專利名稱：磁流體密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械中的密封裝置，尤其是一種磁流體密封裝置。
所謂磁流體就是一種可具有磁性的流體。磁流體用于機(jī)械密封是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)?，F(xiàn)有的磁流體密封裝置，基本結(jié)構(gòu)如

圖1、圖2所示，包括轉(zhuǎn)軸1、磁鐵2、極靴4。極靴4與轉(zhuǎn)軸1之間充有磁性流體3。將該裝置安裝在需要對流體進(jìn)行密封的設(shè)備轉(zhuǎn)軸的出口處，可防止流體從轉(zhuǎn)軸與設(shè)備的配合間隙中漏出，磁流體是由基液、固體磁性微粒和包覆磁性微粒的分散劑組成的一種膠體溶液。其中，基液可以是水、煤油、酯、硅油和水銀等，固體磁性微粒通常為四氧化三鐵和赤鐵礦一類的固體顆粒，分散劑是一種表面活性劑。磁流體屬于超順磁材料。磁性微粒在外磁場的作用下被磁化而顯出磁性。如圖1、圖2所示，磁流體3在磁鐵2的磁路中強(qiáng)磁場的作用下在密封間隙中形成液體O型密封環(huán)，故具有密封作用。磁流體密封沒有磨損，無需維修。但是，目前磁流體密封僅用于氣體介質(zhì)的密封，尚沒有較好地用于液體介質(zhì)的密封。
本發(fā)明的目的是針對目前磁流體密封僅用于氣體介質(zhì)的密封，尚沒有較好地用于液體介質(zhì)的密封這一問題，提供一種不僅可用于氣體介質(zhì)的密封，同時(shí)也可有效的對液體介質(zhì)進(jìn)行密封的磁流體密封裝置。
本發(fā)明所述的磁流體密封裝置，包括環(huán)形磁鐵、高導(dǎo)磁套筒、高導(dǎo)磁極靴、環(huán)形非導(dǎo)磁體、非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈、非導(dǎo)磁外墊圈、轉(zhuǎn)軸和非導(dǎo)磁殼體。高導(dǎo)磁套筒套于轉(zhuǎn)軸上。環(huán)形磁鐵通過環(huán)形非導(dǎo)磁體裝于高導(dǎo)磁套筒外。環(huán)形磁鐵和環(huán)形非導(dǎo)磁體兩側(cè)均裝有高導(dǎo)磁極靴。高導(dǎo)磁套筒兩側(cè)均裝有非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈。兩高導(dǎo)磁極靴外側(cè)均裝有非導(dǎo)磁外墊圈。非導(dǎo)磁殼體套裝于環(huán)形磁鐵、高導(dǎo)磁極靴、非導(dǎo)磁外墊圈的外面。環(huán)形非導(dǎo)磁體、高導(dǎo)磁極靴、非導(dǎo)磁外墊圈與非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈、高導(dǎo)磁套筒之間設(shè)有配合間隙。該配合間隙中具有磁流體。
高導(dǎo)磁極靴內(nèi)圓面上設(shè)有環(huán)形凹槽。
高導(dǎo)磁套筒與轉(zhuǎn)軸之間裝有環(huán)形非導(dǎo)磁體。
環(huán)形磁鐵可由環(huán)形非導(dǎo)磁體和磁體鑲塊構(gòu)成。磁體鑲塊沿環(huán)形非導(dǎo)磁體周向均布，并鑲嵌于環(huán)形非導(dǎo)磁性體上。
對磁流體與被密封液體介質(zhì)之間界面的穩(wěn)定性問題的研究發(fā)現(xiàn)，磁流體密封中，存在一個(gè)磁場強(qiáng)度門檻值。在磁場強(qiáng)度門檻值之上，磁流體與被密封液體介質(zhì)之間的界面是不穩(wěn)定的。這時(shí)，它們會混合而使磁流體破壞，失去密封能力。本發(fā)明就是根據(jù)這一理論研究成功的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是它以高導(dǎo)磁套筒串聯(lián)在磁回路中，使低導(dǎo)磁材料的軸體所可能造成的磁化漏磁降到最小，從結(jié)構(gòu)上保證了界面處于磁場強(qiáng)度門檻值以下，又保證工作磁場的場強(qiáng)足夠大，不僅使磁流體可用于氣體介質(zhì)的密封，也可有效的對液體介質(zhì)進(jìn)行密封，而且使非導(dǎo)磁材料的轉(zhuǎn)軸密封成為可能。
使用時(shí)，通過非導(dǎo)磁殼體將磁流體密封裝置安裝在需要對流體進(jìn)行密封的設(shè)備轉(zhuǎn)軸的出口處即可。
圖1是一種現(xiàn)有的單級磁流體密封裝置示意圖。
