本發(fā)明涉及一種密封結(jié)構(gòu)，特別是一種應(yīng)用于軸承上的間隙密封結(jié)構(gòu)及基于該流體密封機構(gòu)的推力軸承。

背景技術(shù)：

一般的密封方式除了機械接觸摩擦方式以外，能耗較小、摩擦力比較小的方式一般是磁流體密封，但是存在造價高、加工難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、渦流損耗、發(fā)熱且不能抗高溫等缺陷。

軸承的需求非常廣泛，是國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵機械基礎(chǔ)件，重要性不言而喻。機械接觸方式的軸承，磨損和阻力是固有的缺點，特別是推力軸承。目前實現(xiàn)較低損耗的方法是超導(dǎo)磁懸浮推力軸承，但是造價高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和軸向承載力低、自身功耗等是一直難以解決的問題。為了降低磨損，減少摩擦力損耗，一般使用動/靜壓氣體軸承或者動/靜壓軸承，但是存在漏氣/液的問題，或者需要單獨的供氣、液的動力裝置。

飛輪儲能是一種物理儲能，與化學(xué)儲能相比，飛輪儲能在環(huán)境保護、高可靠性、工作壽命很長、充放電速度可快可慢等方面具有的天生優(yōu)勢，是化學(xué)儲能無法比擬的?，F(xiàn)階段，大容量的飛輪儲能電池存在的問題是無法長時間保存電能，原因是沒有方法降低推力軸承的摩擦力，特別是大質(zhì)量飛輪產(chǎn)生的大的軸向力的推力軸承的摩擦力，從而無法實現(xiàn)飛輪在旋轉(zhuǎn)的過程，微耗地長時間保持轉(zhuǎn)速，如何減小飛輪運轉(zhuǎn)時的軸承損耗、風(fēng)摩損耗和空載損耗，成為大能量飛輪高效率、長時間儲能必須解決的關(guān)鍵問題。而解決了這一技術(shù)難題，在太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，調(diào)峰，汽車儲能飛輪電池等領(lǐng)域會有非常廣泛的用途。

固體由于自身的特性，分子與分子之間難以移動，凝結(jié)過程使得固體表面無法通過分子表面張力凝聚成平滑的表面層，至少在分子或原子層面，表面是沒有規(guī)律的高低不平，這就造成固體密封的壁面必須緊密接觸從而消耗能量，而且接觸面必須通過潤滑油來阻止摩擦帶來的磨損，能量的損耗和壁面的物理磨損不可避免。

氣體的自身特性雖然也是流動性，但是對比液體來說，沒有符合帕斯卡定律，即壓強會平均于氣體所能到達的任何地方，最終保持任何地方的壓強相等，這個特性造成普通接觸密封的方式根本無法徹底防范空氣的滲透。

流體由于自身的特性，即流動性和不可壓縮性，使得流體內(nèi)部，流體與流體，流體與固體的接觸面，可以無限制地吻合，但正是由于有流動性，即，流體會隨從壓力的方向流動，這就使得流體在傳統(tǒng)方法下無法作為密封體單獨的實現(xiàn)間隙密封的功能，以潤滑油為例，通常需要額外的做功來把潤滑油在相應(yīng)的密封位置。

浸潤與不浸潤現(xiàn)象是一種發(fā)生在固體和液體之間的物理現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因可以用分子力作用解釋，當(dāng)液體與固體接觸時，在接觸面形成一個液體薄層，這個液體薄層叫做附著層。附著層內(nèi)部的分子同時受到液體分子和固體分子的吸引。如果固體分子對液體分子的引力大于液體分子之間的引力，那么附著層的分子密度將會大于液體的分子密度，此時附著層內(nèi)的分子相互作用表現(xiàn)為斥力，液面呈現(xiàn)擴散的趨勢，形成浸潤現(xiàn)象。如果固體分子對液體分子的引力小于液體分子之間的分子密度，此時附著層內(nèi)的分子相互作用表現(xiàn)為引力，液面呈現(xiàn)收縮的趨勢，便形成了不浸潤現(xiàn)象。如果液體對固體浸潤，同時固體內(nèi)部存在毛細管，那么因為毛細作用，液體會滲透到固體的內(nèi)部，如果液體對固體不浸潤，那么因為毛細作用，液體在進入該固體毛細管的時候，則需要一定的外力，這個力與毛細間隙的間隙寬度成反比，與流體的表面張力成正比。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種間隙密封結(jié)構(gòu)及軸承，以至少使需要密封的動體和靜體之間具有低磨損。

