磁力密封装置.pdf

本发明涉及一种密封装置，特别是用于往复机械上密封油和防止高、低压气泄漏的密封装置。
    该技术领域的已有技术，美国专利（US3698726）中，公开了一种用于活塞式泵的运动杆件的密封和润滑装置。该装置由多个密封环的充填密封组成，密封环紧密地装在运动杆件的周围，密封环由聚四氟乙烯和纤维筛网制成。这种密封装置，由于是采用聚四氟乙烯和纤维筛网的充填密封，运动杆件与充填物之间必定存在一定的间隙，所以不能防止高、低压气的泄漏，而且对于液体也存在着一定的泄漏;虽然该密封装置采用了聚四氟乙烯之类的自润滑材料，但还是固体摩擦，寿命较短;而且这种密封装置充填物与运动杆件之间的间隙要求较高。另外日本公开特许（昭58-68554）中，又公开了一种对于往复运动的金属轴上的磁流体密封装置，该装置是由表面张力大的液体组成的均匀介质中加入磁性体，从而构成胶状的磁流体来达到密封的效果，均匀介质为水银，在作往复运动的金属轴的轴向上，可分段构成磁流体密封，而且在邻接的磁流体段之间放置由纤维、塑料、橡胶及其他材料为主要成份的复合材料制成的弹性密封。这种装置，不适用于杆件往复运动速度较高时，因为由于磁流体的摩擦，产生大量的热量，会导致磁流体出现分层现象，从而使密封地磁性能大大下降，另外还由于当运动杆件往复的速度高时，由于强大的惯性，超过了磁性液体与永久磁体之间的吸引力，会将磁性液体带出，从而导致密封性能下降;由于均匀介质采用水银，这对于安装和修理的工人会带来一定的损害，而且对某些工质的密封时，还易发生化学反应，而导致密封磁性能下降;而且由于工艺上的因素影响，磁流体密封的耐压值不高。

    鉴于上述已有技术存在的问题，本发明的目的是设计一种耐压值较高，几乎无泄漏，使用寿命长，维修简单，受轴向运动速度影响小，结构紧凑，使用可靠，成本低，而且对轴的加工精度要求不高，特别适用于非磁性材料的往复式运动杆件的密封装置。

    解决上述目的的设计方案为：一种用于往复机械上的密封装置，由运动杆件，装在运动杆件周围的永磁体环，其特征在于运动杆件为非磁性材料，在运动杆件与永磁环之间的间隙中，放置磁粉，来达到密封的效果。该密封装置可有一个以上永磁体环紧密地装在运动杆件的周围，永久磁体环之间可用非磁性材料隔开，并在永磁体与运动杆件相对的另一侧用软磁材料连接如用软铁，二个相邻的永磁体的极性安排位置相反，这样通过软铁可形成循环磁路，可以提高永磁体与运动杆件之间间隙的磁通量。由于应用磁粉它的质量较小，惯性也少，不易被往复运动的杆件带出，也不会因为磁粉的摩擦而象磁流体一样出现分层现象。故在高速运动时也不会有密封磁性能下降的现象。由于采用了稀土磁钢和钐钴磁粉等强磁材料，故耐压值较高，结构简单，维修方便，几乎没有泄漏，成本低。

    本发明将通过下述实施例和附图来详细阐明：

    图1为单级磁力密封的示意图;

    图2为三级磁力密封的示意图。

    图1所示的是单级磁力密封装置：它有永磁体环3、运动杆件1、套筒4、磁粉2组成，运动杆件1作往复运动，磁粉2受到永磁体环3的作用不随运动杆件1一起运动，形成一有磁粉2磁力的作用下隔层，使在一定的高、低气压不会产生泄漏，同时也防止油的泄漏。为了能达到较好的密封作用，我们采用稀土磁钢这种强磁材料为永磁体环3同时，采用钐钴磁粉的强磁材料，为磁粉2，使之有一定的抗高、低气压泄漏的作用。

    为了进一步提高该密封装置的抗高、低气压的能力，可采用多级密封的结构，如图2所示为三级密封装置，它有三个紧密地装在运动杆件5的三个永磁体环6、7、8和在永磁体6、7、8与运动杆件5的间隙中，放置的磁粉10、11、12组成。在永磁体6、7、8之间用非磁性材料14、15隔开，非磁性材料14、15可为橡胶、纤维、塑料等材料制成，在永磁体环6、7、8在与运动杆件5相对的另一侧用软磁材料9相连接，软磁材料可为软铁等。而永磁体环6、7、8的极性为相对的，这样可相邻的二永磁体形成一循环磁路，这样使永磁体环6、7、8与运动杆件5的间隙中的磁通量大大提高，使抗高、低气压差能力提高。同时多一级就能提高一定的抗高、低气压差能力，使该密封装置的耐压值大大提高，同单级一样永磁体环6、7、8也是采用稀土磁钢，磁粉10、11、12也是采用钐钴磁粉。

    上述的密封装置的永磁体3、6、7、8与运动杆件1、5之间的最佳的配合间隙为0.3～0.4mm，因为配合间隙应该是越小，磁场强度越强，同时间隙太小，会由于运动杆件的机械振摆引起机械摩擦，故选取上述的配合间隙为最佳。

    该密封装置特别适用于活塞的密封，它可应用于制冷机的蓄冷器，可以很好地解决密封问题，使油污的毛病得到很好地解决，同时也大大降低了成本。