[发明专利]一种密封电动喷泵推进器

说明书

本发明公开了一种密封电动喷泵推进器，包括有壳体及转轴，转轴通过轴承活动连接在壳体两侧的端盖中，由电机定子与转子提供动力旋转，转轴输出端固定安装有螺旋桨，螺旋桨外侧设有文氏管中；轴承侧边设有密封组件，密封组件包括有凹极和凸极，凹极和凸极其中之一固定在转轴上；凹极呈环状结构，外侧设有永磁体，内侧设有凹槽；凸极顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有U型间隙；所述间隙内填充磁流体；磁流体在永磁体内侧磁极提供的磁场作用下积聚在凹槽底部，利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极与凹极之间形成U型的密封带。本发明利用磁流体密封提供了一种密封性能好、摩擦系数低的高性能的密封电动喷泵推进器。

技术领域

本发明属于能量转化工程机械领域，尤其涉及一种密封性好、摩擦系数低的密封电动喷泵推进器。

技术背景

随着近年来对环保型清洁能源的要求，推进器越来越多的往电力推进方面发展，且不断地趋于小型化，鉴于喷泵式推进装置在加速和制动性能方面具有和变距螺旋桨相同的性能,且具有卓越的高速机动性及可有效降低辐射噪声等优点，备受各大研发机构的关注，电动力的喷泵推进装置也随之迎来了大力发展。

电动力喷泵推进器的主动力通常采用电动机来启动动力，且为了更好的对电动力进行冷却，电动机优选地置于水中，为保证电动机内部避免泥沙、水和其他杂质进入，影响电动机性能，需要对电动机输出轴端的活动部位作密封处理，轴承作为支撑转轴的重要部件，降低了转子运动过程中的摩擦系数，保证其回转精度，但在对水密封性能上不足，尤其是在运转过程中，为弥补不足，轴承外侧一般附加密封装置，而现有的密封装置多采用接触式密封，该种密封方式摩擦系数大，进而导致电动机能量转化率低下，且摩擦产生大量有害的热量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种密封性能好且摩擦系数低的高性能密封电动喷泵推进器。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种密封电动喷泵推进器，包括有壳体及转轴，所述转轴通过轴承活动连接在壳体两侧的端盖中，由电机定子与转子提供动力旋转，转轴输出端固定安装有螺旋桨，螺旋桨外侧设有文氏管，文氏管连接在壳体上；所述轴承侧边设有密封组件，所述密封组件包括有凹极和凸极，凹极和凸极其中之一固定在转轴上；所述凹极呈环状结构，外侧设有永磁体，内侧设有“U”型或“V”型凹槽；所述凸极顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“U”型或“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体；所述磁流体在永磁体内侧磁极提供的磁场作用下积聚在凹槽底部，利用流体在“U”型管中静压平衡的原理，在凸极与凹极之间形成“U”型或“V”型的密封带；其有益效果在于：螺旋桨外侧设有文氏管，即能有效降低辐射噪音，还能利用文丘里效应提高推进效率；轴承保证了密封组件各个部件旋转过程中相对位置的稳定性，并提供了极强的承载能力，且凸极及凹极的结构形式共同营造了一个截面呈“U”型的间隙，磁流体被填充在其中；永磁体内侧磁极近距离地对磁流体提供一个径向的磁场，使磁流体两端均产生一个径向外移动的势能，进而促使磁流体积聚在凹槽底部形成密封带，实现流体在U型管中的静压平衡，当磁流体两端存在压差的情况下，密封带整体偏移达到新的平衡，密封面不会被破坏，密封效果不受影响；当处于旋转状态下的凸极或凹极带动磁流体旋转时，会使磁流体产生离心力，离心力的方向亦是径向朝外，磁流体在磁力及离心力的同向叠加作用下增强向凹极底部积聚的势，根据流体在U型管中静压平衡的原理，磁流体两端压差为零时，两端液面高度差为零，当压差不为零时，磁流体在间隙中会整体发生偏移使两端形成液面高度差，以此平衡压差，转速越高，离心力越大，极小的液面高度差就能抵抗极强地外部压差，既能保证极好的动密封效果，还不用担心高速状态下，磁流体因离心力的影响而导致密封厚度拉伸变薄被击穿而导致密封失效的问题，特别是转速越高时，离心力越大，抵抗外部压差的能力越强，适合外界压差随转速增加而增大的工况，自我调节能力强；若轴承外环与内环间距足够大，为简化结构，所述的密封组件可直接集成在轴承的外环与内环之间，组合成密封轴承使用。