【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械工程密封，具體是一種剖分形式的磁性液體密封裝置。
技術介紹
1、磁性液體密封技術，又稱磁流體密封，是一種利用具有高飽和磁強度的磁性液體(ferrofluid)進行密封的先進技術。磁性液體是由納米級的導磁材料、分散劑和載體融合而成的膠體，具有液態載體的流動性、潤滑性、密封性，同時具有固體納米顆粒的強磁性。這些特性使得磁性液體在密封領域具有獨特的應用優勢。
2、現有的磁性液體密封裝置主要由磁流體和經特殊設計的密封裝置組成，包括導磁軸、磁極、不導磁座、軸承、永久磁鐵等部分。在磁場的作用下，磁性液體會在密封間隙內形成“液體o形密封圈”，從而實現對介質的密封。這種密封方式具有無泄漏、無磨損、無污染、無方向性、低損耗和長壽命等特點。但現有的磁性液體密封裝置為了實現較好的密封性能，需要布置多組極齒，并且需要軸承承擔轉軸轉動時的徑向載荷，這些復雜結構均是呈軸向布置在磁性液體密封裝置內部，造成磁性液體密封裝置的安裝需要大量的軸向空間以及取下轉軸后進行一體式安裝，降低磁性液體密封裝置安裝應用的靈活性和便利性。
3、為此有必要提出一種軸向空間占用較小，能夠在不取下轉軸的情況下分體式安裝，結構簡單，密封性能足夠的低成本剖分形式的磁性液體密封裝置。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術的目的是提供一種剖分形式的磁性液體密封裝置，通過合理地布置極齒位置，使用轉盤間的滾珠替代軸承承擔徑向載荷，并充分利用永磁體對轉盤的吸附作用，簡化裝置結構，提升裝置整體在轉軸轉
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種剖分形式的磁性液體密封裝置，包括底板，底板中央開有通孔，通孔中設有轉軸，轉軸上部轉動套接有轉盤，通孔外周的底板開有開口朝向轉盤的磁束槽，磁束槽內固定連接有導磁環，導磁環中固定連接有若干永磁體，導磁環與轉盤底壁吸附，導磁環頂壁開有徑向排列的極齒，極齒分布在永磁體內外周兩側，極齒齒頂面上均吸附有用于密封的磁性液體，底板和轉盤均以直徑作為剖分線剖分，剖分端面之間可拆卸連接，底板、導磁環和轉盤均由導磁材料制成。
3、基礎方案的原理是：將裝置各部件夾至轉軸外周，并使用螺栓在安裝面上分體式連接安裝后，導磁環中的永磁體與導磁的底板、導磁環和轉盤之間形成封閉磁路，在極齒與轉盤間隙產生強弱相間的非均勻磁場，約束磁性液體聚集在極齒齒頂面與轉盤間隙形成徑向排列的磁性液體“o”形密封圈，從而構成轉盤端面的磁性液體密封。
4、基礎方案的有益效果是：1、通過在安裝面上將裝置分體式連接安裝，不需要拆卸轉軸再套接裝置，而是直接將裝置各部件夾在轉軸的外周，減少了安裝步驟的難度，節約了裝置的安裝成本，提高了裝置安裝應用的靈活性。
5、2、通過永磁體的磁場在底板、導磁環和轉盤之間形成封閉磁路，將磁性液體約束在非均勻磁場中，實現磁性液體密封效果，從而達到無污染和無泄漏密封，相比于普通的機械密封裝置而言，結構更加簡單，減少了故障點，提高了設備的可靠性，減少了更換密封件的頻率和成本。
6、3、通過徑向排列的磁性液體“o”形密封圈，在徑向上實現低損耗和多方向的密封，減少轉軸轉動時的徑向磨損，延長轉軸的使用壽命
7、4、通過導磁環吸附轉盤為轉軸承擔軸向荷載，提高永磁體磁場在裝置中的利用率，簡化裝置結構，節約生產和安裝成本。
8、進一步，轉盤內壁開有軸向排列的第一凹槽，第一凹槽與轉軸間安裝有用于密封的第一“o”形圈。
9、基礎方案的有益效果是：通過橡膠制成的第一“o”形圈在轉盤與轉軸間隙構成軸向截面的密封效果，由于轉盤隨轉軸一同轉動，第一“o”形圈的密封效果不會影響轉軸的轉動性能，也不會造成多余的摩擦損耗。
10、進一步，磁束槽外周的底板底壁開有開口朝向安裝面的第二凹槽，第二凹槽與安裝面間安裝有第二“o”形圈。
