[发明专利]一种弧形阶梯式磁流体密封装置

说明书

本发明涉及一种弧形阶梯式磁流体密封装置，包括两端开口的外壳、密封组件和用于将密封组件压紧于外壳内的端盖；密封组件包括轴，轴与外壳之间设有永磁体，永磁体的两侧分别设有第一极靴和第二极靴；第一极靴内壁、第二极靴内壁均为向永磁体所在侧倾斜的弧形面，第一极靴内壁、永磁体内壁和第二极靴内壁围成一中间大、两端小的密封腔体，轴位于密封腔体内的部分与密封腔体形状匹配；第一极靴内壁上设有第一极齿，所述第二极靴内壁上设有第二极齿。本发明可克服现有密封装置无法实现高速重载等特殊工况高密封性能要求的难题，大大减少在密封失效时磁性流体的损失，提高大间隙条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。

技术领域

本发明涉及一种弧形阶梯式磁流体密封装置。

背景技术

磁流体密封具有零泄漏，无刚性摩擦等优点，被广泛应用于各行各业。但磁流体轴密封承压值对密封间隙大小十分敏感，若密封间隙增大0.1mm可使磁流体轴密封承压值降低10％以上。当磁性流体密封技术应用在大直径、高速及重载密封环境中，密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大而失效，因此提高大间隙磁性流体密封的耐压性能是当前研究的热点问题之一。

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；提高大间隙下磁流体密封耐压能力的方法之一是通过改进磁流体密封结构。现有的磁流体密封装置通过设置阶梯轴密封结构，较传统的非阶梯轴的密封结构的密封能力有了很大的提高，但是为了进一步提高耐压能力，有效提高装置的防泄漏密封能力，因此需要进一步优化结构设计。

相对普通磁性流体密封而言 ，现有密封装置密封性能得到极大的提高，减小了轴承的应力集中，但依旧满足不了高速重载场合较高密封性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种弧形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。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种弧形阶梯式磁流体密封装置，包括两端开口的外壳、密封组件和用于将密封组件压紧于外壳内的端盖；所述密封组件包括轴，所述轴通过轴承转动地安装于外壳内，所述轴与外壳之间设有永磁体，永磁体的两侧分别设有安装于外壳内壁上的第一极靴和第二极靴；所述第一极靴内壁、第二极靴内壁均为向永磁体所在侧倾斜的弧形面，所述第一极靴内壁、永磁体内壁和第二极靴内壁围成一中间大、两端小的密封腔体，所述轴位于密封腔体内的部分与密封腔体形状匹配，所述第一极靴内壁、永磁体内壁、第二极靴内壁与轴外壁之间分别留有间隙；所述第一极靴内壁和/或与第一极靴内壁对应的轴外壁上设有第一弧形极齿，所述第二极靴内壁和/或与第二极靴内壁对应的轴外壁上设有第二弧形极齿。

进一步地，所述弧形面为圆弧面。相应地，此时所述第一弧形极齿和第二弧形极齿均为圆弧形极齿。

进一步地，所述圆弧面的曲率半径为5-60mm，优选为10-50mm。

进一步地，所述第一弧形极齿的数量为1-15个，优选为5-10个；第二弧形极齿的数量为1-15个，优选为5-10个。

进一步地，所述第一极靴内壁与其相对应的轴外壁之间的间隙大小为0.05-3mm，优选为1-2mm。

所述永磁体的数量可以为多个，每个永磁体均具有上述结构。

进一步地，所述永磁体的数量为2-10个。

进一步地，所述第一极靴的数量为2-10个；所述第二极靴的数量为2-10个。

进一步地，所述第一极靴的内壁与第二极靴的内壁沿垂直于轴的中心轴线的平面对称。

进一步地，所述第一极靴的外壁上设有环状的第一凹槽，第一凹槽内设有第一密封圈；所述第二极靴的外壁上设有环状的第二凹槽，第二凹槽内设有第二密封圈。