一种混联式磁流体密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种混联式磁流体密封结构，在轴外表面与壳体内壁之间的空间内设有至少两个磁流体密封单元；磁流体密封单元包括一对环状极靴、极齿、径向充磁型永磁环、密封圈，在两个极靴相向的端面上分别开有环形凹槽，径向充磁型永磁环两侧分别对应卡入两个极靴的环形凹槽内并固定；两极靴的侧面、壳体内壁、以及径向充磁型永磁环的外圆面合围形成有容置空间，密封圈设置于容置空间内；每两个相邻的磁流体密封单元之间夹设有轴向充磁型永磁环，径向充磁型永磁环的磁场方向与其所在的轴向充磁型永磁环的磁回路方向相同。本发明专利技术通过整体结构的改进，一方面减少了漏磁，一方面增加了磁场强度，使得密封间隙处的密封耐压性能提高。

A hybrid magnetic fluid seal structure

【技术实现步骤摘要】
一种混联式磁流体密封结构
本专利技术属于机械工程密封技术，具体涉及一种混联式磁流体密封结构。
技术介绍
现有磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、轴，轴和壳体之间设置永磁体和极靴进行磁流体密封，极靴内圈设有极齿。提高磁性流体密封耐压性能的方法一般有两种：第一，想办法提高磁场强度；第二，增加磁流体的饱和磁化强度。大多数出发点都是从提高磁场强度去考虑，但现有的磁流体密封性能并不完美，仍有进一步提高的空间,比如:（1）目前常用的永磁体均是轴向充磁型这种单一的永磁体结构，其与极靴配合后所达到的密封耐压能力有限。（2）磁流体密封中磁场的泄漏导致磁路中磁场强度的降低，从而使磁流体密封的耐压性能降低。目前极靴和轴向充磁型永磁环都是标准的环状结构，二者的横截面都是矩形，二者的结合面处是磁流体密封的主要漏磁发生位置，因此解决磁流体密封的漏磁问题对于提高磁流体密封性能具有重要的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种漏磁少、密封耐压能力强的磁流体密封结构。本专利技术解决问题的技术方案是：一种混联式磁流体密封结构，包括中空的壳体，所述壳体一端封闭、另一端敞开，在壳体的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体内腔的轴，在轴外表面与壳体内壁之间的空间内设有至少两个磁流体密封单元；所述磁流体密封单元包括在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴、设置于每个极靴内圆面上的极齿、径向充磁型永磁环、密封圈，所述极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴相向的端面上分别开有环形凹槽，所述径向充磁型永磁环两侧分别对应卡入两个极靴的环形凹槽内并固定；相邻径向充磁型永磁环的磁极的极性相反；两个极靴的外圆面与壳体内壁抵接，两极靴的侧面、壳体内壁、以及径向充磁型永磁环的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈设置于容置空间内；每两个相邻的磁流体密封单元之间夹设有轴向充磁型永磁环，且轴向充磁型永磁环两侧分别对应与两个磁流体密封单元中的其中一个极靴抵接；径向充磁型永磁环的磁场方向与其所在的轴向充磁型永磁环的磁回路方向相同。传统的矩形永磁体和极靴的结合面接触面积小，漏磁大。上述方案中环形凹槽的设计增加了极靴与径向充磁型永磁环的接触面积，是减少漏磁的重要措施；而且，径向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴及密封圈将径向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。于此同时，径向充磁型永磁环的磁回路中还混联有轴向充磁型永磁环，两种形式的永磁体相互增强了磁场强度。通过整体结构的改进，一方面减少了漏磁，一方面增加了磁场强度，使得密封间隙处的密封耐压性能提高。具体的，所述径向充磁型永磁环与环形凹槽之间为过盈配合或间隙配合。优选的，所述磁流体密封单元依次至少设有三个，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反。优选的，所述环形凹槽为阶梯槽，其结构包括用于安装径向充磁型永磁环的大凹槽、以及在大凹槽的侧面开设的小凹槽，大凹槽的敞开口口径大于小凹槽的敞开口口径。小凹槽只有在拆装时才会起到作用，通过工具进入小凹槽可将径向充磁型永磁环从大凹槽中顶出。进一步的，每两个相邻的磁流体密封单元中、用于夹设轴向充磁型永磁环的两个极靴外圆处分别开有环形腔，所述轴向充磁型永磁环两侧卡入环形腔内并固定；所述轴向充磁型永磁环的外圆面与壳体内壁抵接。上述设计的目的是为了缩短相邻的两个磁流体密封单元之间的轴箱间隙，以达到磁流体密封结构紧凑的目的。进一步的，最靠近壳体封闭端的极靴与壳体封闭端内壁之间设有隔磁环。最靠近壳体敞开端的极靴通过端盖压紧密封于壳体内腔，且该极靴与端盖之间设有隔磁环。优选的，极齿与轴外表面之间的间隙大小为0.05～3mm。优选的，每个极靴上极齿数为1～16个。本专利技术的显著效果是：环形凹槽的设计增加了极靴与径向充磁型永磁环的接触面积，是减少漏磁的重要措施；而且，径向充磁型永磁环嵌于极靴之间，两侧的极靴及密封圈将径向充磁型永磁环形成包裹，几乎不会发生漏磁。于此同时，径向充磁型永磁环的磁回路中还混联有轴向充磁型永磁环，两种形式的永磁体相互增强了磁场强度。通过整体结构的改进，一方面减少了漏磁，一方面增加了磁场强度，使得密封间隙处的密封耐压性能提高。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术磁流体密封结构示意图。图2为极靴剖视图。图中：1-轴，2-壳体，3-极靴，4-端盖,5-隔磁环,6-极齿，7-径向充磁型永磁环，8-磁流体密封单元,9-密封圈，10-轴向充磁型永磁环,11-环形凹槽,12-大凹槽，13-小凹槽，14-环形腔。