11、基礎方案的有益效果是：通過橡膠制成的第二“o”形在第二凹槽和安裝面間隙構成端面的密封效果，將軸向密封結構改變為徑向結構，節約了軸向空間，在軸向空間不足的情況下，提高了裝置安裝應用的適應性和靈活性。
12、進一步，轉軸上部固定套接有驅動套，驅動套底壁開有錐面矩形楔齒與轉盤頂壁嚙合抱緊，驅動套以直徑作為剖分線剖分，剖分端面之間可拆卸連接。
13、基礎方案的有益效果是：通過錐面矩形楔齒嚙合驅動套和轉盤，傳遞扭矩同步轉動，約束驅動套和轉盤之間軸向和徑向的擺動，并且驅動套的分體式安裝減少了安裝難度，從而提高轉軸轉動的穩定性，提高裝置的抗擺動能力，簡化裝置結構，降低生產和安裝成本。
14、進一步，所述驅動套底壁上的錐面矩形楔齒的數量至少為2，且呈對稱分布。
15、基礎方案的有益效果是：驅動套底壁上的錐面矩形楔齒的數量至少為2，則驅動套底壁和轉盤頂壁上的錐面矩形楔齒兩兩嚙合，才能均勻分擔驅動套帶動轉盤轉動的扭矩，減少金屬疲勞的風險，延長裝置的運行壽命。
16、進一步，磁束槽外周的底板開有開口朝向轉盤的第一滾珠槽，轉盤底壁開有與第一滾珠槽對應的第二滾珠槽，第一滾珠槽和第二滾珠槽間設有若干滾珠。
17、基礎方案的有益效果是：通過底板和轉盤間的滾珠替代了軸承承擔轉軸的徑向荷載，使得軸承不再必要，在簡化裝置結構的同時節約軸向空間，降低裝置的生產和安裝成本，提高裝置安裝應用的靈活性和適應性。
18、進一步，所述磁性液體的體積至少為v1，具體為公式：
19、v1＝π(r1+r1)(r1-r1)h1
20、其中，π為圓周率，r1為極齒外周圓半徑，r1為極齒內周圓半徑，h1為極齒齒頂面距離轉盤底壁的距離。
21、基礎方案的有益效果是：由于磁性液體在形成磁性液體“o”形密封圈的過程中會產生泄露和損耗，所以在添加磁性液體時，需要計算極齒與密封面之間的空間，填充足量的磁性液體，保證磁性液體“o”形密封圈的順利形成，維持裝置密封效果的穩定。
22、進一步，永磁體與轉盤之間均隔有極靴隔圈。
23、基礎方案的有益效果是：通過極靴隔圈將永磁體與轉盤隔開，防止永磁體吸附轉盤被帶動旋轉產生與磁束槽內壁間的摩擦，提高裝置整體的穩定性，減少裝置的內部磨損，延長裝置的使用壽命。
24、進一步，永磁體為輻射充磁。
25、基礎方案的有益效果是：通過為永磁體輻射充磁，充磁方式及磁場分布靈活多樣，可單極輻射、多極直充和多極斜充磁化，并且輻射充磁的永磁體的整體式結構使得尺寸精度更容易控制，裝配過程更簡化，永磁體表場呈正弦波形，分布均勻，磁極間過渡區小，運行更加穩定。
26、進一步，所述極齒的數量至少為3。
27、基礎方案的有益效果是：通過極齒與轉盤間形成的磁性液體“o”形密封圈，并分布在永磁體內外周，提高轉盤與底板之間間隙的密封效果，同時避免永磁體遭到密封介質的腐蝕，減少導磁環本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：包括底板(1)，底板(1)中央開有通孔，通孔中設有轉軸(17)，轉軸(17)上部轉動套接有轉盤(10)，通孔外周的底板(1)開有開口朝向轉盤(10)的磁束槽，磁束槽內固定連接有導磁環(2)，導磁環(2)中固定連接有若干永磁體(3)，導磁環(2)與轉盤(10)底壁吸附，導磁環(2)頂壁開有徑向排列的極齒(15)，極齒(15)分布在永磁體(3)內外周兩側，極齒(15)齒頂面上均吸附有用于密封的磁性液體(16)，底板(1)和轉盤(10)均以直徑作為剖分線(20)剖分，剖分端面之間可拆卸連接，底板(1)、導磁環(2)和轉盤(10)均由導磁材料制成。
2.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：轉盤(10)內壁開有軸向排列的第一凹槽(11)，第一凹槽(11)與轉軸(17)間安裝有用于密封的第一“O”形圈(12)。
