CN108679232B - 适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，包括：端盖；带橡胶密封圈的第一夹板，带橡胶密封圈的第一夹板通过第一螺钉和第二螺钉固定在端盖上；带橡胶密封圈的第二夹板，带橡胶密封圈的第二夹板装入端盖的凹槽内；基本密封结构，基本密封结构通过第三螺钉和第四螺钉固定在带橡胶密封圈的第二夹板上，以通过带橡胶密封圈的第一夹板和带橡胶密封圈的第二夹板与端盖隔离。该装置通过两块夹板隔离连接的部件和磁性液体密封结构，从而使得连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体基本密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。

Description

适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置

技术领域

本发明涉及机械工程密封技术领域，特别涉及一种适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置。

背景技术

磁性液体是一种兼具液体的流动性与固体磁性材料对磁场的响应特性的一种新型功能材料，在工程领域有着广泛的应用，其中磁性液体密封是磁性液体的众多应用之一。磁性液体密封技术具有零泄漏、无磨损、寿命长、维修方便等优点，广泛地应用于各种行业的不同密封场合。在化工等领域中，磁性液体密封装置经常与大直径的端盖或法兰等结构相连接，这些端盖或法兰等结构的直径较大，在受力或受热时会出现较大的变形，因此与磁性液体密封装置相连接的部分会产生轴向或径向位移，导致磁性液体密封装置的部件受到较大的轴向力或径向力，影响使用时的性能，缩短磁性液体密封装置的工作寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，该装置使得连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体基本密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，包括：端盖；带橡胶密封圈的第一夹板，所述带橡胶密封圈的第一夹板通过第一螺钉和第二螺钉固定在所述端盖上，其中，所述带橡胶密封圈的第一夹板包括第一橡胶密封圈和第一夹板，所述第一橡胶密封圈安装在所述第一夹板的凹槽内；带橡胶密封圈的第二夹板，所述带橡胶密封圈的第二夹板装入所述端盖的凹槽内，其中，所述带橡胶密封圈的第二夹板包括第二橡胶密封圈、第三橡胶密封圈和第二夹板，所述第二橡胶密封圈和所述第三橡胶密封圈安装在所述第二夹板的凹槽内；基本密封结构，所述基本密封结构通过第三螺钉和第四螺钉固定在所述带橡胶密封圈的第二夹板上，以通过所述带橡胶密封圈的第一夹板和所述带橡胶密封圈的第二夹板与所述端盖隔离。

本发明实施例的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，通过两块夹板隔离连接的部件和磁性液体密封结构，克服了由于与磁性液体密封结构连接的端盖或法兰等结构的轴向和径向的变形或位移引起的连接处的轴向和径向位移，从而使得连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体基本密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。

另外，根据本发明上述实施例的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述基本密封结构还包括：壳体，所述壳体凹槽内安装有第四橡胶密封圈和第五橡胶密封圈；带密封组的轴套，所述带密封组的轴套装入所述壳体内，其中，所述带密封组的轴套包括右滚动轴承、右隔磁环、带橡胶密封圈的右极靴、环形永磁体、带橡胶密封圈的左极靴、左隔磁环、左滚动轴承和轴套，所述右滚动轴承、所述右隔磁环、所述带橡胶密封圈的右极靴、环形永磁体、所述带橡胶密封圈的左极靴、所述左隔磁环和所述左滚动轴承依次套在所述轴套外侧；左端环，所述左端环套在所述带密封组的轴套外侧的一测，并旋转拧入所述壳体内壁的螺纹；右端环，所述右端环套在所述带密封组的轴套外侧的另一侧，并将第一紧定螺钉、第二紧定螺钉拧入。

进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，所述带橡胶密封圈的右极靴包括第六橡胶密封圈和右极靴，所述第六橡胶密封圈安装在所述右极靴的凹槽内；所述带橡胶密封圈的左极靴包括第七橡胶密封圈和左极靴，所述第七橡胶密封圈安装在所述左极靴的凹槽内。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述左极靴和所述右极靴均为导磁性材料，其中，所述左极靴和所述右极靴的内壁加工有极齿和齿槽，每个极靴的所述极齿个数为2至10个，所述极齿的宽度至少为0.3mm，所述齿槽宽度至少为0.5mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述带橡胶密封圈的左极靴、所述带橡胶密封圈的右极靴和所述轴套之间的密封间隙为0.001至1mm，所述密封间隙内注有磁性液体，以实现动密封。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述左隔磁环、所述右隔磁环、所述壳体的材料为非导磁性材料。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置的结构示意图。

附图标记说明：

适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置10、端盖100、带橡胶密封圈的第一夹板200、第一螺钉201、第二螺钉202、第一橡胶密封圈210、第一夹板220、带橡胶密封圈的第二夹板300、第二橡胶密封圈310、第三橡胶密封圈320、第二夹板330、第三螺钉401、第四螺钉402、第六橡胶密封圈403、右极靴404、第七橡胶密封圈405、左极靴406、壳体410、第四橡胶密封圈411、第五橡胶密封圈412、右滚动轴承421、右隔磁环422、带橡胶密封圈的右极靴423、环形永磁体424、带橡胶密封圈的左极靴425、左隔磁环426、左滚动轴承427、轴套428、左端环430、右端环440、第一紧定螺钉441、第二紧定螺钉442。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置。

