本发明专利技术涉及一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，该密封装置包括外螺纹轴、内螺纹轴、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；外螺纹轴与内螺纹轴为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴与内螺纹轴小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴、内螺纹轴的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。
【技术实现步骤摘要】
一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置
本专利技术属于航天航空及机械工程密封领域，具体指一种结构相对简单,密封耐压能力稳定的一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置。
技术介绍
磁流体密封是利用永磁体在密封间隙内产生磁场力将磁流体牢牢固定在密封间隙内，抵抗两侧的压差，从而达到密封的效果。由于磁流体密封有着零泄漏、无磨损、低功耗等优点，目前在国内外，它已经被广泛应用于真空密封、有毒气体密封、防尘和高压等，解决了很多高密封要求的工程问题。磁流体的研究与应用有着广阔的应用前景，在许多未知的领域还有待开发。密封间隙内的磁性流体往往因为密封间隙过大或安装拆卸配合精度不高而失效，因此提高磁性流体密封的耐压性能及安装拆卸可靠性是当前研究的热点问题。在诸如军工、船舶、航天等领域的一些大型机械设备中，旋转轴的轴径很大，又或者，旋转轴两端己经连接了其他很复杂的设备或部件，往往不允许或不方便拆卸。在这些情况下安装密封件时，整个拆卸及装配过程非常困难，会消耗大量的人力物力资源，且有时必须停工，不仅会造成昂贵的经济损失，而且会给后续的磁性液体密封的保养维护带来极大的不便。为了满足苛刻工况条件和环境安装及提高密封耐压性能的方法之一是通过提出分瓣式极靴或分瓣式外壳结构，如对比文献1(公开号为CN106090238A的专利)所述的密封装置和对比文献2(公开号为CN107830177A的专利)所述的密封装置。尽管以上文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封装置便于密封件的安装、拆卸与维修保养，且不需要拆卸轴端零部件，且可应用于拆装困难的工作环境中，极大提高了工作效率，降低了行业因停工而带来的经济损失，为生产使用带来了便利。但是，分瓣式磁性液体密封装置由于剖分式结构泄漏途径多，需要将分瓣式外壳的接合面、分瓣式极靴的接合面、极靴与外壳的配合面、外壳法兰处的端面以及内部的旋转轴处进行密封,而且，分瓣式结构的生产加工过程比较困难，密封的可靠性也不易保证。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，解决航天航空及机械工程中旋转轴的密封装置安装、拆卸和维修更换不方便，耗时长，工作量大的难题。本专利技术解决问题的技术方案是：一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，该连接旋转轴包括外螺纹轴、内螺纹轴、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；其中：外螺纹轴与内螺纹轴为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴与内螺纹轴小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴、内螺纹轴的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。所述外螺纹轴与内螺纹轴均包括多级沿轴向排列的阶梯，且阶梯外径从大到小依次排列在大端与小端之间，相邻台阶的外壁之间是通过倒角状过渡面过渡，使得形成的同轴心旋转轴整体为凹梯形结构。所述过渡面的与同轴心旋转轴中心轴线的夹角为5度～75度，对应位置的对应的极靴内圆面与过渡面形状和夹角匹配。所述极齿为矩形齿、梯台形和锥形。所述密封间隙大小为0.05mm～5mm。所述极靴外圆面绕轴向方向设有环形凹槽。所述环形凹槽内部放置密封圈。每个极靴上沿同轴心旋转轴轴向和圆周方向分布的极齿数量均为2～10个。所述外螺纹轴、内螺纹轴采用导磁材料制成与极靴、永磁体形成磁回路。所述隔磁环、外壳和外壳端盖采用隔磁材料制成。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)、本专利技术通过设计一种采用螺纹连接轴，将内螺纹轴与外螺纹轴通过螺纹连接的方式连接组合，便于拆分安装，极靴内环面和侧面上均布开设相对应形状的极齿，将永磁体嵌入在极靴之间，在极靴与梯形轴形成的径向和侧面方向密封间隙内注入磁流体，从而实现一种采用螺纹连接轴的磁流体密封。(2)、本专利技术在阶梯式磁流体密封基础上，通过设置多级磁源及改进极靴上极齿的分布形式，改进轴的结构，从而使得磁流体密封耐压能力大大增强；(3)、本专利技术梯形式的密封结构可减小密封失效时磁流体的损失，减小应力集中，方便生产与加工，同时增加了密封装置的二次承压能力和自修复能力。