[发明专利]一种用于液压缸的变齿变隙混合型磁流体密封结构

说明书

本发明公开了一种用于液压缸的变齿变隙混合型磁流体密封结构，在活塞杆外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个环状极靴，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与活塞杆外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，从高压侧至低压侧方向，极齿与活塞杆外表面之间的间隙依次递增，同一个极靴上的所有极齿与活塞杆外表面之间的间隙相等；依次递增的间隙内对应所注入的磁流体的饱和磁化强度依次递增。本发明通过间隙递增、饱和磁化强度递增、极齿数量递增的结构，形成了一种耐压能力逐渐增强，达到了进一步提高密封耐压性能的效果。

技术领域

本发明属于机械工程密封技术，具体涉及一种用于液压缸的变齿变隙混合型磁流体密封结构。

背景技术

现有用于往复运动的磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、活塞杆，活塞杆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。

提高磁性流体密封耐压性能的方法一般有两种：第一，想办法提高磁场强度；第二，增加磁流体的饱和磁化强度。大多数出发点都是从提高磁场强度去考虑，但现有的磁流体密封性能并不完美，仍有进一步提高的空间。

另外，现有技术的多级密封结构中，各极靴上的极齿数量都是相同的。发明人实验发现从高压侧到低压侧，相邻两个极靴中，若高压侧极靴磁流体密封耐压能力大于相邻低压侧磁流体密封耐压能力时，低压侧磁流体密封会不起作用，也就是说低压侧的密封形同虚设。对于多级密封结构来说，既然低压侧的磁流体密封无法发挥作用，那么设置过多级数的极靴只会增大磁流体密封结构的体积，浪费更多的成本。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种能够提高密封耐压性能的磁流体密封结构。

本发明解决问题的第一种技术方案是：一种用于液压缸的变齿变隙混合型磁流体密封结构，包括中空的壳体，所述壳体一端封闭、另一端敞开，在壳体的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体内腔的活塞杆，在活塞杆外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个环状极靴，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与活塞杆外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，从高压侧至低压侧方向，极齿与活塞杆外表面之间的间隙依次递增，同一个极靴上的所有极齿与活塞杆外表面之间的间隙相等；

依次递增的间隙内对应所注入的磁流体的饱和磁化强度依次递增。

间隙的增加使得注入磁流体的量增加，并配合递增不同间隙中磁流体的饱和磁化强度，间隙内磁场强度依次增强，磁流体密封能力也依次增强，人为制造出高压侧磁流体密封能力小于低压侧磁流体密封能力，可以保证不出现背景技术所述的缺陷情况，解决了低压侧磁流体密封不起作用的问题，使得所有间隙中的磁流体密封都能够发挥作用，保证了密封耐压性能，增加了二次承压能力和自修复能力。

本发明解决问题的第二种技术方案是：一种用于液压缸的变齿变隙混合型磁流体密封结构，包括中空的壳体，所述壳体一端封闭、另一端敞开，在壳体的封闭端面中心开有通孔，还包括从通孔穿设至壳体内腔的活塞杆，在活塞杆外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个环状极靴，极靴内圆面上设有极齿，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反，极齿与活塞杆外表面之间存在间隙，从高压侧至低压侧方向，极齿与活塞杆外表面之间的间隙依次递增，同一个极靴上的所有极齿与活塞杆外表面之间的间隙相等；

在小于或等于0.1mm的间隙内注有磁流体，依次递增的间隙内对应所注入的磁流体的饱和磁化强度依次递增；

在大于0.1mm的间隙内注有磁流变液，依次递增的间隙内对应所注入的磁流变液的饱和磁化强度依次递增。