一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置制造方法
【專利摘要】一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，屬于旋轉(zhuǎn)軸的密封裝置。解決了大間隙密封耐壓能力低及可靠性差的問題。該密封裝置的軸為階梯軸，將密封組件的第一極靴、第二極靴與第三極靴右側(cè)面或第二至第四階梯的軸肩上加工出極齒，設(shè)計的極靴與階梯軸的軸肩之間的軸向間隙寬度小于極靴與階梯軸之間的徑向間隙高度，實(shí)現(xiàn)提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置。本發(fā)明克服了大間隙磁性液體密封耐壓能力低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了軸向泄漏通道向徑向泄漏通道的轉(zhuǎn)變，提高了大間隙條件下磁性液體密封的耐壓能力和密封可靠性，擴(kuò)大了其安全工作范圍。因此，它是一種用于解決大間隙密封耐壓能力低及可靠性差的理想密封裝置。
【專利說明】一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封領(lǐng)域，特別涉及一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置
【背景技術(shù)】
[0002]對于徑向密封間隙高度大于Imm的具有旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械設(shè)備的密封而言，傳統(tǒng)的密封如填料或機(jī)械密封因轉(zhuǎn)軸與外殼間的磨損導(dǎo)致密封的失效因此而無法滿足零泄漏的要求。雖然新型的磁性液體密封技術(shù)具有零泄漏的優(yōu)點(diǎn)，但因間隙較大使其密封耐壓能力大大降低，，因此也無法滿足較高密封性能和密封可靠性的要求。因此，提高大間隙條件下磁性液體密封性能和密封可靠性具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是，提供一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，用于解決大間隙旋轉(zhuǎn)設(shè)備的泄漏問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，該密封裝置包括:
[0006]軸、外殼、第一、第二隔磁環(huán)、第一至第三極靴、第一至第三橡膠圈、第一、第二永磁體、第一、第二軸承、端蓋、第一、第二卡簧。
[0007]所述的軸為ー階梯軸；
[0008]將第一、ニ、三橡膠圈分別安裝在極靴外圓上的凹槽內(nèi)；
[0009]在第一、第二隔磁環(huán)之間，順序安裝第一極靴、第一永磁體、第二極靴、第二永磁體、第三極靴，將磁性液體注入所述的第一、第二極靴內(nèi)圓面上，構(gòu)成密封組件，套在軸上；
[0010]密封組件的第一極靴、第二極靴與第三極靴右側(cè)面上加工出極齒，極齒的數(shù)量一般為2?8個；
[0011]設(shè)計的極靴與階梯的軸肩之間的軸向間隙寬度小于極靴與階梯之間的徑向間隙
高度；
[0012]密封組件的第一極靴、第一永磁體、第二極靴、第三階梯與第二階梯形成第一級磁回路；
[0013]第二極靴、第二永磁體、第三極靴、第四階梯與第三階梯形成第二級磁回路；
[0014]再將第一、第二軸承分別安裝在第一、第二隔磁環(huán)外側(cè)的軸上，將第一、第二卡簧分別安裝在軸左端的凹槽和右端的凹槽內(nèi)；再將安裝在軸上的密封組件安裝在外殼內(nèi)，通過端蓋與外殼的螺紋連接壓緊第二軸承外圈；
