磁性液体密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及密封技术领域，具体地，涉及一种磁性液体密封装置。


背景技术：

2.相关技术中，磁性液体密封装置应用在多个领域。相关技术中的磁性液体密封装置的极靴的硬度通常大于磁性液体密封装置的外壳的硬度。磁性液体密封装置的拆装过程中，极靴往往会划伤外壳内周面，被划伤外壳内周面出现划痕，划痕会成为磁性液体的泄漏通道，影响密封性能。尤其是尺寸较大的密封装置，外壳直径大，一旦出现划伤问题，即使打磨外壳内周面，也很难保证外壳内周面的圆度，外壳内周面和极靴的外周面之间还会形成泄漏通道，密封性能变差。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的实施例提出一种磁性液体密封装置，该磁性液体密封装置具有密封性能好、使用寿命长的优点。
5.根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置包括：壳体，所述壳体限定出腔室；轴，所述轴可转动地设在所述腔室内，所述轴的至少一部分位于所述腔室内；磁性液体密封组件，所述磁性液体密封组件位于所述腔室内，所述磁性液体密封组件套设在所述轴上，所述磁性液体密封组件的内周面与所述轴的周面之间具有密封间隙；防护套，所述防护套位于所述腔室内，所述防护套套设在所述磁性液体密封组件上，所述防护套的外周面与所述腔室的周壁面相接触，所述防护套的内周面与所述磁性液体密封组件的内周面相接触；和磁性液体，所述磁性液体填充于所述磁性液体密封组件与所述轴的周面之间。
6.根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置，防护套将磁性液体密封组件与壳体隔离开，能够避免磁性液体密封组件划伤壳体，从而保证密封性能。
7.由此，根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置具有密封性能好的优点。
8.在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括第一防磨环和第二防磨环，所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者位于所述腔室内，所述第一防磨环和所述第二防磨环套设在所述轴上且沿所述轴的轴向间隔布置，所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者的内周面与所述轴的周面之间具有间隙，所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者的外周面与所述腔室的周壁面相接触，所述磁性液体密封组件在所述轴的轴向上位于所述第一防磨环和所述第二防磨环之间。
9.在一些实施例中，所述磁性液体密封组件包括：第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者位于所述腔室内，且所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者套设在所述轴上，所述第一极靴和所述第二极靴沿所述轴的轴向间隔布置，所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者的内周面与所述轴的周面之间具有所述密封间隙，以及永磁体，所述永磁体位于所述腔室内，且所述永磁体套设在所述轴上，所述永磁体的内周面与所
述轴的周面之间具有间隙，所述永磁体在所述轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间。
10.在一些实施例中，所述第一防磨环、所述第二防磨环、所述永磁体、所述第一极靴、所述第二极靴中的每一者为圆环形，所述第一极靴的内径以及所述第二极靴的内径小于所述永磁体的内径，所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者的内径小于所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者的内径。
11.在一些实施例中，所述第一防磨环在所述轴的轴向上邻近所述第二防磨环的侧面与所述防护套在所述轴的轴向上远离所述第二防磨环的侧面相接触，所述第二防磨环在所述轴的轴向上邻近所述第一防磨环的侧面与所述防护套在所述轴的轴向上远离所述第一防磨环的侧面相接触。
12.在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括第一隔磁环和第二隔磁环，所述第一隔磁环和所述第二隔磁环中的每一者设在所述腔室内，且所述第一隔磁环和所述第二隔磁环沿所述轴的轴向间隔布置，所述第一隔磁环和所述第二隔磁环中的每一者的内周面与所述轴的周面之间具有间隙，所述第一隔磁环和所述第二隔磁环中每一者的外周面与所述腔室的周壁面相接触，所述磁性液体密封组件在所述轴的轴向上位于所述第一隔磁环和所述第二隔磁环之间。
13.在一些实施例中，所述磁性液体密封装置还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一极靴的外周面设有第一环形凹槽，所述第二极靴的外周面设有第二环形凹槽；
