具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置

摘要

本发明涉及机械工程密封技术领域，尤其是涉及一种具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，包括壳体、转轴、第一极靴、第二极靴、永磁体和多孔介质材料层；壳体限定出腔室；转轴可转动地设在腔室内；第一极靴和第二极靴中的每一者套在转轴的外侧，第一极靴具有多个第一极齿，第二极靴具有多个第二极齿，其中转轴的第一部分在其径向上与第一极靴相对，转轴的第二部分在其径向上与第二极靴相对；永磁体套设在转轴上，永磁体在转轴的轴向上位于第一极靴和第二极靴之间；多孔介质材料层设在第一极齿、第二极齿、第一部分和第二部分中的至少一者上。本发明的密封装置具有密封耐压能力强、磁性液体密封的自我恢复能力强等优点。

权利要求

1.一种具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体限定出腔室；

转轴，所述转轴可转动地设在所述腔室内；

第一极靴和第二极靴，所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者套在所述转轴的外侧，所述第一极靴具有多个第一极齿，所述第二极靴具有多个第二极齿，其中所述转轴的第一部分在其径向上与所述第一极靴相对，所述转轴的第二部分在其径向上与所述第二极靴相对；

永磁体，所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁体在所述转轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间；和

多孔介质材料层，所述多孔介质材料层设在所述第一极齿、所述第二极齿、所述第一部分和所述第二部分中的至少一者上，所述多孔介质材料层的材料为非导磁材料。

2.根据权利要求1所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，所述多孔介质材料层为多孔石墨材料层。

3.根据权利要求1所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，多个所述第一极齿中的至少一者的内周面上设有所述多孔介质材料层，多个所述第二极齿中的至少一者的内周面上设有所述多孔介质材料层。

4.根据权利要求3所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，设在所述第一极齿的内周面上的所述多孔介质材料层的径向厚度为0.05mm‑3mm；设在所述第二极齿的内周面上的所述多孔介质材料层的径向厚度为0.05mm‑3mm。

5.根据权利要求4所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，所述第一极齿和所述第二极齿中的每一者与所述转轴之间的径向间隙为0.05mm‑3mm，设在所述第一极齿的内周面上的所述多孔介质材料层与所述转轴的径向间隙为0‑1mm。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，进一步包括：

第一密封圈，所述第一极靴的外周面设有第一环形凹槽，所述第一密封圈安装在所述第一环形凹槽内，所述第一密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合；和第二密封圈，所述第二极靴的外周面设有第二环形凹槽，所述第二密封圈安装在所述第二环形凹槽内，所述第二密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合。

7.根据权利要求6所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，进一步包括：

第一隔磁环，所述第一隔磁环设在所述腔室内，所述第一隔磁环的内周面与所述转轴的外周面之间具有间隙，所述第一隔磁环的外周面与所述壳体的内周面相接触；和第二隔磁环，所述第二隔磁环设在所述腔室内，所述第二隔磁环的内周面与所述转轴的外周面之间具有间隙，所述第二隔磁环的外周面与所述壳体的内周面相接触；

所述第一隔磁环和所述第二隔磁环沿所述转轴的轴向方向间隔开的设置，所述第一极靴和所述第二极靴在所述转轴的轴向上位于所述第一隔磁环和所述第二隔磁环之间。

8.根据权利要求7所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，进一步包括：

第一轴承，所述第一轴承套设在所述转轴上，所述第一轴承的外周面与所述壳体的内周面相接触；和

第二轴承，所述第二轴承套设在所述转轴上，所述第二轴承的外周面与所述壳体的内周面相接触；

所述第一轴承和所述第二轴承沿所述转轴的轴向方向间隔开的设置，所述所述第一隔磁环和所述第二隔磁环在所述转轴的轴向上位于所述第一轴承和所述第二轴承之间。

9.根据权利要求8所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，其特征在于，所述壳体包括主体、第一端盖和第二端盖，所述主体具有在所述转轴的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述第一端盖设在所述主体的所述第一端部，所述第一轴承的远离所述第二轴承的端面与所述第一端盖接触，所述第二端盖设在所述壳体的所述第二端部，所述第二轴承的远离所述第一轴承的端面与所述第二端盖接触；

所述主体的所述第一端部具有从所述主体的外周面向外延伸的凸缘，所述凸缘上具有间隔布置的连接孔，所述凸缘的远离所述主体的所述第二端部的端面上设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽内设有第三密封圈；