[0015]通過以上裝配實(shí)現(xiàn)提高密封耐壓能力和密封可靠性的磁性液體密封。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]通過將磁性液體密封中的軸設(shè)計為階梯軸，在極靴的右側(cè)面或是在階梯軸上的階梯左側(cè)面上加工出極齒，使階梯軸上的階梯與極靴之間的軸向間隙小于極靴與階梯軸之間的徑向間隙，從而使磁性液體固定在軸向密封間隙內(nèi)。本發(fā)明克服了大間隙條件下磁性液體密封耐壓能力低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了軸向泄漏通道向徑向泄漏通道的轉(zhuǎn)變，提高了大間隙條件下磁性液體密封的耐壓能力和可靠性，擴(kuò)大了其安全工作范圍。因此，它是ー種用于解決大間隙條件下旋轉(zhuǎn)軸泄漏問題的理想密封方法。該種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置的示意圖。
[0019]圖2為圖1的a處的局部放大圖。
[0020]圖3為另ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置示意圖。
[0021]圖4為圖3的b處的局部放大圖。
[0022]圖5為圖3的階梯軸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。
[0024]實(shí)施方式一
[0025]一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，如圖1所示，該密封裝置包括:軸1、外殼2、第一、第二隔磁環(huán)6、10、第一至第三極靴7-1、7-2、7-3、第一至第三橡膠圈8-1、8-2、8-3、第一、ニ永磁體9-1、9-2、第一、ニ軸承5、11、端蓋12、第一、第二卡簧3、13。
[0026]所述的軸I為ー階梯軸，階梯軸的材料為2crl3不銹鋼。
[0027]所述的外殼2的材料為非導(dǎo)磁不銹鋼。
[0028]所述的第一至第三極靴7-1、7-2、7_3的材料為2crl3不銹鋼。
[0029]所述的第一、ニ永磁體9-1、9_2的材料均為釹鐵硼材料。
[0030]在第一極靴、第二極靴與第三極靴右側(cè)面上加工出極齒，極齒的數(shù)量一般為2?8個
[0031]將第一至第三橡膠圈8-1、8-2、8-3分別安裝在第一至第三極靴7-1、7-2、7-3外圓上的凹槽內(nèi)；
[0032]在第一、第二隔磁環(huán)6、10之間，順序安裝第一極靴7-1、第一永磁體9-1、第二極靴7-2、第二永磁體9-2、第三極靴7-3，將磁性液體注入所述的第一、第二極靴內(nèi)圓面上，構(gòu)成密封組件，套在軸上；
[0033]第一至第三極靴(7-1、7-2、7_3)的內(nèi)孔為錐孔，錐度大小為1:5?1:0.5，錐孔與軸(I)之間的間隙為I?IOmm;
[0034]設(shè)計的密封組件的極靴與階梯的軸肩之間的軸向間隙寬度小于極靴與階梯之間的徑向間隙高度；
[0035]所述的磁性液體為機(jī)油基磁性液體、酯基磁性液體或硅油基磁性液體，具體選用哪種磁性液體由被密封的介質(zhì)以及其兩側(cè)壓力差決定，但這不是本發(fā)明的重點(diǎn)。
[0036]通過以上裝配實(shí)現(xiàn)提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置。
[0037]所述的階梯軸的第一階梯1-1軸向長度為第一隔磁環(huán)6的軸向長度、第一極靴7-1的軸向最大長度、第一極靴7-1極齒的右側(cè)面與第二階梯的軸肩左側(cè)面的距離之和；
[0038]階梯軸的第二階梯1-2軸向長度為第一永磁體9-1的軸向長度和第二極靴7-2的軸向最大長度之和；
[0039]階梯軸的第三階梯1-3軸向長度為第二永磁體9-2的軸向長度和第三極靴7-3的軸向最大長度之和；
[0040]階梯軸的第四階梯1-4軸向長度為第二隔磁環(huán)13的長度與第三極靴7-3右側(cè)面和第四階梯1-4軸肩左側(cè)面距離之和的差值。
[0041]相鄰兩個階梯的軸徑之差均為6?60_。
[0042]所述的第一至第三極靴7-1、7-2、7_3上的極齒右側(cè)面與第二階梯至第四階梯
1-2、1-3、1-4的左側(cè)面的軸向間隙寬度Lg均為0.05?1.5mm。
[0043]實(shí)施方式ニ
