一种基于增材制造的磁流体密封装置

技术特征：
1.一种基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：包括轴(1)、套筒(10)、第一轴承(12)、第一轴承挡环(15)、第一隔磁环(11)、第一迷宫极靴(8)、第一迷宫轴套(7)、永磁体(6)、轴套挡圈(5)、螺钉(24)、第二迷宫极靴(18)、第二迷宫轴套(17)、第二隔磁环(19)、第二轴承挡环(21)、第二轴承(20)、隔磁套(16)、后端盖(3)、压紧螺栓(4)及各零件的橡胶圈；所述轴(1)穿过并延伸至套筒(10)和后端盖(3)的两端外，在套筒(10)内部的轴(1)外表面开有螺纹孔，通过螺钉(24)与第一迷宫轴套(7)、第二迷宫轴套(17)、隔磁套(16)、第一轴承挡环(15)、第二轴承挡环(21)配合固定；所述的第一迷宫轴套(7)为软磁材料，上端为矩形极齿(7-1)，极齿数量为四个；与第一迷宫极靴(8)同轴度配合形成迷宫型密封结构，下端两侧位置开孔与螺钉(24)配合，通过螺钉(24)安装固定在轴(1)上，在内孔端面设置成阶梯凹槽形状，设有轴套橡胶圈(13)，与隔磁套(16)端面的间隙通过第一迷宫轴套(7)和轴套橡胶圈(13)装配进行静密封；所述第二迷宫轴套(17)与第一迷宫轴套(7)的结构相同，两端位置开有螺纹孔，通过螺钉(24)安装于轴(1)上，同时两端位置开有阶梯槽，安装轴套橡胶圈(13)，两个轴套相邻端面安装有轴套挡圈(5)；所述的第一迷宫极靴(8)也为软磁材料，内侧为矩形极齿(8-1)，极齿数量为三个；第一迷宫极靴(8)两极齿之间的齿槽宽度略大于第一迷宫轴套(7)的齿槽宽度，第一迷宫极靴(8)的极齿(8-1)与第一迷宫轴套(7)的矩形极齿(7-1)相间配合，形成迷宫型密封结构，在第一迷宫极靴(8)上方开磁流体补加孔(25)，贯穿极靴的三个极齿(8-1)，可以通过此孔补加磁流体，在第一迷宫极靴(8)外圆面开凹槽，通过安装极靴橡胶圈(9)密封第一迷宫极靴(8)与套筒(10)间的间隙；所述第二迷宫极靴(18)与第一迷宫极靴(8)结构相同，与第二迷宫轴套(17)装配，两个极靴相邻端面分别与永磁体(6)接触，通过永磁体(6)将极靴、轴套磁化，永磁体(6)外表面与套筒(10)内表面接触；所述的永磁体(6)左端面与第一迷宫极靴(8)接触，右端面与第二迷宫极靴(18)接触，使极靴磁化传导磁力；所述轴套挡圈(5)为软磁材料，轴套挡圈(5)安装在隔磁套(16)上，挡圈左端面与第一迷宫轴套(7)安装，右端面与第二迷宫轴套(17)安装；所述的第一隔磁环(11)为非导磁材料，形状为截面是“t”字形的圆环，大端面与第一迷宫极靴(8)端面接触，小端面与第一轴承(12)外环端面接触，所述第二隔磁环(19)与第一隔磁环(11)结构材料相同，大端面与第二迷宫极靴(18)接触，小端面与第二轴承(20)外环端面接触；所述的隔磁套(16)为非导磁材料，形状为空心圆筒，隔磁套(16)安装在轴(1)上，外表面与第一迷宫轴套(7)、第二迷宫轴套(17)接触，在两端位置开螺纹孔，通过螺钉(24)配合与轴(1)固定，随轴(1)一起旋转；所述的第一轴承挡环(15)为非导磁材料，截面形状为“l”字形的圆环，内表面与轴(1)接触，外表面和小端面与隔磁套(16)接触，大端面与第一轴承(12)内环端面接触，在外表面开螺纹孔，通过螺钉(24)配合与轴(1)固定，所述第二轴承挡环(21)与第一轴承挡环(15)结构相同，大端面与第二轴承(20)内环端面接触，小端面与隔磁套(16)内表面接触，在外表面开螺纹孔，通过螺钉(24)安装固定在轴(1)上，随轴(1)一起旋转；所述的套筒(10)为非导磁材料，套筒(10)内壁与第一迷宫极靴(8)、永磁体(6)、第二迷
宫极靴(18)接触，使各零件固定在套筒内，不会发生径向跳动，在套筒(10)前端面四个位置开孔，可以与相应的设备配合连接；后端面开有四个螺纹孔，通过压紧螺栓(4)与后端盖(3)配合压紧，使内部零件不会发生轴向窜动；所述的后端盖(3)与套筒(10)后端面接触，采用过渡配合通过压紧螺栓(4)与套筒(10)固定；所述第一轴承(12)外环端面分别与套筒(10)、第一隔磁环(11)接触，内环端面与第一轴承挡环(15)接触。2.根据权利要求1所述的基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：所述永磁体(6)的材料为钕铁硼，具有强磁性，可以磁化软磁材料。3.根据权利要求1所述的基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一迷宫极靴(8)的极齿(8-1)与第一迷宫轴套(7)的矩形极齿(7-1)相间配合，形成迷宫型密封结构，密封间隙为0.1mm，极齿两侧距离0.5mm。4.根据权利要求1所述的基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一迷宫极靴(8)和第二迷宫极靴(18)的极齿一侧具有倾角，倾角大小为50
°
。5.根据权利要求1所述的基于增材制造的磁流体密封装置，其特征在于：所述第一迷宫极靴(8)、第一迷宫轴套(7)、第二迷宫极靴(18)和第二迷宫轴套(17)采用增材制造的形式加工，采用软磁材料逐层堆积，最后去除外部支架，形成迷宫密封结构的装配体。

技术总结
本发明公开了一种基于增材制造的磁流体密封装置，采用的是迷宫型密封结构，通过永磁体产生的磁场，将极靴和轴套磁化，使软磁材料具有磁力，从而使注入到迷宫密封间隙内的磁流体受到磁场力的作用，使其稳定的保持在极齿附近，相当于形成了液体状的“O”型密封圈来密封间隙。同时每两极齿之间也会密封一定量的气体，也可以起到密封的效果。本发明的创新在于结构采用了迷宫密封形式，而迷宫型的极靴和轴套的装配采用一体化增材制造的方法进行制造，解决了分别制造不能装配的问题。同时迷宫型密封结构相较于传统的密封装置具有更好的密封性能，可以密封较大的压力差，提高了密封的可靠性。靠性。靠性。


技术研发人员：陈中 袁伟林 王雅琳 赵君洲 邱笑阳 杨玲玲 高鑫 杨继东 孙丰琪
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：2022.02.08
技术公布日：2022/5/5