所述第二端盖的邻近所述主体的端面上设有第四环形凹槽，所述第四环形凹槽内设有第四密封圈，所述第四密封圈与所述主体的第二端的端面贴合。

说明书

具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置

技术领域

[0001] 本发明涉及机械工程密封技术领域，尤其是涉及一种具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置。

背景技术

[0002] 磁性液体密封作为一种能够实现“零泄漏”的密封方法，在越来越多的行业中得到广泛应用。其工作原理是在永磁体产生的磁场作用下，把放置在转轴与极齿顶端缝隙间的
磁性液体加以集中，使其形成一个“O”形环，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。随着各行
各业的发展，对密封耐压的要求也越来越高，极齿下方的密封间隙是影响磁性液体密封耐
压能力最重要的因素之一，通过各种方式减小密封间隙是增加磁性液体密封耐压能力的有
效方式。而磁流体密封作为一种零泄漏，无污染，低能耗的密封，提高其耐压能力，增强其自
恢复能力，是拓宽其应用范围需要解决的重要问题。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，包括壳体、转轴、第一极靴、第
二极靴、永磁体和多孔介质材料层；

[0004] 所述壳体限定出腔室；所述转轴可转动地设在所述腔室内；所述第一极靴和所述第二极靴中的每一者套在所述转轴的外侧，所述第一极靴具有多个第一极齿，所述第二极
靴具有多个第二极齿，其中所述转轴的第一部分在其径向上与所述第一极靴相对，所述转
轴的第二部分在其径向上与所述第二极靴相对；所述永磁体套设在所述转轴上，所述永磁
体在所述转轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间；

[0005] 所述多孔介质材料层设在所述第一极齿、所述第二极齿、所述第一部分和所述第二部分中的至少一者上。

[0006] 根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置具有密封耐压能力强、磁性液体密封的自我恢复能力强等优点。

[0007] 在一些实施例中，所述多孔介质材料层为多孔石墨材料层。

[0008] 在一些实施例中，多个所述第一极齿中的至少一者的内周面上设有所述多孔介质材料层，多个所述第二极齿中的至少一者的内周面上设有所述多孔介质材料层。

[0009] 在一些实施例中，设在所述第一极齿的内周面上的所述多孔介质材料层的径向厚度为0.05mm‑3mm；设在所述第二极齿的内周面上的所述多孔介质材料层的径向厚度为
0.05mm‑3mm。

[0010] 在一些实施例中，所述第一极齿和所述第二极齿中的每一者与所述转轴之间的径向间隙为0.05mm‑3mm，设在所述第一极齿的内周面上的所述多孔介质材料层与所述转轴的
径向间隙为0‑1mm；设在所述第一极齿的内周面上的所述多孔介质材料层与所述转轴的径
向间隙为0‑1mm。

[0011] 在一些实施例中，所述多孔介质材料层的材料为非导磁材料。

[0012] 在一些实施例中，根据本发明实施例所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置进一步包括第一密封圈和第二密封圈；

[0013] 所述第一极靴的外周面设有第一环形凹槽，所述第一密封圈安装在所述第一环形凹槽内，所述第一密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合；

[0014] 所述第二极靴的外周面设有第二环形凹槽，所述第二密封圈安装在所述第二环形凹槽内，所述第二密封圈的外周面与所述壳体的内周面贴合。

[0015] 在一些实施例中，根据本发明实施例所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置进一步包括第一隔磁环和第二隔磁环；

[0016] 所述第一隔磁环设在所述腔室内，所述第一隔磁环的内周面与所述转轴的外周面之间具有间隙，所述第一隔磁环的外周面与所述壳体的内周面相接触；

[0017] 所述第二隔磁环设在所述腔室内，所述第二隔磁环的内周面与所述转轴的外周面之间具有间隙，所述第二隔磁环的外周面与所述壳体的内周面相接触；

[0018] 所述第一隔磁环和所述第二隔磁环沿所述转轴的轴向方向间隔开的设置，所述第一极靴和所述第二极靴在所述转轴的轴向上位于所述第一隔磁环和所述第二隔磁环之间。

[0019] 在一些实施例中，根据本发明实施例所述的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置进一步包括第一轴承和第二轴承；

[0020] 所述第一轴承套设在所述转轴上，所述第一轴承的外周面与所述壳体的内周面相接触，所述第二轴承套设在所述转轴上，所述第二轴承的外周面与所述壳体的内周面相接
触；

[0021] 所述第一轴承和所述第二轴承沿所述转轴的轴向方向间隔开的设置，所述所述第一隔磁环和所述第二隔磁环在所述转轴的轴向上位于所述第一轴承和所述第二轴承之间。

