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1、(10)申请公布号 CN 103711911 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103711911 A (21)申请号 201310720895.1 (22)申请日 2013.12.24 F16J 15/43(2006.01) G02B 7/00(2006.01) (71)申请人 浙江华东光电仪器有限公司 地址 314001 浙江省嘉兴市经济开发区洪兴 路 706 号 (72)发明人 范建伟 郑磊 丰传方 张宏 陈础园 毛乐天 (74)专利代理机构 杭州浙科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 33213 代理人 吴秉中 (54) 发明名称 旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置 。
2、(57) 摘要 本发明公开了一种旋转和轴向往复运动的磁 流体密封光学装置， 包括导磁壳体、 非导磁壳体和 紧固件， 所述导磁壳体、 非导磁壳体和紧固件形成 一个密闭的腔体， 所述腔体内永久磁体和磁流体 相互作用形成磁流体密封结构。本发明的磁流体 能够保证在旋转和轴向往复运动过程中， 导磁壳 体与非导磁壳体间的密封。用磁流体密封光学装 置替代传统的密封光学装置， 能提高密封光学装 置的可靠性和使用寿命。极靴可方便的套装在导 磁壳体上， 极靴是圆台形， 加工有倒角和沟槽。上 下两个极靴的使用能加强磁力效果， 从而降低加 工过程中对导磁壳体和非导磁壳体同轴度高精度 的要求。 (51)Int.Cl. 。
3、权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103711911 A CN 103711911 A 1/1 页 2 1. 一种旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 包括导磁壳体 （1） 、 非导磁壳体 （2） 和紧固件 （3） ， 所述导磁壳体 （1） 、 非导磁壳体 （2） 和紧固件 （3） 形成一个密闭的腔体， 其 特征在于 ： 所述腔体内永久磁体 （5） 和磁流体 （6） 相互作用形成磁流体密封结构。 2. 如权利要求 1 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密。
4、封光学装置， 其特征在于 ： 所 述永久磁体 （5） 和磁流体 （6） 夹于两个极靴 （4） 之间。 3. 如权利要求 2 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述极靴 （4） 为圆台形、 端面加工倒角和沟槽， 两个极靴 （4） 设置于在永久磁体 （5） 两侧， 起到 聚磁作用并自动调节径向距离。 4. 如权利要求 1 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 还 包括第一橡胶圈 （8） ， 所述导磁壳体 （1） 的下端与非导磁壳体 （2） 接触部位的之间的间隙由 第一橡胶圈 （8） 密封。 5. 如权利要求 1 所述的旋转和轴向往复运动的磁。
5、流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述导磁壳体 （1） 与非导磁壳体 （2） 由螺纹连接， 可以完成轴向往复运动。 6. 如权利要求 2 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述导磁壳体 （1） 与极靴 （4） 之间及紧固件 （3） 和极靴之间具有油封 （7） 。 7. 如权利要求 2 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述导磁壳体 （1） 与两个极靴 （4） 之间有环形密封间隙， 所述磁流体 （6） 分布在该环形密封间 隙内。 8. 如权利要求 7 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述永久磁体。
6、 （5） 形成的磁场通过导磁壳体 （1） 及两个极靴 （4） 之间密封间隙形成一个闭合 磁回路， 在磁力作用下， 所述磁流体 （6） 被定位在环形密封间隙处， 使磁流体 （6） 充满环形 密封间隙， 从而实现轴向密封。 9. 如权利要求 1 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 还 包括第二橡胶圈 （9） ， 所述非导磁壳体 （2） 下端与被密封器件开口接触部位之间的间隙用 第二橡胶圈 （9） 密封。 10. 如权利要求 1 所述的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 其特征在于 ： 所 述非导磁壳体 （2） 下端制有螺纹用于紧固密封部件的开口。 权 利 要 求 。