3.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：磁束槽外周的底板(1)底壁開有開口朝向安裝面(5)的第二凹槽(17)，第二凹槽(17)與安裝面(5)間安裝有第二“O”形圈(
4.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：轉軸(17)上部固定套接有驅動套(14)，驅動套(14)底壁開有錐面矩形楔齒(13)與轉盤(10)頂壁嚙合抱緊，驅動套(14)以直徑作為剖分線(20)剖分，剖分端面之間可拆卸連接。
5.根據權利要求3所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：所述驅動套(14)底壁上的錐面矩形楔齒(13)的數量至少為2，且呈對稱分布。
6.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：磁束槽外周的底板(1)開有開口朝向轉盤(10)的第一滾珠槽(7)，轉盤(10)底壁開有與第一滾珠槽(7)對應的第二滾珠槽(9)，第一滾珠槽(7)和第二滾珠槽(9)間設有若干滾珠(8)。
7.根據權利要求2所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：所述磁性液體(16)的體積至少為V1，具體為公式：
8.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：永磁體(3)與轉盤(10)之間均隔有極靴隔圈(4)。
9.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：永磁體(3)為輻射充磁。
10.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：所述極齒(15)的數量至少為3。
...【技術特征摘要】
1.一種剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：包括底板(1)，底板(1)中央開有通孔，通孔中設有轉軸(17)，轉軸(17)上部轉動套接有轉盤(10)，通孔外周的底板(1)開有開口朝向轉盤(10)的磁束槽，磁束槽內固定連接有導磁環(2)，導磁環(2)中固定連接有若干永磁體(3)，導磁環(2)與轉盤(10)底壁吸附，導磁環(2)頂壁開有徑向排列的極齒(15)，極齒(15)分布在永磁體(3)內外周兩側，極齒(15)齒頂面上均吸附有用于密封的磁性液體(16)，底板(1)和轉盤(10)均以直徑作為剖分線(20)剖分，剖分端面之間可拆卸連接，底板(1)、導磁環(2)和轉盤(10)均由導磁材料制成。
2.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：轉盤(10)內壁開有軸向排列的第一凹槽(11)，第一凹槽(11)與轉軸(17)間安裝有用于密封的第一“o”形圈(12)。
3.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征在于：磁束槽外周的底板(1)底壁開有開口朝向安裝面(5)的第二凹槽(17)，第二凹槽(17)與安裝面(5)間安裝有第二“o”形圈(18)。
4.根據權利要求1所述的剖分形式的磁性液體密封裝置，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：顏招強，張龍飛，徐書恒，廖茂，肖明，陳鑫，臺微，
申請(專利權)人：四川兆強鈦磁科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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