图1是本发明一个实施例的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置的结构示意图。

如图1所示，该适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置10包括：端盖100、带橡胶密封圈的第一夹板200、带橡胶密封圈的第二夹板300和基本密封结构400(图中未具体标识)。

其中，端盖100。带橡胶密封圈的第一夹板200通过第一螺钉201和第二螺钉202固定在端盖100上，其中，带橡胶密封圈的第一夹板200包括第一橡胶密封圈210和第一夹板220，第一橡胶密封圈210安装在第一夹板220的凹槽内。带橡胶密封圈的第二夹板300装入端盖100的凹槽内，其中，带橡胶密封圈的第二夹板300包括第二橡胶密封圈310、第三橡胶密封圈320和第二夹板330，第二橡胶密封圈310和第三橡胶密封圈320安装在第二夹板330的凹槽内。基本密封结构400通过第三螺钉401和第四螺钉402固定在带橡胶密封圈的第二夹板300上，以通过带橡胶密封圈的第一夹板200和带橡胶密封圈的第二夹板300与端盖100隔离。本发明实施例的装置10通过两块夹板隔离连接的部件和磁性液体密封结构，从而使得连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体基本密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。

具体而言，如图1所示，本发明实施例将第二夹板330装入端盖100的凹槽内；将第三橡胶密封圈310、第五橡胶密封圈320安装在第二夹板330的凹槽内；将第一橡胶密封圈210安装在第一夹板220的凹槽内，形成带橡胶密封圈的第一夹板200；将带橡胶密封圈的第一夹板200通过第一螺钉201、第二螺钉202固定在端盖100上；将基本密封结构400通过第三螺钉401、第四螺钉402固定在第二夹板330上。

在本发明实施例的装置10工作时，磁性液体密封基本密封结构400通过第一夹板220和第二夹板330固定在需要密封的装置的端盖100或法兰等结构上，隔离需要密封的装置的端盖100或法兰等结构和磁性液体密封基本密封结构400，连接部件的轴向和径向的变形和位移不会加载到磁性液体基本密封结构400中的零件上，从而可以延长磁性液体密封的使用寿命；

进一步地，在本发明的一个实施例中，基本密封结构400还包括：壳体410、带密封组的轴套420(图中未具体标识)、左端环430和右端环440。

其中，壳体410凹槽内安装有第四橡胶密封圈411和第五橡胶密封圈412。带密封组的轴套420装入壳体410内，其中，带密封组的轴套420包括右滚动轴承421、右隔磁环422、带橡胶密封圈的右极靴423、环形永磁体424、带橡胶密封圈的左极靴425、左隔磁环426、左滚动轴承427和轴套428，右滚动轴承421、右隔磁环422、带橡胶密封圈的右极靴423、环形永磁体424、带橡胶密封圈的左极靴425、左隔磁环426和左滚动轴承427依次套在轴套428外侧。左端环430套在带密封组的轴套420外侧的一测，并旋转拧入壳体内壁的螺纹。右端440环套在带密封组的轴套外侧的另一侧，并将第一紧定螺钉441、第二紧定螺钉442拧入。

在本发明的一个实施例中，其中，带橡胶密封圈的右极靴423包括第六橡胶密封圈403和右极靴404，第六橡胶密封圈403安装在右极靴404的凹槽内；带橡胶密封圈的左极靴425包括第七橡胶密封圈405和左极靴406，第七橡胶密封圈405安装在左极靴406的凹槽内。

具体而言，如图1所示，第六橡胶密封圈403安装在右极靴404的凹槽内，形成带橡胶密封圈的右极靴423，第七橡胶密封圈405安装在左极靴406的凹槽内，形成带橡胶密封圈的左极靴425；将右滚动轴承421、右隔磁环422、带橡胶密封圈的右极靴423、环形永磁体424、带橡胶密封圈的左极靴425、左隔磁环426、左滚动轴承427依次套在轴套428的外侧，形成带密封组的轴套420；将带密封组的轴套420装入壳体410；将左端环430套在轴套420外侧，并旋转拧入壳体410内壁的螺纹；将右端环440套在轴套420的外侧，并将第一紧定螺钉441、第二紧定螺钉442拧入；将第二橡胶密封圈411、第四橡胶密封圈412安装在壳体410的凹槽内，至此，完成了磁性液体密封基本密封结构400的安装。

进一步地，在本发明的一个实施例中，左极靴406和右极靴404均为导磁性材料，其中，左极靴406和右极靴406的内壁加工有极齿和齿槽，每个极靴的极齿个数为2至10个，极齿的宽度至少为0.3mm，齿槽宽度至少为0.5mm。也就是说，极齿的宽度大于0.3mm，齿槽宽度大于0.5mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，左隔磁环426、右隔磁环422、壳体410的材料均为非导磁性材料。