本發(fā)明的一個方面是提供一種間隙密封結(jié)構(gòu)，包括：

流體，該流體在動體和靜體需要密封的壁面的間隙內(nèi)形成至少一個間隙密封;

和保持結(jié)構(gòu)，該保持結(jié)構(gòu)設(shè)置在動體和靜體中的一個或兩個的壁面上，用于將流體保持在預(yù)定的密封部位限制流體的移動并在壁面之間形成流體密封環(huán)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的動體和靜體需要密封的壁面上設(shè)置有浸潤部作為流體的保持結(jié)構(gòu)，該浸潤部設(shè)置在其中一個或兩個壁面，與流體接觸的浸潤部的表面材質(zhì)與流體是浸潤關(guān)系，浸潤部以外的動體和靜體的壁面與所述流體是不浸潤關(guān)系。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的浸潤部是形成于壁面的條狀或帶狀結(jié)構(gòu)的浸潤帶。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的浸潤帶上開有至少一條凹陷的梯形槽或C型槽形成浸潤槽。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，動體或靜體的壁面向內(nèi)形成至少一個凹槽，凹槽內(nèi)注有所述的流體，流體突出槽口平面并與相對的壁面接觸形成所述的間隙密封，流體與凹槽內(nèi)表面浸潤、與除了凹槽以外的動體或靜體的壁面不浸潤。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的保持結(jié)構(gòu)是形成于壁面上的凹槽或凸起，該凹槽或凸起與其所在的壁面形成容置所述流體的空間。

所述的流體選用具有較大表面張力的液體，作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的流體為水銀或水或液體油。對水銀而言，與該水銀不浸潤的壁面材質(zhì)為玻璃，或聚四氟乙烯等高分子材料。水銀具有表面張力大、凝固點低，常溫下是液態(tài)，沸點高等優(yōu)點，水銀與聚四氟乙烯以及大多數(shù)材料不浸潤，與干凈的鐵、鎳、鉑或者鐵鎳合金浸潤。聚四氟乙烯的低粘性以及低摩擦力，可以更大程度低降低水銀與動體的摩擦力。相比其它材料，水銀和聚四氟乙烯的理化性質(zhì)更穩(wěn)定，不易變質(zhì)，無需經(jīng)常更換。

上述間隙密封結(jié)構(gòu)磨損小，結(jié)構(gòu)簡單、制造和維護成本低。

基于以上密封結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的另一方面是提供一種推力軸承，該推力軸承具有低磨損、軸向承載力大、徑向穩(wěn)定、密封性能好的特點。所述的推力軸承包括上述述的間隙密封結(jié)構(gòu)、軸圈和軸座，所述的軸圈同軸心地插套于軸座內(nèi)，軸圈的外壁面與軸座的相對壁面之間設(shè)置有所述的包括流體和保持結(jié)構(gòu)的間隙密封結(jié)構(gòu)，軸圈與軸座內(nèi)側(cè)形成內(nèi)空腔，壁面之間的流體形成流體密封環(huán)，兩個以上流體密封環(huán)之間形成間隙空腔。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，使用與浸潤帶或浸潤槽浸潤、與另一個相對的壁面接觸的流體形成所述的流體密封環(huán)，流體與浸潤帶或浸潤槽內(nèi)表面浸潤、與除了浸潤帶或浸潤槽以外的軸圈和軸座的壁面不浸潤。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的浸潤帶或浸潤槽開設(shè)在靜體的軸座面向動體的一面，動體的軸圈不設(shè)置浸潤帶或浸潤槽。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的軸座頂部設(shè)有軸蓋，軸蓋內(nèi)形成有外空腔，軸圈頂部有在外空腔內(nèi)部的推力輸出軸，流體密封環(huán)將外空腔與內(nèi)空腔隔開。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的間隙空腔、內(nèi)空腔和外空腔中的任意一個或多個中的氣體為空氣或惰性氣體。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的軸圈的壁面和對應(yīng)的軸座的壁面包含弧面。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，包括在軸圈軸向的一側(cè)或兩側(cè)并與軸圈同軸心連接的推力軸。

