本发明专利技术公开了一种基于增材制造的磁流体密封装置，采用的是迷宫型密封结构，通过永磁体产生的磁场，将极靴和轴套磁化，使软磁材料具有磁力，从而使注入到迷宫密封间隙内的磁流体受到磁场力的作用，使其稳定的保持在极齿附近，相当于形成了液体状的“O”型密封圈来密封间隙。同时每两极齿之间也会密封一定量的气体，也可以起到密封的效果。本发明专利技术的创新在于结构采用了迷宫密封形式，而迷宫型的极靴和轴套的装配采用一体化增材制造的方法进行制造，解决了分别制造不能装配的问题。同时迷宫型密封结构相较于传统的密封装置具有更好的密封性能，可以密封较大的压力差，提高了密封的可靠性。靠性。靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于增材制造的磁流体密封装置
[0001]本专利技术涉及机械工程密封技术，尤其涉及一种基于增材制造的磁流体密封装置。
技术介绍
[0002]随着工业技术的不断发展，各领域对密封的要求逐渐增大，尤其是在化工机械领域。化工机械设备中的反应物为易燃易爆、有毒性的物质，因此不能泄露，对设备的密封性能要求极高。但传统的动密封装置不能完全胜任密封的要求，如填料密封和机械密封技术虽然可以满足动密封的要求，但随着设备的运转密封性能逐渐下降直到失效，因此研究一种寿命长、密封性能可靠的密封结构成为热点研究内容。
[0003]磁流体密封技术是近年来发展快速的密封技术，具有零泄漏、无污染、密封性能可靠等优点。磁流体密封是利用永磁体将磁流体固定在密封间隙内，形成液体密封圈，通过磁流体抵抗两侧形成的压差，从而达到密封要求。因此磁流体密封技术完全满足化工机械的密封要求。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种基于增材制造的磁流体密封装置，解决了旋转轴动密封不能达到零泄露的问题，使该密封技术能够应用于复杂的工作环境中。
[0005]技术方案：本专利技术所述的基于增材制造的磁流体密封装置，包括轴、套筒、第一轴承、第一轴承挡环、第一隔磁环、第一迷宫极靴、第一迷宫轴、永磁体、轴套挡圈、螺钉、第二迷宫极靴、第二迷宫轴套、第二隔磁环、第二轴承挡环、第二轴承、隔磁套、后端盖、压紧螺栓及各零件的橡胶圈；
[0006]所述轴穿过并延伸至套筒和后端盖的两端外，在套筒内部的轴外表面开有螺纹孔，通过螺钉与第一迷宫轴套、第二迷宫轴套、隔磁套、第一轴承挡环、第二轴承挡环配合固定；
[0007]所述的第一迷宫轴套为软磁材料，上端为矩形极齿，极齿数量为四个；与第一迷宫极靴同轴度配合形成迷宫型密封结构，下端两侧位置开孔与螺钉配合，通过螺钉安装固定在轴上，在内孔端面设置成阶梯凹槽形状，设有轴套橡胶圈，与隔磁套端面的间隙通过第一迷宫轴套和轴套橡胶圈装配进行静密封；所述第二迷宫轴套与第一迷宫轴套的结构相同，两端位置开有螺纹孔，通过螺钉安装于轴上，同时两端位置开有阶梯槽，安装轴套橡胶圈，两个轴套相邻端面安装有轴套挡圈；
[0008]所述的第一迷宫极靴也为软磁材料，内侧为矩形极齿，极齿数量为三个；第一迷宫极靴两极齿之间的齿槽宽度略大于第一迷宫轴套的齿槽宽度，第一迷宫极靴的极齿与第一迷宫轴套的矩形极齿相间配合，形成迷宫型密封结构，在第一迷宫极靴上方开磁流体补加孔，贯穿极靴的三个极齿，可以通过此孔补加磁流体，在第一迷宫极靴外圆面开凹槽，通过安装极靴橡胶圈密封第一迷宫极靴与套筒间的间隙；所述第二迷宫极靴与第一迷宫极靴结构相同，与第二迷宫轴套装配，两个极靴相邻端面分别与永磁体接触，通过永磁体将极靴、
