[發明專利]一種十字型階梯式磁流體密封裝置

有效

• 申請號: 201711069484.5
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107740865B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 楊小龍;陳帆;何美麗;孫彭;郝付祥
• 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;文信家

本發明旨在提供一種十字型階梯式磁流體密封裝置，包括階梯軸、外殼、左極靴、右極靴、永磁體環，所述的階梯軸套裝于外殼之內；所述的階梯軸包括直徑最大的中間軸和直徑依次減小的多組次級軸，以中間軸的中間徑向截面為分界左右對稱；所述的外殼的內壁上對應中間軸外圓面的位置設置有永磁體環，所述的永磁體環與中間軸外圓面之間留有空隙；所述的左極靴、右極靴分別設于永磁體環兩側，左極靴、右極靴相互對稱；所述的左極靴、右極靴上外圓面和端面的交接處設有十字極齒，所述的十字極齒分別向次級軸的外圓面，以及次級軸或中間軸的端面延伸，與該外圓面和該端面之間留有間隙，磁流體位于該間隙內。本發明能夠在高速重載等特殊工況下實現密封。

技術領域

本發明屬于機械工程密封領域，具體涉及一種十字型階梯式磁流體密封裝置。

背景技術

當磁性流體密封技術應用在大直徑、高速及重載密封環境中，密封間隙內的磁性流體往往因為密封間隙過大而失效，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，如對比文獻1(公開號為?CN?103115152A的專利)所述的密封裝置和對比文獻2(公開號為CN103498939A的專利)所述的密封裝置。盡管以上文獻所述的兩種密封裝置相對普通磁性流體密封性能得到極大的提高，但其密封性能仍舊達不到高速重載等特殊工況的高密封性能要求。

磁流體密封是利用永磁體在密封間隙內產生磁場力將磁流體牢牢固定在密封間隙內，抵抗兩側的壓差，從而達到密封的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種十字型階梯式磁流體密封裝置，從而解決現有密封裝置無法實現高速重載等特殊工況高密封性能要求的難題，使得該密封技術成功應用于高速重載等特殊工況下。

本發明的技術方案如下：

一種十字型階梯式磁流體密封裝置，包括階梯軸、外殼、左極靴、右極靴、永磁體環，所述的階梯軸套裝于外殼之內；

所述的階梯軸包括直徑最大的中間軸和直徑依次減小的多組次級軸，所述的次級軸沿中間軸的側面排布，以中間軸的中間徑向截面為分界左右對稱；

所述的外殼的內壁上對應中間軸外圓面的位置設置有永磁體環，所述的永磁體環與中間軸外圓面之間留有空隙；所述的左極靴、右極靴分別設于永磁體環兩側，左極靴、右極靴相互對稱；所述的左極靴、右極靴的端面和環面分別與中間軸或次級軸的外圓面和端面相對應；

所述的左極靴、右極靴上外圓面和端面的交接處設有十字極齒，所述的十字極齒對應于中間軸與次級軸交接處或次級軸之間的交接處，所述的十字極齒分別向次級軸的外圓面，以及次級軸或中間軸的端面延伸，與該外圓面和該端面之間留有間隙，磁流體位于該間隙內。

優選地，所述的次級軸的數量為2-10組，所述的左極靴與右極靴上十字極齒的數量均與次級軸的數量對應。

優選地，所述的次級軸包括二級軸和三級軸，所述的中間軸的左右兩側分別依次設置二級軸和三級軸，所述的中間軸、二級軸、三級軸的直徑依次減??；

所述的左極靴和右極靴上分別設有圓環面I、端面I、圓環面II、端面II；

所述的圓環面I與三級軸的外圓面相對應，所述的圓環面I與三級軸之間留有空隙；所述的端面I與二級軸的端面相對應，所述的端面I與二級軸之間留有空隙；圓環面I、端面I的交接處設有十字極齒，所述的十字極齒分別向二級軸的端面、三級軸的外圓面延伸，與該端面和該外圓面之間留有間隙，磁流體置于該間隙中；

所述的圓環面II與二級軸的外圓面相對應，所述的圓環面II與二級軸之間留有空隙；所述的端面II與中間軸的端面相對應，所述的端面II與中間軸之間留有空隙；圓環面II、端面II的交接處設有十字極齒，所述的十字極齒分別向中間軸的端面、二級軸的外圓面延伸，與該端面和該外圓面之間留有間隙，磁流體置于該間隙中。