[发明专利]一种轴向与径向组合式磁性液体密封结构

说明书

本发明公开了一种轴向与径向组合式磁性液体密封结构，右极靴与左极靴之间设置永磁体，与同轴布置的导磁轴套形成的磁回路，导磁轴套在放左右极靴之间，装在内隔磁套上，内隔磁套与转轴过盈配合，外隔磁套、左右极靴、导磁轴套的注液孔相通，磁性液体能够一次性注入到各极齿周围，由于磁回路的作用，磁性液体在左右极靴极齿和导磁轴套极齿处聚集，分别形成轴向和径向磁性液体密封。这种轴向与径向组合式磁性液体密封结构简单、安装注液方便、能保证在高速转动时磁性液体密封不会因为受到过大的离心力的关系而降低磁性液体密封的耐压能力，防止磁性液体的泄露和外部粉尘的进入，是对磁性液体密封适用范围的扩展。

技术领域

本发明涉及一种密封结构，具体涉及一种轴向与径向组合式磁性液体密封结构，属于密封技术领域。

背景技术

‌随着制造业和工业化进程的推进，越来越多的工业产品的性能要求也随之提高，保障旋转机械安全稳定运行的关键技术之一就是其转轴的密封可靠性。传统的密封方式都存在一定弊端，例如，迷宫密封泄露量相对较大，密封气体、防尘、低速和静止时密封效果不好；唇形密封运转阻力相对较大，唇口部位的磨损严重、橡胶材料容易老化；浮环密封内泄漏较大，这种密封对液体不能做到封严不漏，对气体虽然可做到封严，但需要一套复杂而昂贵的自动化供油系统；干气密封必须存在密封运转气体，且密封气体会进入密封腔与介质混合，适合范围有限，需要相对昂贵的密封辅助系统。纳米磁性液体密封是依靠液体材料填充密封间隙的方式而实现密封功能，把纳米磁性液体注入由高性能的永磁体、导磁性能良好的极靴的间隙中，永磁体产生的强磁场，将纳米磁性液体牢牢“束缚”在密封间隙内形成“O”形液体密封圈，即油膜屏障。相比于传统的密封形式，磁性液体密封具有高可靠性，在摩擦损耗小的情况下可以保持很高的静态与动态压差，不会泄露有毒介质、腐蚀性介质等，制造简单，寿命长，可与其他密封方式组合使用等优点。但是，随着转轴速度的提高，磁性液体旋转密封的密封效果会逐渐下降，原因是转轴速度的提高造成了磁性液体剪切运动的加剧，从而离心力变大，破坏了磁性液体的有序排列，最终导致密封性能下降。例如，公开号为CN206563080U的专利所述的磁性液体密封单元的极齿为单一轴向布置尺寸，当高速运转过程中随着离心力的增大可能会导致磁性液体密封结构耐压能力不足而失效。通过采用磁性液体密封与传统密封方式相结合的结构有助于提高密封能力，例如公开号为CN204267737U的专利所述的一种在磁铁上开迷宫结构的磁性液体密封装置，永磁体上突出的直齿上加工有侧齿，但是该齿若太厚会导致轴向距离过大，若齿太薄结构又不够坚固，制造难度增加；公开号为CN108953614A的专利所述的一种磁性液体密封-刷式密封复合装置，其加入的刷式密封不仅使得密封装置的轴向尺寸增大，装配的复杂性也增加，而且刷式密封运行会产生变形和磨损，同时会产生摩擦热效应、闭合效应、刚化效应和迟滞效应，影响其密封性能和使用寿命。因此，有必要设计一种能够同时具备结构简单、安装注液方便、且能保证在高速转动时磁性液体密封不会因为受到过大的离心力而降低其耐压能力的新型的磁性液体密封结构，对于提高磁性液体密封能力，拓展磁性液体应用领域具有重要实际意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种轴向与径向组合式磁性液体密封结构，可有效改善传统密封方式阻力较大，以及单一轴向磁性液体密封高速情况下密封效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轴向与径向组合式磁性液体密封结构，包括转轴、磁性液体密封组件、隔磁组件、端盖和密封组件底座；磁性液体密封组件包括右极靴、永磁体、左极靴和导磁轴套；隔磁组件包括外隔磁套、内隔磁套；外隔磁套包括外隔磁套壁和外隔磁套挡壁，外隔磁套壁的一端设有外隔磁套挡壁，外隔磁套壁上开设右定位孔和左定位孔，外隔磁套挡壁上开设外隔磁套注液孔；导磁轴套的导磁轴套壁中间位置设有导磁凸台，导磁凸台轴向方向两个侧壁上设有多层导磁轴套极齿；

右极靴轴向方向的一侧面的外边缘设有右极靴环形小凸台，右极靴内圈沿轴向方向设有多层右极靴极齿，除最靠近右极靴环形小凸台的那层右极靴极齿以外，其余层的右极靴极齿均开设右极靴注液孔，右极靴外圈沿径向方向开设右极靴螺纹孔；