極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置的制作方法

本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封領(lǐng)域，尤其適用于高環(huán)境溫度下和高轉(zhuǎn)速工況的磁性液體密封。

背景技術(shù)：

磁性液體密封因其零泄漏、長壽命、低摩擦等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用中，磁性液體密封在大直徑、高轉(zhuǎn)速和高環(huán)境溫度工況下，密封間隙內(nèi)磁性液體往往因?yàn)闇囟冗^高而失效，永磁體在高溫環(huán)境下性能也會下降甚至失效，這些因素嚴(yán)重影響磁性液體密封的使用壽命。在國際上，大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下磁性液體密封的冷卻也一直是一個(gè)難題。因此對磁性液體密封的冷卻研究至關(guān)重要，直接影響著磁性液體密封裝置的使用壽命。現(xiàn)有磁性液體密封裝置如公開號為cn104455463a公開的嵌入導(dǎo)熱片的冷卻液式磁性液體密封裝置，所述裝置在每個(gè)齒槽內(nèi)用密封膠粘接有導(dǎo)熱片，在極靴上開有冷卻液通道，該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于齒槽尺寸很小，對導(dǎo)熱片的加工精度要求很高。又如授權(quán)公告號為cn200943707y公開的一種高溫磁性液體密封水冷裝置，所述裝置通過套在極靴外圓的嵌入水套對磁性液體進(jìn)行冷卻，由于嵌入水套距離磁性液體較遠(yuǎn)，其冷卻效果不好。又如公開號為cn103574041a公開的冷卻槽與離心式組合的磁性液體旋轉(zhuǎn)密封裝置，所述裝置在極靴上開有冷卻槽，會影響磁回路，進(jìn)而影響密封耐壓能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有磁性液體旋轉(zhuǎn)密封裝置在大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下，由于密封間隙發(fā)熱量大、環(huán)境溫度高易導(dǎo)致磁性液體密封壽命縮短甚至失效。因此提出一種極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置,該裝置包括：回轉(zhuǎn)軸、左極靴、左極靴第一密封圈、外殼、左導(dǎo)磁套、左極靴第二密封圈、隔磁定位套筒、永磁體、右極靴第一密封圈、右導(dǎo)磁套、右端蓋、右極靴第二密封圈、右極靴、磁性液體。

構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接：所述左極靴第一密封圈、左極靴第二密封圈安裝在左極靴側(cè)面外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的左極靴；所述右極靴第一密封圈、右極靴第二密封圈安裝在右極靴側(cè)面外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的右極靴。

左導(dǎo)磁套、所述帶密封圈的左極靴、永磁體、隔磁定位套筒、右導(dǎo)磁套和帶密封圈的右極靴依次放入外殼中；所述帶密封圈的左極靴和左導(dǎo)磁套的左端面分別與外殼接觸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)外殼的位置，使得左導(dǎo)磁套上開有最左側(cè)的圓孔分別與外殼的a1、a2圓孔對齊；通過螺紋連接將右端蓋與外殼固定，使各部件在外殼內(nèi)軸向定位完成；所述帶密封圈的左極靴、左導(dǎo)磁套、隔磁定位套筒、永磁體、右導(dǎo)磁套、帶密封圈的右極靴、外殼和右端蓋組成的密封件套上回轉(zhuǎn)軸，向所述裝置注入磁性液體，通過外殼法蘭盤上的螺紋連接實(shí)現(xiàn)外殼的定位。

所述極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置工作時(shí)，通過外殼上的圓孔a1、b1通入低溫冷卻液，經(jīng)左、右導(dǎo)磁套上的圓孔分別進(jìn)入左、右極靴的背槽內(nèi)對左極靴、右極靴和磁性液體進(jìn)行冷卻，冷卻之后的液體通過外殼上的圓孔a2、b2將密封裝置內(nèi)的冷卻液排出，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻的目的。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果：(1)所述左極靴、右極靴的外圓表面開有流通冷卻液的背槽，背槽的數(shù)量為4～8個(gè)，和背齒交替排列，其中背槽軸向?qū)?～3mm，背齒軸向?qū)挒?～2mm，這種設(shè)計(jì)能夠有效增加極靴和冷卻液的接觸面積，提高冷卻效率；(2)背齒和極齒相對，背齒和極齒軸向長度相等，背槽和齒槽相對，背槽和齒槽軸向長度相等，這樣不會影響磁回路的形成，保證密封裝置的耐壓能力；(3)背槽和齒槽的的徑向距離d的距離為0.5～1mm，這樣能夠使冷卻液更接近磁性液體，快速帶走磁性液體因相對運(yùn)動產(chǎn)生的熱量，提高冷卻效率；(4)左導(dǎo)磁套開有4～8個(gè)向左極靴的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個(gè)圓孔正對于左極靴上的每個(gè)背槽，右導(dǎo)磁套開有4～8個(gè)向右極靴的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個(gè)圓孔正對于右極靴上的每個(gè)背槽；圓孔分布在導(dǎo)磁套表面的矩形槽內(nèi)，矩形槽深2～3mm，且沿矩形槽的對角線分布，圓孔的數(shù)量等于極靴上背槽的數(shù)量，這種設(shè)計(jì)不影響磁回路的形成，且能夠保證每個(gè)極靴背槽內(nèi)都流體冷卻液，冷卻效率高；(5)永磁體的內(nèi)、外徑分別與左導(dǎo)磁套、右導(dǎo)磁套的內(nèi)、外徑相等，隔磁定位套筒的外徑與左極靴、右極靴的外徑相等，永磁體的軸向尺寸和隔磁定位套筒的軸向尺寸相同，這種設(shè)計(jì)能有效形成磁回路，并且實(shí)現(xiàn)極靴的定位；(6)外殼開有向密封裝置中添加冷卻液的圓孔a1、b1和從密封裝置中流出冷卻液的圓孔a2、b2，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻；解決了大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下的冷卻難題。

