本實用新型屬于機械工程密封領域，具體涉及一種交錯齒端面式磁性流體密封裝置。
背景技術：
磁性流體密封耐壓性能隨著密封間隙的增大而顯著降低。因此提高大間隙磁性流體密封的耐壓性能是當前研究的熱點問題之一。提高大間隙下磁性流體密封耐壓性能的方法之一是通過改進磁性流體密封結構?，F(xiàn)有的磁性流體密封裝置通過設置迷宮密封結構，較傳統(tǒng)的密封結構的密封性能有了很大的提高，但由于設置軸向密封環(huán)，轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的徑向跳動對密封性能的影響較大；另外，由于密封結構設置存在的缺陷，導致密封失效時磁性流體的泄漏量大，耐壓性能較低，無法滿足大間隙及高速等工況的要求。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型旨在解決現(xiàn)有密封裝置磁性流體泄漏量大，密封性能穩(wěn)定性較低的難題，設計一種拆裝方便，密封性能穩(wěn)定可靠的交錯齒端面式磁性流體密封裝置。
本實用新型的技術方案如下：
一種交錯齒端面式磁性流體密封裝置，包括環(huán)狀的左極靴、中間極靴、右極靴、永磁體，所述的中間極靴套裝于軸上，中間極靴的左端面間隔開設極齒I，相鄰兩個極齒I之間開設環(huán)形凹槽I；右端面上間隔開設極齒II，相鄰兩個極齒II之間開設環(huán)形凹槽II；
所述的左極靴和右極靴分別設于中間極靴左右兩側的軸上；所述的左極靴的右端面上設置極齒III和環(huán)形凹槽III；所述的極齒III對應環(huán)形凹槽I設置，并伸入環(huán)形凹槽I內(nèi)，極齒III的右端面與環(huán)形凹槽I底部之間留有間隙，在環(huán)形凹槽I內(nèi)注入密封介質(zhì)，在磁場力的作用下，密封介質(zhì)吸附于極齒III的右端面上；所述的環(huán)形凹槽III對應極齒I設置，極齒I伸入環(huán)形凹槽III內(nèi)，極齒I的左端面與環(huán)形凹槽III的底部之間留有間隙，在環(huán)形凹槽III內(nèi)注入密封介質(zhì)，在磁場力的作用下，密封介質(zhì)吸附于極齒I的左端面上；
所述的右極靴的左端面上設置極齒Ⅳ和環(huán)形凹槽Ⅳ，所述的極齒Ⅳ對應環(huán)形凹槽II設置，并伸入環(huán)形凹槽II內(nèi)，極齒Ⅳ的左端面與環(huán)形凹槽II的底部留有間隙，在環(huán)形凹槽II內(nèi)注入密封介質(zhì)，在磁場力的作用下，密封介質(zhì)吸附于極齒Ⅳ的左端面上；所述的環(huán)形凹槽Ⅳ對應極齒II設置，極齒II伸入環(huán)形凹槽Ⅳ內(nèi)，極齒II的右端面與環(huán)形凹槽Ⅳ的底部之間留有間隙，在環(huán)形凹槽Ⅳ內(nèi)注入密封介質(zhì)，在磁場力的作用下，密封介質(zhì)吸附于極齒II的右端面上；
所述的左極靴的左端面和右極靴的右端面上貼近軸處分別設置階梯凹口，所述的永磁體裝在階梯凹口內(nèi)。
所述的極齒I和極齒II一一對稱，所述的環(huán)形凹槽I和環(huán)形凹槽II分別一一對稱。
本實用新型所述的密封裝置還包括卡簧、隔磁環(huán)、外殼、軸承，所述的卡簧安裝于中間極靴左右兩側的軸上，并靠緊中間極靴的左右端面；左極靴的左側和右極靴的右側分別依次安裝隔磁環(huán)和軸承。
所述的隔磁環(huán)包括外隔磁環(huán)和內(nèi)隔磁環(huán)，所述的外隔磁環(huán)安裝于外殼的內(nèi)壁，內(nèi)隔磁環(huán)安裝于軸上，外隔磁環(huán)的內(nèi)壁與內(nèi)隔磁環(huán)的外壁之間存在間隙，外隔磁環(huán)和內(nèi)隔磁環(huán)的軸向長度相等。
所述的永磁體為徑向充磁型永磁體，左極靴上的永磁體和右極靴上的永磁體極性相反。
所述的左極靴和右極靴的外圓面上分別設置環(huán)形凹槽Ⅴ。
