本發(fā)明屬于機(jī)械工程密封領(lǐng)域，尤其適用于高環(huán)境溫度和高轉(zhuǎn)速工況下的磁性液體密封。

背景技術(shù)：

磁性液體密封因其零泄漏、長壽命、低摩擦等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用中，磁性液體密封在大直徑、高轉(zhuǎn)速和高環(huán)境溫度工況下，密封間隙內(nèi)磁性液體往往因?yàn)闇囟冗^高而失效，永磁體在高溫環(huán)境下性能也會下降甚至失效，這些因素嚴(yán)重影響磁性液體密封的使用壽命。在國際上，大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下磁性液體密封的冷卻也一直是一個難題。因此對磁性液體密封的冷卻研究和改進(jìn)至關(guān)重要，直接影響著磁性液體密封裝置的使用壽命。現(xiàn)有磁性液體密封裝置如公開號為CN 104455463 A公開的嵌入導(dǎo)熱片的冷卻液式磁性液體密封裝置，所述裝置在每個齒槽內(nèi)用密封膠粘接有導(dǎo)熱片，在極靴上開有冷卻液通道，該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于齒槽尺寸很小，對導(dǎo)熱片的加工精度要求很高，同時在極靴上開冷卻液通道會影響磁回路。又如授權(quán)公告號為CN200943707Y公開的一種高溫磁性液體密封水冷裝置，所述裝置通過套在極靴外圓的嵌入水套對磁性液體進(jìn)行冷卻，由于嵌入水套距離磁性液體較遠(yuǎn)，其冷卻效果不好。又如公開號為CN 103574041 A公開的冷卻槽與離心式組合的磁性液體旋轉(zhuǎn)密封裝置，所述裝置在極靴上開有冷卻槽，會影響磁回路，進(jìn)而影響密封耐壓能力。又如公開號為CN 103133700公開的一種磁性液體旋轉(zhuǎn)密封裝置，所述裝置在極靴的端面開有極齒用于形成不均勻的磁場，產(chǎn)生耐壓能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有磁性液體旋轉(zhuǎn)密封裝置在大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下，由于密封間隙發(fā)熱量大、環(huán)境溫度高易導(dǎo)致磁性液體密封壽命縮短甚至失效。因此提出一種銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置,該裝置包括：回轉(zhuǎn)軸、左銅環(huán)、外殼、左銅環(huán)第一密封圈、左銅環(huán)第二密封圈、左極靴、中銅環(huán)第一密封圈、永磁體、永磁體第一密封圈、永磁體第二密封圈、中銅環(huán)第二密封圈、中銅環(huán)、右極靴、右銅環(huán)第一密封圈、右銅環(huán)第二密封圈、右端蓋、右銅環(huán)、磁性液體。

構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接：所述左銅環(huán)第一密封圈、左銅環(huán)第二密封圈安裝在左銅環(huán)外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的左銅環(huán)；所述中銅環(huán)第一密封圈、中銅環(huán)第二密封圈安裝在中銅環(huán)外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的中銅環(huán)；所述永磁體第一密封圈、永磁體第二密封圈安裝在永磁體外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的永磁體；所述右銅環(huán)第一密封圈、右銅環(huán)第二密封圈安裝在右銅環(huán)外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的右銅環(huán)。

所述帶密封圈的左銅環(huán)、左極靴、帶密封圈的中銅環(huán)、帶密封圈的永磁體、右極靴和帶密封圈的右銅環(huán)依次放入外殼中；所述左銅環(huán)的左端面與外殼接觸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)外殼的位置，使得永磁體對稱分布的兩個孔分別于外殼的B1、B2孔對齊；通過螺紋連接將右端蓋與外殼固定，使各部件在外殼內(nèi)軸向定位完成；所述帶密封圈的左銅環(huán)、左極靴、帶密封圈的中銅環(huán)、帶密封圈的永磁體、右極靴、帶密封圈的右銅環(huán)、外殼和右端蓋組成的密封件套上回轉(zhuǎn)軸，向該裝置注入磁性液體，通過外殼法蘭盤上的螺紋連接實(shí)現(xiàn)外殼的定位。

所述銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置工作時，通過外殼上的孔A1、B1、C1通入低溫冷卻液，經(jīng)左、中、右銅環(huán)上的凹槽對永磁體、左極靴、右極靴和磁性液體進(jìn)行冷卻，通過A2、B2、C2將密封裝置內(nèi)的冷卻液排出，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻。

