本實(shí)用新型涉及機(jī)械工程密封技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種耐壓能力高的緩沖式磁流體密封裝置。

背景技術(shù)：

磁流體密封由于其具有零泄漏、無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其中的零泄漏性能更是其他密封形式難以達(dá)到的。然而，磁流體密封用于高壓工況時(shí)，由于磁流體兩側(cè)的壓差過(guò)大導(dǎo)致密封失效是磁流體密封裝置急需解決的問(wèn)題。通常情況下待密封介質(zhì)的壓力較高，如果全部靠磁流體密封裝置來(lái)抵抗待密封介質(zhì)的壓力對(duì)磁流體密封裝置的體積和強(qiáng)度要求很高，從而會(huì)造成體積非常大?，F(xiàn)有的磁流體密封裝置在密封裝置的外部設(shè)置氣體平衡裝置，通過(guò)氣體內(nèi)部的腔室進(jìn)行調(diào)壓，以平衡磁流體密封兩側(cè)的壓差，大大提高了磁流體密封裝置的耐壓能力。但現(xiàn)有技術(shù)只是在密封裝置的低壓側(cè)設(shè)置一個(gè)腔室，將外部氣體通入低壓側(cè)的調(diào)壓腔室來(lái)平衡密封裝置內(nèi)部的磁流體兩側(cè)的壓力，這種方法需要在極靴、永磁體或其他密封結(jié)構(gòu)上開(kāi)設(shè)梳齒結(jié)構(gòu)，使充入的氣體在梳齒密封腔內(nèi)形成壓力去平衡密封的高壓介質(zhì)氣體，開(kāi)設(shè)梳齒不利于簡(jiǎn)化密封結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)高壓側(cè)與低壓側(cè)之間存在多個(gè)密封環(huán)的情況下，僅在低壓側(cè)設(shè)置一個(gè)調(diào)壓腔室，難以保證每個(gè)密封環(huán)兩側(cè)的氣壓平衡，從而不利于提高密封裝置整體的耐壓能力?，F(xiàn)有技術(shù)還存在的解決方法是在密封裝置上設(shè)置出氣口和進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與低壓側(cè)的調(diào)壓腔室連接，這種方法需要不斷地向密封裝置內(nèi)部充入調(diào)壓氣體進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)壓，這種方法耗能較大，不利于降低設(shè)備成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐壓能力高的緩沖式磁流體密封裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種緩沖式磁流體密封裝置，包括軸、外殼、外極靴環(huán)、儲(chǔ)氣瓶、內(nèi)極靴環(huán)、永磁體，所述的軸安裝于外殼內(nèi)，外殼的橫截面和軸的橫截面互為同心圓，所述的外極靴環(huán)安裝在外殼的內(nèi)壁上；所述的內(nèi)極靴環(huán)設(shè)有兩組以上，間隔套裝于軸上，位于外極靴環(huán)的覆蓋范圍內(nèi)，內(nèi)極靴環(huán)沿軸的徑向方向向外極靴環(huán)的內(nèi)壁延伸，與外極靴環(huán)的內(nèi)壁之間留有間隙；相鄰的兩個(gè)內(nèi)極靴環(huán)之間的空間內(nèi)設(shè)有永磁體，所述的永磁體套裝在軸上，永磁體的徑向高度小于內(nèi)極靴環(huán)的徑向高度；

所述的外極靴環(huán)和外殼上分別沿軸的同一徑向設(shè)置通孔I和通孔II，所述的通孔I和通孔II大小形狀相同；所述的通孔I和通孔II與永磁體相對(duì)應(yīng)，數(shù)量也與永磁體的數(shù)量一致；

所述的儲(chǔ)氣瓶設(shè)于外殼之外，通過(guò)軟管與通孔I和通孔II密封連接。

所述的通孔I和通孔II均為螺紋孔；所述的軟管端頭設(shè)有外螺紋，能夠密封旋入通孔I和通孔II中。

在每根軟管上分別設(shè)置一個(gè)流量計(jì)和一個(gè)單向閥。

本實(shí)用新型所述的密封裝置還包括隔磁環(huán)和軸承，位于最左側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)的左側(cè)依次安裝隔磁環(huán)和軸承，位于最右側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)的右側(cè)依次安裝隔磁環(huán)和軸承，其中隔磁環(huán)的端部與外極靴環(huán)的端部齊平。

