[发明专利]一种基于增材制造的磁流体密封装置

说明书

本发明公开了一种基于增材制造的磁流体密封装置，采用的是迷宫型密封结构，通过永磁体产生的磁场，将极靴和轴套磁化，使软磁材料具有磁力，从而使注入到迷宫密封间隙内的磁流体受到磁场力的作用，使其稳定的保持在极齿附近，相当于形成了液体状的“O”型密封圈来密封间隙。同时每两极齿之间也会密封一定量的气体，也可以起到密封的效果。本发明的创新在于结构采用了迷宫密封形式，而迷宫型的极靴和轴套的装配采用一体化增材制造的方法进行制造，解决了分别制造不能装配的问题。同时迷宫型密封结构相较于传统的密封装置具有更好的密封性能，可以密封较大的压力差，提高了密封的可靠性。

技术领域

本发明涉及机械工程密封技术，尤其涉及一种基于增材制造的磁流体密封装置。

背景技术

随着工业技术的不断发展，各领域对密封的要求逐渐增大，尤其是在化工机械领域。化工机械设备中的反应物为易燃易爆、有毒性的物质，因此不能泄露，对设备的密封性能要求极高。但传统的动密封装置不能完全胜任密封的要求，如填料密封和机械密封技术虽然可以满足动密封的要求，但随着设备的运转密封性能逐渐下降直到失效，因此研究一种寿命长、密封性能可靠的密封结构成为热点研究内容。

磁流体密封技术是近年来发展快速的密封技术，具有零泄漏、无污染、密封性能可靠等优点。磁流体密封是利用永磁体将磁流体固定在密封间隙内，形成液体密封圈，通过磁流体抵抗两侧形成的压差，从而达到密封要求。因此磁流体密封技术完全满足化工机械的密封要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于增材制造的磁流体密封装置，解决了旋转轴动密封不能达到零泄露的问题，使该密封技术能够应用于复杂的工作环境中。

技术方案：本发明所述的基于增材制造的磁流体密封装置，包括轴、套筒、第一轴承、第一轴承挡环、第一隔磁环、第一迷宫极靴、第一迷宫轴、永磁体、轴套挡圈、螺钉、第二迷宫极靴、第二迷宫轴套、第二隔磁环、第二轴承挡环、第二轴承、隔磁套、后端盖、压紧螺栓及各零件的橡胶圈；

所述轴穿过并延伸至套筒和后端盖的两端外，在套筒内部的轴外表面开有螺纹孔，通过螺钉与第一迷宫轴套、第二迷宫轴套、隔磁套、第一轴承挡环、第二轴承挡环配合固定；

所述的第一迷宫轴套为软磁材料，上端为矩形极齿，极齿数量为四个；与第一迷宫极靴同轴度配合形成迷宫型密封结构，下端两侧位置开孔与螺钉配合，通过螺钉安装固定在轴上，在内孔端面设置成阶梯凹槽形状，设有轴套橡胶圈，与隔磁套端面的间隙通过第一迷宫轴套和轴套橡胶圈装配进行静密封；所述第二迷宫轴套与第一迷宫轴套的结构相同，两端位置开有螺纹孔，通过螺钉安装于轴上，同时两端位置开有阶梯槽，安装轴套橡胶圈，两个轴套相邻端面安装有轴套挡圈；

所述的第一迷宫极靴也为软磁材料，内侧为矩形极齿，极齿数量为三个；第一迷宫极靴两极齿之间的齿槽宽度略大于第一迷宫轴套的齿槽宽度，第一迷宫极靴的极齿与第一迷宫轴套的矩形极齿相间配合，形成迷宫型密封结构，在第一迷宫极靴上方开磁流体补加孔，贯穿极靴的三个极齿，可以通过此孔补加磁流体，在第一迷宫极靴外圆面开凹槽，通过安装极靴橡胶圈密封第一迷宫极靴与套筒间的间隙；所述第二迷宫极靴与第一迷宫极靴结构相同，与第二迷宫轴套装配，两个极靴相邻端面分别与永磁体接触，通过永磁体将极靴、轴套磁化，永磁体外表面与套筒内表面接触；

所述的永磁体左端面与第一迷宫极靴接触，右端面与第二迷宫极靴接触，使极靴磁化传导磁力；

所述轴套挡圈为软磁材料，轴套挡圈安装在隔磁套上，挡圈左端面与第一迷宫轴套安装，右端面与第二迷宫轴套安装；

所述的第一隔磁环为非导磁材料，形状为截面是“T”字形的圆环，大端面与第一迷宫极靴端面接触，小端面与第一轴承外环端面接触，所述第二隔磁环与第一隔磁环结构材料相同，大端面与第二迷宫极靴接触，小端面与第二轴承外环端面接触；