本發(fā)明軸承具有流體密封的效果，此外，使用氣泵通過充、抽空氣的方法使內(nèi)空腔氣壓大于軸圈上部氣壓，氣壓差產(chǎn)生的氣體流動只能由軸圈與軸座之間的間隙通過，空氣會被間隙中的間隙密封隔離開，保持內(nèi)空腔與外空腔的氣壓差不變，從而形成軸圈穩(wěn)定的軸向力。

間隙空腔的氣壓和流體密封環(huán)的壓力使軸圈與軸座之間產(chǎn)生均勻的徑向力約束軸圈移動，有動壓或靜壓軸承的有益效果，且徑向約束力與流體密封環(huán)之間的間隙數(shù)量或?qū)挾然驂毫蜉S圈轉(zhuǎn)速成正比。

相鄰的兩個間隙空腔的氣壓差引起的對流體密封環(huán)的軸向推力小于該流體因毛細作用的斥力，即，足夠細的間隙和足夠大的流體表面張力，可以產(chǎn)生足夠抵擋流體密封環(huán)兩側(cè)的氣壓差產(chǎn)生的軸向壓力。

本發(fā)明利用氣/液懸浮方式，實現(xiàn)了懸浮推力軸承的效果，利用本發(fā)明的流體間隙密封阻隔了氣/液在間隙中的流通，具有低磨損、徑向穩(wěn)定、軸向力大，具有磨損小，成本低的優(yōu)點。與磁懸浮軸承相比，具有成本低，功耗小的特點。在密封方面，成本更低，結(jié)構(gòu)更簡單，并且沒有磁流體密封所產(chǎn)生的強磁和渦流損耗影響。本發(fā)明所述的推力軸承與現(xiàn)有機械軸承相比，噪音更小，磨損少，維護成本低。

作為本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種飛輪儲能電池，包括上述推力軸承，軸承的輸出端連接飛輪，飛輪上部連接電能-轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換裝置。

外空腔與內(nèi)空腔有氣體的壓力差并由所述密封結(jié)構(gòu)隔離，使得飛輪被懸浮且不與軸承座物理接觸。本發(fā)明實現(xiàn)了磁懸浮推力軸承的功能，但與磁懸浮軸承不同的是，本裝置可以將轉(zhuǎn)動部分無需密封輸出，無需能耗，克服了磁懸浮推力軸承內(nèi)部由于真空，所以動力必須由動力/電力轉(zhuǎn)換裝置輸出帶來損耗和造價高昂的局限性。

附圖說明

此處的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步說明，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用來解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1是本發(fā)明間隙密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是兩側(cè)均有浸潤帶的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3是僅一側(cè)有浸潤帶的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4是僅一側(cè)有浸潤槽的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖5是兩側(cè)有浸潤槽的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6是有凹槽的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7是有凸起的間隙密封結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖8是本發(fā)明推力軸承的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明飛輪儲能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是具有弧形間隙密封推力軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本發(fā)明具有弧形間隙密封的飛輪儲能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-動體，2-靜體，3-凹槽，4-軸圈，5-軸座，6-內(nèi)空腔，7-流體密封環(huán)，8-間隙空腔，9-環(huán)形槽，10-軸蓋，11-外空腔，12-推力輸出軸，13-推力軸，14-飛輪，15-電能-轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換裝置，16-氣泵，17-液體管道，18-液體泵，19-空氣管道，20-空氣泵。21-浸潤帶，22-浸潤槽，23-凸起。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，以下結(jié)合參考附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步清楚、完整的說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1所示的間隙密封結(jié)構(gòu)，包括：流體和保持結(jié)構(gòu)，流體在動體1和靜體2需要密封的壁面的間隙內(nèi)形成至少一個間隙密封; 保持結(jié)構(gòu)設(shè)置在動體1和靜體2中的一個或兩個的壁面上，用于將流體保持在預(yù)定的密封部位限制流體的移動并在壁面之間形成流體密封環(huán)。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明進一步利用流體與壁面材料的浸潤或不浸潤的關(guān)系。即所述的動體1和靜體2需要密封的壁面上設(shè)置有浸潤部作為流體的保持結(jié)構(gòu)，該浸潤部設(shè)置在其中一個或兩個壁面，與流體接觸的浸潤部的表面材質(zhì)與流體是浸潤關(guān)系，浸潤部以外的動體1和靜體2的壁面與所述流體是不浸潤關(guān)系。所述的流體為水銀、水或液體油，流體為水銀時，與該流體部浸潤的密封面材質(zhì)為玻璃，聚四氟乙烯或其他表面能比較低的材料，浸潤的材料可以為鐵、鎳、鉑或者鐵鎳合金，但不限于此。所述的液體油可以選擇液壓油、潤滑油，本本領(lǐng)域技術(shù)人員可相應(yīng)地選擇與所述液體油浸潤或不浸潤的壁面材料。