14.所述第一密封圈配合在所述第一环形凹槽内，且所述第一密封圈与所述腔室的周壁面相接触，
15.所述第二密封圈配合在所述第二环形凹槽内，且所述第二密封圈与所述腔室的周壁面相接触。
16.在一些实施例中，所述防护套、所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者的材料的硬度小于所述壳体的材料的硬度，其中所述防护套、所述第一防磨环和所述第二防磨环中的每一者由自润滑材料制成。
17.在一些实施例中，所述第一极靴的内周面以及所述第二极靴的内周面与所述轴的周面之间的最小距离为h1，所述第一防磨环的内周面以及所述第二防磨环的内周面与所述轴的周面之间的最大距离为h2，其中h1大于h2。
18.在一些实施例中，所述防护套的外周面与所述腔室的周壁面过渡配合，所述防护套的内周面与所述磁性液体密封组件的外周面过渡配合。
附图说明
19.图1是根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置的结构示意图。
20.图2是图1中a处的局部放大视图。
21.图3是图1中b处的局部放大视图。
22.附图标记：
23.磁性液体密封装置1000；
24.壳体100；腔室101；法兰110；端盖120；
25.轴200；第三环形凹槽210；第四环形凹槽220；
26.磁性液体密封组件300；永磁体310；第一极靴320；第二极靴330；环形极齿340；环形齿槽350；
27.防护套400；第一防磨环510；第二防磨环520；
28.第一隔磁环610；第一环形凹槽611；第二隔磁环620；第二环形凹槽621；
29.第一密封圈710；第二密封圈720；第一轴承810；第二轴承820；
30.第一挡圈910；第二挡圈920。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.如图1
‑
图3所示，根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置1000包括壳体100、轴 200、第一轴承810、第二轴承820、磁性液体密封组件300、防护套400和磁性液体(图中未示出)。
33.如图1所示，壳体100限定出腔室101，轴200可转动地设在腔室101内，轴200的至少一部分位于腔室101内。具体地，轴200从腔室101的一端伸入并从腔室101的另一端伸出。
34.第一轴承810和第二轴承820中的每一者位于腔室101内并且套设在轴200上。第一轴承810和第二轴承820在轴200的轴向上间隔布置。也就是说，轴200支承在第一轴承 810和第二轴承820上。
35.磁性液体密封组件300位于腔室101内，磁性液体密封组件300套设在轴200上，磁性液体密封组件300的内周面与轴200的周面之间具有密封间隙。磁性液体填充于磁性液体密封组件300与轴200的周面之间，且磁性液体能够在磁作用力下被吸附在密封间隙内。
36.防护套400位于腔室101内，防护套400套设在磁性液体密封组件300上，防护套400 的外周面与腔室101的周壁面相接触，防护套400的内周面与磁性液体密封组件300的内周面相接触。防护套400的材料的硬度小于壳体100的材料的硬度。
37.根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置1000，防护套400将磁性液体密封组件300 与壳体100隔离开，能够避免磁性液体密封组件300划伤壳体100，从而保证密封性能。此外，防护套400的材料的硬度小于壳体100的材料的硬度，防护套400能够将磁性液体密封组件300与壳体100隔离开，防护套400自身又不会划伤壳体100，防护套400进一步对壳体100提供防护，从而进一步保证了密封性能。
38.由此，根据本实用新型实施例的磁性液体密封装置1000具有密封性能好的优点。
39.在一些实施例中，如图1
‑
图3所示，磁性液体密封装置1000还包括第一防磨环510 和第二防磨环520。第一防磨环510和第二防磨环520中的每一者位于腔室101内。第一防磨环510和第二防磨环520套设在轴200上且沿轴200的轴向间隔布置。第一防磨环510 和第二防磨环520中的每一者的内周面与轴200的周面之间具有间隙，第一防磨环510和第二防磨环520中的每一者的外周面与腔室101的周壁面相接触。磁性液体密封组件300 在轴200的轴向上位于第一防磨环510和第二防磨环520之间。
40.如图1和图2所示，磁性液体密封组件300包括永磁体310、第一极靴320和第二极靴 330。第一极靴320和第二极靴330中的每一者位于腔室101内，且第一极靴320和第二极靴
330中的每一者套设在轴200上。第一极靴320和第二极靴330沿轴200的轴向间隔布置，第一极靴320和第二极靴330中的每一者的内周面与轴200的周面之间具有密封间隙。永磁体310位于腔室101内，且永磁体310套设在轴200上，永磁体310的内周面与轴200 的周面之间具有间隙，永磁体310在轴200的轴向上连接在第一极靴320和第二极靴330 之间。
