[发明专利]阶梯式极靴与唇形密封圈交替混合的往复密封装置

说明书

技术领域

本发明属于机械工程密封领域，具体涉及一种阶梯式极靴与唇形密封圈交替混合的往复密封装置。

背景技术

往复密封由于技术还不完善，还存在许多缺陷:磁性液体易于漏泄。在轴往复运动中，部分液体会发生勃附，形成液体膜；当磁场力不足以束缚这层膜时，磁性液体便会在压差作用下进入密室，造成污染；工作温度范围较小。因为高温下液体粘度下降，耐压性下降，所以应配合制冷措施；由泄漏造成耐压能力降低。总的来看，该项技术优点是独有的，并且随着人们对其进一步的探讨研究，这些弊端能够得以解决。因此磁性液体往复轴密封技术具有很高的利用价值和较广阔的发展前景。提高磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过增加磁流体密封磁路中磁源的数量并改进极靴的形状，如对比文献1(公开号为CN105003654A的专利)所述的密封装置和对比文献2(公开号为 CN206617583U的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但现有密封结构不仅仅可用于旋转密封还用于往复轴的密封，其密封性能仍有进一步提高的空间。

发明内容

本发明的目的是提供阶梯式极靴与唇形密封圈交替混合的往复密封装置，从而解决现有单磁源磁流体密封装置和多磁源磁流体密封装置存在的耐压性能低的难题，同时减小应力集中，使得该密封技术成功应用于工程机械往复轴密封等领域中。

本发明的技术方案如下：

所述的阶梯式极靴与唇形密封圈交替混合的往复密封装置，包括轴、外壳、外圈导磁套、内圈导磁套、极靴环、永磁体环，所述的轴从左边经过外壳的端壁穿入并穿过整个外壳，所述的外壳的端壁的内圆面与轴的外圆面相接触；

所述的外圈导磁套设于外壳内，外圈导磁套的外壁与外壳的内壁相接触，外圈导磁套的内壁为阶梯环面，各级阶梯环面的直径从左至右依次减小；所述的内圈导磁套套装于轴上，位于外圈导磁套的范围之内；

所述的内圈导磁套的外圆面上间隔设置一组以上的极靴环，各组极靴环分别与外圈导磁套的各级阶梯环面一一对应；所述的各组极靴环的外圆面沿径向向外圈导磁套的各级阶梯环面延伸，与外圈导磁套的各级阶梯环面之间留有间隙；

所述的各组极靴环之间设有永磁体环，永磁体环分别与相邻的极靴环的端面接触；

所述的极靴环的外圆面上沿轴向间隔设置一组以上的环形凹槽I和极齿，环形凹槽I和极齿交错分布；所述的环形凹槽I中设有Y型密封圈I；所述的极齿沿径向向外圈导磁套的内圆面延伸，与外圈导磁套的内圆面之间留有间隙，该间隙中设有磁流体。

所述的极靴环的内圆面上设有环形凹槽II，所述的环形凹槽II内设有密封圈。

所述的外壳的端壁的内圆面上设有一个以上间隔排列的环形凹槽Ⅲ，所述的环形凹槽Ⅲ内设有Y型密封圈II。

所述的外圈导磁套的内壁的阶梯环面设有3-11级。

所述的永磁体环为轴向充磁永磁体，对应阶梯环面间隔设置2-10个。

所述的相邻的永磁体环磁力线方向相反。

磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果；唇形密封可以用作杆密封也可以用作活塞密封，这种密封件是赋能型密封，流体压力自动加载到密封件唇口上，所以被密封的流体压力增加时，也能保证密封效果。

本发明通过设计一种Y型密封圈与磁流体密封结合的结构，极靴外环面开设极齿，Y型密封圈安装在极靴的外环面上，从而实现一种磁流体密封与橡胶密封的结合方式，使得密封耐压能力成倍的增加。本发明在单一磁流体密封基础上，通过设置多级磁源及改进极靴上Y型密封圈的分布，同时放置在永磁体上的形式，从而使得磁流体密封耐压能力大大增强； Y型密封圈的的密封结构可减小密封失效时磁流体的损失，同时最大化的提高了密封圈的使用寿命，方便生产与加工，同时增加了密封装置的二次承压能力和自修复能力。磁流体可以辅助密封圈实现零泄漏功能，同时对于密封圈的防尘和润滑均具有独特的效果，进一步提高了现有往复密封装置的和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。

附图说明

图1为本发明所述的密封装置的结构示意图;

图中各序号标示及对应的名称如下：

1-轴，2-外壳，3-外圈导磁套，4-内圈导磁套，5-极靴环，6-永磁体环，7-环形凹槽I，8-极齿，9-Y型密封圈I，10-环形凹槽II，11-密封圈，12-环形凹槽Ⅲ，13-Y型密封圈II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。