作為優(yōu)選的實施例，如圖2、圖3所示，所述的浸潤部是形成于壁面的條狀或帶狀結(jié)構(gòu)的浸潤帶21。流體會被浸潤帶吸附并與對面的壁面接觸，并延伸形成流體密封環(huán)狀或帶狀的密封結(jié)構(gòu)，吸附產(chǎn)生的力與上述毛細作用產(chǎn)生的阻力，使得每一個密封結(jié)構(gòu)都對密封兩側(cè)的氣壓差有一定的阻礙作用，多個保持機構(gòu)如浸潤帶和流體密封環(huán)構(gòu)成的密封結(jié)構(gòu)會增強密封效果。在此基礎(chǔ)上，為了增強浸潤帶的浸潤吸附作用，如圖4、圖5所示，進一步優(yōu)選的實施例是所述的浸潤帶上開有至少一條凹陷的梯形槽或C型槽形成浸潤槽22。

在該實施例中，所述的流體密封環(huán)與壁面的浸潤關(guān)系有2種。如圖4所示，關(guān)系（1）是可以是一面與所述浸潤槽吸附，與另一面的密封面的壁面不浸潤的接觸的關(guān)系；如圖5所示，關(guān)系（2）是與兩個密封面壁面都有浸潤槽，流體密封環(huán)與兩者都是浸潤接觸的關(guān)系；對于關(guān)系（1），在一側(cè)的密封面上有浸潤帶，流體與浸潤帶浸潤吸附，另外一側(cè)是不浸潤的，是接觸關(guān)系，可以減少摩擦力從而增加轉(zhuǎn)速。對于關(guān)系（2）與兩側(cè)壁面都是浸潤的，可以增加流體密封環(huán)對浸潤帶的附著能力，提升密封效果，

作為另一優(yōu)選的實施例，如圖6所示，動體1或靜體2的壁面向內(nèi)形成至少一個凹槽3，凹槽3內(nèi)注有所述的流體，流體突出槽口平面并與相對的壁面接觸形成所述的間隙密封，流體與凹槽內(nèi)表面浸潤、與除了凹槽以外的動體1或靜體2的壁面不浸潤。

作為又一優(yōu)選的實施例，如圖6和圖7所示，所述的保持結(jié)構(gòu)是形成于壁面上的凹槽3或凸起23，該凸起23與其所在的壁面形成容置所述流體的空間。該凹槽3可以是C型槽或梯形槽。多個凸起可以形成儲存液體的Ｃ形槽，Ｃ形槽內(nèi)注有所述的流體，流體突出槽口平面并與相對的密封面接觸形成所述的間隙密封，相對的密封面也可以有保持機構(gòu)，流體被Ｃ形槽保持在內(nèi)部及相對的壁面之間，所述的流體，與槽口以外的密封面壁面材料不浸潤。本實施例中的流體密封環(huán)與壁面的關(guān)系也同樣可以是上述2種關(guān)系，不同的是本實施例可以是關(guān)系（3），即流體與兩側(cè)壁面均不浸潤，在這種情況下，凹槽3和凸起23均可作為流體的儲存裝置存在，也可以實現(xiàn)密封效果，但是裝配更復(fù)雜。

圖8所示的推力軸承，包括間隙以上實施例中所述的間隙密封結(jié)構(gòu)以及軸圈4和軸座5，這里所述的間隙密封結(jié)構(gòu)可以采用前述實施例中的任意一種結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，如圖8所示的推力軸承，包括軸圈4和軸座5，所述的軸圈4同軸心地插套于軸座5內(nèi)，軸圈4的外壁面與軸座5的相對壁面之間形成間隙密封，軸圈4與軸座5內(nèi)側(cè)形成內(nèi)空腔6，所述的間隙密封包括與軸圈4和軸座5的密封面中的至少一個密封面上的浸潤帶或C形浸潤槽浸潤、與另一個相對的密封面接觸的流體形成的流體密封環(huán)7，流體與浸潤帶或浸潤槽內(nèi)表面浸潤、與除了浸潤帶或浸潤槽以外的軸圈4和軸座5的密封面不浸潤。兩個以上流體密封環(huán)7之間形成間隙空腔8。