轴套磁化，永磁体外表面与套筒内表面接触；
[0009]所述的永磁体左端面与第一迷宫极靴接触，右端面与第二迷宫极靴接触，使极靴磁化传导磁力；
[0010]所述轴套挡圈为软磁材料，轴套挡圈安装在隔磁套上，挡圈左端面与第一迷宫轴套安装，右端面与第二迷宫轴套安装；
[0011]所述的第一隔磁环为非导磁材料，形状为截面是“T”字形的圆环，大端面与第一迷宫极靴端面接触，小端面与第一轴承外环端面接触，所述第二隔磁环与第一隔磁环结构材料相同，大端面与第二迷宫极靴接触，小端面与第二轴承外环端面接触；
[0012]所述的隔磁套为非导磁材料，形状为空心圆筒，隔磁套安装在轴上，外表面与第一迷宫轴套、第二迷宫轴套接触，在两端位置开螺纹孔，通过螺钉配合与轴固定，随轴一起旋转；
[0013]所述的第一轴承挡环为非导磁材料，截面形状为“L”字形的圆环，内表面与轴接触，外表面和小端面与隔磁套接触，大端面与第一轴承内环端面接触，在外表面开螺纹孔，通过螺钉配合与轴固定，所述第二轴承挡环与第一轴承挡环结构相同，大端面与第二轴承内环端面接触，小端面与隔磁套内表面接触，在外表面开螺纹孔，通过螺钉安装固定在轴上，随轴一起旋转；
[0014]所述的套筒为非导磁材料，套筒内壁与第一迷宫极靴、永磁体、第二迷宫极靴接触，使各零件固定在套筒内，不会发生径向跳动，在套筒前端面四个位置开孔，可以与相应的设备配合连接；后端面开有四个螺纹孔，通过压紧螺栓与后端盖配合压紧，使内部零件不会发生轴向窜动；
[0015]所述的后端盖与套筒后端面接触，采用过渡配合通过压紧螺栓与套筒固定；
[0016]所述第一轴承外环端面分别与套筒、第一隔磁环接触，内环端面与第一轴承挡环接触。
[0017]进一步的，所述永磁体的材料为钕铁硼，具有强磁性，可以磁化软磁材料。
[0018]进一步的，所述第一迷宫极靴的极齿与第一迷宫轴套的矩形极齿相间配合，形成迷宫型密封结构，密封间隙为0.1mm，极齿两侧距离0.5mm。
[0019]进一步的，所述第一迷宫极靴和第二迷宫极靴的极齿一侧具有倾角，倾角大小为50
°
，此角度下，极靴形成尖端聚集，可以固定更多的磁流体，使密封性能更加优秀。
[0020]进一步的，所述第一迷宫极靴、第一迷宫轴套、第二迷宫极靴和第二迷宫轴套采用增材制造的形式加工，采用软磁材料逐层堆积，最后去除外部支架，形成迷宫密封结构的装配体。利用逐层堆积的原理完成制造，使其在加工制造时完成装配，避免了逐一单独加工后，不能装配的问题。
[0021]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点为：通过迷宫型密封结构的设计，以增材制造的方式加工迷宫型密封装置，利用永磁体为磁源，将迷宫极靴、迷宫轴套磁化使其具有磁性，形成磁回路，而且通过隔磁环、隔磁套的作用，使得永磁体的磁力主要在极靴和轴套间流动，增大了磁通密度，减少了漏磁，使密封间隙内的磁流体可以最大限度的稳定保持在极齿附近，形成“O”型密封圈。同时每两齿之间密封了一定量的空气，增大了密封结构的耐压差，提高了密封性能。所有零件线性排列，由后端盖的压紧螺栓固定，减少零件的轴向窜动，从而减小零件间的间隙，以防止泄露。各零件的接触处均为静密封要求，安装橡胶圈
来密封间隙。
附图说明
[0022]图1为本专利技术结构爆炸图；
[0023]图2为本专利技术径向剖视图；
[0024]图3为磁流体补加孔处的局部视图；
[0025]图4为极齿装配处的局部视图；
[0026]图5为第一迷宫极靴的局部剖视图和轴测图；
[0027]图6为第一迷宫轴套的局部剖视图和轴测图；
