翅片管冷卻式磁性液體密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封領(lǐng)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(diǎn)，因而在密封領(lǐng)域獲得了廣闊的應(yīng)用。然而，磁性液體密封用于航空、軍工、能源、電力等行業(yè)時(shí)經(jīng)常遇到高線速度的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)境，線速度越高磁性液體發(fā)熱量越大導(dǎo)致磁性液體溫度越高，使其密封性能和壽命下降。因此，要想滿足航空、軍工等行業(yè)苛刻的高線速度旋轉(zhuǎn)密封要求，必須對磁性液體密封裝置采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施。目前應(yīng)用最為廣泛的冷卻方式是水冷，現(xiàn)有的磁性液體密封水冷裝置如公開號為CN200943707、CN104165231A和CN204004434U的專利所述，這些裝置雖然避免了傳統(tǒng)的極靴開冷水槽的方式存在的問題，但是整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工、安裝難度增加，尤其是當(dāng)線速度很高時(shí)冷卻效果不佳，不能很好的達(dá)到密封要求?，F(xiàn)有的磁性液體密封風(fēng)冷裝置如公開號為CN203963026U的專利所述，這種冷卻方式導(dǎo)致空氣與磁性液體之間的換熱熱阻增大，冷卻效果很差。現(xiàn)有的其他磁性液體密封冷卻裝置如公開號為CN103925371A的專利所述，這種冷卻方式不僅成本高，而且帕爾貼制冷技術(shù)尚不成熟實(shí)用性太差。因此，本發(fā)明提出了翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，將磁性液體密封裝置與制冷循環(huán)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，一方面翅片管增加了冷媒與磁性液體之間的換熱面積，另一方面可以根據(jù)溫度要求更換制冷劑，外接的冷卻循環(huán)系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)溫度可調(diào)可控，非常適用于航空、軍工等要求苛刻的高線速度磁性液體旋轉(zhuǎn)密封場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，磁性液體用于高線速度旋轉(zhuǎn)密封時(shí)會由于磁性液體發(fā)熱量大溫度高而導(dǎo)致密封性能和壽命下降，而現(xiàn)有的磁性液體密封冷卻裝置存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冷卻效果差，溫度調(diào)節(jié)范圍窄的問題，尤其是不能滿足航空、軍工等行業(yè)中苛刻的高線速度旋轉(zhuǎn)密封要求。因此提供翅片管冷卻式磁性液體密封裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，構(gòu)成該裝置包括:
[0006]外殼、左軸承、左隔磁環(huán)、左極靴、永磁體、右極靴、右隔磁環(huán)、右軸承、端蓋、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第四密封圈、第五密封圈、卡簧、翅片管、軸套、轉(zhuǎn)軸；
[0007]構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接:
[0008]所述第一密封圈安裝在左極靴外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，所述第二密封圈安裝在右極靴外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴；
[0009]所述翅片管套在永磁體的外圓柱面，再將永磁體安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，所述帶密封圈的右極靴安裝在在永磁體的右端面，形成密封組件；
[0010]所述左軸承安裝在轉(zhuǎn)軸軸肩的右端面處，所述左隔磁環(huán)安裝在左軸承的右端面，所述密封組件安裝在左隔磁環(huán)的右端面，所述右隔磁環(huán)安裝在密封組件的右端面，所述右軸承安裝在右隔磁環(huán)的右端面，所述卡簧安裝在轉(zhuǎn)軸的卡簧槽中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)組件；
[0011 ] 所述第三密封圈、第四密封圈安裝在軸套外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的軸套；
[0012]所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在帶密封圈的軸套的內(nèi)圓柱面，所述翅片管的進(jìn)出液管穿過帶密封圈的軸套的徑向通孔，形成帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件；
[0013]所述帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在外殼內(nèi)的凸臺右端面，翅片管的進(jìn)出液管穿過外殼的徑向通孔，翅片管的進(jìn)出液管與軸套、外殼的徑向通孔之間的間隙用密封膠進(jìn)行密封；