優(yōu)選地，所述浸潤帶或浸潤槽開設(shè)在靜體的軸座5面向動體的一面，優(yōu)選的，動體的軸圈4不設(shè)置浸潤帶或浸潤槽。

優(yōu)選地，在軸座5和軸圈4的至少一個密封面上形成環(huán)形槽9，環(huán)形槽9內(nèi)注有所述的流體，環(huán)形槽9內(nèi)的流體突出槽口平面并與相對的密封面接觸形成與軸座5和軸圈4同軸心的流體密封環(huán)7。對環(huán)形槽9的深度及方向沒有限定。

以上所述的流體優(yōu)選為水銀，也可以是水或液體油。當(dāng)流體為水銀時，與該流體不浸潤的密封面材質(zhì)為聚四氟乙烯，浸潤的材料可以為鐵、鎳、鉑或者鐵鎳合金或其他非金屬材料，但不限于此。

優(yōu)選地，所述的間隙空腔8、內(nèi)空腔6和外空腔11中的任意一個或多個中的氣體為空氣或惰性氣體，充入惰性氣體后可減少上述空腔表面材料的腐蝕、氧化、摩擦。

如圖8所示，環(huán)形槽9開于軸座5內(nèi)側(cè)面，流體與環(huán)形槽9內(nèi)壁材料浸潤，與軸圈4密封面不浸潤，流體與環(huán)形槽槽口以外的軸座壁面不浸潤。流體密封環(huán)7突出槽口平面部分被表面張力引起的毛細作用斥力束縛在相鄰的間隙空腔8之間。密封面之間的間隙越小，流體密封環(huán)7穿過間隙的阻力越大，流體表面張力系數(shù)越大，流體密封環(huán)7穿過間隙的阻力越大。相鄰的流體密封環(huán)7之間有一定的距離且平行，使得不會因為流體密封環(huán)7的流體突出槽口部分因僅受到限定壓力產(chǎn)生軸向位移就互相觸碰。流體密封環(huán)7的流體與裝載流體的環(huán)形槽9的內(nèi)表面為浸潤，流體被與環(huán)形槽9內(nèi)表面有因浸潤產(chǎn)生的毛細作用吸附力吸附在環(huán)形槽9內(nèi)，流體在毛細作用下，可以沿著環(huán)形槽9環(huán)狀自動吸附并蔓延全部環(huán)形槽9，直至使得流體在環(huán)形槽9內(nèi)保持相對槽口相同的深度，突出槽口并與對面的壁面緊貼。環(huán)形槽9也可以開于軸圈的密封面，流體與環(huán)形槽內(nèi)壁浸潤，與軸座壁面不浸潤，與槽口外的壁面不浸潤。

此外，在圖8結(jié)構(gòu)中，也可以采用流體與環(huán)形槽9內(nèi)壁材料浸潤，與軸圈4密封面的浸潤帶浸潤。

如圖8所示，軸座5頂部設(shè)有軸蓋10，軸蓋10內(nèi)形成有外空腔11，軸圈4頂部有在外空腔11內(nèi)部的推力輸出軸12，流體密封環(huán)7將外空腔11與內(nèi)空腔6隔開。外空腔與內(nèi)空腔均可連接氣泵16，通過氣泵16抽空氣，調(diào)節(jié)兩個空腔內(nèi)的壓力差，從而形成軸圈4的軸向力。

圖8所示的推力軸承，環(huán)形槽9內(nèi)有通往軸承外部的液體管道17，該液體管道17外端與液體泵18連接，調(diào)節(jié)環(huán)形槽內(nèi)的液量。間隙空腔8內(nèi)有通往軸承外部的空氣管道19，該空氣管道19外端與空氣泵20連接，可以調(diào)節(jié)間隙空腔8內(nèi)的壓力。