进一步提高了大间隙条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。(4)、本专利技术密封结构满足安装与拆卸的同时尽可能的减小密封失效时磁流体的损失，减小应力集中方便生产与加工，同时增加了密封装置的二次承压能力和自修复能力。进一步提高了特殊条件下磁性流体密封的耐压能力和密封可靠性，扩大了其安全工作范围。附图说明通过构成本申请的一部分附图以及下面的详细描述，可以对本专利技术有更充分地理解，附图中：图1是本专利技术实施例的磁流体密封装置的剖面结构示意图；图2是本专利技术实施例的外螺纹轴,内螺纹轴的剖面图；图3是本专利技术实施例的极靴上的极齿与轴密封处的局部放大示意图；为方便对本专利技术的理解，将上述附图中各组成进行以下命名：1——外螺纹轴；2——外壳；3——左轴承；4——左隔磁环；5——第一极靴第一轴向极齿；6——第一极靴过渡段极齿；7——第一极靴第二轴向极齿；8——第一永磁体；9——第二极靴极齿；10——第二永磁体；11——第三极靴极齿；12——右隔磁环；13——右轴承；14——端盖；15——第三极靴；16——第三密封圈；17——第二极靴；18——第二密封圈；19——第一极靴；20——第一密封圈；21——内螺纹轴；具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。以下将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。本专利技术提供了一种采用螺纹连接轴的磁流体密封，该密封装置可解决大型工业设备旋转轴的密封装置安装、拆卸和维修更换不方便，耗时长，工作量大的难题。本专利技术提供的一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置该装置为凹梯形式可拆分转轴和对应极靴结构装置。该装置包括外螺纹轴1、内螺纹轴21、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；其中：外螺纹轴1与内螺纹轴21为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴1与内螺纹轴21小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴1、内螺纹轴21的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，其特征在于包括外螺纹轴(1)、内螺纹轴(21)、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；其中：/n外螺纹轴(1)与内螺纹轴(21)为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴(1)与内螺纹轴(21)小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴(1)、内螺纹轴(21)的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；/n2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。/n
【技术特征摘要】
1.一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，其特征在于包括外螺纹轴(1)、内螺纹轴(21)、2N+1个极靴、2N个永磁体、2个隔磁环、外壳和外壳端盖；N大于等于1；其中：
外螺纹轴(1)与内螺纹轴(21)为阶梯形螺纹轴，所述外螺纹轴(1)与内螺纹轴(21)小端通过螺纹连接的方式连接为一个同轴心旋转轴，外螺纹轴(1)、内螺纹轴(21)的大端外圆面与外壳的内圆面的轴心线相同，大端通过轴承转动安装于外壳内，外壳端盖用于将轴承的外圈固定在外壳内；
2N+1个极靴间在同轴心旋转轴上，极靴的内圆面开设有极齿，极齿末端与同轴心旋转轴相应位置的外表面设有密封间隙，每相邻两个极靴之间设置有1个永磁体，相邻的两个永磁体的临近磁极相同，位于同轴心旋转轴两端靠近轴承的极靴与轴承之间各设有隔磁环。
2.根据权利要求1所述的一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，其特征在于所述外螺纹轴(1)与内螺纹轴(21)均包括多级沿轴向排列的阶梯，且阶梯外径从大到小依次排列在大端与小端之间，相邻台阶的外壁之间是通过倒角状过渡面过渡，使得形成的同轴心旋转轴整体为凹梯形结构。
3.根据权利要求1所述的一种采用螺纹连接轴的磁流体密封装置，其特征在于所述过渡面的与...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈帆，张崇峰，王卫军，韩大为，尹宇磊，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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