本實(shí)用新型所屬的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)閮?nèi)燃機(jī)冷卻水泵所用傳動(dòng)軸與水泵殼體之間的動(dòng)態(tài)機(jī)械密封裝置。

背景技術(shù)：
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現(xiàn)有在內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵當(dāng)中所廣泛采用的傳動(dòng)軸與水泵殼體之間的動(dòng)態(tài)密封裝置是采用彈簧力把兩個(gè)拋光的零件端面壓緊的機(jī)械密封裝置(以下簡(jiǎn)稱為水封)，如專利申請(qǐng)?zhí)?01120335862.1的《內(nèi)燃機(jī)水封》所述之結(jié)構(gòu)。這種密封裝置中，由于彈簧對(duì)兩個(gè)拋光零件端面壓緊的力量，決定了水封的密封性能與使用壽命，過(guò)大的彈簧壓力，可以達(dá)到較好的密封性能，但卻大幅減少了水封的使用壽命；反之，較小的彈簧壓力，水封壽命得到延長(zhǎng)與保證，但又降低了水封的密封性能。更重要的是，還有很多意外的因素，也成為了水封滲漏失效不可避免的原因，比如水封當(dāng)中彈簧支承的靜密封環(huán)彈性頻率與軸承傳遞的外部振動(dòng)相耦合導(dǎo)致高頻率下的失效漏水，水封磨擦表面進(jìn)入異物，會(huì)造成水封滲漏失效；還有，由于機(jī)械水封的磨擦工作面需要有冷卻液來(lái)潤(rùn)滑，冷卻液在潤(rùn)滑時(shí)會(huì)從密封的兩個(gè)端面間的潤(rùn)滑液膜中散逸出高溫的冷卻液蒸汽，這些蒸汽在冷凝在水泵體的溢水孔及孔外，冷凝蒸汽量大時(shí)，可以在冷凝后形成假泄漏液滴，滴落在車內(nèi)或地面被司乘人員發(fā)現(xiàn)，這樣增加了很多維修與判定的難度，造成很多不必要的維修與更換損失。再有，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵而言，功率較小，由于水封彈簧力把兩個(gè)拋光的端面壓緊的磨擦扭矩在內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵總扭矩中占比較大，并且是一個(gè)近似常量存在，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵機(jī)械效率很低，最高不超過(guò)60％，隨總功率減小，內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵的效率越低。

從數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，這種采用彈簧力把兩個(gè)拋光的零件端面壓緊的機(jī)械密封的失效率在保有量的2-8％之間，按全球汽車保有量12.36億計(jì)，每年因真假漏水問題需更換的水泵約9890萬(wàn)臺(tái)，每年造成大量的維修更換費(fèi)用，并且低效率導(dǎo)致有害物質(zhì)排放的大量增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的發(fā)明目的，就是要提供一種可靠性與壽命可以完全不受彈簧力影響的，不受軸承振動(dòng)影響密封性能，工作過(guò)程中不會(huì)有冷卻液在潤(rùn)滑時(shí)散逸出蒸汽的，并且摩擦力小到可以乎略的新型密封裝置--采用磁流體密封技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵水封。

本實(shí)用新型的內(nèi)容為：一種內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵用水封，包括一個(gè)裝有密封圈的安裝殼體，其特征在于：裝在兩個(gè)靜導(dǎo)磁體中間的磁體產(chǎn)生的主磁場(chǎng)，經(jīng)第一靜導(dǎo)磁體密封極靴組與導(dǎo)磁體形成密封氣隙中間的第一磁流體組后，再經(jīng)導(dǎo)磁體與第二靜導(dǎo)磁體密封極靴組形成密封氣隙中間的第二磁流體組后構(gòu)成閉合磁路；而兩個(gè)靜導(dǎo)磁體的全部或其中之一與安裝殼體之間為密封緊固連接，兩個(gè)靜導(dǎo)磁體全部或其中之一與密封圈之間為密封連接。

采用以上技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵磁流體水封具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于磁流體是由超微細(xì)磁粉在液體(載體)中穩(wěn)定分散而形成的能流動(dòng)、有超順磁性的膠體，它無(wú)剩磁和矯頑力，可通過(guò)氣隙中的磁場(chǎng)進(jìn)行控制，在磁場(chǎng)作用下，在極靴密封環(huán)與導(dǎo)磁體之間的氣隙中，形成具有磁性的流體密封膜，其密封膜承壓能力與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。磁流體在密封氣隙中受磁場(chǎng)作用，形成強(qiáng)韌的流體膜，阻止泄露。膜層內(nèi)的超細(xì)磁性微粒被分散劑及基液分離，懸浮于基液中，不凝結(jié)成膠體，仍保持液體特性，對(duì)軸無(wú)固體摩擦，只有很小的粘滯阻力，從而實(shí)現(xiàn)了在內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵中傳動(dòng)軸與水泵殼體之間的動(dòng)態(tài)密封，防止冷卻液的滲漏。

由于高粘性液態(tài)磁流體與導(dǎo)磁軸面間無(wú)固體摩擦，故摩擦損失極小，摩擦扭矩的減小，顯著提高水泵的機(jī)械效率。并且沒有固體摩擦也就沒有摩損量，使用壽命可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)條件中對(duì)水泵的壽命要求。

