一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于機械工程密封領域。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性液體密封具有零泄漏、長壽命、高可靠性等優(yōu)點，因而在密封領域獲得了廣闊的應用。隨著航空、軍工、能源、電力等行業(yè)的快速發(fā)展，對密封提出了越來越高的要求。比如航空發(fā)電機、電廠汽輪機等的密封要求達到零泄漏，這是除了磁性液體密封外其他密封無法滿足的，然而這些密封領域經(jīng)常遇到高線速度的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)境，或者靜止密封環(huán)境下要求密封壽命很長的問題?，F(xiàn)有的磁性液體密封裝置典型結(jié)構(gòu)如公開號為CN102518811A和CN202091519U的專利所述，這些磁性液體密封裝置密封性能良好但只能適用于低線速度的旋轉(zhuǎn)密封。現(xiàn)有的耐較高線速度的磁性液體密封裝置如公開號為CN103925372A和CN103925371A的專利所述，這些磁性液體密封裝置在一定程度上解決了較高線速度的磁性液體旋轉(zhuǎn)密封問題，但是加工復雜，成本較高。現(xiàn)有的提高磁性液體密封性能的磁性液體密封裝置如公開號為CN103939618A、CN1912428A等專利所述，這些磁性液體密封裝置一定程度上提高了磁性液體密封壽命或者密封性能，但是不能解決磁性液體高線速度旋轉(zhuǎn)密封的問題。磁性液體應用于高線速度旋轉(zhuǎn)密封時將會弓I起較大的摩擦耗散，磁性液體發(fā)熱量變大，溫度升高，從而導致磁性下降，粘度減小，基載液揮發(fā)量變大，耐壓能力和密封壽命都會下降。磁性液體應用于靜止密封時會因為磁性液體長期處于穩(wěn)定的強磁場下發(fā)生磁性顆粒團聚現(xiàn)象，使得磁性顆粒與基載液分離，密封壽命下降。本發(fā)明提出了一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，不僅能夠適應于高線速度的旋轉(zhuǎn)密封，還能夠適應于靜密封環(huán)境，而且保證兩種密封環(huán)境下磁性液體密封性能良好，密封壽命延長。這對拓寬磁性液體密封應用領域，進一步提高磁性液體高線速度旋轉(zhuǎn)密封和靜止密封壽命具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有的磁性液體密封裝置用于高線速度的旋轉(zhuǎn)密封時存在著磁性液體發(fā)熱量過大而導致的密封性能變差、密封壽命下降的問題；用于靜止密封時存在著磁性液體長期處于穩(wěn)定的強磁場下發(fā)生團聚現(xiàn)象而導致的密封壽命降低的問題。因此提供一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，構(gòu)成該裝置包括:
[0006]外殼、左極靴、N個圓柱形永磁體、電磁線圈、右極靴、端蓋、螺釘、第一密封圈、第二密封圈；
[0007]構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接:
[0008]所述電磁線圈纏繞在N個圓柱形永磁體的外圓柱面上，形成N個磁源組件；
[0009]所述第二密封圈安裝在左極靴的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，第一密封圈安裝在右極靴的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴；
[0010]所述N個磁源組件安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，N個磁源組件沿圓周方向均勻分布，將帶密封圈的右極靴安裝在N個磁源組件的右端面，上述裝配完成后形成密封組件；
[0011]將密封組件安裝在外殼內(nèi)的凸臺右端面處；
[0012]所述電磁線圈的接頭通過外殼上的徑向通孔a引出，電磁線圈的接頭與外殼上的徑向通孔a之間的間隙通過密封膠進行密封；
[0013]所述端蓋安裝在外殼的右端面，通過螺釘連接將端蓋與外殼固定。