具体而言，左隔磁环426和右隔磁环422可以为圆环形结构，其材料为非导磁性材料，如不锈钢，在此不做具体限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，带橡胶密封圈的左极靴423、带橡胶密封圈的右极靴425和轴套428之间的密封间隙为0.001至1mm，密封间隙内注有磁性液体，以实现动密封。

也就说，左极靴406、右极靴404和轴套428之间的密封间隙可以从0.001～1mm范围内选取，其中，左极靴406、右极靴404、轴套428的材料选用导磁性能良好的材料，如电工纯铁，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。其中，磁性液体的种类可以根据实际工况下密封气体和环境温度的不同选择不同基载液的磁性液体，一般真空密封可选用酯基磁性液体，氟碳化合物基磁性液体或者硅油基磁性液体，低温密封可选用硅油基磁性液体。

进一步地，左滚动轴承427和右滚动轴承421可根据实际工况下轴向和径向受力情况来选择不同型号的轴承，如深沟球轴承或者角接触球轴承等。环形永磁体424的材料可以选用铁磁质，比如铷铁硼。左端环430可以为圆环形结构，外侧加工有螺纹，与壳体410内壁的螺纹可以旋合，拧紧该螺纹，可以将轴套上的零件轴向定位。右端环440可以为圆环形结构，壁面上开有2～6个螺纹孔，磁性液体密封装置在使用过程中，与轴相连接时，可以通过各个螺纹孔中的紧定螺钉将轴夹紧。

综上，本发明实施例装置10通过夹板隔离连接部件和磁性液体密封结构，连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。从而有效解决了磁性液体密封装置安装在大直径的端盖或法兰等结构上时，由于端盖或法兰受力或受热时出现较大的变形，导致磁性液体密封结构内的部件受到较大的轴向力或径向力，密封寿命缩短的问题。

根据本发明实施例提出的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，通过两块夹板隔离连接的部件和磁性液体密封结构，克服了由于与磁性液体密封结构连接的端盖或法兰等结构的轴向和径向的变形或位移引起的连接处的轴向和径向位移，从而使得连接部件的轴向和径向的变形及位移不会加载到磁性液体基本密封结构中的零件上，可以延长磁性液体密封的使用寿命。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：

端盖；

带橡胶密封圈的第一夹板，所述带橡胶密封圈的第一夹板通过第一螺钉和第二螺钉固定在所述端盖上，其中，所述带橡胶密封圈的第一夹板包括第一橡胶密封圈和第一夹板，所述第一橡胶密封圈安装在所述第一夹板的凹槽内；

带橡胶密封圈的第二夹板，所述带橡胶密封圈的第二夹板装入所述端盖的凹槽内，其中，所述带橡胶密封圈的第二夹板包括第二橡胶密封圈、第三橡胶密封圈和第二夹板，所述第二橡胶密封圈和所述第三橡胶密封圈安装在所述第二夹板的凹槽内；以及

基本密封结构，所述基本密封结构通过第三螺钉和第四螺钉固定在所述带橡胶密封圈的第二夹板上，以通过所述带橡胶密封圈的第一夹板和所述带橡胶密封圈的第二夹板与所述端盖隔离；

所述基本密封结构还包括：

壳体，所述壳体凹槽内安装有第四橡胶密封圈和第五橡胶密封圈；

带密封组的轴套，所述带密封组的轴套装入所述壳体内，其中，所述带密封组的轴套包括右滚动轴承、右隔磁环、带橡胶密封圈的右极靴、环形永磁体、带橡胶密封圈的左极靴、左隔磁环、左滚动轴承和轴套，所述右滚动轴承、所述右隔磁环、所述带橡胶密封圈的右极靴、环形永磁体、所述带橡胶密封圈的左极靴、所述左隔磁环和所述左滚动轴承依次套在所述轴套外侧；

左端环，所述左端环套在所述带密封组的轴套外侧的一侧，并旋转拧入所述壳体内壁的螺纹；

右端环，所述右端环套在所述带密封组的轴套外侧的另一侧，并将第一紧定螺钉、第二紧定螺钉拧入；

所述带橡胶密封圈的右极靴包括第六橡胶密封圈和右极靴，所述第六橡胶密封圈安装在所述右极靴的凹槽内；

所述带橡胶密封圈的左极靴包括第七橡胶密封圈和左极靴，所述第七橡胶密封圈安装在所述左极靴的凹槽内；

所述左隔磁环、所述右隔磁环、所述壳体的材料为非导磁性材料。

2.根据权利要求1所述的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，其特征在于，所述左极靴和所述右极靴均为导磁性材料，其中，所述左极靴和所述右极靴的内壁加工有极齿和齿槽，每个极靴的所述极齿个数为2至10个，所述极齿的宽度至少为0.3mm，所述齿槽宽度至少为0.5mm。

3.根据权利要求1所述的适应连接处轴向和径向位移的磁性液体密封装置，其特征在于，所述带橡胶密封圈的左极靴、所述带橡胶密封圈的右极靴和所述轴套之间的密封间隙为0.001至1mm，所述密封间隙内注有磁性液体，以实现动密封。