[发明专利]一种磁源并联型磁流体密封结构

说明书

本发明公开了一种磁源并联型磁流体密封结构，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，极靴的极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，在每两个相邻极靴之间夹设的轴向充磁型永磁环数量至少有两个，且轴向充磁型永磁环的直径不同，直径小的轴向充磁型永磁环套装于直径大的轴向充磁型永磁环的内圈；沿轴的径向方向，相邻轴向充磁型永磁环之间固定设有第一隔磁环；沿轴的轴向方向，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反；沿轴的径向方向，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相同。本发明的并联结构，使得磁场强度增加，密封耐压能力增强。极靴的耐压能力逐渐上升，使得所有极靴下磁流体密封都能够发挥作用，保证了密封耐压性能。

技术领域

本发明属于机械工程密封技术，具体涉及一种磁源并联型磁流体密封结构。

背景技术

现有用于轴的磁流体密封结构一般包括带中空腔的壳体、轴，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。

提高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，如公开号为CN204805552U和CN206092975U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，但现有技术仍然存在如下缺陷：

第一，密封耐压能力还有进一步提高的空间。

第二，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。

另外，在轴往复运动中，部分液体会发生勃附，形成液体膜，当磁场力不足以束缚这层膜时，磁流体便会在压差作用下进入密室，造成污染。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种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：一种磁源并联型磁流体密封结构，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轴，在轴外表面与壳体内壁之间的空间内沿轴向间隔设有多个极靴，所述极靴为环状，相邻两个极靴之间夹设有轴向充磁型永磁环，极靴外圆面与壳体内壁抵接，极靴内圆面上设有极齿，极齿与轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体，在每两个相邻极靴之间夹设的轴向充磁型永磁环数量至少有两个，且轴向充磁型永磁环的直径不同，直径小的轴向充磁型永磁环套装于直径大的轴向充磁型永磁环的内圈；

沿轴的径向方向，相邻轴向充磁型永磁环之间固定设有第一隔磁环；

沿轴的轴向方向，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相反；沿轴的径向方向，相邻轴向充磁型永磁环的磁极的极性相同。

上述方案中，第一隔磁环的作用是将径向方向上的轴向充磁型永磁环相互隔开，形成相互并联的结构，减小了磁阻。可以类比电路，如果一个轴向充磁型永磁环的磁阻是R，则两个轴向充磁型永磁环并联后的总磁阻是R/4，如果不设置第一隔磁环，那么两个轴向充磁型永磁环套装起来，就变成了一个加厚的大的轴向充磁型永磁环，总磁阻就是2R。采用本发明的结构之后，总的磁阻减小，磁通量增加，磁场强度增加，密封耐压能力增强。

进一步的，从高压侧至低压侧方向，极靴上的极齿数量依次递增。

上述进一步改进的方案通过结构的变化，人为制造出高压侧极靴下磁流体密封能力小于低压侧极靴下磁流体密封能力，可以保证不出现背景技术所述的缺陷情况。从高压侧至低压侧，极靴的耐压能力逐渐上升，使得所有极靴下磁流体密封都能够发挥作用，保证了密封耐压性能。

进一步的，相邻极靴上的极齿数量相差1个或2个。