[0028]图7为极靴轴套增材制造切片效果图。
[0029]图8为极靴轴套增材制造切片轴测图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0031]如图1所示的基于增材制造的磁流体密封装置，包括轴1、套筒10、第一轴承12、第一轴承挡环15、第一隔磁环11、第一迷宫极靴8、第一迷宫轴套7、永磁体6、轴套挡圈5、螺钉24、第二迷宫极靴18、第二迷宫轴套17、第二隔磁环19、第二轴承挡环21、第二轴承20、隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：包括轴(1)、套筒(10)、第一轴承(12)、第一轴承挡环(15)、第一隔磁环(11)、第一迷宫极靴(8)、第一迷宫轴套(7)、永磁体(6)、轴套挡圈(5)、螺钉(24)、第二迷宫极靴(18)、第二迷宫轴套(17)、第二隔磁环(19)、第二轴承挡环(21)、第二轴承(20)、隔磁套(16)、后端盖(3)、压紧螺栓(4)及各零件的橡胶圈；所述轴(1)穿过并延伸至套筒(10)和后端盖(3)的两端外，在套筒(10)内部的轴(1)外表面开有螺纹孔，通过螺钉(24)与第一迷宫轴套(7)、第二迷宫轴套(17)、隔磁套(16)、第一轴承挡环(15)、第二轴承挡环(21)配合固定；所述的第一迷宫轴套(7)为软磁材料，上端为矩形极齿(7
‑
1)，极齿数量为四个；与第一迷宫极靴(8)同轴度配合形成迷宫型密封结构，下端两侧位置开孔与螺钉(24)配合，通过螺钉(24)安装固定在轴(1)上，在内孔端面设置成阶梯凹槽形状，设有轴套橡胶圈(13)，与隔磁套(16)端面的间隙通过第一迷宫轴套(7)和轴套橡胶圈(13)装配进行静密封；所述第二迷宫轴套(17)与第一迷宫轴套(7)的结构相同，两端位置开有螺纹孔，通过螺钉(24)安装于轴(1)上，同时两端位置开有阶梯槽，安装轴套橡胶圈(13)，两个轴套相邻端面安装有轴套挡圈(5)；所述的第一迷宫极靴(8)也为软磁材料，内侧为矩形极齿(8
‑
1)，极齿数量为三个；第一迷宫极靴(8)两极齿之间的齿槽宽度略大于第一迷宫轴套(7)的齿槽宽度，第一迷宫极靴(8)的极齿(8
‑
1)与第一迷宫轴套(7)的矩形极齿(7
‑
1)相间配合，形成迷宫型密封结构，在第一迷宫极靴(8)上方开磁流体补加孔(25)，贯穿极靴的三个极齿(8
‑
1)，可以通过此孔补加磁流体，在第一迷宫极靴(8)外圆面开凹槽，通过安装极靴橡胶圈(9)密封第一迷宫极靴(8)与套筒(10)间的间隙；所述第二迷宫极靴(18)与第一迷宫极靴(8)结构相同，与第二迷宫轴套(17)装配，两个极靴相邻端面分别与永磁体(6)接触，通过永磁体(6)将极靴、轴套磁化，永磁体(6)外表面与套筒(10)内表面接触；所述的永磁体(6)左端面与第一迷宫极靴(8)接触，右端面与第二迷宫极靴(18)接触，使极靴磁化传导磁力；所述轴套挡圈(5)为软磁材料，轴套挡圈(5)安装在隔磁套(16)上，挡圈左端面与第一迷宫轴套(7)安装，右端面与第二迷宫轴套(17)安装；所述的第一隔磁环(11)为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈中，袁伟林，王雅琳，赵君洲，邱笑阳，杨玲玲，高鑫，杨继东，孙丰琪，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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