[发明专利]一种磁流体密封结构

说明书

一种磁流体密封结构，包括中空的壳体、转轴，在转轴外圆面套装有回转体结构的第一极靴套和第二极靴套，第一、第二极靴套上均设有多级环向台阶；第一极靴套和第二极靴套之间套装有永磁体；在壳体内壁对应第一极靴套和第二极靴套的环向台阶处套装有环状第三极靴；在第三极靴内圆面设有与第一极靴套的环向台阶一一对应且存在间隙Y的第一阶梯段，以及与第二极靴套的环向台阶一一对应且存在间隙Z的第二阶梯段；所述间隙Y和间隙Z处均注有磁流体。本发明通过转移磁流体的密封位置，实现了异形转轴的磁流体密封。同时，通过阶梯式磁流体密封，在径向和轴向方向上均能进行密封，具有高密封和高耐压性能。

技术领域

本发明属于密封技术，具体涉及一种磁流体密封结构。

背景技术

磁流体密封具有密封件之间无固体摩擦、密封件使用寿命长、可实现零泄漏等优点。

现有的磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、转轴，转轴和壳体之间设置永磁体和极靴进行磁流体密封，极靴内圈设有极齿。

该种结构主要存在如下缺陷：

1.现有的磁流体密封技术的密封位置均是与转轴产生关联，也就是说密封位置发生在转轴的外圆面处，但如果在实际需求中所用的转轴不是常规形状的轴，而是异形轴，那么就无法用现有的磁流体密封结构进行密封。

2.在转轴外表面，进行磁流体密封的区域段一般是光轴段，一旦磁流体发生泄漏，会导致完全泄漏，密封失效。

3.如果采用的是单级密封，则供磁能力弱，磁密封性能差，难以达到真空密封的要求；如果采用多级密封，能提高密封性能，但效果不明显。而且，采用多级密封会使得设备尺寸大，占用空间。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种能够实现异形转轴密封，并具有高密封性能和高耐压性能的磁流体密封结构。

本发明解决问题的技术方案是：一种磁流体密封结构，包括中空的壳体、设置于壳体内腔的转轴，转轴与壳体通过轴承装配连接，在转轴外圆面套装有回转体结构的第一极靴套和第二极靴套，第一极靴套和第二极靴套上均设有多级环向台阶；

所述第一极靴套上的环向台阶从高压端至低压端方向直径依次减小，第二极靴套上的环向台阶从高压端至低压端方向直径依次增大；第一极靴套和第二极靴套之间套装有永磁体；

在壳体内壁对应第一极靴套和第二极靴套的环向台阶处套装有环状第三极靴；在第三极靴内圆面设有与第一极靴套的环向台阶一一对应且存在间隙Y的第一阶梯段，以及与第二极靴套的环向台阶一一对应且存在间隙Z的第二阶梯段；

所述间隙Y和间隙Z处均注有磁流体。

上述方案转移了磁流体的密封位置，将其从原来的轴的外圆面转移到了极靴和极靴之间，这样如果转轴的形状是异形轴，那么只需要根据转轴的形状设计配套的第一、第二极靴套，使第一、第二极靴套能够稳定可靠的套装在转轴上即可，增加了磁流体密封的应用范围。

同时，通过阶梯式磁流体密封，在径向和轴向方向上均能进行密封，使得在仅仅只有单一磁源的情况下，依然能够形成稳定的密封。

优选的，所述第一极靴套和第二极靴套镜像对称。

优选的，所述第一极靴套和第二极靴套的环向台阶级数为2～10级。

优选的，所述间隙Y与间隙Z大小相同，其范围为0.05～5mm。

进一步的，所述永磁体数量为1～10个，每一个永磁体配合其两侧的第一极靴套和第二极靴套，以及一个第三极靴组成一个密封单元。

进一步的，第三极靴外圆面与壳体内壁之间通过密封圈密封。