具有组合式极靴的磁性液体密封装置

1.本实用新型涉及密封技术领域，具体地，涉及一种具有组合式极靴的磁性液体密封装置。


背景技术：

2.在磁性液体密封装置中，极靴是形成闭合磁路的重要构件，极靴上的极齿起到增强局部磁场，从而将磁性液体约束在密封间隙，实现密封效果的作用，极靴的极齿的齿形和数量对磁性液体密封装置的密封能力有直接影响。相关技术中，磁性液体密封装置在永磁体的两侧分别设有一个极靴，极靴的极齿的齿形和数量固定，磁性液体密封装置的密封性能固定，通用性差。


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具有组合式极靴的磁性液体密封装置，该磁性液体密封装置具有密封性能可调、通用性好的优点。
5.本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置，包括：
6.壳体，所述壳体具有空腔；
7.转轴，所述转轴可转动地设在所述壳体上，且所述转轴的至少部分位于在所述空腔内；
8.永磁体，所述永磁体设在所述壳体的所述空腔内，且所述永磁体套设在所述转轴上；
9.第一极靴组件和第二极靴组件，所述第一极靴组件和所述第二极靴组件均设在所述壳体的所述空腔内且套设在所述转轴上，所述永磁体位于所述第一极靴组件和所述第二极靴组件之间，所述第一极靴组件包括多个沿所述转轴的轴向依次可拆卸连接的极靴，所述第一极靴组件的多个极靴中的每一者设有与所述转轴间隙配合的极齿，所述第二极靴组件包括多个沿所述转轴的轴向依次可拆卸连接的极靴，所述第二极靴组件的多个极靴中的每一者设有与所述转轴间隙配合的极齿。
10.本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置具有密封性能可调、通用性好的优点。
11.在一些实施例中，所述第一极靴组件的多个极靴通过磁力吸合在一起，所述第二极靴组件的多个极靴通过磁力吸合在一起。
12.在一些实施例中，所述第一极靴组件的多个极靴中至少两个极靴的极齿形状不同，所述第二极靴组件的多个极靴中至少两个极靴的极齿形状不同。
13.在一些实施例中，所述第一极靴组件的多个极靴中至少两个极靴的极齿数量不同，所述第二极靴组件的多个极靴中至少两个极靴的极齿数量不同。
14.在一些实施例中，所述壳体包括在所述转轴的轴向上相对的第一端和第二端，所
述第一端设有与所述空腔连通的开口，所述第二端设有封堵所述空腔的端盖，所述第一极靴组件位于所述永磁体邻近所述第一端的一侧，所述第二极靴组件位于所述永磁体邻近所述第二端的一侧。
15.在一些实施例中，所述具有组合式极靴的磁性液体密封装置还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承均位于所述第一极靴组件邻近所述第一端的一侧。
16.在一些实施例中，所述第一极靴组件包括第一导向筒，所述第一极靴组件的多个极靴位于所述第一导向筒内，所述第二极靴组件包括第二导向筒，所述第二极靴组件的多个极靴位于所述第二导向筒内，所述永磁体位于所述第一导向筒和所述第二导向筒之间。
17.在一些实施例中，所述第一导向筒包括连接在一起的第一筒体和第一端板，所述第一端板位于所述第一筒体邻近所述永磁体的一端，所述第一端板与所述永磁体抵接，所述第二导向筒包括连接在一起的第二筒体和第二端板，所述第二端板位于所述第二筒体邻近所述永磁体的一端，所述第二端板与所述永磁体抵接，所述第一导向筒和所述第二导向筒均导磁。
18.在一些实施例中，所述第一导向筒的外周面与所述壳体的内周面接触，所述第二导向筒的外周面与所述壳体的内周面接触，所述壳体的内周面设有与所述第一导向筒对应的第一环形凹槽以及与所述第二导向筒对应的第二环形凹槽，所述第一环形凹槽中设有第一密封圈，所述第二环形凹槽中设有第二密封圈。
19.在一些实施例中，所述第一极靴组件的多个极靴中每一者的外周面与所述第一导向筒的内周面接触，所述第一极靴组件的多个极靴中每一者的外周面设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽中设有第三密封圈，