所述的極齒I的數(shù)量為2-8個，極齒I的徑向高度為0.2-7mm；環(huán)形凹槽I的數(shù)量為1-7個，環(huán)形凹槽I的軸向深度為1-25mm，徑向高度0.8-10mm；所述的極齒II與極齒I的數(shù)量、尺寸相同，環(huán)形凹槽II的與環(huán)形凹槽I的數(shù)量、尺寸相同。
所述的極齒III的數(shù)量為2-8個，極齒III的徑向高度為0.2-7mm；環(huán)形凹槽III的數(shù)量為2-8個，其軸向深度為1-25mm，徑向高度為0.8~10mm；所述的極齒Ⅳ與極齒III的數(shù)量、尺寸相同，環(huán)形凹槽Ⅳ與環(huán)形凹槽III的數(shù)量、尺寸相同。
所述的極齒I的左端面與環(huán)形凹槽III的底部之間的間隙為0.1-5mm；極齒II的右端面與環(huán)形凹槽Ⅳ的底部之間的間隙為0.1-5mm。
本實用新型的密封裝置的安裝過程如下：將中間極靴安裝在軸的中部，在中間極靴左端面的環(huán)形凹槽I和右端面的環(huán)形凹槽II內(nèi)注入密封介質(zhì)，密封介質(zhì)為磁性流體；在左極靴和右極靴外圓面的環(huán)形凹槽Ⅴ內(nèi)分別安裝橡膠圈，在左極靴和右極靴上的梯形凹口內(nèi)分別安裝永磁體；在左極靴右端面的環(huán)形凹槽III內(nèi)注入密封介質(zhì)，在右極靴左端面的環(huán)形凹槽Ⅳ內(nèi)注入密封介質(zhì)，該密封介質(zhì)為磁性流體；在中間極靴的左側依次安裝卡簧、左極靴、隔磁環(huán)、軸承，在中間極靴的右側依次安裝卡簧、右極靴、隔磁環(huán)、軸承，使中間極靴上的極齒I伸入環(huán)形凹槽III內(nèi)，極齒II伸入環(huán)形凹槽Ⅳ內(nèi)，使左極靴上的極齒III伸入環(huán)形凹槽I內(nèi)，右極靴上的極齒Ⅳ伸入環(huán)形凹槽II內(nèi)，在軸上安裝外殼，外殼罩住上述安裝于軸上的零件，外殼左端的內(nèi)壁靠緊位于左側的軸承，外殼的右端與端蓋通過螺紋進行連接，端蓋壓緊位于右側的軸承的外圈。
本實用新型在中間極靴極左極靴和右極靴上均設置極齒和環(huán)形凹槽，使中間極靴的極齒位于左極靴和右極靴的環(huán)形凹槽內(nèi)，使左極靴和右極靴的極齒位于中間極靴的環(huán)形凹槽內(nèi)，并分別在環(huán)形凹槽內(nèi)注入磁性流體，形成交錯齒端面式的密封結構，這種結構大大減小了密封失效時磁性流體的損失，提高了大間隙條件下磁性流體密封的耐壓能力，擴大了其安全工作范圍；在左極靴和右極靴的端面上安裝永磁體，只需從磁性流體密封結構的兩端進行供磁，可達到節(jié)約磁能的目的；本實用新型的結構簡單，拆裝方便。
附圖說明
圖1為本實用新型所述的密封裝置的結構示意圖
圖中各序號標示及對應的名稱如下：1-軸，2-外殼，3-軸承，4-階梯凹口，5-左極靴，51-極齒III，52-環(huán)形凹槽III，6-中間極靴，61-極齒I，62-環(huán)形凹槽I，63-極齒II，64環(huán)形凹槽II，7右極靴，71-極齒Ⅳ，72-環(huán)形凹槽Ⅳ，8-外隔磁環(huán)，9-內(nèi)隔磁環(huán)，10端蓋，11-永磁體，12-卡簧，13-環(huán)形凹槽Ⅴ。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示的一種交錯齒端面式磁性流體密封裝置，包括環(huán)狀的左極靴5、中間極靴6、右極靴7、永磁體11，所述的中間極靴6套裝于軸1上，中間極靴6的左端面間隔開設極齒I61，相鄰兩個極齒I61之間開設環(huán)形凹槽I62；右端面上間隔開設極齒II63，相鄰兩個極齒II63之間開設環(huán)形凹槽II64；
所述的左極靴5和右極靴7分別設于中間極靴6左右兩側的軸1上；所述的左極靴5的右端面上設置極齒III51和環(huán)形凹槽III52；所述的極齒III51對應環(huán)形凹槽I62設置，并伸入環(huán)形凹槽I62內(nèi)，極齒III51的右端面與環(huán)形凹槽I62底部之間留有間隙；所述的環(huán)形凹槽III52對應極齒I61設置，極齒I61伸入環(huán)形凹槽III52內(nèi)，極齒I61的左端面與環(huán)形凹槽III52的底部之間留有間隙；