具体实施方式如图1-2所示，一种混联式磁流体密封结构，包括中空的壳体2，所述壳体2一端封闭、另一端敞开。在壳体2的封闭端面中心开有通孔。还包括从通孔穿设至壳体2内腔的轴1。在轴1外表面与壳体2内壁之间的空间内设有至少两个磁流体密封单元8。所述磁流体密封单元8包括在轴1外表面与壳体2内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴3、设置于每个极靴3内圆面上的极齿6、径向充磁型永磁环7、密封圈9。每个极靴3上极齿数为1～16个。所述极齿6与轴1外表面之间存在间隙。间隙大小为0.05～3mm。间隙处注有磁流体。在两个极靴3相向的端面上分别开有环形凹槽11。所述环形凹槽11为阶梯槽，其结构包括用于安装径向充磁型永磁环7的大凹槽12、以及在大凹槽12的侧面开设的小凹槽13。大凹槽12的敞开口口径大于小凹槽13的敞开口口径。所述径向充磁型永磁环7两侧分别对应卡入两个极靴3的环形凹槽11的大凹槽12内并固定。所述径向充磁型永磁环7与环形凹槽11之间为过盈配合或间隙配合。相邻径向充磁型永磁环7的磁极的极性相反。两个极靴3的外圆面与壳体2内壁抵接。两极靴3的侧面、壳体2内壁、以及径向充磁型永磁环7的外圆面合围形成有容置空间。所述密封圈9设置于容置空间内。每两个相邻的磁流体密封单元8之间夹设有轴向充磁型永磁环10。每两个相邻的磁流体密封单元8中、用于夹设轴向充磁型永磁环10的两个极靴3外圆处分别开有环形腔14。所述轴向充磁型永磁环10两侧卡入环形腔14内并固定。所述轴向充磁型永磁环10的外圆面与壳体2内壁抵接。径向充磁型永磁环7的磁场方向与其所在的轴向充磁型永磁环10的磁回路方向相同。最靠近壳体2封闭端的极靴3与壳体2封闭端内壁之间设有隔磁环5。最靠近壳体2敞开端的极靴3通过端盖4压紧密封于壳体2内腔，且该极靴3与端盖4之间设有隔磁环5。优选的方案中，所述磁流体密封单元8依次设有三个或三个以上。相邻轴向充磁型永磁环10的磁极的极性相反。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混联式磁流体密封结构，包括中空的壳体（2），所述壳体（2）一端封闭、另一端敞开，在壳体（2）的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体（2）内腔的轴（1），其特征在于：在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内设有至少两个磁流体密封单元（8）；/n所述磁流体密封单元（8）包括在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴（3）、设置于每个极靴（3）内圆面上的极齿（6）、径向充磁型永磁环（7）、密封圈（9），所述极齿（6）与轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴（3）相向的端面上分别开有环形凹槽（11），所述径向充磁型永磁环（7）两侧分别对应卡入两个极靴（3）的环形凹槽（11）内并固定；相邻径向充磁型永磁环（7）的磁极的极性相反；两个极靴（3）的外圆面与壳体（2）内壁抵接，两极靴（3）的侧面、壳体（2）内壁、以及径向充磁型永磁环（7）的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈（9）设置于容置空间内；/n每两个相邻的磁流体密封单元（8）之间夹设有轴向充磁型永磁环（10），且轴向充磁型永磁环（10）两侧分别对应与两个磁流体密封单元（8）中的其中一个极靴（3）抵接；/n径向充磁型永磁环（7）的磁场方向与其所在的轴向充磁型永磁环（10）的磁回路方向相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种混联式磁流体密封结构，包括中空的壳体（2），所述壳体（2）一端封闭、另一端敞开，在壳体（2）的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体（2）内腔的轴（1），其特征在于：在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内设有至少两个磁流体密封单元（8）；
所述磁流体密封单元（8）包括在轴（1）外表面与壳体（2）内壁之间的空间内沿轴向间隔设置的一对环状极靴（3）、设置于每个极靴（3）内圆面上的极齿（6）、径向充磁型永磁环（7）、密封圈（9），所述极齿（6）与轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；在两个极靴（3）相向的端面上分别开有环形凹槽（11），所述径向充磁型永磁环（7）两侧分别对应卡入两个极靴（3）的环形凹槽（11）内并固定；相邻径向充磁型永磁环（7）的磁极的极性相反；两个极靴（3）的外圆面与壳体（2）内壁抵接，两极靴（3）的侧面、壳体（2）内壁、以及径向充磁型永磁环（7）的外圆面合围形成有容置空间，所述密封圈（9）设置于容置空间内；
每两个相邻的磁流体密封单元（8）之间夹设有轴向充磁型永磁环（10），且轴向充磁型永磁环（10）两侧分别对应与两个磁流体密封单元（8）中的其中一个极靴（3）抵接；
径向充磁型永磁环（7）的磁场方向与其所在的轴向充磁型永磁环（10）的磁回路方向相同。


2.根据权利要求1所述的混联式磁流体密封结构，其特征在于：所述径向充磁型永磁环（7）与环形凹槽（11）之间为过盈配合或间隙配合。


3.根据权利要求1或2所述的混联式磁流体密...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小龙，陈帆，谢国进，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45