20.所述第二极靴组件的多个极靴中每一者的外周面与所述第二导向筒的内周面接触，所述第二极靴组件的多个极靴中每一者的外周面设有第四环形凹槽，所述第四环形凹槽中设有第四密封圈。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置结构示意图。
22.图2是图1中a处的局部放大视图。
23.图3是本实用新型实施例的第一导向筒或者第二导向筒的结构示意图。
24.附图标记：
25.转轴10；轴肩11；
26.壳体20；第一端21；第二端22；法兰23；空腔201；开口2011；
27.永磁体30；
28.第一极靴组件40；第一极靴41；第二极靴42；第三极靴43；第一导向筒44；第一筒体441；第一端板442；
29.第二极靴组件50；第四极靴51；第五极靴52；第六极靴53；第二导向筒54；第二筒体541；第二端22板542；
30.第一轴承60；第二轴承70。
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和图2所示，本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置包括壳体20、转轴10、永磁体30、第一极靴组件40和第二极靴组件50。壳体20具有空腔201，转轴10可转动地设在壳体上，且转轴10的至少部分位于在空腔内，即，壳体20的周壁围成空腔201，转轴10穿过空腔201。永磁体30设在壳体20的空腔201内，且永磁体30套设在转轴10上。
33.第一极靴组件40和第二极靴组件50均设在壳体20的空腔201内且套设在转轴10上，永磁体30位于第一极靴组件40和第二极靴组件50之间。第一极靴组件40包括多个沿转轴10的轴向(如图1中的左右方向)依次可拆卸连接的极靴，第一极靴组件40的多个极靴中的每一者设有与转轴10间隙配合的极齿，第二极靴组件50包括多个沿转轴10的轴向依次可拆卸连接的极靴，第二极靴组件50的多个极靴中的每一者设有与转轴10间隙配合的极齿。
34.如图1所示，壳体20包括在转轴10的轴向上相对的第一端21(如图1中壳体20的左端)和第二端22(如图1中壳体20的右端)，第一端21设有与空腔201连通的开口2011，第二端22设有封堵空腔201的端盖，第一极靴组件40位于永磁体30邻近第一端21的一侧，第二极靴组件50位于永磁体30邻近第二端22的一侧。壳体20的外周面还设有邻近左端设置的法兰23。
35.也就是说，壳体20的左端设有与空腔201连通的开口2011，壳体20的右端设有封堵空腔201的端盖，第一极靴组件40位于永磁体30的左侧，第二极靴组件50位于永磁体30的右侧。
36.需要说明的是，相关技术的磁性液体密封装置的极齿的齿形多为矩形、三角形、梯形中的一种，数个极齿线性排列形成一个密封单元。三角形极齿可以产生最大的磁场强度，但其有效密封面积较小，能束缚的磁性液体体积最小；梯形极齿能产生较大的磁场强度，且有效密封面积最大，具有较好的防止磁性液体侧向移动的特点；矩形极齿具有较强的磁场强度，且由于较为容易加工，在传统的磁性液体密封中得到了广泛应用。
37.可以理解的是，第一极靴组件40的多个极靴可拆卸连接，可以根据实际工况及密封要求调整第一极靴组件40的极靴的数量以及种类，第二极靴组件50的多个极靴可拆卸连接，可以根据实际工况及密封要求调整第二极靴组件50的极靴的数量以及种类。其中，不同种类的极靴的具有不同齿形和数量的极齿，即，极靴按照极齿的齿形和数量分类。
38.具体而言，密封要求较低，即密封压力小时，将第一极靴组件40的多个极靴以及第二极靴组件50的多个极靴更换为具有矩形极齿的极靴，从而以较小的成本满足密封要求。密封要求较高，即密封压力大时，将第一极靴组件40的多个极靴中的至少一者以及第二极靴组件50的多个极靴中的至少一者更换为具有梯形极齿的极靴，并且梯形极齿的斜面位于高压侧。
39.密封压力为交变压力且密封压力较小时，将第一极靴组件40的多个极靴以及第二极靴组件50的多个极靴更换为具有三角形极齿的极靴。
