[發明專利]一種采用螺紋連接軸的磁流體密封裝置

在審

• 申請號: 202010949516.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112178199A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳帆;張崇峰;王衛軍;韓大為;尹宇磊
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: F16J15/43
• 分類號: F16J15/43
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

本發明涉及一種采用螺紋連接軸的磁流體密封裝置，該密封裝置包括外螺紋軸、內螺紋軸、2N+1個極靴、2N個永磁體、2個隔磁環、外殼和外殼端蓋；N大于等于1；外螺紋軸與內螺紋軸為階梯形螺紋軸，所述外螺紋軸與內螺紋軸小端通過螺紋連接的方式連接為一個同軸心旋轉軸，外螺紋軸、內螺紋軸的大端外圓面與外殼的內圓面的軸心線相同，大端通過軸承轉動安裝于外殼內，外殼端蓋用于將軸承的外圈固定在外殼內；2N+1個極靴間在同軸心旋轉軸上，極靴的內圓面開設有極齒，極齒末端與同軸心旋轉軸相應位置的外表面設有密封間隙，每相鄰兩個極靴之間設置有1個永磁體，相鄰的兩個永磁體的臨近磁極相同，位于同軸心旋轉軸兩端靠近軸承的極靴與軸承之間各設有隔磁環。

技術領域

本發明屬于航天航空及機械工程密封領域，具體指一種結構相對簡單,密封耐壓能力穩定的一種采用螺紋連接軸的磁流體密封裝置。

背景技術

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。由于磁流體密封有著零泄漏、無磨損、低功耗等優點，目前在國內外，它已經被廣泛應用于真空密封、有毒氣體密封、防塵和高壓等，解決了很多高密封要求的工程問題。磁流體的研究與應用有著廣闊的應用前景，在許多未知的領域還有待開發。密封間隙內的磁性流體往往因為密封間隙過大或安裝拆卸配合精度不高而失效，因此提高磁性流體密封的耐壓性能及安裝拆卸可靠性是當前研究的熱點問題。

在諸如軍工、船舶、航天等領域的一些大型機械設備中，旋轉軸的軸徑很大，又或者，旋轉軸兩端己經連接了其他很復雜的設備或部件，往往不允許或不方便拆卸。在這些情況下安裝密封件時，整個拆卸及裝配過程非常困難，會消耗大量的人力物力資源，且有時必須停工，不僅會造成昂貴的經濟損失，而且會給后續的磁性液體密封的保養維護帶來極大的不便。

為了滿足苛刻工況條件和環境安裝及提高密封耐壓性能的方法之一是通過提出分瓣式極靴或分瓣式外殼結構，如對比文獻1(公開號為CN106090238A的專利)所述的密封裝置和對比文獻2(公開號為CN107830177A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裝置便于密封件的安裝、拆卸與維修保養，且不需要拆卸軸端零部件，且可應用于拆裝困難的工作環境中，極大提高了工作效率，降低了行業因停工而帶來的經濟損失，為生產使用帶來了便利。

但是，分瓣式磁性液體密封裝置由于剖分式結構泄漏途徑多，需要將分瓣式外殼的接合面、分瓣式極靴的接合面、極靴與外殼的配合面、外殼法蘭處的端面以及內部的旋轉軸處進行密封,而且，分瓣式結構的生產加工過程比較困難，密封的可靠性也不易保證。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種采用螺紋連接軸的磁流體密封裝置，解決航天航空及機械工程中旋轉軸的密封裝置安裝、拆卸和維修更換不方便，耗時長，工作量大的難題。

本發明解決問題的技術方案是：一種采用螺紋連接軸的磁流體密封裝置，該連接旋轉軸包括外螺紋軸、內螺紋軸、2N+1個極靴、2N個永磁體、2個隔磁環、外殼和外殼端蓋；N大于等于1；其中：

外螺紋軸與內螺紋軸為階梯形螺紋軸，所述外螺紋軸與內螺紋軸小端通過螺紋連接的方式連接為一個同軸心旋轉軸，外螺紋軸、內螺紋軸的大端外圓面與外殼的內圓面的軸心線相同，大端通過軸承轉動安裝于外殼內，外殼端蓋用于將軸承的外圈固定在外殼內；

2N+1個極靴間在同軸心旋轉軸上，極靴的內圓面開設有極齒，極齒末端與同軸心旋轉軸相應位置的外表面設有密封間隙，每相鄰兩個極靴之間設置有1個永磁體，相鄰的兩個永磁體的臨近磁極相同，位于同軸心旋轉軸兩端靠近軸承的極靴與軸承之間各設有隔磁環。

所述外螺紋軸與內螺紋軸均包括多級沿軸向排列的階梯，且階梯外徑從大到小依次排列在大端與小端之間，相鄰臺階的外壁之間是通過倒角狀過渡面過渡，使得形成的同軸心旋轉軸整體為凹梯形結構。