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CN108612850B - 一种磁性流体-唇形密封复合式密封 - Google Patents

一种磁性流体-唇形密封复合式密封 Download PDF

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CN108612850B CN201810433395.2A CN201810433395A CN108612850B CN 108612850 B CN108612850 B CN 108612850B CN 201810433395 A CN201810433395 A CN 201810433395A CN 108612850 B CN108612850 B CN 108612850B
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Abstract

一种磁性流体‑唇形密封复合式密封，包括安装在壳体上的金属轴，金属轴和壳体之间设有用于密封的金属极靴，金属极靴中间安装有永磁体，金属极靴靠近金属轴主密封面一侧触点上固定有唇形磁性橡胶，唇形磁性橡胶和金属轴配合实现唇形磁性橡胶周围的磁性流体密封，在金属极靴与壳体之间开有凹槽，凹槽内有O形密封圈，O形密封圈实现金属极靴和壳体密封；永磁体、金属极靴、唇形磁性橡胶与金属轴共同构成闭合磁回路，当唇口发生磨损时能及时补充；本发明能够克服由摩擦磨损带来的材料损失以及由此造成的泄漏，并且能够在较高的液体压强环境中使用。

Description

一种磁性流体-唇形密封复合式密封
技术领域
本发明涉及一种密封结构，特别涉及一种磁性流体-唇形密封复合式密封。
背景技术
机械设备的密封部件是保证其正常、稳定和安全运转的重要结构，一旦密封结构发生失效，不仅会造成工作介质和润滑液体的大量损失，也会因泄漏而造成环境的污染，腐蚀设备和工作环境，更严重的还会因此而失火爆炸，引发人身、设备的安全事故。因此，对于密封技术的研究是当前制造业发展的重点。
唇形密封圈作为一种经典的橡塑动密封元件，因其结构简单、紧凑，性能可靠，能够实现一定意义上的“零泄漏”，并且有广泛的适应性，而成为最常用的密封件之一。但随着现代技术的发展，传统唇形密封的缺点和局限性逐渐显露。因其唇口部分需要与旋转轴保持接触并有一定的轴向力，所以在工作过程中必然会存在摩擦扭矩，造成密封圈和旋转轴的磨损，并且产生能量损失。而且随着磨损量的增大，唇封逐渐失效导致泄漏的发生。
磁性流体密封作为一种新型密封形式，利用了磁性流体对磁场的响应特性，可以实现零泄漏。磁性流体密封应用范围广泛，密封适应性强，使用稳定，寿命长，无污染，已经在越来越多的场合投入使用。但同时磁性流体密封也存在其局限性，即磁性流体难以承受较高的压差，这一特点在一定程度上限制了磁性流体密封的发展和应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁性流体-唇形密封复合式密封，能够克服由摩擦磨损带来的材料损失以及由此造成的泄漏，并且能够在较高的液体压强环境中使用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种磁性流体-唇形密封复合式密封，包括安装在壳体6上的金属轴7，金属轴7和壳体6之间设有用于密封的金属极靴1，金属极靴1中间安装有永磁体2，金属极靴1靠近金属轴7主密封面一侧触点上固定有唇形磁性橡胶3，唇形磁性橡胶3和金属轴7配合实现唇形磁性橡胶3周围的磁性流体4密封，在金属极靴1与壳体6之间开有凹槽，凹槽内有O形密封圈5，O形密封圈5实现金属极靴1和壳体6密封。
所述的永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3与金属轴7共同构成闭合磁回路，当唇口发生磨损时能及时补充。
所述的金属极靴1与金属轴7之间的间距大于金属轴7径向跳动的范围。
所述的唇形磁性橡胶3是不对称的三角形结构，内侧的倾角大于外侧倾角。
所述的唇形磁性橡胶3材料是使用偶联剂包覆的纳米磁性颗粒制备而成。
本发明的有益效果为：
本发明通过永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3与金属轴7共同构成闭合磁回路，保证磁性流体4分布在需要密封唇形磁性橡胶3的唇口附近，当唇口发生磨损时能及时补充。
与现有技术相比，本发明解决了磁性流体密封不能在较高压差环境中使用的缺陷，唇口部分的磁性流体能自动补偿唇封磨损产生的间隙，自行寻找到最小间隙保证非接触式密封，实现零泄漏。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3与金属轴7共同构成闭合磁回路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
参照图1，一种磁性流体-唇形密封复合式密封，包括安装在壳体6上的金属轴7，金属轴7和壳体6之间设有用于密封的金属极靴1，金属极靴1中间安装有永磁体2，金属极靴1靠近金属轴7主密封面一侧触点上固定有唇形磁性橡胶3，唇形磁性橡胶3和金属轴7配合实现唇形磁性橡胶3周围的磁性流体4密封，为保证副密封面不发生泄漏，便于调整金属极靴1的径向位置，在金属极靴1与壳体6之间开有凹槽，凹槽内有O形密封圈5，O形密封圈5实现金属极靴1和壳体6密封。
参照图2，所述的永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3与金属轴7共同构成闭合磁回路，保证磁性流体4分布在需要密封唇形磁性橡胶3的唇口附近，当唇口发生磨损时能及时补充。
所述的永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3与金属轴7共同构成闭合磁回路，当唇口发生磨损时能及时补充。
所述的金属极靴1与金属轴7之间的间距大于金属轴7径向跳动的范围。
所述的唇形磁性橡胶3是不对称的三角形结构，内侧的倾角大于外侧倾角。
所述的唇形磁性橡胶3材料是使用偶联剂包覆的纳米磁性颗粒制备而成。
本发明的工作原理为：工作时，金属极靴1触点上的唇形磁性橡胶3唇口发生反向泵送作用，起到阻隔内部动作介质的密封作用，此时，磁性流体4受到永磁体2、金属极靴1、唇形磁性橡胶3和金属轴7共同构成的磁回路的作用，聚集在金属极靴1触点周围；当唇形磁性橡胶3唇口由于磨损而出现缝隙时，此缝隙中的磁场强度更大，因此磁性流体4受到磁场的作用会迅速聚集在新产生的缝隙内，填补由于唇形磁性橡胶3磨损可能造成的泄漏，唇形磁性橡胶3和磨损和磁性流体4的补充逐渐达到平衡，自动找到磁性流体4密封的最小间隙，实现安全稳定的密封结构。
普通磁性流体密封受到轴跳动的限制，极靴和轴之间需要预留出较大的空隙以防止摩擦，这严重限制了磁性流体密封可以应用的最大压强，而本发明可以自补偿于材料磨损造成的空隙，实现较高压强环境下的液体密封。