[0014]所述N個圓柱形永磁體的外圓柱面上纏繞有電磁線圈，電磁線圈的接頭與外接電源相連，改變電流方向可以使得產(chǎn)生的電磁場方向與永磁體產(chǎn)生的磁場方向相同，磁場疊加強度增強，磁性液體的導熱系數(shù)變大；不間斷地或者定周期地改變電流大小可以改變磁場強度，提供磁場梯度，使磁性液體的磁性顆粒與基載液之間發(fā)生相對運動，增強磁性液體自身的對流傳熱，還可以減少磁性液體因長期處于穩(wěn)定的強磁場下團聚現(xiàn)象的發(fā)生，提高磁性液體密封性能，延長磁性液體密封壽命。
[0015]所述電磁線圈的接頭通過外殼上的徑向通孔a引出，電磁線圈的接頭與外殼上的徑向通孔a之間的間隙通過密封膠進行密封，避免密封組件和外殼之間的氣體泄漏。
[0016]所述圓柱形永磁體的個數(shù)N = 2π R/d，R為磁源組件所在位置的半徑，d為磁源組件的直徑。
[0017]本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果:
[0018](I)N個圓柱形永磁體的外圓柱面上纏繞電磁線圈形成N個磁源組件，N個圓柱形永磁體提供穩(wěn)定的強磁場保證磁性液體密封條件，電磁線圈的接頭與外接電源相連，通過控制電流方向，可以使電磁場方向與永磁體產(chǎn)生的磁場方向相同，磁場強度疊加后增強，使得磁性液體的導熱系數(shù)變大，傳熱性能增強。
[0019](2)不間斷地或者定周期地改變電流大小從而改變施加在磁性液體上的磁場強度，提供磁場梯度，使得磁性液體的磁性顆粒與基載液之間發(fā)生相對運動，提高磁性液體的對流傳熱，還可以防止靜止密封狀態(tài)下磁性液體因長期處于穩(wěn)定的強磁場下發(fā)生團聚現(xiàn)象。
[0020]總之，一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，不僅能提高密封間隙內(nèi)磁性液體的傳熱性能，使得磁性液體用于高線速度旋轉(zhuǎn)密封時密封性能提高，密封壽命延長；還能提高磁性液體用于靜止密封時的密封壽命。此外，該密封裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造成本低，便于加工，易于裝配。
【附圖說明】
[0021]圖1一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置的主視圖。
[0022]圖2圖1的A-A剖面圖
[0023]圖3磁源組件的主視圖。
[0024]圖4外殼的主視圖。
【具體實施方式】
[0025]以附圖為【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
[0026]一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，如圖1、2，該裝置包括:外殼1、左極靴2、N個圓柱形永磁體3、電磁線圈4、右極靴5、端蓋6、螺釘7、第一密封圈8_1、第二密封圈8-2。
[0027]構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接:
[0028]所述電磁線圈4纏繞在N個圓柱形永磁體3的外圓柱面上，形成N個磁源組件，磁源組件如圖3所示，電磁線圈的接頭與外接電源相連；
[0029]所述第二密封圈8-2安裝在左極靴2的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，第一密封圈8-1安裝在右極靴5的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴；
[0030]所述N個磁源組件安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，N個磁源組件沿圓周方向均勻分布，將帶密封圈的右極靴安裝在N個磁源組件的右端面，上述裝配完成后形成密封組件；
[0031]將密封組件安裝在外殼I內(nèi)的凸臺右端面處；
[0032]所述電磁線圈4的接頭通過外殼I上的徑向通孔a引出，如圖4所示，電磁線圈4的接頭與外殼I上的徑向通孔a之間的間隙通過密封膠進行密封；
[0033]所述端蓋6安裝在外殼I的右端面處，通過螺釘7連接，將端蓋6與外殼I固定。
[0034]所述圓柱形永磁體3的個數(shù)N = 2 R/d，R為磁源組件所在位置的半徑，d為磁源組件的直徑，如圖2所示。