[0044]一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，如圖3所示，該密封裝置包括:軸1、外殼2、第一、第二隔磁環(huán)6、10、第一至第三極靴7-1、7-2、7-3、第一至第三橡膠圈8-1、8-2、8-3、第一、ニ永磁體9-1、9-2、第一、ニ軸承5、11、端蓋12、第一、第二卡簧
3、13。
[0045]所述的軸I為ー階梯軸，階梯軸的材料為2crl3不銹鋼。
[0046]所述的外殼2的材料為非導(dǎo)磁不銹鋼。
[0047]所述的第一至第三極靴7-1、7-2、7_3的材料為2crl3不銹鋼。
[0048]所述的第一、ニ永磁體9-1、9_2的材料均為釹鐵硼材料。
[0049]在第一極靴、第二極靴與第三極靴右側(cè)面上加工出極齒，極齒的數(shù)量一般為2?8個
[0050]將第一至第三橡膠圈8-1、8-2、8_3分別安裝在第一至第三極靴7-1、7-2、7_3外圓上的凹槽內(nèi)；
[0051]在第一、第二隔磁環(huán)6、10之間，順序安裝第一極靴7-1、第一永磁體9-1、第二極靴7-2、第二永磁體9-2、第三極靴7-3，將磁性液體注入所述的第一、第二極靴內(nèi)圓面上，構(gòu)成密封組件，套在軸上；
[0052]第一至第三極靴(7-1、7-2、7_3)的內(nèi)孔為錐孔，錐度大小為1:5?1:0.5，錐孔與軸(I)之間的徑向間隙高度為I?IOmm;
[0053]調(diào)整密封組件的極靴右側(cè)面與階梯軸肩極齒左側(cè)面之間的軸向間隙寬度，使其小于極靴與階梯之間的徑向間隙高度；
[0054]所述的磁性液體為機(jī)油基磁性液體、酯基磁性液體或硅油基磁性液體，具體選用哪種磁性液體由被密封的介質(zhì)以及其兩側(cè)壓力差決定，但這不是本發(fā)明的重點(diǎn)。
[0055]通過以上裝配實(shí)現(xiàn)提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置。
[0056]所述的階梯軸的第一階梯1-1軸向長度為第一隔磁環(huán)6的軸向長度、第一極靴7-1的軸向長度、第一極靴7-1的右側(cè)面與第二階梯的軸肩左側(cè)面的距離之和；
[0057]階梯軸的第二階梯1-2軸向長度為第一永磁體9-1的軸向長度和第二極靴7-2的軸向最大長度之和；
[0058]階梯軸的第三階梯1-3軸向長度為第二永磁體9-2的軸向長度和第三極靴7-3的軸向最大長度之和；[0059]階梯軸的第四階梯1-4軸向長度為第二隔磁環(huán)13的長度與第三極靴7-3右側(cè)面和第四階梯1-4極齒左側(cè)面距離之和的差值；
[0060]相鄰兩個階梯的軸徑之差均為6?60mm。
[0061]所述的第二至第四階梯1-2、1-3、1_4軸肩上的極齒左側(cè)面與第一至第三極靴7-1、7-2、7-3右側(cè)面的軸向間隙寬度Lg均為0.05?1.5mm。
【權(quán)利要求】
1.一種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，該密封裝置包括: 軸(I)、外殼(2)、第一、第二隔磁環(huán)(6、10)、第一、二、三極靴(7-1、7-2、7-3)、第一、二永磁體(9-1)、第一、二、三橡膠圈(8-1、8_2、8_3)、第一、二軸承(5、11)、端蓋(12)、第一、第二卡簧(3、13)； 將第一、二、三橡膠圈(8-1、8-2)分別安裝在極靴(7-1、7-2、7-3)外圓上的凹槽內(nèi)； 在第一、第二隔磁環(huán)(6、10)之間，順序安裝第一極靴(7-1)、第一永磁體(9-1)、第二極靴(7-2)、第二永磁體(9-2)、第三極靴(7-3)，將磁性液體注入所述的第一、第二極靴內(nèi)圓面上，構(gòu)成密封組件，套在軸(I)上； 再將第一、第二軸承(5、11)分別安裝在第一、第二隔磁環(huán)(6、10)外側(cè)的軸上，將第一、第二卡簧(3、13)分別安裝在軸(I)左端的凹槽(4-1)和右端的凹槽(4-2)內(nèi)；再將安裝在軸(I)上的密封組件安裝在外殼(2)內(nèi)，通過端蓋(12)與外殼(2)的螺紋連接壓緊第二軸承(11)外圈； 其特征是: 所述的軸(I)為ー階梯軸； 所述的密封組件的第一極靴(7-1)安裝在階梯軸的第一階梯(1-1)的外圓上；第二極靴(7-2)安裝在階梯軸的第二階梯(1-2)的外圓上；第三極靴(7-3)安裝在階梯軸的第三階梯(1-3)的外圓上； 