Claims (3)

1.一种磁性流体-唇形密封复合式密封，包括安装在壳体(6)上的金属轴(7)，金属轴(7)和壳体(6)之间设有用于密封的金属极靴(1)，其特征在于：金属极靴(1)中间安装有永磁体(2)，金属极靴(1)靠近金属轴(7)主密封面一侧触点上固定有唇形磁性橡胶(3)，唇形磁性橡胶(3)和金属轴(7)配合实现唇形磁性橡胶(3)周围的磁性流体(4)密封，在金属极靴(1)与壳体(6)之间开有凹槽，凹槽内有O形密封圈(5)，O形密封圈(5)实现金属极靴(1)和壳体(6)密封；
所述的永磁体(2)、金属极靴(1)、唇形磁性橡胶(3)与金属轴(7)共同构成闭合磁回路，当唇口发生磨损时能及时补充；
所述的唇形磁性橡胶(3)是不对称的三角形结构，内侧的倾角大于外侧倾角。
2.根据权利要求1所述的一种磁性流体-唇形密封复合式密封，其特征在于：所述的金属极靴(1)与金属轴(7)之间的间距大于金属轴(7)径向跳动的范围。
3.根据权利要求1所述的一种磁性流体-唇形密封复合式密封，其特征在于：所述的唇形磁性橡胶(3)材料是使用偶联剂包覆的纳米磁性颗粒制备而成。
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