40.密封压力为交变压力且密封压力较大时，将第一极靴组件40的多个极靴中位于左右两侧的极靴更换为具有梯形极齿的极靴，并且位于左侧的极靴的极齿的斜面朝向左侧，
位于右侧的极靴的极齿的斜面朝向右侧；将第二极靴组件50的多个极靴中位于左右两侧的极靴更换为具有梯形极齿的极靴，并且位于左侧的极靴的极齿的斜面朝向左侧，位于右侧的极靴的极齿的斜面朝向右侧。
41.换言之，密封压力为交变压力且密封压力较大时，将第一极靴组件40的多个极靴中邻近壳体20左端的极靴和邻近永磁体30的极靴更换为具有梯形极齿的极靴，邻近壳体20左端的极靴的极齿的斜面朝向左侧，邻近永磁体30的极靴的极齿的斜面朝向右侧；将第一极靴组件40的多个极靴中邻近壳体20右端的极靴和邻近永磁体30的极靴更换为具有梯形极齿的极靴，邻近壳体20右端的极靴的极齿的斜面朝向右侧，邻近永磁体30的极靴的极齿的斜面朝向左侧。
42.具体地如图1所示，第一极靴组件40包括沿转轴10的轴向依次可拆卸连接的第一极靴41、第二极靴42和第三极靴43。第一极靴41和第二极靴42的极齿为梯形极齿，第二极靴42的极齿为矩形极齿，第一极靴41的极齿的斜面朝向左侧，第三极靴43的极齿的斜面朝向右侧。第二极靴组件50包括沿转轴10的轴向依次可拆卸连接的第四极靴51、第五极靴52和第六极靴53，第四极靴51和第六极靴53的极齿为梯形极齿，第五极靴52的极齿为矩形极齿，第四极靴51的极齿的斜面朝向右侧，第六极靴53的极齿的斜面朝向左侧。
43.也就是说，本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置可以调整第一极靴组件40以及第二极靴组件50的极靴的数量和种类，从而满足不同的实际工况及密封要求，因此密封性能可调且通用性好。
44.由此，本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置具有密封性能可调、通用性好的优点。
45.在一些实施例中，如图1所示，第一极靴组件40的多个极靴通过磁力吸合在一起，第二极靴组件50的多个极靴通过磁力吸合在一起。
46.可以理解的是，第一极靴组件40的多个极靴沿转轴10的轴向依次接触，第二极靴组件50的多个极靴沿转轴10的轴向依次接触。永磁体30产生磁场，第一极靴组件40的多个极靴和第二极靴组件50的多个极靴位于永磁体30的磁场中，因此，第一极靴组件40的多个极靴通过磁力吸合在一起，第二极靴组件50的多个极靴通过磁力吸合在一起。第一极靴组件40的多个极靴以及第二极靴组件50的多个极靴无需连接件连接，便于安装和拆卸。
47.在一些实施例中，如图1和图2所示，第一极靴组件40的多个极靴中至少两个极靴的极齿形状不同，第二极靴组件50的多个极靴中至少两个极靴的极齿形状不同。
48.在另一些实施例中，第一极靴组件40的多个极靴中至少两个极靴的极齿数量不同，第二极靴组件50的多个极靴中至少两个极靴的极齿数量不同。
49.需要说明的是，在实际应用中，单种极齿参数(齿形与齿数)难以兼顾磁场强度与有效密封面积，无法满足密封要求。例如在密封压差较大时，高压侧的磁性液体密封环最易发生破裂，使得磁性液体密封装置整体耐压能力下降。极齿的数量也难以根据实际工况变化进行调整，若极齿数量过多，将会出现摩擦阻力增大，而极齿数量少，可能会出现密封的失效。
50.因此，第一极靴组件40具有至少两种极靴，第二极靴组件50具有至少两种极靴，可以根据实际工况调整极齿的形状和数量，从而兼顾磁场强度与有效密封面积，进而满足密封要求。
51.在一些实施例中，如图1所示，本实用新型实施例的具有组合式极靴的磁性液体密封装置还包括第一轴承60和第二轴承70，第一轴承60和第二轴承70均位于第一极靴组件40邻近第一端21的一侧。其中，转轴10具有位于第一轴承60和第二轴承70之间的轴肩11。
52.也就是说，第一轴承60和第二轴承70均位于第一极靴组件40的左侧，第一极靴组件40、永磁体30和第二极靴组件50邻近端盖设置。
53.可以理解的是，需要更换极靴种类或者改变极靴数量时，打开端盖可以将第一极靴组件40、永磁体30和第二极靴组件50取出，不必拆卸第一轴承60和第二轴承70，从而方便更换极靴种类以及改变极靴数量。