所述的密封組件的第一極靴(7-1)、第二極靴(7-2)與第三極靴(7-3)右側(cè)面或第二至第四階梯(1-2、1_3、1-4)的軸肩上加工出極齒，設(shè)計的極靴與階梯的軸肩之間的軸向間隙寬度小于極靴與階梯之間的徑向間隙高度； 所述的密封組件的第一極靴(7-1)、第一永磁體(9-1)、第二極靴(7-2)、第三階梯(1-3)與第二階梯(1-2)形成第一級磁回路； 第二極靴(7-2)、第二永磁體(9-2)、第三極靴(7-3)、第四階梯(1-4)與第三階梯(1-3)形成第二級磁回路，實(shí)現(xiàn)磁性液體密封； 通過以上裝配實(shí)現(xiàn)提高密封耐壓能力和密封可靠性的磁性液體密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的第一至第三極靴(7-1、7-2、7-3)的內(nèi)孔為錐孔，錐度大小為1:5~1:0.5，錐孔與軸(I)之間的徑向間隙高度為I~10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的第一至第三極靴(7-1、7-2、7-3)右側(cè)面，與第二至第四階梯(1-2、1-3、1-4)軸肩相配合的位置處加工出極齒，極齒數(shù)量為2~8個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的第二至第四階梯(1-2、1_3、1-4)的軸肩，與第一至第三極靴(7-1、7-2、7-3)右側(cè)面相配合的位置處加工出極齒，極齒數(shù)量為2~8個。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是:所述的階梯軸的第一階梯(1-1)軸向長度為第一隔磁環(huán)(6)的軸向長度、第一極靴(7-1)的軸向最大長度、第一極靴(7-1)極齒的右側(cè)面與第二階梯的軸肩左側(cè)面的距離之和； 階梯軸的第二階梯(1-2)軸向長度為第一永磁體(9-1)的軸向長度和第二極靴(7-2)的軸向最大長度之和； 階梯軸的第三階梯(1-3)軸向長度為第二永磁體(9-2)的軸向長度和第三極靴(7-3)的軸向最大長度之和； 階梯軸的第四階梯(1-4)軸向長度為第二隔磁環(huán)(13)的長度與第三極靴(7-3)右側(cè)面和第四階梯(1-4)軸肩左側(cè)面距離之和的差值。 相鄰兩個階梯的軸徑之差均為6~60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的階梯軸的第一階梯(1-1)軸向長度為第一隔磁環(huán)(6)的軸向長度、第一極靴(7-1)的軸向長度、第一極靴(7-1)的右側(cè)面與第二階梯的軸肩左側(cè)面的距離之和； 階梯軸的第二階梯(1-2)軸向長度為第一永磁體(9-1)的軸向長度和第二極靴(7-2)的軸向長度之和； 階梯軸的第三階梯(1-3)軸向長度為第二永磁體(9-2)的軸向長度和第三極靴(7-3)的軸向長度之和； 階梯軸的第四階梯(1-4)軸向長度為第二隔磁環(huán)(13)的長度與第三極靴(7-3)右側(cè)面和第四階梯(1-4)極齒左側(cè)面距離之和的`差值。 相鄰兩個階梯的軸徑之差均為6~60mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的第一至第三極靴(7-1、7-2、7-3)上的極齒右側(cè)面與第二階梯至第四階梯(1-2、1-3、ト4)的左側(cè)面的軸向間隙寬度Lg均為0.05~1.5mmo
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種提高磁性液體密封耐壓能力和密封可靠性的密封裝置，其特征是: 所述的第二至第四階梯(1-2、1_3、1-4)軸肩上的極齒左側(cè)面與第一至第三極靴(7-1、7-2,7-3)右側(cè)面的軸向間隙寬度Lg均為0.05~1.5mm。
【文檔編號】F16J15/43GK103498939SQ201310378860
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】楊小龍, 李德才 申請人:北京交通大學(xué)