[发明专利]一种磁流体密封结构

说明书

本发明公开了一种磁流体密封结构，包括中空的壳体、转轴，转轴与壳体通过轴承装配连接，在转轴外表面设有多级阶梯，在转轴外表面与壳体内壁之间的径向方向上设有至少一个第二永磁体，每一个第二永磁体两侧分别设有极靴，且每一个极靴均正对其中一级阶梯布置；极靴与转轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；转轴设有中空腔，在中空腔内安装有第一永磁体，每一个第一永磁体对应设置于一个第二永磁体与其两侧的极靴构成的磁回路中，且第一永磁体的磁场方向与其所在的磁回路方向相同。本发明通过增设第一永磁体，从而增强了磁流体密封性能，提高了磁流体密封的耐压能力。而且，转轴采用阶梯轴的形式设计，减少了在密封失效时磁性流体的损失。

技术领域

本发明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。其中，应用之一是用于对转轴的密封，如真空密封(离子注入机、x射线衍射仪等)、气体密封(x射线管等)、液体密封(深水泵、舰船螺旋推进器轴等)以及防尘密封(纺织机械、计算机硬盘等)等。

提高大间隙下磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过改进磁性流体密封结构，如中国专利CN206320304U和CN203348559U所述的密封装置。尽管以上专利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，但其密封性能仍旧达不到真空等特殊工况的高密封性能要求。

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，极靴内圆面设有极齿。

该种结构主要存在如下缺陷：

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

2.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，但需要多组极靴和永磁体，占用空间大，导致结构庞大，也不利于密封结构的轻量化。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供能够一种密封性能好、密封耐压能力强的磁流体密封结构。

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，在转轴外表面设有多级阶梯，在转轴外表面与壳体内壁之间的径向方向上设有至少一个第二永磁体，每一个第二永磁体两侧分别设有极靴，且每一个极靴均正对其中一级阶梯布置；

极靴与转轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；

所述转轴设有中空腔，在中空腔内安装有第一永磁体，每一个第一永磁体对应设置于一个第二永磁体与其两侧的极靴构成的磁回路中，且第一永磁体的磁场方向与其所在的磁回路方向相同。

上述方案通过增设第一永磁体，增强了每一个磁回路中的磁场强度，从而增强了磁流体密封性能，提高了磁流体密封的耐压能力。

转轴采用阶梯轴的形式设计，由于有台肩阻挡，一旦失效不会导致所有磁流体全泄漏，减少了在密封失效时磁性流体的损失。

进一步的，在每一个第二永磁体与其两侧的极靴构成的磁回路中，第一永磁体只设置一个，且该第一永磁体与其中一个极靴正对。

所述极靴设有三个，两个第二永磁体设置于相邻两个极靴之间；

所述第一永磁体设有两个，且分别与位于最外侧的两个极靴在径向方向上对齐。

第一永磁体与极靴正对的好处就是为了保证第一永磁体的磁场方向与其所在的磁回路方向相同，增强磁场强度。

优选的，所述第一永磁体是径向充磁型永磁环，第二永磁体是轴向充磁型永磁环；

所述极靴宽度与第一永磁体宽度相同。