[發明專利]一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構及方法

在審

• 申請號: 202210060095.0
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114294425A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張艷娟;郭佳璇;李德才;楊建偉;劉勇
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: F16J15/43
• 分類號: F16J15/43;F16J15/42
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍;耿慧敏

本發明涉及一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構及方法。一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構，包括外殼、主軸，主軸通過軸承軸承安裝在外殼內，主軸的兩端與外殼之間通過軸承端蓋進行密封；主軸上設有左極靴、右極靴，左極靴、右極靴之間設有磁源，外殼內對應左極靴、右極靴、磁源處設有導磁套，磁源、左極靴、右極靴、導磁套形成導磁回路；左極靴、右極靴與導磁套之間形成密封間隙；導磁套的兩端與左軸承、右軸承之間分別設有左隔磁環、右隔磁環，左隔磁環、右隔磁環位于導磁回路兩側起到定位和隔磁的作用。本發明解決高速旋轉過程中典型磁性液體密封結構極靴易受軸面碰撞損壞、極靴加工工藝性差、大間隙時密封性能差的問題。

技術領域

本發明涉及一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構及方法。

背景技術

密封是旋轉機械的一個關鍵環節，實際生產中密封泄漏為旋轉機械的多發故障之一。旋轉密封一般可以分為接觸式密封和非接觸式密封。接觸式密封的密封性好，但與機械設備間的摩擦損耗大，只適用于轉速較低的場合。傳統的非接觸式密封有迷宮密封、離心密封等，可適用于較高轉速的旋轉設備，但這些密封的泄漏率相對較高。磁性液體密封是一種新型非接觸式密封，具有零泄漏、無污染等優點。磁性液體密封是利用磁性液體在外加磁場作用下毫秒內由液體轉變為類固體的性質進行密封。磁性液體密封利用極靴、導磁套、磁性液體和磁源形成的導磁回路將磁性液體吸附于極靴和導磁套形成的密封間隙內，起到密封的作用。因其無磨損、壽命長、適應性強等優良的密封性能，而得到廣泛研究和應用。

在機械設備高速旋轉時，由于旋轉速度較高，目前常見的磁性液體密封結構密封間隙較小，在安裝和工作過程中由于轉軸的振動而易與主軸發生碰撞損壞、從而引起磁性液體密封失效。另外離心式密封是利用轉軸旋轉帶動流體產生慣性離心力以克服泄漏的密封裝置，可用于高速且有較大密封間隙的環境，但其對轉軸的振動敏感和功率消耗大，并需輔助停車密封。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的問題，本發明提出一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構，解決高速旋轉過程中典型磁性液體密封結構極靴易受軸面碰撞損壞、極靴加工工藝性差、大間隙時密封性能差的問題。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種應用于高速旋轉的離心式磁性液體密封結構，其特殊之處在于：

包括外殼、主軸，所述主軸通過左軸承、右軸承安裝在外殼內，主軸的兩端與外殼之間通過軸承端蓋進行密封；

所述主軸上套設有左極靴、右極靴，左極靴、右極靴之間設有磁源，外殼內對應左極靴、右極靴、磁源處設有導磁套，磁源、左極靴、右極靴、導磁套形成導磁回路，磁源、左極靴、右極靴、導磁套圍成儲液腔，儲液腔用于存儲磁性液體；左極靴、右極靴與導磁套之間形成密封間隙；

主軸上位于左極靴與左軸承之間設有定位套筒，左極靴與左軸承之間通過定位套筒進行定位；右極靴與主軸之間通過軸肩進行軸向定位；

導磁套的兩端與左軸承、右軸承之間分別設有左隔磁環、右隔磁環，左隔磁環、右隔磁環位于導磁回路兩側起到定位和隔磁的作用。

進一步地，上述左極靴、右極靴與主軸之間均為過盈配合，以保證周向旋轉。

進一步地，上述左極靴、右極靴、導磁套由導磁性材料制成。

進一步地，上述軸承端蓋上安裝有氈圈油封，用于對軸承端蓋于主軸之間進行密封。

進一步地，上述導磁套上設有第一o型密封圈，用于對導磁套與外殼之間進行密封。

進一步地，上述左極靴、右極靴上均設有第二o型密封圈，用于對主軸與左極靴、右極靴之間進行密封。

進一步地，上述左極靴包括套筒，套筒的一端設有圓環，圓環的邊緣與導磁套之間形成密封間隙。

進一步地，上述左極靴與右極靴結構相同。