54.在一些实施例中，如图1所示，第一极靴组件40包括第一导向筒44，第一极靴组件40的多个极靴位于第一导向筒44内，第二极靴组件50包括第二导向筒54，第二极靴组件50的多个极靴位于第二导向筒54内，永磁体30位于第一导向筒44和第二导向筒54之间。
55.可以理解的是，第一极靴组件40的多个极靴位于第一导向筒44的筒腔内，第二极靴组件50的多个极靴位于第二导向筒54的筒腔内。第一导向筒44和第二导向筒54可以对永磁体30起到定位作用，使极靴不必对其它部件进行定位，进而便于调整第一极靴组件40以及第二极靴组件50的极靴数量。
56.在一些实施例中，如图1和图3所示，第一导向筒44包括连接在一起的第一筒体441和第一端板442，第一端板442位于第一筒体441邻近永磁体30的一端，第一端板442与永磁体30抵接，第二导向筒54包括连接在一起的第二筒体541和第二端板542，第二端板542位于第二筒体541邻近永磁体30的一端，第二端板542与永磁体30抵接，第一导向筒44和第二导向筒54均导磁。
57.可以理解的是，第一导向筒44和第二导向筒54均导磁，从而使第一极靴组件40的多个极靴可以位于第一导向筒44的筒腔内且不与永磁体30及其它部件接触，不会影响第一极靴组件40的多个极靴通过磁力吸合在一起；第二极靴组件50的多个极靴可以位于第二导向筒54的筒腔内且不与永磁体30及其它部件接触，不会影响第二极靴组件50的多个极靴通过磁力吸合在一起。
58.此外，第一端板442可以将永磁体30与第一极靴组件40的极靴隔开，从而对第一极靴组件40的极靴起到保护效果，第二端板542可以将永磁体30与第二极靴组件50的极靴隔开，从而对第二极靴组件50的极靴起到保护效果，因此，可以增加第一极靴组件40以及第二极靴组件50的极靴的使用寿命。
59.在一些实施例中，如图1所示，第一导向筒44的外周面与壳体20的内周面接触，第二导向筒54的外周面与壳体20的内周面接触，壳体20的内周面设有与第一导向筒44对应的第一环形凹槽以及与第二导向筒54对应的第二环形凹槽，第一环形凹槽中设有第一密封圈，第二环形凹槽中设有第二密封圈。
60.可以理解的是，第一密封圈可以避免被密封介质从壳体20的内周面与第一导向筒44的外周面之间泄漏，第二密封圈可以避免被密封介质从壳体20的内周面与第二导向筒54的外周面之间泄漏。
61.在一些实施例中，如图1所示，第一极靴组件40的多个极靴中每一者的外周面与第一导向筒44的内周面接触，第一极靴组件40的多个极靴中每一者的外周面设有第三环形凹槽，第三环形凹槽中设有第三密封圈。第三密封圈可以避免被密封介质从第一极靴组件40
的极靴的外周面与第一导向筒44的内周面之间泄漏。
62.第二极靴组件50的多个极靴中每一者的外周面与第二导向筒54的内周面接触，第二极靴组件50的多个极靴中每一者的外周面设有第四环形凹槽，第四环形凹槽中设有第四密封圈。第四密封圈可以避免被密封介质从第二极靴组件50的极靴的外周面与第二导向筒54的内周面之间泄漏。
63.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。
64.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。
65.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。
66.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。
67.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。
68.尽管已经示出和描述了上述实施例，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，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。