所述的右極靴7的左端面上設置極齒Ⅳ71和環(huán)形凹槽Ⅳ72，所述的極齒Ⅳ71對應環(huán)形凹槽II64設置，并伸入環(huán)形凹槽II64內(nèi)，極齒Ⅳ71的左端面與環(huán)形凹槽II64的底部留有間隙；所述的環(huán)形凹槽Ⅳ72對應極齒II63設置，極齒II63伸入環(huán)形凹槽Ⅳ72內(nèi)，極齒II63的右端面與環(huán)形凹槽Ⅳ72的底部之間留有間隙；
所述的左極靴5的左端面和右極靴7的右端面上貼近軸1處分別設置階梯凹口4，所述的永磁體11裝在階梯凹口4內(nèi)。
所述的極齒I61和極齒II63一一對稱，所述的環(huán)形凹槽I62和環(huán)形凹槽II64分別一一對稱。
本實用新型所述的密封裝置還包括卡簧12、隔磁環(huán)、外殼2、軸承3，所述的卡簧12安裝于中間極靴6左右兩側的軸1上，并靠緊中間極靴6的左右端面；左極靴5的左側和右極靴7的右側分別依次安裝隔磁環(huán)和軸承3。
所述的隔磁環(huán)包括外隔磁環(huán)8和內(nèi)隔磁環(huán)9，所述的外隔磁環(huán)8安裝于外殼2的內(nèi)壁，內(nèi)隔磁環(huán)9安裝于軸1上，外隔磁環(huán)8的內(nèi)壁與內(nèi)隔磁環(huán)9的外壁之間存在間隙，外隔磁環(huán)8和內(nèi)隔磁環(huán)9的軸向長度相等。
所述的永磁體11為徑向充磁型永磁體，左極靴5上的永磁體和右極靴7上的永磁體極性相反。
所述的左極靴5和右極靴7的外圓面上分別設置環(huán)形凹槽Ⅴ13。
所述的極齒I61的數(shù)量為2-8個，極齒I61的徑向高度為0.2-7mm；環(huán)形凹槽I62的數(shù)量為1-7個，環(huán)形凹槽I62的軸向深度為1-25mm，徑向高度0.8-10mm；所述的極齒II63與極齒I61的數(shù)量、尺寸相同，環(huán)形凹槽II64的與環(huán)形凹槽I62的數(shù)量、尺寸相同。
所述的極齒III51的數(shù)量為2-8個，極齒III51的徑向高度為0.2-7mm；環(huán)形凹槽III52的數(shù)量為2-8個，其軸向深度為1-25mm，徑向高度為0.8~10mm；所述的極齒Ⅳ71與極齒III51的數(shù)量、尺寸相同，環(huán)形凹槽Ⅳ72與環(huán)形凹槽III52的數(shù)量、尺寸相同。
所述的極齒I61的左端面與環(huán)形凹槽III52的底部之間的間隙為0.1-5mm；極齒II63的右端面與環(huán)形凹槽Ⅳ72的底部之間的間隙為0.1-5mm。
本實用新型的密封裝置的安裝過程如下：將中間極靴6安裝在軸1的中部，在中間極靴6左端面的環(huán)形凹槽I62和右端面的環(huán)形凹槽II64內(nèi)注入密封介質(zhì)，密封介質(zhì)為磁性流體；在左極靴5和右極靴7外圓面的環(huán)形凹槽Ⅴ13內(nèi)分別安裝橡膠圈，在左極靴5和右極靴7上的梯形凹口4內(nèi)分別安裝永磁體11；在左極靴5右端面的環(huán)形凹槽III52內(nèi)注入密封介質(zhì)，在右極靴7左端面的環(huán)形凹槽Ⅳ72內(nèi)注入密封介質(zhì)，該密封介質(zhì)為磁性流體；在中間極靴6的左側依次安裝卡簧12、左極靴5、隔磁環(huán)、軸承3，在中間極靴6的右側依次安裝卡簧12、右極靴7、隔磁環(huán)、軸承3，使中間極靴6上的極齒I61伸入環(huán)形凹槽III52內(nèi)，極齒II63伸入環(huán)形凹槽Ⅳ72內(nèi)，使左極靴5上的極齒III51伸入環(huán)形凹槽I62內(nèi)，右極靴7上的極齒Ⅳ71伸入環(huán)形凹槽II64內(nèi)，在軸1上安裝外殼2，外殼2罩住上述安裝于軸1上的零件，外殼2左端的內(nèi)壁靠緊位于左側的軸承3，外殼2的右端與端蓋10通過螺紋進行連接，端蓋10壓緊位于右側的軸承3的外圈。