[实用新型]一种凹阶梯轴磁流体密封装置

说明书

本实用新型涉及一种凹阶梯轴磁流体密封装置，包括外壳、密封组件和端盖；密封组件包括轴，轴通过轴承转动地安装于外壳内，轴包括凹阶梯部，凹阶梯部包括多个依次沿轴向排列的台阶，相邻台阶的外壁之间通过倒角状过渡面连接；每个过渡面外套设有与该过渡面匹配的分瓣式极靴，分瓣式极靴向过渡面一侧或两侧方向延伸至该过渡面侧部相应台阶所对应位置，分瓣式极靴的内壁与相应过渡面、台阶之间均留有间隙，分瓣式极靴内壁上开设有极齿；相邻分瓣式极靴之间设有永磁体。本实用新型的装置耐压能力强，生产加工方便；密封失效时，磁流体的损失小，二次承压能力和自我修复能力强，有效增大大间隙条件下装置的耐压能力和密封可靠性，从而扩大安全工作范围。

技术领域

本实用新型涉及一种凹阶梯轴磁流体密封装置，属于机械工程密封领域。

背景技术

磁流体密封是借助磁流体在磁场的作用下形成的磁流体密封环对气体、液体进行密封，由于它和密封轴之间是通过磁流体进行接触密封，因而避免了密封轴与密封件之间的直接摩擦，降低了附加载荷。在旋转轴密封中具有其它密封方式不可比拟的优点，受到国内外学者和工程技术人员的重视，在工业、国防等领域具有重要的意义。磁流体密封相对于传统的机械密封或填料密封虽有其无泄漏、低磨损等独特优点，但是磁流体密封的耐压能力并不太高，多级密封的密封级数也不能太多。因此，如何合理设计磁性流体密封结构参数，提高永磁体的利用效率，增强密封耐压能力也是目前磁流体密封技术一项有意义的研究内容。

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CN202332310U的专利)所述的密封装置和对比文献2(公开号为 CN206600473U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。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种凹阶梯轴磁流体密封装置，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，同时减小应力集中，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，本实用新型的技术方案如下：一种凹阶梯轴磁流体密封装置，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，所述轴包括至少一个凹阶梯部，所述凹阶梯部包括多个依次沿轴向排列的台阶，相邻台阶的外壁之间通过倒角状过渡面连接；每个过渡面外套设有与该过渡面匹配的分瓣式极靴，所述分瓣式极靴向过渡面一侧或两侧方向延伸至该过渡面侧部相应台阶所对应位置，所述分瓣式极靴的内壁与相应过渡面、台阶之间均留有间隙，所述分瓣式极靴内壁上和/或轴上与分瓣式极靴内壁相对应的部位开设有极齿；相邻分瓣式极靴之间设有永磁体。

进一步地，所述过渡面与轴的中心轴线的夹角为5-75度，优选为20-60°。相应地，所述分瓣式极靴内壁与过渡面相对应的部分倾斜角度与相应过渡面相同。

优选地，过渡面的数量为2-10个。

进一步地，所述极齿包括轴向极齿和/或过渡极齿，轴向极齿设置于台阶上和/或与台阶相对应的分瓣式极靴内壁上，过渡极齿设置于过渡面上和/或与过渡面相对应的分瓣式极靴内壁上。

优选地，所述极齿包括轴向极齿和过渡极齿，轴向极齿设置于与台阶相对应的分瓣式极靴内壁上，过渡极齿设置于与过渡面相对应的分瓣式极靴内壁上。

进一步地，单个分瓣式极靴内壁上，轴向极齿和过渡极齿的数量均为2-10个。

作为本实用新型的一种实施方式，所述凹阶梯部包括1个第一台阶、2个第二台阶和2个第三台阶，所述第一台阶、第二台阶和第三台阶的直径依次增大，所述2个第二台阶和2个第三台阶依次对称分布于第一台阶两侧。