[實(shí)用新型]一種寬溫度適用性磁性液體密封裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020776445.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212429740U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德才;牛思放;武杰;于文娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16J15/40
• 分類(lèi)號(hào): F16J15/40
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

一種寬溫度適用性磁性液體密封裝置，包括轉(zhuǎn)軸(11)、外殼(12)、軸承部(13)、磁性液體密封部(14)；磁性液體A(1409、1411)為氟碳化合物基或者酯基磁性液體，磁性液體B(1410)為煤油基或者機(jī)油基磁性液體；與密封空間相鄰極靴(1403)所對(duì)應(yīng)極齒(1406)處注入磁性液體A(1409)，其余極靴(1404、1405)所對(duì)應(yīng)極齒(1407、1408)處至少有一級(jí)注入磁性液體B(1410)。采用此結(jié)構(gòu)，使得磁性液體密封裝置在低溫工況下具有低轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，高溫工況下具有低蒸發(fā)性。該密封裝置有效防止了磁性液體蒸發(fā)對(duì)密封空間所造成的污染，又由于磁性液體對(duì)外界的蒸發(fā)量減少，降低了磁性液體的蒸發(fā)損耗，間接地延長(zhǎng)了磁性液體密封裝置的養(yǎng)護(hù)周期和使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)械工程密封技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于軍工、船舶、航海、航空航天等領(lǐng)域中溫度在-40℃以下、60℃以上的密封。

背景技術(shù)

磁性液體是一種新型功能材料，它是將納米尺度的磁性固體顆粒均勻地分散在基載液中而形成的穩(wěn)定的膠體溶液。磁性液體最為重要的應(yīng)用之一是磁性液體密封。磁性液體密封具有嚴(yán)密的密封性，其泄漏率幾乎難以測(cè)量；又由于它是非接觸式密封，故壽命長(zhǎng)，可靠性高，能承受高轉(zhuǎn)速。

實(shí)際使用中，某些特殊領(lǐng)域要求磁性液體工作在-40℃以下至60℃以上的寬溫度范圍內(nèi)。在低溫工況下，尤其是在-40℃以下，磁性液體的粘度急劇增大，使旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩過(guò)大，無(wú)法滿足設(shè)備的精密控制需求，甚至摧毀電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為解決該技術(shù)問(wèn)題，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN1245583C中公開(kāi)的低溫大直徑磁性液體密封裝置，選用低溫流動(dòng)性良好的磁性液體，如煤油基磁性液體，作為密封介質(zhì)。該技術(shù)方案克服了低溫工況下轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩過(guò)大的弊端，但在高溫工況下，尤其是在60℃以上，由于低溫流動(dòng)性良好的磁性液體往往具有較強(qiáng)的蒸發(fā)性，無(wú)法滿足某些對(duì)蒸發(fā)性有較高要求的場(chǎng)合。

因此，如何使磁性液體密封裝置在寬溫度范圍兼具低轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩和低蒸發(fā)性，成為迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，現(xiàn)有技術(shù)不能在寬溫度范圍內(nèi)兼具低轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩和低蒸發(fā)性。因此，提供一種寬溫度適用性磁性液體密封裝置，使得磁性液體密封裝置在低溫工況下具有低轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，高溫工況下具有低蒸發(fā)性。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：根據(jù)寬溫度范圍工況下轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩和蒸發(fā)性的要求，設(shè)計(jì)磁性液體密封結(jié)構(gòu)，并選用一種具有低粘度、高蒸發(fā)性的磁性液體和一種具有高粘度、低蒸發(fā)性的磁性液體進(jìn)行組合密封。

寬溫度適用性磁性液體密封裝置，包括：轉(zhuǎn)軸、外殼、軸承部、磁性液體密封部。外殼由非導(dǎo)磁性材料制成，外殼上設(shè)有法蘭組件，用于密封裝置的安裝與安裝連接處的密封。外殼端部安裝有端蓋，優(yōu)選端蓋與外殼通過(guò)螺紋或者螺栓連接。軸承部的軸承安裝于外殼中，轉(zhuǎn)軸與軸承部相配合并沿外殼軸向貫穿外殼。磁性液體密封部由永磁體、極靴、極齒、磁性液體、密封圈、隔磁環(huán)組成。極靴、極齒、轉(zhuǎn)軸由導(dǎo)磁材料制成。極齒為一定尺寸的溝槽，開(kāi)設(shè)于極靴或者轉(zhuǎn)軸上，存在于極靴與轉(zhuǎn)軸所形成的間隙中，用于形成磁場(chǎng)梯度，各級(jí)極齒齒數(shù)可不相同。永磁體安裝于各級(jí)極靴之間作為磁源，并將磁性液體吸附于極齒處，形成多道磁性液體環(huán)。永磁體、極靴、極齒、轉(zhuǎn)軸與磁性液體形成閉合的磁回路，且磁性液體在磁場(chǎng)梯度的作用下具有耐壓能力，從而使得極齒處的密封間隙得到可靠密封。極靴外周開(kāi)設(shè)有溝槽，密封圈嵌于溝槽內(nèi)對(duì)極靴與外殼之間的泄漏通道進(jìn)行密封。隔磁環(huán)由非導(dǎo)磁性材料制成，隔磁環(huán)與極靴相配合，用于防止磁回路漏磁。

本實(shí)用新型中使用兩種物理參數(shù)不同的磁性液體進(jìn)行組合密封。磁性液體A為低溫工況下粘度較高，高溫工況下蒸發(fā)性較低的磁性液體；磁性液體B為低溫工況下粘度較低，高溫工況下蒸發(fā)性較高的磁性液體。優(yōu)選磁性液體A為氟碳化合物基、酯基磁性液體，磁性液體B為煤油基、機(jī)油基磁性液體。