而氣隙中的磁流體在密封氣隙中受磁場(chǎng)作用，形成強(qiáng)韌的流體膜，阻止冷卻液泄露，因此不會(huì)再有冷卻液分子能通過(guò)磁流體形成冷卻液蒸汽，進(jìn)而也就徹底消除了冷卻液蒸汽冷凝產(chǎn)生的假泄漏現(xiàn)象，杜絕由此產(chǎn)生的檢修更換費(fèi)用與時(shí)間損失。

再有就是這種密封的可靠性，與磁場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān)，只要磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)在設(shè)定的溫度條件下，在氣隙內(nèi)有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度，密封的可靠性就不會(huì)變化，從而擺脫了對(duì)彈簧類彈性元件的依賴，對(duì)軸承的振動(dòng)更不敏感，從而在內(nèi)燃機(jī)水泵使用的范圍內(nèi)，不會(huì)發(fā)生失效，大大提高了內(nèi)燃機(jī)水泵的使用壽命，有效減少內(nèi)燃機(jī)全壽命期內(nèi)的使用成本。

附圖說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型專利內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵磁流體水封的軸面密封型的實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型專利內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵磁流體水封的軸面與端面復(fù)合式密封型的實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型專利內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵磁流體水封的端面密封型的實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵磁流體水封作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

圖1，圖2與圖3當(dāng)中的序號(hào)與零件名稱或結(jié)構(gòu)名稱的對(duì)應(yīng)是一致的，以便于對(duì)應(yīng)用較廣的3種類型做統(tǒng)一說(shuō)明。

一種內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵用水封，包括一個(gè)裝有密封圈2的安裝殼體1，其特征在于：裝在第一靜導(dǎo)磁體5與第二靜導(dǎo)磁體7中間的磁體4產(chǎn)生的主磁場(chǎng)，經(jīng)第一靜導(dǎo)磁體5的密封極靴組6與導(dǎo)磁體3形成密封氣隙中間的第一磁流體組9后，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)磁體3與第二靜導(dǎo)磁體7的密封極靴組8形成密封氣隙中間的第二磁流體組10構(gòu)成閉合磁路；所述第一靜導(dǎo)磁體5與第二靜導(dǎo)磁體7的全部或其中之一與安裝殼體之間為密封緊固連接，所述第一靜導(dǎo)磁體5與第二靜導(dǎo)磁體7的全部或其中之一與密封圈2之間為密封連接。

由于第一靜導(dǎo)磁體5的密封極靴組6與導(dǎo)磁體3形成密封氣隙與第二靜導(dǎo)磁體7的密封極靴組8形成密封氣隙被磁流體形成的流體膜所上據(jù)，故所述氣隙的空間形狀與第一磁流體組9與第二磁流體組10的環(huán)形磁流體的空間形狀近于相同，如圖1，圖2與圖3中所示，因此不再另加編號(hào)描述。

密封圈用來(lái)防止灰塵與異物進(jìn)入磁流體組9，同時(shí)也能防止冷卻液在第一靜導(dǎo)磁體5或第二靜導(dǎo)磁體7與安裝殼體1之間，以及密封圈2與安裝殼體1之間發(fā)生滲漏。

徑向安裝空間受限制時(shí)，可以考慮采用圖1所示的軸面密封型磁流體水封，這種密封型的第一磁流體組9及第二磁流體組10與傳動(dòng)軸的軸面11形成密封膜，此時(shí)用導(dǎo)磁材料制成的傳動(dòng)軸就是導(dǎo)磁體3，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝工藝。

對(duì)于密封壓力較高的使用條件或軸向空間受限制時(shí)，可以使用圖2所示軸面與端面復(fù)合式密封型磁流體水封，這種密封型的第一磁流體組9及第二磁流體組10分別與導(dǎo)磁體3的軸面11及垂直于軸面軸線13的端面12均形成密封膜。

對(duì)于密封壓力再高一些的使用條件或軸向空間受限制時(shí)，可以使用圖3所示軸面與端面復(fù)合型磁流體水封，這種密封型的密封極靴組6與導(dǎo)磁體3之間的第一磁流體組9，密封極靴組8與導(dǎo)磁體3之間的第二磁流體組10，可以分別布置在與軸心線13為回轉(zhuǎn)軸線的軸面11上及與軸心線13垂直的端面12上而形成軸面與端面復(fù)合型密封結(jié)構(gòu)。

由于內(nèi)燃機(jī)冷卻水泵的葉輪與傳動(dòng)軸配合部分可以制成或視為與圖2及圖3所示導(dǎo)磁體3相同的軸面11與端面12特征，因此，對(duì)于采用軸面11與端面12復(fù)合式密封型磁流體水封及端面型磁流體水封時(shí)，可以把葉輪的軸面與端面部分做為磁流體水封的結(jié)構(gòu)部分，以減少空間占用及降低成本。

第一靜導(dǎo)磁體5密封極靴組6與第二靜導(dǎo)磁體7密封極靴組8中，通?？梢栽O(shè)置為2個(gè)環(huán)形極靴，并因此形成兩個(gè)環(huán)形磁流體，構(gòu)成了第一磁流體組9與第二磁流體組10；各靜導(dǎo)磁體中環(huán)形極靴數(shù)量，與冷卻液壓力相關(guān)，壓力高時(shí)，可以分別取更多的數(shù)量。

第一靜導(dǎo)磁體5及第二靜導(dǎo)磁體7與導(dǎo)磁體3的主要材料，是通用的電工純鐵，也可以是其他導(dǎo)磁率高的導(dǎo)磁材料，比如低碳鋼等。

產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體4，可以為永磁材料，也可以為電磁繞組。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。