～3mm，且沿矩形槽的對角線分布，圓孔的數量等于極靴上背槽的數量，這種設計不影響磁回路的形成，且能夠保證每個極靴背槽內都流體冷卻液，冷卻效率高；(5)永磁體的內、外徑分別與左導磁套、右導磁套的內、外徑相等，隔磁定位套筒的外徑與左極靴、右極靴的外徑相等，永磁體的軸向尺寸和隔磁定位套筒的軸向尺寸相同，這種設計能有效形成磁回路，并且實現極靴的定位；(6)外殼開有向密封裝置中添加冷卻液的圓孔A1、B1和從密封裝置中流出冷卻液的圓孔A2、B2，實現循環冷卻；解決了大直徑、高轉速、高環境溫度工況下的冷卻難題。

附圖說明