附圖說明

圖1極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置；

圖2導(dǎo)磁套上流通冷卻液的圓孔分布示意圖；

圖3極靴各部分名稱示意圖；

圖4磁回路示意圖。

圖1中：回轉(zhuǎn)軸1、左極靴2、左極靴第一密封圈3、外殼4、左導(dǎo)磁套5、左極靴第二密封圈6、隔磁定位套筒7、永磁體8、右極靴第一密封圈9、右導(dǎo)磁套10、右端蓋11、右極靴第二密封圈12、右極靴13、磁性液體14。

具體實(shí)施方式

以附圖為具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置如圖1：回轉(zhuǎn)軸1、左極靴2、左極靴第一密封圈3、外殼4、左導(dǎo)磁套5、左極靴第二密封圈6、隔磁定位套筒7、永磁體8、右極靴第一密封圈9、右導(dǎo)磁套10、右端蓋11、右極靴第二密封圈12、右極靴13、磁性液體14。

構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接：所述左極靴第一密封圈3、左極靴第二密封圈6安裝在左極靴2側(cè)面外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的左極靴；所述右極靴第一密封圈9、右極靴第二密封圈12安裝在右極靴13側(cè)面外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的右極靴。

所述左導(dǎo)磁套5、帶密封圈的左極靴、永磁體8、隔磁定位套筒7、右導(dǎo)磁套10和帶密封圈的右極靴依次放入外殼4中；所述帶密封圈的左極靴和左導(dǎo)磁套5的左端面分別與外殼4接觸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)外殼4的位置，使得左導(dǎo)磁套5上開有的最左側(cè)的圓孔分別與外殼4的a1、a2圓孔對齊；通過螺紋連接將右端蓋11與外殼4固定，使各部件在外殼4內(nèi)軸向定位完成；所述帶密封圈的左極靴、左導(dǎo)磁套5、隔磁定位套筒7、永磁體8、右導(dǎo)磁套10、帶密封圈的右極靴、外殼4和右端蓋11組成的密封件套上回轉(zhuǎn)軸1，向所述裝置注入磁性液體14，通過外殼4法蘭盤上的螺紋連接實(shí)現(xiàn)外殼4的定位。

所述左極靴2、右極靴13的外圓表面開有流通冷卻液的背槽，背槽的數(shù)量為4～8個(gè)，和背齒交替排列，其中背槽軸向?qū)?～3mm，背齒軸向?qū)挒?～2mm，這種設(shè)計(jì)能夠有效增加極靴和冷卻液的接觸面積，提高冷卻效率；背齒和極齒相對，背齒和極齒軸向長度相等，背槽和齒槽相對，背槽和齒槽軸向長度相等，這樣不會影響磁回路的形成，保證密封裝置的耐壓能力；背槽和齒槽的的徑向距離d的距離為0.5～1mm，這樣能夠使冷卻液更接近磁性液體14，快速帶走磁性液體14因相對運(yùn)動產(chǎn)生的熱量，提高冷卻效率；左導(dǎo)磁套5開有4～8個(gè)向左極靴2的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個(gè)圓孔正對于左極靴2上的每個(gè)背槽，右導(dǎo)磁套10開有4～8個(gè)向右極靴13的背槽中添加冷卻液的圓孔，孔徑為1～2mm，其中每個(gè)圓孔正對于右極靴13上的每個(gè)背槽；圓孔分布在導(dǎo)磁套表面的矩形槽內(nèi)，矩形槽深2～3mm，且沿矩形槽的對角線分布，圓孔的數(shù)量等于極靴上背槽的數(shù)量，這種設(shè)計(jì)不影響磁回路的形成，且能夠保證每個(gè)極靴背槽內(nèi)都流體冷卻液，冷卻效率高；永磁體8的內(nèi)、外徑分別與左導(dǎo)磁套5、右導(dǎo)磁套10的內(nèi)、外徑相等，隔磁定位套筒7的外徑與左極靴2、右極靴13的外徑相等，永磁體8的軸向尺寸和隔磁定位套筒7的軸向尺寸相同，這種設(shè)計(jì)能有效形成磁回路，并且實(shí)現(xiàn)極靴的定位。外殼4開有向密封裝置中添加冷卻液的圓孔a1、b1和從密封裝置中流出冷卻液的圓孔a2、b2。

所述極靴背槽式循環(huán)冷卻磁性液體密封裝置工作時(shí)，利用泵將低溫冷卻液從外殼4上a1、b1圓孔輸入密封裝置，對裝置進(jìn)行冷卻后，冷卻液從外殼4上a2、b2圓孔排出密封裝置，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻。

極靴、導(dǎo)磁套、回轉(zhuǎn)軸1選用導(dǎo)磁性良好的材料，如電工純鐵；

永磁體8選用釹鐵硼；

磁性液體14的種類根據(jù)使用環(huán)境和密封介質(zhì)的不同選擇不同基載液的磁性液體。