[0022] 在一些实施例中，所述壳体包括主体、第一端盖和第二端盖，所述主体具有在所述转轴的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述第一端盖设在所述主体的所述第一端部，
所述第一轴承的远离所述第二轴承的端面与所述第一端盖接触，所述第二端盖设在所述壳
体的所述第二端部，所述第二轴承的远离所述第一轴承的端面与所述第二端盖接触；

[0023] 所述主体的所述第一端部具有从所述主体的外周面向外延伸的凸缘，所述凸缘上具有间隔布置的连接孔，所述凸缘的远离所述主体的所述第二端部的端面上设有第三环形
凹槽，所述第三环形凹槽内设有第三密封圈；

[0024] 所述第二端盖的邻近所述主体的端面上设有第四环形凹槽，所述第四环形凹槽内设有第四密封圈，所述第四密封圈与所述主体的第二端的端面贴合。

附图说明

[0025] 图1是具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置的结构示意图。

[0026] 图2是图1的A部放大结构示意图。

[0027] 附图标记：100是具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置，1是转轴，101是轴套，102是中心轴，103是第一部分，104是第二部分，2是壳体，201是主体，2011是凸缘，2012是连
接孔，202是第一端盖，2021是第一挡止面，203是第二端盖，2031是第二挡止面，204是腔室，
3是多孔介质材料层，4是第三密封圈，5是第一轴承，6是第一隔磁环，7是第一密封圈，8是第
一极靴，801是第一极齿，9是永磁体，10是第二密封圈，11是第二极靴，1101是第二极齿，12
是第二隔磁环，13是螺钉，14是第四密封圈，15是磁性液体，16是第二轴承。

具体实施方式

[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0029] 下面参考图1‑图2描述根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100。根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100包括壳体2、转
轴1、第一极靴8、第二极靴11、永磁体9和多孔介质材料层3。

[0030] 壳体2限定出腔室204，转轴1可转动地设在腔室204内。第一极靴8和第二极靴11中的每一者套在转轴1的外侧。第一极靴8具有多个第一极齿801，第二极靴11具有多个第二极
齿1101。其中，转轴1的第一部分103在其径向上与第一极靴8相对，转轴1的第二部分104在
其径向上与第二极靴11相对。永磁体9套设在转轴1上，永磁体9在转轴1的轴向上位于第一
极靴8和第二极靴11之间。多孔介质材料层3设在第一极齿801、第二极齿1101、第一部分103
和第二部分104中的至少一者上。

[0031] 因为转轴1的外周面一般有个径向跳动量，如果极齿顶端与转轴1之间的间隙太小，就容易磕碰极齿。

[0032] 而本实施例中设在第一极齿801内周面、第二极齿1101内周面的多孔介质材料层3可以与转轴1接触，设在第一部分103外周面的多孔介质材料层3可以与第一极齿801内周面
接触，设在第二部分104外周面上的多孔介质材料层3可以与第二极齿1101内周面接触。所
以在不伤到转轴1、第一极齿801和第二极齿1101的情况下，能够尽量减小第一极齿801与转
轴1之间的密封间隙以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙，换言之，能够缩小磁性液
体15泄露通道的尺寸，从而能够增加了密封间隙内的流阻，进而增强具有多孔介质材料层
的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。

[0033] 而且，由于减小了第一极齿801与转轴1之间的密封间隙以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙，当第一极齿801或第二极齿1101两侧的压力差过大，第一极齿801与转轴
1之间的密封间隙以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内的磁性液体15被冲破时，仅
有第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内的
磁性液体15以及多孔介质材料层3内极少量的磁性液体被冲走，也就是说磁性液体15能够
在均压或者被冲破的过程中被大量留存在多孔介质材料层3中。而在第一极齿801或第二极
齿1101两侧的压力差减小时，多孔介质材料层3中储存的磁性液体15会重新分布，补充第一
极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内减少的磁
性液体15体积。从而能减少具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100中每级磁性液体
密封在磁性液体15破裂时的磁性液体15损失量，进而能够增强具有多孔介质材料层的磁性
液体密封装置100内磁性液体密封的自我恢复能力。

[0034] 另外，申请人发现，当第一极靴8、第二极靴11整体设置为多孔极靴，第一极靴8、第二极靴11传递磁路的能力会降低，进而会降低第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及
第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内的磁场强度梯度，导致磁性液体15不能很好地吸
附在第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙
内，最终导致具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100内的磁性液体密封耐压能力下
降。