所述的永磁體為軸向充磁型永磁體，相鄰的兩個(gè)永磁體之間的磁力線方向相反。

所述的內(nèi)極靴環(huán)的數(shù)量為3-9個(gè)。

所述的內(nèi)極靴環(huán)的外壁和外極靴環(huán)的內(nèi)壁之間的間隙為0.1mm-5mm。

本實(shí)用新型的工作原理是在確定高壓側(cè)的氣體壓力之后，通過(guò)計(jì)算確定充入兩兩極靴之間的腔室的氣體壓力，然后再對(duì)每個(gè)調(diào)壓腔室充入相應(yīng)壓力的氣體，只需要充入一次即可。

本實(shí)用新型所述的密封裝置的安裝過(guò)程如下：將內(nèi)極靴環(huán)和永磁體依次間隔安裝在軸上，在最左側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)的左側(cè)安裝隔磁環(huán)，在最右側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)的右側(cè)安裝隔磁環(huán)；在內(nèi)極靴環(huán)的外環(huán)面的外側(cè)安裝外極靴環(huán)，使外極靴環(huán)的內(nèi)壁和內(nèi)極靴環(huán)的外壁存在間隙，并向內(nèi)極靴環(huán)和外極靴環(huán)之間組成的間隙內(nèi)注入磁性流體；在外極靴環(huán)左右兩端的軸上分別安裝軸承；在軸上安裝外殼，使外殼罩住上述安裝于軸上的零件，外殼上每個(gè)通孔II的位置與內(nèi)極靴環(huán)上每個(gè)通孔I的位置同軸，外殼左端的內(nèi)壁靠緊位于左側(cè)的軸承，外殼的右端與端蓋通過(guò)螺紋進(jìn)行連接，端蓋壓緊位于右側(cè)的軸承的外圈；向通孔I和通孔II組成的通道裝入軟管，軟管的一端穿過(guò)通孔，另一端與儲(chǔ)氣瓶連接，穿過(guò)通孔的每根軟管在位于外殼的外部段均設(shè)置一個(gè)流量計(jì)和一個(gè)單向閥，在確定了密封裝置高壓側(cè)的氣體壓力后，向兩兩內(nèi)極靴環(huán)組成的腔室內(nèi)充入氣體以平衡磁性流體兩側(cè)的壓力，充入的氣體為氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。

本實(shí)用新型所述的密封裝置，根據(jù)緩沖氣密封的原理，在外殼和外極靴上設(shè)置通孔，通孔對(duì)應(yīng)于兩兩內(nèi)極靴環(huán)和永磁體之間組成的腔室，通過(guò)在腔室內(nèi)充入氣體來(lái)平衡每個(gè)內(nèi)極靴環(huán)對(duì)應(yīng)的磁流體密封環(huán)兩側(cè)的氣壓，使每個(gè)磁流體密封環(huán)兩側(cè)的壓差均勻，從而提高磁流體密封裝置整體的耐壓能力，擴(kuò)大了磁流體密封裝置的安全工作范圍；本實(shí)用新型在確定了高壓側(cè)的壓力后，通過(guò)計(jì)算，可確定充入每?jī)蓚€(gè)內(nèi)極靴環(huán)之間的腔室的氣體壓力，儲(chǔ)氣瓶只需根據(jù)計(jì)算結(jié)果向每個(gè)腔室充入一次氣體即可，降耗節(jié)能；本實(shí)用新型由于在每個(gè)內(nèi)極靴環(huán)的低壓側(cè)設(shè)置腔室，可對(duì)每個(gè)密封環(huán)兩側(cè)的壓差進(jìn)行控制，避免梳齒密封結(jié)構(gòu)導(dǎo)致每個(gè)密封環(huán)兩側(cè)壓差不均勻的問(wèn)題，不僅簡(jiǎn)化了密封裝置的結(jié)構(gòu)，還提高了密封裝置的整體耐壓能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述的密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中各序號(hào)標(biāo)示及其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)名稱如下：1-軸，2-外殼，3-外極靴環(huán)，4-單向閥，5-流量計(jì)，6-儲(chǔ)氣瓶，7-通孔II，8-通孔I，9-端蓋，10-軸承，11-內(nèi)極靴環(huán)，12-永磁體，13-隔磁環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示的緩沖式磁流體密封裝置，包括軸1、外殼2、外極靴環(huán)3、儲(chǔ)氣瓶6、內(nèi)極靴環(huán)11、永磁體12，所述的軸1安裝于外殼2內(nèi)，外殼2的橫截面和軸1的橫截面互為同心圓，所述的外極靴環(huán)3安裝在外殼2的內(nèi)壁上；所述的內(nèi)極靴環(huán)11設(shè)有兩組以上，間隔套裝于軸1上，位于外極靴環(huán)3的覆蓋范圍內(nèi)，內(nèi)極靴環(huán)11沿軸1的徑向方向向外極靴環(huán)3的內(nèi)壁延伸，與外極靴環(huán)3的內(nèi)壁之間留有間隙；相鄰的兩個(gè)內(nèi)極靴環(huán)11之間的空間內(nèi)設(shè)有永磁體12，所述的永磁體12套裝在軸1上，永磁體12的徑向高度小于內(nèi)極靴環(huán)11的徑向高度；

