[发明专利]基于磁流体的组合集装式动密封

说明书

本发明公开了一种基于磁流体的组合集装式动密封，包括密封座、端盖、若干磁环、永磁体和外环，密封座一侧连接一个外环，磁环、永磁体和外环一级级依次轴向排布，磁环设置在外环内或密封座内，相邻磁环之间设置永磁体，永磁体位于外环内，远离密封座的外环端面通过端盖压紧，磁环内表吸附磁流体，磁环外圆柱面与密封座、外环之间设有密封圈，各级外环相互之间的接触面设有密封圈，两端的外环分别与密封座、端盖之间接触面设置密封圈。动密封还包括压力管和减压阀，密封座上设有第一压力管孔并连接压力管的一端，外环上设有第二压力管孔并连接压力管上伸出的若干支管，压力管上各支管节点之间以及节点与压力管两端之间设置减压阀。

技术领域

本发明涉及动密封领域，具体是一种基于磁流体的组合集装式动密封。

背景技术

磁流体密封是在磁性流体的基础上发展而来的，当磁流体注入磁场的间隙时，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。磁流体密封常用于气体密封。

磁流体密封虽然能具有优秀的密封能力，泄漏量几乎至零，但由于其是通过磁流体作为密封介质，磁流体与磁极的吸附力并不能通过一些常规手段进行增强，所以，一旦磁流体所形成的密封环两侧的压力差较大时，磁流体会从磁极上脱离下来发生转移，继而密封面失去密封作用。

现有技术中，一般通过增加磁极的轴向长度来提升对于磁流体的吸附力，但此种方式的提升效果并不高，首先同一永磁体的磁感线量是一定的，将磁环轴向做长只是分散磁感线密集程度，吸附强度并未增加，对于磁流体的吸附力只是由于面积地增加。还有些通过增加永磁体数量与设置多道磁环来增加总的压差承受能力，这些方式仍然存在一些问题：例如不能根据具体工况的不同而具体进行结构更改，为了承受较大压差，轴向长度长长是有很大冗余的，还有就是，磁流体密封的不同密封级之间空间的压力原始值大多为大气压（注入磁流体时的压力），当机器腔内的压力较高而与大气的压力差相差较大时，因为密封内部的原始压力为大气压，所以机器开始运行，动密封开始起密封作用时，压力差基本都是加载在首道与高压侧相接触的磁流体环上，较大的压力差直接将此处位置的磁流体吹走，之后压力差加载到下一道磁流体密封环上，虽然被吹走的磁流体会累积进下一道磁流体环成为一道较厚的环，但由于磁环处对其的吸附力并没有显著增加，所以此道较厚的磁流体环也不能抵抗两侧的压力差，继续被往低压侧吹去，只有当足够厚的磁流体与磁环具有与压力差相匹配的吸附力时才会停下，这种情况会浪费掉很大一部分轴向空间，因为高压侧的很多磁环失去了密封作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磁流体的组合集装式动密封，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于磁流体的组合集装式动密封，包括密封座、端盖、若干磁环、永磁体和外环，密封座一侧连接一个外环，磁环、永磁体和外环一级级依次轴向排布，磁环设置在外环内或密封座内，相邻磁环之间设置永磁体，永磁体位于外环内，远离密封座的外环端面通过端盖压紧，磁环内表吸附磁流体，磁环外圆柱面与密封座、外环之间设有密封圈，各级外环相互之间的接触面设有密封圈，两端的外环分别与密封座、端盖之间接触面设置密封圈。

使用磁流体作为密封介质，磁流体一侧依附在磁环上，一侧又与主轴侧的旋转面接触，实现动静部件之间的密封作用，磁流体的密封能力很强，在使用条件下泄漏率非常小，但是磁流体只是靠磁性吸附与磁环上的，当磁流体两侧的压力差较大时，能够挤开磁流体使得密封失效，而本发明将磁环、永磁体和外环设计为一级级的分体形式，每一级均具有密封能力，使得总体的密封能力能够通过增加级数而逐渐增大，每一级中的永磁体分别与本级的磁环和与其相邻的磁环接触，在两磁环之间形成磁感线回路，磁环的内表面处于磁回路上，能够为磁流体提供吸附力，当本动密封需要使用在较高的压力差下时，取下端盖，在末级的外环外再加入磁环、永磁体和外环并重新使用端盖封闭，也就能够用于密封较高的压力差了。