圖2是一種現(xiàn)有的多級磁流體密封裝置示意圖。
圖3是一種本發(fā)明所述的磁流體密封裝置構(gòu)造圖。
圖4是一種環(huán)形磁鐵的主視圖。
圖5是圖4的A-A剖視圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明如圖3所示，本發(fā)明所述的磁流體密封裝置包括環(huán)形磁鐵2、高導(dǎo)磁套筒8、高導(dǎo)磁極靴4、13、環(huán)形非導(dǎo)磁體9、非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈11、非導(dǎo)磁外墊圈10、轉(zhuǎn)軸1和非導(dǎo)磁殼體5。高導(dǎo)磁套筒8套裝于轉(zhuǎn)軸1上。環(huán)形磁鐵2通過環(huán)形非導(dǎo)磁體12裝于高導(dǎo)磁套筒8外。環(huán)形磁鐵2和環(huán)形非導(dǎo)磁體12兩側(cè)分別裝有高導(dǎo)磁極靴13和高導(dǎo)磁極靴4。高導(dǎo)磁套筒8兩側(cè)分別裝有非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈7和非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈11。兩高導(dǎo)磁極靴4、13外側(cè)分別裝有非導(dǎo)磁外墊圈10、6。非導(dǎo)磁殼體5套裝于環(huán)形磁鐵2、高導(dǎo)磁極靴4、13、非導(dǎo)磁外墊圈6、10的外側(cè)。環(huán)形非導(dǎo)磁體12、高導(dǎo)磁極靴4、13、非導(dǎo)磁外墊圈6、10與非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈7、11、高導(dǎo)磁套筒8之間設(shè)有配合間隙。該配合間隙中具有磁流體3。高導(dǎo)磁極靴4、13內(nèi)圓面上設(shè)有環(huán)形凹槽14。高導(dǎo)磁套筒8與轉(zhuǎn)軸1之間可裝有環(huán)形非導(dǎo)磁體9。環(huán)形磁鐵2可由環(huán)形非導(dǎo)磁體15和磁體鑲塊16構(gòu)成。磁體鑲塊16沿環(huán)形非導(dǎo)磁體15周向均布，并鑲嵌于環(huán)形非導(dǎo)磁體15上。高導(dǎo)磁套筒8可以做成鼠籠形、網(wǎng)形或柵形。
高導(dǎo)磁套筒8使環(huán)形磁鐵2磁回路由環(huán)形磁鐵N極出發(fā)經(jīng)過高導(dǎo)磁極靴13、磁流體3，再經(jīng)高導(dǎo)磁極靴4回到S極，一改傳統(tǒng)磁流體密封結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)軸1串聯(lián)在環(huán)形磁鐵2的磁回路的作法；以高導(dǎo)磁套筒8串聯(lián)在磁回路中，使低導(dǎo)磁材料的軸體1所可能造成的磁化和漏磁降到最小，而且使非導(dǎo)磁材料的轉(zhuǎn)軸密封成為可能。
環(huán)形高導(dǎo)磁極靴13和環(huán)形高導(dǎo)磁極靴4外側(cè)加裝非導(dǎo)磁外墊圈6、10’與非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈7、11，可保證磁流體3與被密封液體的界面在超出極靴斷面的空間，遠(yuǎn)離環(huán)形磁鐵2，以減少磁場對界面的影響，即保證界面處的磁場強(qiáng)度在門檻值以下，同時(shí)保證磁流體3與被密封的液體接觸面盡量的小，以減少其混合機(jī)會。
環(huán)形磁鐵2可以做成由環(huán)形非導(dǎo)磁體15和磁體鑲塊16組合結(jié)構(gòu)，以避免環(huán)形磁鐵燒結(jié)的困難，降低加工成本，縮短生產(chǎn)周期，同一形狀的磁體鑲塊可用于各種直徑轉(zhuǎn)軸的密封；可根據(jù)被密封的液體或氣體的壓力改變磁體鑲塊的數(shù)量，以調(diào)節(jié)環(huán)形磁鐵的磁場強(qiáng)度；可在環(huán)形非導(dǎo)磁體15上加工一個(gè)磁流體注入孔，便于對磁流體密封裝置添加或補(bǔ)充磁流體。