所述的外極靴環(huán)3和外殼2上分別沿軸1的同一徑向設(shè)置通孔I8和通孔II7，所述的通孔I8和通孔II7大小形狀相同；所述的通孔I8和通孔II7與永磁體12相對(duì)應(yīng)，數(shù)量也與永磁體12的數(shù)量一致；

所述的儲(chǔ)氣瓶6設(shè)于外殼2之外，通過(guò)軟管與通孔I8和通孔II7密封連接。

所述的通孔I8和通孔II7均為螺紋孔；所述的軟管端頭設(shè)有外螺紋，能夠密封旋入通孔I8和通孔II7中。

在每根軟管上分別設(shè)置一個(gè)流量計(jì)5和一個(gè)單向閥4。

本實(shí)用新型所述的密封裝置還包括隔磁環(huán)13和軸承10，位于最左側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)11的左側(cè)依次安裝隔磁環(huán)13和軸承10，位于最右側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)11的右側(cè)依次安裝隔磁環(huán)13和軸承10，其中隔磁環(huán)13的端部與外極靴環(huán)3的端部齊平。

所述的永磁體12為軸向充磁型永磁體，相鄰的兩個(gè)永磁體12之間的磁力線方向相反。

所述的內(nèi)極靴環(huán)11的數(shù)量為3-9個(gè)。

所述的內(nèi)極靴環(huán)11的外壁和外極靴環(huán)3的內(nèi)壁之間的間隙為0.1mm-5mm。

本實(shí)用新型所述的密封裝置的安裝過(guò)程如下：將內(nèi)極靴環(huán)11和永磁體12依次間隔安裝在軸1上，在最左側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)11的左側(cè)安裝隔磁環(huán)13，在最右側(cè)的內(nèi)極靴環(huán)11的右側(cè)安裝隔磁環(huán)13；在內(nèi)極靴環(huán)11的外環(huán)面的外側(cè)安裝外極靴環(huán)3，使外極靴環(huán)3的內(nèi)壁和內(nèi)極靴環(huán)11的外壁存在間隙，并向內(nèi)極靴環(huán)11和外極靴環(huán)3之間組成的間隙內(nèi)注入磁性流體；在外極靴環(huán)3左右兩端的軸1上分別安裝軸承10；在軸1上安裝外殼2，使外殼2罩住上述安裝于軸1上的零件，外殼2上每個(gè)通孔II7的位置與內(nèi)極靴環(huán)11上每個(gè)通孔I8的位置同軸，外殼2左端的內(nèi)壁靠緊位于左側(cè)的軸承10，外殼2的右端與端蓋9通過(guò)螺紋進(jìn)行連接，端蓋9壓緊位于右側(cè)的軸承10的外圈；向通孔I8和通孔II7組成的通道裝入軟管，軟管的一端穿過(guò)通孔，另一端與儲(chǔ)氣瓶6連接，穿過(guò)通孔的每根軟管在位于外殼的外部段均設(shè)置一個(gè)流量計(jì)5和一個(gè)單向閥4，在確定了密封裝置高壓側(cè)的氣體壓力后，向兩兩內(nèi)極靴環(huán)11組成的腔室內(nèi)充入氣體以平衡磁性流體兩側(cè)的壓力，充入的氣體為氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。