[0035]外殼I和端蓋6均采用非導磁性材料，如不銹鋼。
[0036]左極靴2和右極靴5均選用導磁性能良好的材料，如電工純鐵。
[0037]永磁體3選用釹鐵硼。
[0038]所述N個圓柱形永磁體3的外圓柱面上纏繞有電磁線圈4，電磁線圈4的接頭與外接電源相連，通過改變電流方向和大小來控制磁場強度。當電磁場方向與永磁體產(chǎn)生的磁場方向相同時，磁場強度疊加，磁性液體導熱系數(shù)增大；當改變電流大小時，產(chǎn)生磁場梯度，使得磁性液體的磁性顆粒與基載液之間發(fā)生相對運動，磁性液體的對流傳熱增強，同時還可以減少長期處于靜止密封狀態(tài)下磁性液體團聚現(xiàn)象的發(fā)生。一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，提高了磁性液體的傳熱性能，耐壓能力增強，密封壽命延長，更加能夠適應高線速度的旋轉(zhuǎn)密封；減少了磁性液體長期在穩(wěn)定強磁場下的團聚現(xiàn)象，提高了磁性液體的靜密封壽命。
【主權(quán)項】
1.一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，構(gòu)成該裝置包括: 外殼(1)、左極靴(2)、N個圓柱形永磁體(3)、電磁線圈(4)、右極靴(5)、端蓋(6)、螺釘(7)、第一密封圈(8-1)、第二密封圈(8-2)； 構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接: 所述電磁線圈(4)纏繞在N個圓柱形永磁體(3)的外圓柱面上，形成N個磁源組件； 所述第二密封圈(8-2)安裝在左極靴(2)的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，第一密封圈(8-1)安裝在右極靴(5)的外圓上的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴； 所述N個磁源組件安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，N個磁源組件沿圓周方向均勻分布，將帶密封圈的右極靴安裝在N個磁源組件的右端面，上述裝配完成后形成密封組件； 將密封組件安裝在外殼(I)內(nèi)的凸臺右端面處； 所述電磁線圈⑷的接頭通過外殼⑴上的徑向通孔a引出，電磁線圈(4)的接頭與外殼(I)上的徑向通孔a之間的間隙通過密封膠進行密封； 所述端蓋(6)安裝在外殼(I)的右端面處，通過螺釘(7)將端蓋(6)與外殼(I)固定； 其特征在于: 所述N個圓柱形永磁體(3)的外圓柱面上纏繞有電磁線圈(4)，電磁線圈(4)的接頭與外接電源相連； 所述電磁線圈⑷的接頭通過外殼⑴上的徑向通孔a引出，電磁線圈(4)的接頭與外殼(I)上的徑向通孔a之間的間隙通過密封膠進行密封，避免密封組件和外殼之間的氣體泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，其特征在于: 所述圓柱形永磁體(3)的個數(shù)N = 2 R/d，R為磁源組件所在位置的半徑，d為磁源組件的直徑。
【專利摘要】一種提高高線速度和靜止磁性液體密封壽命的裝置，屬于機械工程密封領域。解決了現(xiàn)有磁性液體高線速度旋轉(zhuǎn)密封間隙內(nèi)磁性液體因發(fā)熱量過大而導致的壽命降低問題，以及靜止密封過程中由于長時間穩(wěn)定強磁場作用發(fā)生磁性液體團聚現(xiàn)象從而導致密封壽命下降的問題。該裝置包括：左極靴(2)、N個圓柱形永磁體(3)、電磁線圈(4)、右極靴(5)等零件。改變纏繞在圓柱形永磁體(3)外圓柱面的電磁線圈(4)的電流方向，使得電磁場方向與永磁體產(chǎn)生的磁場方向相同，通過磁場疊加增強磁性液體的導熱性能；改變電流大小提供磁場梯度，增強磁性液體對流傳熱，減少磁性液體團聚現(xiàn)象。對拓寬磁性液體密封應用領域，提高磁性液體密封壽命具有重要意義。
【IPC分類】F16J15-43
【公開號】CN204372179
【申請?zhí)枴緾N201520012682
【發(fā)明人】李德才, 程艷紅, 王忠忠
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月8日