7、书 CN 103711911 A 2 1/3 页 3 旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置 0001 技术领域 本发明属于磁流体密封技术领域。具体的说， 涉及一种密封内筒轴与外筒壳体之间旋 转和轴向往复运动的磁流体轴密封光学装置。 背景技术 0002 磁流体， 又称磁性液体、 铁磁流体或磁液， 是一种新型的功能材料， 它既具有液体 的流动性又具有固体磁性材料的磁性， 是由直径为纳米量级 （10 纳米以下） 的磁性固体颗 粒、 基载液 （也叫媒体） 以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。磁流体在静 态时无磁性吸引力， 当外加磁场作用时， 才表现出磁性， 在实际中有着广泛的应用， 可应。
8、用 于各种苛刻条件的磁流体密封。 当磁流体注入磁场的间隙时， 它可以充满整个间隙， 形成一 种 “液体的 O 形密封圈” ， 从而实现对被密封介质的磁流体密封。磁流体密封具有零泄漏、 长寿命、 无污染、 高可靠性、 低损耗性、 无方向性及良好的自修复性等特点。其中主要的应 用之一是用于对转轴的密封， 如真空密封 （离子注入机、 X 射线衍射仪等） 、 气体密封 （X 射线 管、 CO2） 激光器等） 、 液体密封 （深水泵、 舰船螺旋推进轴等） 、 防尘密封 （纺织机械、 计算机硬 盘等） 以及人造心脏的线性运动密封等。 0003 传统的密封光学装置， 通常采用毛毡、 密封蜡、 O形密封圈等进。
9、行密封。 毛毡压紧在 光学装置转动部位具有一定的密封效果， 但使用过程中易磨损， 降低密封性能 ； 密封蜡在连 接件之间填充使用， 密封蜡在炎热潮湿的环境下， 不利于光学装置的防霉防雾性能 ； O 形密 封圈安装在转动部件和连接件的配合部位起密封效果， 在温度、 配合尺寸等特定的条件下， 易失效 （橡胶老化、 硬化、 变形、 断裂等） ， 降低密封性能。 发明内容 0004 为了解决现有技术中存在的上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种旋转和轴 向往复运动的磁流体密封光学装置， 光学装置采用手动方式调整导磁壳体与非导磁壳体之 间轴向往复运动， 磁流体保证导磁壳体与非导磁壳体之间的密封。 00。
10、05 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 0006 一种旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 包括导磁壳体、 非导磁壳体和 紧固件， 所述导磁壳体、 非导磁壳体和紧固件形成一个密闭的腔体， 所述腔体内永久磁体和 磁流体相互作用形成磁流体密封结构。 0007 进一步的， 所述永久磁体和磁流体夹于两个极靴之间。 0008 进一步的， 所述极靴为圆台形、 端面加工倒角和沟槽， 两个极靴设置于在永久磁体 两侧， 起到聚磁作用并自动调节径向距离。 0009 进一步的， 还包括第一橡胶圈， 所述导磁壳体的下端与非导磁壳体接触部位的之 间的间隙由第一橡胶圈密封。 0010 进一步的， 所述导磁壳体与。
11、非导磁壳体由螺纹连接， 可以完成轴向往复运动。 0011 进一步的， 所述导磁壳体与极靴之间及紧固件和极靴之间具有油封。 说 明 书 CN 103711911 A 3 2/3 页 4 0012 进一步的， 所述导磁壳体与两个极靴之间有环形密封间隙， 所述磁流体分布在该 环形密封间隙内。 0013 进一步的， 所述永久磁体形成的磁场通过导磁壳体及两个极靴之间密封间隙形成 一个闭合磁回路， 在磁力作用下， 所述磁流体被定位在环形密封间隙处， 使磁流体充满环形 密封间隙， 从而实现轴向密封。 0014 进一步的， 还包括第二橡胶圈， 所述非导磁壳体下端与被密封器件开口接触部位 之间的间隙用第二橡胶圈。
12、密封。 0015 进一步的， 所述非导磁壳体下端制有螺纹用于紧固密封部件的开口。 0016 有益效果 ： 1. 本发明提供的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 设计了一种手动方式调 整导磁壳体与壳体之间旋转和轴向移动， 磁流体能够保证在旋转和轴向往复运动过程中， 导磁壳体与非导磁壳体间的密封。用磁流体密封光学装置替代传统的密封光学装置， 能提 高密封光学装置的可靠性和使用寿命。 0017 2. 本发明提供的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 极靴可方便的套装 在导磁壳体上， 极靴是圆台形， 加工有倒角和沟槽。上下两个极靴的使用能加强磁力效果， 从而降低加工过程中对导磁壳体和非导磁壳。