所述左銅環(huán)的右端開有極齒，中銅環(huán)的左、右兩端開有極齒，右銅環(huán)的左端開有極齒；所述左極靴和右極靴的左右兩端都開有極齒；銅環(huán)上的極齒和極靴左右端面的極齒能夠相互咬合，接觸緊密；左、中、右銅環(huán)的外圓都開有流通冷卻液的凹槽。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果：在銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置工作時，利用泵將低溫冷卻液從外殼上A1、B1、C1孔輸入密封裝置，低溫冷卻液和銅環(huán)充分接觸，能夠快速高效的冷卻銅環(huán)，低溫的銅環(huán)能夠冷卻間隙內(nèi)的空氣，從而減少外部高溫環(huán)境對磁性液體的影響；銅環(huán)開的極齒和極靴左右兩端的極齒相互咬合，充分接觸，能夠快速高效的將極靴冷卻，從而將磁性液體快速高效的冷卻；這種方法不需要在極靴上挖槽通入低溫冷卻液，不影響磁回路，能夠增強(qiáng)密封裝置的耐壓能力，冷卻效率高；另外由于永磁體和低溫冷卻液及銅環(huán)相互接觸，永磁體也能快速高效的冷卻，增強(qiáng)永磁體性能。工作后冷卻液從外殼上A2、B2、C2排出密封裝置，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻；解決了大直徑、高轉(zhuǎn)速、高環(huán)境溫度工況下的冷卻難題。

附圖說明

圖1銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置。

圖1中：回轉(zhuǎn)軸1、左銅環(huán)2、外殼3、左銅環(huán)第一密封圈4、左銅環(huán)第二密封圈5、左極靴6、中銅環(huán)第一密封圈7、永磁體8、永磁體第一密封圈9、永磁體第二密封圈10、中銅環(huán)第二密封圈11、中銅環(huán)12、右極靴13、右銅環(huán)第一密封圈14、右銅環(huán)第二密封圈15、右端蓋16、右銅環(huán)17、磁性液體18。

具體實(shí)施方式

以附圖為具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置如圖1：回轉(zhuǎn)軸1、左銅環(huán)2、外殼3、左銅環(huán)第一密封圈4、左銅環(huán)第二密封圈5、左極靴6、中銅環(huán)第一密封圈7、永磁體8、永磁體第一密封圈9、永磁體第二密封圈10、中銅環(huán)第二密封圈11、中銅環(huán)12、右極靴13、右銅環(huán)第一密封圈14、右銅環(huán)第二密封圈15、右端蓋16、右銅環(huán)17、磁性液體18。

構(gòu)成該裝置的各部分之間的連接：所述左銅環(huán)第一密封圈4、左銅環(huán)第二密封圈5安裝在左銅環(huán)2外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的左銅環(huán)；所述中銅環(huán)第一密封圈7、中銅環(huán)第二密封圈11安裝在中銅環(huán)12外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的中銅環(huán)；所述永磁體第一密封圈9、永磁體第二密封圈10安裝在永磁體8外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的永磁體；所述右銅環(huán)第一密封圈14、右銅環(huán)第二密封圈15安裝在右銅環(huán)17外圓的凹槽內(nèi)，構(gòu)成帶密封圈的右銅環(huán)。

所述帶密封圈的左銅環(huán)、左極靴6、帶密封圈的中銅環(huán)、帶密封圈的永磁體、右極靴13和帶密封圈的右銅環(huán)依次放入外殼3中；所述左銅環(huán)2的左端面與外殼3接觸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)外殼3的位置，使得永磁體8對稱分布的兩個孔分別于外殼3的B1、B2孔對齊；通過螺紋連接將右端蓋16與外殼3固定，使各部件在外殼3內(nèi)軸向定位完成；所述帶密封圈的左銅環(huán)、左極靴6、帶密封圈的中銅環(huán)、帶密封圈的永磁體、右極靴13、帶密封圈的右銅環(huán)、外殼3和右端蓋16組成的密封件套上回轉(zhuǎn)軸1，向所述裝置注入磁性液體18，通過外殼3法蘭盤上的螺紋連接實(shí)現(xiàn)外殼3的定位。

所述左銅環(huán)2的右端開有極齒，中銅環(huán)12的左、右兩端開有極齒，右銅環(huán)17的左端開有極齒；所述左極靴6和右極靴13的左右兩端都開有極齒；銅環(huán)上的極齒和極靴左右端面的極齒能夠相互咬合，接觸緊密；所述左、中、右銅環(huán)的外圓都開有流通冷卻液的凹槽。

所述銅環(huán)水冷式磁性液體密封裝置工作時，利用泵將低溫冷卻液從外殼3上A1、B1、C1孔輸入密封裝置，低溫冷卻液和銅環(huán)充分接觸，能夠快速高效的冷卻銅環(huán)，低溫的銅環(huán)能夠冷卻間隙內(nèi)的空氣，從而減少外部高溫環(huán)境對磁性液體18的影響；銅環(huán)開的極齒和極靴左右兩端的極齒相互咬合，充分接觸，能夠快速高效的將極靴冷卻，從而將磁性液體18快速高效的冷卻；這種方法不需要在極靴上挖槽通入低溫冷卻液，不影響磁回路，能夠增強(qiáng)密封裝置的耐壓能力，冷卻效率高；另外由于永磁體8和低溫冷卻液及銅環(huán)相互接觸，永磁體8也能快速高效的冷卻，增強(qiáng)永磁體8性能。工作后冷卻液從外殼3上A2、B2、C2排出密封裝置，實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻。

左、右極靴、回轉(zhuǎn)軸1選用導(dǎo)磁性良好的材料，如電工純鐵；

永磁體8選用釹鐵硼；

磁性液體18的種類根據(jù)使用環(huán)境和密封介質(zhì)的不同選擇不同基載液的磁性液體。