[0014]所述端蓋安裝在右軸承的右端面，端蓋和外殼之間通過螺紋連接；
[0015]所述第五密封圈安裝在外殼右端面的環(huán)形凹槽中，與外部零件密封；
[0016]所述翅片管套在永磁體的外圓柱面，安裝在永磁體和軸套之間的空隙中；
[0017]翅片管的進(jìn)出液管穿過軸套、外殼的徑向通孔外接冷凝器、壓縮機(jī)等，管內(nèi)通入制冷劑，形成冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果:
[0019](I)翅片管安裝在永磁體和軸套之間的空隙中，翅片管自身的換熱面積很大，與密封處的磁性液體之間的換熱熱阻小，換熱效果好。
[0020](2)翅片管內(nèi)通入制冷劑，可以根據(jù)不同線速度、不同的溫度要求更換制冷劑，其進(jìn)出液管穿過軸套、外殼的徑向通孔與冷凝器、壓縮機(jī)等連接形成制冷循環(huán)系統(tǒng)，可以達(dá)到低溫的冷卻環(huán)境，同時(shí)溫度可調(diào)可控，冷卻效果顯著，適用溫度范圍廣。
【附圖說明】
[0021]圖1翅片管冷卻式磁性液體密封裝置。
[0022]圖2 —種翅片管冷卻式磁性液體密封裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以附圖為【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0024]翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，如圖1，該裝置包括:外殼1、左軸承2-1、左隔磁環(huán)3-1、左極靴4、永磁體5、右極靴6、右隔磁環(huán)3-2、右軸承2-2、端蓋7、第一密封圈8_1、第二密封圈8-2、第三密封圈8-3、第四密封圈8-4、第五密封圈8-5、卡簧9、翅片管10、軸套11、轉(zhuǎn)軸12。
[0025]構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接:
[0026]所述第一密封圈8-1安裝在左極靴4外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，所述第二密封圈8-2安裝在右極靴6外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴；
[0027]所述翅片管10套在永磁體5的外圓柱面，再將永磁體5安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，所述帶密封圈的右極靴安裝在在永磁體5的右端面，形成密封組件；
[0028]所述左軸承2-1安裝在轉(zhuǎn)軸12軸肩的右端面處，所述左隔磁環(huán)3-1安裝在左軸承2-1的右端面，所述密封組件安裝在左隔磁環(huán)3-1的右端面，所述右隔磁環(huán)3-2安裝在密封組件的右端面，所述右軸承2-2安裝在右隔磁環(huán)3-2的右端面，所述卡簧9安裝在轉(zhuǎn)軸12的卡簧槽中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)組件；
[0029]所述第三密封圈8-3、第四密封圈8-4安裝在軸套11外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的軸套；
[0030]所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在帶密封圈的軸套的內(nèi)圓柱面，所述翅片管10的進(jìn)出液管穿過帶密封圈的軸套的徑向通孔中，形成帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件；
[0031]所述帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在外殼I內(nèi)的凸臺右端面，翅片管10的進(jìn)出液管穿過外殼I的徑向通孔，翅片管10的進(jìn)出液管與軸套11、外殼I的徑向通孔之間的間隙用密封膠進(jìn)行密封；
[0032]所述端蓋7安裝在右軸承2-2的右端面，端蓋7和外殼I之間通過螺紋連接；
[0033]所述第五密封圈8-5安裝在外殼I右端面的環(huán)形凹槽中，與外部零件密封；
[0034]所述翅片管10套在永磁體5的外圓柱面，安裝在永磁體5和軸套11之間的空隙中，增大了冷媒與磁性液體的換熱面積，減小了與密封處磁性液體的換熱熱阻；
[0035]翅片管10的進(jìn)出液管穿過外殼1、軸套11的徑向通孔外接冷凝器、壓縮機(jī)，管內(nèi)通入制冷劑，形成冷卻循環(huán)系統(tǒng)，可以根據(jù)不同溫度要求更換制冷劑，實(shí)驗(yàn)溫度可調(diào)可控；
[0036]翅片管10采用非導(dǎo)磁的導(dǎo)熱性能良好的柔性金屬材料，如銅；
[0037]外殼1、左隔磁環(huán)3-1、右隔磁環(huán)3-2、端蓋7、卡簧9均采用非導(dǎo)磁性材料，如不銹鋼；
[0038]左極靴4、右極靴6、軸套11均選用導(dǎo)磁性能良好的材料，如電工純鐵等；
[0039]轉(zhuǎn)軸12為非導(dǎo)磁性材料，如果轉(zhuǎn)軸12為導(dǎo)磁材料可以在其外圓柱面加一個(gè)非導(dǎo)磁軸套；
