[发明专利]极靴背槽式循环冷却磁性液体密封装置

说明书

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，尤其适用于高环境温度下和高转速工况的磁性液体密封。

背景技术

磁性液体密封因其零泄漏、长寿命、低摩擦等优点得到广泛应用。然而在实际应用中，磁性液体密封在大直径、高转速和高环境温度工况下，密封间隙内磁性液体往往因为温度过高而失效，永磁体在高温环境下性能也会下降甚至失效，这些因素严重影响磁性液体密封的使用寿命。在国际上，大直径、高转速、高环境温度工况下磁性液体密封的冷却也一直是一个难题。因此对磁性液体密封的冷却研究至关重要，直接影响着磁性液体密封装置的使用寿命。现有磁性液体密封装置如公开号为CN 104455463 A公开的嵌入导热片的冷却液式磁性液体密封装置，所述装置在每个齿槽内用密封胶粘接有导热片，在极靴上开有冷却液通道，该装置结构复杂，由于齿槽尺寸很小，对导热片的加工精度要求很高。又如授权公告号为CN 200943707Y公开的一种高温磁性液体密封水冷装置，所述装置通过套在极靴外圆的嵌入水套对磁性液体进行冷却，由于嵌入水套距离磁性液体较远，其冷却效果不好。又如公开号为CN 103574041 A公开的冷却槽与离心式组合的磁性液体旋转密封装置，所述装置在极靴上开有冷却槽，会影响磁回路，进而影响密封耐压能力。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有磁性液体旋转密封装置在大直径、高转速、高环境温度工况下，由于密封间隙发热量大、环境温度高易导致磁性液体密封寿命缩短甚至失效。因此提出一种极靴背槽式循环冷却磁性液体密封装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

极靴背槽式循环冷却磁性液体密封装置,该装置包括：回转轴、左极靴、左极靴第一密封圈、外壳、左导磁套、左极靴第二密封圈、隔磁定位套筒、永磁体、右极靴第一密封圈、右导磁套、右端盖、右极靴第二密封圈、右极靴、磁性液体。

构成该装置的各部分之间的连接：所述左极靴第一密封圈、左极靴第二密封圈安装在左极靴侧面外圆的凹槽内，构成带密封圈的左极靴；所述右极靴第一密封圈、右极靴第二密封圈安装在右极靴侧面外圆的凹槽内，构成带密封圈的右极靴。

左导磁套、所述带密封圈的左极靴、永磁体、隔磁定位套筒、右导磁套和带密封圈的右极靴依次放入外壳中；所述带密封圈的左极靴和左导磁套的左端面分别与外壳接触；旋转调节外壳的位置，使得左导磁套上开有最左侧的圆孔分别与外壳的A1、A2圆孔对齐；通过螺纹连接将右端盖与外壳固定，使各部件在外壳内轴向定位完成；所述带密封圈的左极靴、左导磁套、隔磁定位套筒、永磁体、右导磁套、带密封圈的右极靴、外壳和右端盖组成的密封件套上回转轴，向所述装置注入磁性液体，通过外壳法兰盘上的螺纹连接实现外壳的定位。

所述极靴背槽式循环冷却磁性液体密封装置工作时，通过外壳上的圆孔A1、B1通入低温冷却液，经左、右导磁套上的圆孔分别进入左、右极靴的背槽内对左极靴、右极靴和磁性液体进行冷却，冷却之后的液体通过外壳上的圆孔A2、B2将密封装置内的冷却液排出，从而实现循环冷却的目的。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：(1)所述左极靴、右极靴的外圆表面开有流通冷却液的背槽，背槽的数量为4～8个，和背齿交替排列，其中背槽轴向宽1～3mm，背齿轴向宽为1～2mm，这种设计能够有效增加极靴和冷却液的接触面积，提高冷却效率；(2)背齿和极齿相对，背齿和极齿轴向长度相等，背槽和齿槽相对，背槽和齿槽轴向长度相等，这样不会影响磁回路的形成，保证密封装置的耐压能力；(3)背槽和齿槽的的径向距离d的距离为0.5～1mm，这样能够使冷却液更接近磁性液体，快速带走磁性液体因相对运动产生的热量，提高冷却效率；(4)左导磁套开有4～8个向左极靴的背槽中添加冷却液的圆孔，孔径为1～2mm，其中每个圆孔正对于左极靴上的每个背槽，右导磁套开有4～8个向右极靴的背槽中添加冷却液的圆孔，孔径为1～2mm，其中每个圆孔正对于右极靴上的每个背槽；圆孔分布在导磁套表面的矩形槽内，矩形槽深2～3mm，且沿矩形槽的对角线分布，圆孔的数量等于极靴上背槽的数量，这种设计不影响磁回路的形成，且能够保证每个极靴背槽内都流体冷却液，冷却效率高；(5)永磁体的内、外径分别与左导磁套、右导磁套的内、外径相等，隔磁定位套筒的外径与左极靴、右极靴的外径相等，永磁体的轴向尺寸和隔磁定位套筒的轴向尺寸相同，这种设计能有效形成磁回路，并且实现极靴的定位；(6)外壳开有向密封装置中添加冷却液的圆孔A1、B1和从密封装置中流出冷却液的圆孔A2、B2，实现循环冷却；解决了大直径、高转速、高环境温度工况下的冷却难题。

附图说明