41.如图3所示，第一极靴320的内周面以及第二极靴330的内周面与轴200的周面之间的最小距离为h1，第一防磨环510的内周面以及第二防磨环520的内周面与轴200的周面之间的最大距离为h2，其中h1大于h2。在轴200发生径向跳动时，轴200的周面会优先与第一防磨环510和第二防磨环520接触并产生摩擦，避免轴200与第一极靴320和第二极靴330接触。因此，第一防磨环510和第二防磨环520对第一极靴320和第二极靴330 起到保护作用，提高第一极靴320和第二极靴330的使用寿命，而且有利于磁场稳定。
42.进一步地，如图1
‑
图3所示，第一极靴320的内周面具有多个沿轴200的轴向间隔布置的环形极齿340，第二极靴330的内周面具有多个沿轴200的轴向间隔布置的环形极齿340，密封间隙形成在环形极齿340的齿顶面(内周面)与轴200之间。在第一极靴320和第二极靴330上，两个相邻的环形极齿340之间形成环形齿槽350。可以理解的是，h1为环形极齿340的齿顶面与轴200的周面之间的最小距离。
43.根据本发明实施例的磁性液体密封装置1000通过环形极齿340和环形齿槽350，在密封间隙内形成磁场梯度，密封间隙内的磁性液体在磁场梯度的作用下聚集在环形极齿340 和轴200之间，形成一个个液体“o形圈”，从而实现良好的密封效果。
44.具体地，环形极齿340的宽度大于0.3mm，两个相邻环形极齿340430之间的间隔距离大于0.5mm，也就是说环形齿槽350431的宽度大于0.5mm。密封间隙的径向尺寸(环形极齿340的齿顶面和轴200的周面之间的距离)h1大于0.001mm且小于0.1mm。
45.在一些实施例中，第一防磨环510和第二防磨环520中的每一者的材料的硬度也小于壳体100的材料的硬度。具体而言，防护套400、第一防磨环510和第二防磨环520中的每一者由自润滑材料制成。可以理解的是该自润滑材料可以是聚四氟乙烯、石墨或者其它自润滑材料。
46.此外，轴200由导磁性材料制成，壳体100由非导磁性材料制成。使永磁体310、第一极靴320、轴200和第二极靴330之间形成稳定的磁回路，利用磁回路在第一极靴320和轴200之间以及第二极靴330和轴200之间的密封间隙内形成磁场梯度，磁性液体在磁场梯度下会受到磁场力的作用。壳体100能够避免磁路泄漏，使密封间隙内的磁场梯度稳定。
47.在一些实施例中，如图1和图2所示，防护套400的外周面与腔室101的周壁面过渡配合，防护套400的内周面与磁性液体密封组件300的外周面过渡配合。因此，磁性液体密封组件300在轴200的径向上不会产生跳动，不会造成第一极靴320以及第二极靴330 和轴200之间的密封间隙大小产生变化，有利于提高密封性能。
48.在一些实施例中，如图1和图2所示，第一防磨环510在轴200的轴向上邻近第二防磨环520的侧面与防护套400在轴200的轴向上远离第二防磨环520的侧面相接触，第二防磨环520在轴200的轴向上邻近第一防磨环510的侧面与防护套400在轴200的轴向上远离第一防磨环510的侧面相接触。也就是说，第一防磨环510的右侧面与防护套400的左侧面相接触，第二防磨环520的左侧面与防护套400的右侧面相连。
49.可以理解的是，第一防磨环510、第二防磨环520、防护套400和轴200形成了环形腔
510、第二防磨环520、第一隔磁环610、第二隔磁环620、第一轴承810和第二轴承820 同时从壳体100中取出，然后在壳体100外部将磁性液体密封组件300、第一防磨环510、第二防磨环520、第一隔磁环610、第二隔磁环620、第一轴承810和第二轴承820分别取下。
58.在一些实施例中，如图1所示，壳体100的左端具有端盖120，端盖120与壳体100 通过螺纹连接，端盖120将腔室101的左端封闭。壳体100的右端具有法兰110，法兰110 上设有连接孔。端盖120以及壳体100的右端均设有供轴200穿过的轴孔。
59.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
60.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。在本实用新型的描述中，“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。
61.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
62.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
63.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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实用新型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。
64.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。