[发明专利]一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置

说明书

本发明涉及一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，该密封装置包括外螺纹轴、内螺纹轴、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；外螺纹轴与内螺纹轴为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴与内螺纹轴小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴、内螺纹轴的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。

技术领域

本发明属于航天航空及机械工程密封领域，具体指一种结构相对简单,密封耐压能力稳定的一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置。

背景技术

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果。由于磁流体密封有着零泄漏、无磨损、低功耗等优点，目前在国内外，它已经被广泛应用于真空密封、有毒气体密封、防尘和高压等，解决了很多高密封要求的工程问题。磁流体的研究与应用有着广阔的应用前景，在许多未知的领域还有待开发。密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大或安装拆卸配合精度不高而失效，因此提高磁性流体密封的耐压性能及安装拆卸可靠性是当前研究的热点问题。

在诸如军工、船舶、航天等领域的一些大型机械设备中，旋转轴的轴径很大，又或者，旋转轴两端己经连接了其他很复杂的设备或部件，往往不允许或不方便拆卸。在这些情况下安装密封件时，整个拆卸及装配过程非常困难，会消耗大量的人力物力资源，且有时必须停工，不仅会造成昂贵的经济损失，而且会给后续的磁性液体密封的保养维护带来极大的不便。

为了满足苛刻工况条件和环境安装及提高密封耐压性能的方法之一是通过提出分瓣式极靴或分瓣式外壳结构，如对比文献1(公开号为CN106090238A的专利)所述的密封装置和对比文献2(公开号为CN107830177A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装置便于密封件的安装、拆卸与维修保养，且不需要拆卸轴端零部件，且可应用于拆装困难的工作环境中，极大提高了工作效率，降低了行业因停工而带来的经济损失，为生产使用带来了便利。

但是，分瓣式磁性液体密封装置由于剖分式结构泄漏途径多，需要将分瓣式外壳的接合面、分瓣式极靴的接合面、极靴与外壳的配合面、外壳法兰处的端面以及内部的旋转轴处进行密封,而且，分瓣式结构的生产加工过程比较困难，密封的可靠性也不易保证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，解决航天航空及机械工程中旋转轴的密封装置安装、拆卸和维修更换不方便，耗时长，工作量大的难题。

本发明解决问题的技术方案是：一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，该连接旋转轴包括外螺纹轴、内螺纹轴、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；其中：

外螺纹轴与内螺纹轴为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴与内螺纹轴小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴、内螺纹轴的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；

2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。

所述外螺纹轴与内螺纹轴均包括多级沿轴向排列的阶梯，且阶梯外径从大到小依次排列在大端与小端之间，相邻台阶的外壁之间是通过倒角状过渡面过渡，使得形成的同轴心旋转轴整体为凹梯形结构。