圖10所示的推力軸承，軸圈4的密封面和對應(yīng)的軸座5的密封面包含弧面，該軸承具有調(diào)心功能。

如圖8所示，在軸圈4軸向的一側(cè)或兩側(cè)并與軸圈4同軸心連接的推力軸13。所述空腔中的任意一個空腔的氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，可以無需密封地把推力軸輸出到軸承以外。可以在所述的軸蓋10頂部和/或軸座5底部開軸向力輸出孔，推力軸13端部貫穿所述的軸向力輸出孔，軸向輸出孔與推力軸為間隙配合。沒有軸向輸出孔時，推力軸13與軸蓋和/或軸座有輕觸止推裝置。有軸向輸出孔時，該推力軸13可直接輸出推力。

圖9所示的是一種飛輪儲能電池。

考慮到飛輪的特殊性，即：質(zhì)量較大且軸向壓力固定，本實例采取較大氣壓差換取較小的密封圈直徑。由于飛輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速較高，因此對空氣摩擦損耗有敏感的要求，所以本實例采用飛輪14和電能-轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換裝置15所在外空腔11為真空。

圖9所示的飛輪儲能電池，包括本發(fā)明所提供的推力軸承，該推力軸承可以采用前述實施例中任意一種結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該推力軸承包括軸圈4和軸座5，所述的軸圈4同軸心地插套于軸座5內(nèi)，軸圈4的外壁面與軸座5的相對壁面之間形成間隙密封，軸圈4與軸座5內(nèi)側(cè)形成內(nèi)空腔6，所述的間隙密封是由軸圈4和軸座5的密封面中的任意一個密封面浸潤、與另一個相對的密封面不浸潤的流體形成的流體密封環(huán)7，兩個以上流體密封環(huán)7之間形成間隙空腔8；軸座5頂部設(shè)有軸蓋10，軸蓋10內(nèi)形成有外空腔11，軸圈4頂部有在外空腔11內(nèi)部的推力輸出軸12，流體密封環(huán)7將外空腔11與內(nèi)空腔6隔開；推力輸出軸12上部連接飛輪14，飛輪14上部連接電能-轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換裝置15。圖11所示的飛輪儲能電池軸圈4和軸座5的底部為弧形。

由于飛輪的特殊性，即飛輪的質(zhì)量集中在邊緣處，動量最大，因此本實例采用比飛輪直徑更小的軸圈4和軸座5，以降低密封面的線速度。

也可以將上述軸圈4和對應(yīng)軸座5內(nèi)側(cè)設(shè)計成弧形（如圖11所示），使得之間的平行間隙壁面為弧面，并且是在軸心上的同圓心，則此飛輪儲能系統(tǒng)可以承受軸座左右前后的傾斜，在移動設(shè)備上實現(xiàn)了應(yīng)用，如汽車。

流體水銀通過液體泵18的壓力調(diào)節(jié)，經(jīng)過連接液體管道17注入對應(yīng)的環(huán)形槽9，水銀在輸入壓力與毛細作用力下，均勻地分布并充滿環(huán)形槽9中。

通過氣泵16把外空腔11內(nèi)的空氣抽出，氣壓降低的過程中，原有間隙空腔8的氣體會逐漸穿過流體密封環(huán)7，直至外空腔11為真空時自動形成相鄰間隙空8之間的階梯壓力差，并形成密封。此步驟也可以通過對應(yīng)的氣泵16在抽外空腔11的同時，對應(yīng)地實時調(diào)整間隙空腔8內(nèi)的氣壓差。

為了方便轉(zhuǎn)動飛輪14的動力輸出，通過氣泵16和使內(nèi)空腔壓力為1個大氣壓，使得推力軸13通過預(yù)留軸向力輸出孔部分時無需二次密封而直接輸出飛輪14的轉(zhuǎn)動能量。從而也實現(xiàn)了直接動力輸入，無限提高充電速度。也可以使飛輪14的動能直接由動力-電能轉(zhuǎn)換機15輸出。推力軸13與軸蓋10上的軸向力輸出孔為閉合密封時，與轉(zhuǎn)動部分實現(xiàn)輕觸止推。

本發(fā)明要求保護的范圍不限于以上具體實施方式，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有多種變形和更改，凡在本發(fā)明的構(gòu)思與原則之內(nèi)所作的任何修改、改進和等同替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。