[发明专利]一种阶梯式磁流体密封装置

说明书

本发明公开了一种阶梯式磁流体密封装置，包括轴、外壳、极靴、磁流体和永磁体，轴穿过并延伸至外壳的两端之外，轴包括有位于外壳内的阶梯轴部分，阶梯轴部分的中间阶梯直径最大，左右两侧的阶梯的直径依次递减，阶梯轴部分具有多个平行于轴的轴线的第一侧面和多个垂直于轴线的第二侧面，外壳的内表面设置有至少两个极靴，相邻两个极靴之间设置有环状的永磁体，极靴具有向第一侧面凸出的径向极齿和向第二侧面凸出的轴向极齿，径向极齿和轴向极齿均为环状，径向极齿和第一侧面之间和轴向极齿和第二侧面之间设有磁流体。本发明使得磁流体密封耐压能力大大增强，克服现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况下高密封性能要求的难题。

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种可在高速重载工况下保持良好密封性能的阶梯式磁流体密封装置。

背景技术

磁流体密封技术相比于传统密封技术具有零泄漏率、无固体摩擦、寿命长、高可靠性等优点，已经被广泛的应用于各行各业中。当磁流体密封技术应用在大直径、高速及重载密封环境中，密封间隙内的磁流体往往因为密封间隙过大而失效，因此提高大间隙条件下磁流体密封的耐压性能是当前研究的热点问题之一。

提高大间隙下磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过增加磁流体密封磁路中磁源的数量并改进极靴的形状，如对比文献1(公开号为 CN 205663888U的专利)所述的密封装置和对比文献2(公开号为 CN205877200U的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但现有密封结构的密封性能仍有进一步提高的空间。

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果；本发明的目的是提供一种阶梯式磁流体密封装置，从而解决现有单磁源磁流体密封装置和多磁源磁流体密封装置存在的耐压性能低的难题，使得该密封技术成功应用于高速重载等领域中。

发明内容

本发明的目的是提供一种阶梯式磁流体密封装置，从而解决现有密封装置存在的耐压性能较低的难题，使得该密封技术成功应用于高速重载等领域中。

一种阶梯式磁流体密封装置，包括轴、外壳、极靴、磁流体和永磁体，其特征在于，所述轴穿过并延伸至外壳的两端之外，所述轴包括有位于所述外壳内的阶梯轴部分，所述阶梯轴部分的中间阶梯直径最大，左右两侧的阶梯的直径依次递减，所述阶梯轴部分具有多个平行于所述轴的轴线的第一侧面和多个垂直于所述轴线的第二侧面，所述的外壳的内表面设置有至少两个极靴，相邻两个极靴之间设置有环状的永磁体，所述极靴为圆环状结构，所述极靴具有向所述第一侧面凸出的径向极齿和向所述第二侧面凸出的轴向极齿，所述径向极齿和轴向极齿均为环状，所述径向极齿和第一侧面之间和所述轴向极齿和第二侧面之间为密封间隙，所述密封间隙内设有所述的磁流体。

进一步地，所述极靴的外圆面上的凹槽内设置有密封圈，所述密封圈用于密封极靴外圆面和外壳内表面之间的间隙。

进一步地，所述阶梯轴部分为对称阶梯轴，以中间阶梯为分界，左右对称。

进一步地，还包括两个轴承和两个隔磁环，所述的两个隔磁环分别设在最左侧的极靴的左端面和最右侧的极靴的右端面上，两个轴承安装于轴上，分别设在左侧隔磁环的左侧和右侧隔磁环的右侧，轴承的外圈与外壳的内表面接触。

进一步地，所述永磁体的数量为2—10个，所述永磁体为轴向充磁型永磁体，相邻的两个永磁体的磁力线方向相反。

进一步地，所述密封间隙的大小为0.05—5mm。

进一步地，所述轴向极齿、径向极齿的截面分别为正方形或长方形。

进一步地，所述极靴的轴向极齿、径向极齿分别并列设置有2—10个。