通過本發(fā)明實(shí)施例還可以看出為被密封的轉(zhuǎn)軸加裝高導(dǎo)磁套筒，實(shí)際上是使高導(dǎo)磁套筒與低導(dǎo)磁率的被密封轉(zhuǎn)軸在環(huán)形磁鐵的閉合回路中并聯(lián)，主要的磁通量將從高導(dǎo)磁套筒中通過，這樣就減少了轉(zhuǎn)軸被磁化和漏磁的程度。轉(zhuǎn)軸被磁化程度的降低，減少了它所形成的磁場對磁流體和被密封液體間界面的干擾。轉(zhuǎn)軸被磁化程度的降低，使環(huán)形磁鐵的磁能絕大部分消耗在工作磁場中，有利于保持磁流體不被壓力沖掉，提高磁流體密封的耐壓性。根據(jù)被密封介質(zhì)的要求，可通過調(diào)整高導(dǎo)磁套筒的厚度和形狀制作出適合生產(chǎn)實(shí)用的磁流體密封元器件。
原磁流體密封結(jié)構(gòu)只能對鐵磁性轉(zhuǎn)軸密封，不能用于非鐵磁性轉(zhuǎn)軸的密封，而加裝了與轉(zhuǎn)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)的高導(dǎo)磁套筒后，對任何材料的轉(zhuǎn)軸，均可采用磁流體密封，擴(kuò)大了磁流體密封的使用范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁流體密封裝置，包括環(huán)形磁鐵、高導(dǎo)磁極靴、轉(zhuǎn)軸和非導(dǎo)磁殼體，其特征在于還具有高導(dǎo)磁套筒、環(huán)形非導(dǎo)磁體、非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈和非導(dǎo)磁外墊圈；高導(dǎo)磁套筒套于轉(zhuǎn)軸上，環(huán)形磁鐵通過環(huán)形非導(dǎo)磁體裝于高導(dǎo)磁套筒外；環(huán)形磁鐵和環(huán)形非導(dǎo)磁體兩側(cè)均裝有高導(dǎo)磁極靴；高導(dǎo)磁套筒兩側(cè)均裝有非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈；兩高導(dǎo)磁極靴外側(cè)均裝有非導(dǎo)磁外墊圈。非導(dǎo)磁殼體套裝于環(huán)形磁鐵、高導(dǎo)磁極靴、非導(dǎo)磁外墊圈的外面；環(huán)形非導(dǎo)磁體、高導(dǎo)磁極靴、非導(dǎo)磁外墊圈與非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈、高導(dǎo)磁套筒之間設(shè)有配合間隙，該配合間隙中具有磁流體。
2.按權(quán)利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于高導(dǎo)磁極靴內(nèi)圓面上設(shè)有環(huán)形凹槽。
3.按權(quán)利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于導(dǎo)磁套筒與轉(zhuǎn)軸之間裝有環(huán)形非導(dǎo)磁體。
4.按權(quán)利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于環(huán)形磁鐵可由環(huán)形非導(dǎo)磁體和磁體鑲塊構(gòu)成，磁體鑲塊沿環(huán)形非導(dǎo)磁體周向均布，并鑲嵌于環(huán)形非導(dǎo)磁性體上。
全文摘要
一種磁流體密封裝置,環(huán)形磁鐵2通過環(huán)形非導(dǎo)磁體12裝于高導(dǎo)磁套筒8上。環(huán)形磁鐵2兩側(cè)分別裝有高導(dǎo)磁極靴4、13。高導(dǎo)磁套筒8兩側(cè)分別裝有非導(dǎo)磁內(nèi)墊圈7、11和非導(dǎo)磁外墊圈10、6。各元件裝于非導(dǎo)磁殼體5中。環(huán)形非導(dǎo)磁體12、高導(dǎo)磁極靴4、13與高導(dǎo)磁套筒8之間的配合間隙中具有磁流體3。本發(fā)明不僅使磁流體可用于氣體介質(zhì)的密封,也可對液體介質(zhì)進(jìn)行密封,而且使非導(dǎo)磁材料的密封成為可能。
文檔編號F16J15/40GK1184906SQ97121988
公開日1998年6月17日 申請日期1997年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月5日
發(fā)明者楊志伊, 程玉生, 劉書進(jìn), 王曉雷, 馬立田, 樂軍, 江松 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)