[0040]一種翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，如圖2所示，轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁性材料，在左極靴
2、右極靴5中開槽，翅片管4安裝在永磁體3和轉(zhuǎn)軸的間隙中，將翅片管4的進(jìn)出液管分別穿過左極靴2、右極靴5的槽和外殼I的徑向通孔。
[0041]翅片管冷卻式磁性液體密封裝置通過在永磁體和軸套之間安裝翅片管，減小了與密封處磁性液體之間的換熱熱阻，翅片管增加了冷媒與磁性液體的換熱面積，整體換熱效果好；翅片管內(nèi)通入制冷劑，其進(jìn)出液管與冷凝器、壓縮機(jī)等連接形成制冷循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度可調(diào)可控，能夠達(dá)到低溫環(huán)境滿足極高線速度的磁性液體密封環(huán)境，尤其適用于航空、軍工等行業(yè)的高線速度磁性液體密封場合；還可以根據(jù)不同線速度、不同溫度要求更換制冷劑，操作方便，適用范圍廣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，構(gòu)成該裝置包括: 外殼(I)、左軸承(2-1)、左隔磁環(huán)(3-1)、左極靴(4)、永磁體(5)、右極靴(6)、右隔磁環(huán)(3-2)、右軸承(2-2)、端蓋(7)、第一密封圈(8-1)、第二密封圈(8-2)、第三密封圈(8-3)、第四密封圈(8-4)、第五密封圈(8-5)、卡簧(9)、翅片管(10)、軸套(11)、轉(zhuǎn)軸(12); 構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接: 所述第一密封圈(8-1)安裝在左極靴(4)外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的左極靴，所述第二密封圈(8-2)安裝在右極靴(6)外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的右極靴； 所述翅片管(10)套在永磁體(5)的外圓柱面，再將永磁體(5)安裝在帶密封圈的左極靴的右端面，所述帶密封圈的右極靴安裝在在永磁體(5)的右端面，形成密封組件； 所述左軸承(2-1)安裝在轉(zhuǎn)軸(12)軸肩的右端面處，所述左隔磁環(huán)(3-1)安裝在左軸承(2-1)的右端面，所述密封組件安裝在左隔磁環(huán)(3-1)的右端面，所述右隔磁環(huán)(3-2)安裝在密封組件的右端面，所述右軸承(2-2)安裝在右隔磁環(huán)(3-2)的右端面，所述卡簧(9)安裝在轉(zhuǎn)軸(12)的卡簧槽中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)組件； 所述第三密封圈(8-3)、第四密封圈(8-4)安裝在軸套(11)外圓柱面的密封槽內(nèi)，形成帶密封圈的軸套； 所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在帶密封圈的軸套的內(nèi)圓柱面，所述翅片管(10)的進(jìn)出液管穿過帶密封圈的軸套的徑向通孔，形成帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件； 所述帶軸套的轉(zhuǎn)動(dòng)組件安裝在外殼(I)內(nèi)的凸臺右端面，翅片管(10)的進(jìn)出液管穿過外殼⑴的徑向通孔，翅片管(10)的進(jìn)出液管與軸套(11)、外殼⑴的徑向通孔之間的間隙用密封膠進(jìn)行密封； 所述端蓋(7)安裝在右軸承(2-2)的右端面，端蓋(7)和外殼(I)之間通過螺紋連接； 所述第五密封圈(8-5)安裝在外殼(I)右端面的環(huán)形凹槽中，與外部零件密封； 其特征在于: 所述翅片管(10)套在永磁體(5)的外圓柱面，安裝在永磁體(5)和軸套(11)之間的空隙中； 翅片管(10)的進(jìn)出液管穿過軸套(11)、外殼(I)的徑向通孔外接冷凝器、壓縮機(jī)等，管內(nèi)通入制冷劑，形成冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
【專利摘要】翅片管冷卻式磁性液體密封裝置，屬于機(jī)械工程密封領(lǐng)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(dǎo)致的密封性能和壽命降低的問題。該裝置由外殼(1)、左極靴(4)、永磁體(5)、右極靴(6)、翅片管(10)等構(gòu)成。翅片管(10)安裝在永磁體(5)與軸套(11)之間的空隙中，管中通入制冷劑，其進(jìn)出液管穿過外殼(1)和軸套(11)上的徑向通孔外接冷凝器和壓縮機(jī)等形成冷卻循環(huán)系統(tǒng)。該種冷卻方式不僅溫度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍大，能夠滿足不同高線速度的磁性液體旋轉(zhuǎn)密封場合，而且翅片管自身換熱面積大，制冷循環(huán)冷卻效果比其他冷卻方式要好，特別適用于航空、軍工等行業(yè)的高線速度磁性液體旋轉(zhuǎn)密封環(huán)境。
【IPC分類】F16J15/43
【公開號】CN204852353
【申請?zhí)枴緾N201520532192
【發(fā)明人】李德才, 程艷紅
【申請人】北京交通大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月21日