13、体同轴度高精度的要求。 0018 附图说明 图 1 为旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置的结构示意图 ； 图 2 为图 1 的部放大图 ； 图 3 为极靴的结构示意图 ； 图 4 为该极靴的俯视图。 0019 其中 ： 1- 导磁壳体， 2- 非导磁壳体， 3- 紧固件， 4- 极靴， 5- 永久磁体， 6- 磁流体， 7- 油封， 8- 第一橡胶圈， 9- 第二橡胶圈， 10- 光学玻璃。 0020 具体实施方式 为了充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式， 下面结合附图对本发明作进一步 说明。 0021 如图1和2所示， 本发明的旋转和轴向往复运动的磁流体密封光学装置， 所述密封 光。
14、学装置主要由导磁壳体 1、 非导磁壳体 2、 紧固件 3、 极靴 4、 永久磁体 5、 磁流体 6、 油封 7、 光学玻璃 10 组成， 还具有两个橡胶圈为 O 形橡胶圈， 分别为第一橡胶圈 8 和第二橡胶圈 9。 0022 所述轴向往复运动的磁流体密封光学装置中， 非导磁壳体 2、 紧固件 3 与导磁壳体 1 用于将极靴 4、 永久磁体 5、 磁流体 6 和油封 7 紧固到需要密封的部位 ； 极靴 4、 永久磁体 5 和磁流体 6 设在非导磁壳体 2 与导磁壳体 1 之间 ； 两个极靴 4 围绕导磁壳体 1， 位于非导磁 壳体 2 和紧固件 3 之间， 两个极靴 4 之间设有一个提供磁场的环。
15、形永久磁体 5 ； 导磁壳体 1 的下端与非导磁壳体 2 接触部位的之间的间隙由第一橡胶圈 8 密封 ； 导磁壳体 1 与非导磁 壳体 2 采用螺纹连接， 完成轴向往复运动 ； 导磁壳体 1 轴向贯穿极靴 4、 紧固件 3 和永久磁 体 5 ； 油封 7 位于导磁壳体 1 和非导磁壳体 2 之间 ； 油封 7 位于紧固件 3 与极靴 4 之间 ； 导 磁壳体 1 与两个极靴 4 之间有环形密封间隙， 磁流体 6 分布在此环形密封间隙内， 永久磁体 5 形成的磁场通过导磁壳体 1 及两个极靴 4 之间密封间隙形成一个闭合磁回路， 在磁力作 用下， 磁流体 6 被定位在环形密封间隙处， 使磁流体 。
16、6 充满环形密封间隙， 从而实现轴向密 说 明 书 CN 103711911 A 4 3/3 页 5 封。极靴 4 与导磁壳体 1 和非导磁壳体 2 之间的间隙采用油封 7 密封 ； 紧固件 3 与非导磁 壳体 2 采用螺纹连接 ； 非导磁壳体 2 下端与被密封器件开口接触部位之间的间隙用第二橡 胶圈 9 密封 ； 非导磁壳体 2 下端制有螺纹用于紧固密封部件的开口。 0023 上下两个极靴 4 轴向通过导磁壳体 1， 上下两个极靴 4 对应放置形成完整的磁极。 0024 如图 3 所示， 极靴 4 为圆台形、 端面加工倒角、 沟槽， 两个极靴 4 放置在永久磁体 5 两侧， 起到聚磁作用并自。
17、动调节径向距离以实现密封的目的。 0025 所述密封光学装置中， 各组成部分材料如下 ： 导磁壳体 1 由强度较高、 导磁性较好的金属材料， 在金属表面通过化学涂镀镀覆一层 厚 0.02mm 的镍磷合金以防锈。 0026 非导磁壳体 2 由耐蚀性较好的 2A12 铝合金制造。 0027 极靴 4 由最大磁导率 max=9000 的电工纯铁制造， 且外镀一层厚 0.02mm 的镍磷合 金以防绣。 0028 永久磁体 5 为高磁能积的钕铁硼永磁材料。 0029 磁流体 6 为油基 Fe3O4 磁流体。 0030 油封 7 为油脂材料。 0031 第一橡胶圈 8 和第二橡胶圈 9 为耐油、 耐低温的丁腈耐低温型橡胶密封圈。 0032 光学玻璃 10 采用国家标准玻璃材料。 0033 本发明包括但不限于以上实施例， 凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等 同替换或局部改进， 都将视为在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103711911 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103711911 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103711911 A 7 。