[0035] 而本实施例中仅将多孔介质材料层3设在第一极齿801、第二极齿1101、第一部分103和第二部分104中的至少一者上，第一极靴8和第二极靴11的其余部分能够很好地传递
磁路，从而能够在第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间
的密封间隙内形成较强的磁场强度梯度，使磁性液体15能够在磁作用力下被稳固地吸附在
第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内，进
而能够增强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。

[0036] 因此，根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100具有密封耐压能力强、磁性液体密封的自我恢复能力强等优点。

[0037] 可以理解的是，本实施例中的壳体2为非导磁材料，由此，非导磁材料制成的壳体2能够避免磁路泄漏，使密封间隙内的磁场梯度稳定。同时转轴1、第一极靴8和第二极靴11为
导磁材料，第一极靴8、永磁体9、第二极靴11和转轴1之间形成磁回路，磁回路在第一极齿
801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内形成较强的磁
场强度梯度，磁性液体15在磁场强度梯度下受到磁场力的作用，磁性液体15能够在磁作用
力下被吸附在第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密
封间隙内，形成一个个液体“O形圈”。

[0038] 可以理解的是，转轴1可以设置为带轴套101的转轴1，也可以设置为不带轴套101的转轴1，当转轴1设置为不带轴套101的转轴1时，转轴1的材料为导磁材料。如图1所示，本
实施例中的转轴1包括中心轴102和套在中心轴102外面的轴套101，其中轴套101的材料为
导磁材料，中心轴102的材料为非导磁材料，中心轴102能够进一步避免磁路泄漏，由此能够
在第一极齿801与轴套101之间的密封间隙内以及第二极齿1101与轴套101之间的密封间隙
内形成更强的磁场强度梯度，从而能够使磁性液体15更好地吸附在第一极齿801与轴套101
之间的密封间隙内以及第二极齿1101与轴套101之间的密封间隙内，进而能够进一步提升
具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。

[0039] 可以理解的是，壳体2内可以设置两个及两个以上的极靴，当设置两个以上的极靴时，相邻两个极靴之间之间夹设一个永磁体9，也就是说，极靴与永磁体9间隔排列。设置两
个以上极靴时的密封效果比设置两个极靴的密封效果更好。

[0040] 可选地，多孔介质材料层3为多孔石墨材料层，但不限于此。由于石墨的润滑性能好，表面光滑，能够进一步减小第一极齿801与转轴1之间的密封间隙以及第二极齿1101与
转轴1之间的密封间隙，即使多孔石墨材料层与转轴1、第一极齿801和第二极齿1101表面接
触或擦碰，也能用多孔石墨材料层的变形来保证不伤转轴1、第一极齿801和第二极齿1101，
同时保证较小的密封间隙，也就是说可以进一步缩小磁性液体15泄露通道的尺寸，从而能
够进一步增加磁液体密封间隙内的流阻，进而能够进一步增强具有多孔介质材料层的磁性
液体密封装置100的密封耐压能力。同时，第一极齿801与转轴1之间的密封间隙以及第二极
齿1101与转轴1之间的密封间隙更小，也能进一步减少具有多孔介质材料层的磁性液体密
封装置100内每级磁性液体密封在磁性液体15破裂时的磁性液体15损失量，进而能够进一
步增强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100内磁性液体密封的自我恢复能力。

[0041] 可选地，多个第一极齿801中的至少一者的内周面上设有多孔介质材料层3，多个第二极齿1101中的至少一者的内周面上设有多孔介质材料层3。

[0042] 当多孔介质材料层3设置在第一极齿801的内周面或第二极齿1101的内周面时，能够使第一极靴8和第二极靴11在转轴1轴向上的安装位置不需要严格限定，从而使转轴1制
作方便，且第一极靴8和第二极靴11在转轴1上安装方便。由此能够使根据本发明实施例的
具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100结构简单，制作和安装方便。

[0043] 可选地，设在第一极齿801的内周面上的多孔介质材料层3的径向厚度h为0.05mm‑3mm。设在第二极齿1101的内周面上的多孔介质材料层3的径向厚度h为0.05mm‑3mm。由此保
证了多孔介质材料层3中储存的磁性液体15能够及时补充到第一极齿801与转轴1之间的密
封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内，进而能够保证具有多孔介质材料
层的磁性液体密封装置100内磁性液体密封的自我恢复能力。同时也能保证在不伤到转轴
1、第一极齿801和第二极齿1101的情况下，减小第一极齿801与转轴1之间的密封间隙以及
第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙，进而能够保证具有多孔介质材料层的磁性液体密
封装置100的密封耐压能力。

[0044] 第一极齿801和第二极齿1101中的每一者与转轴1之间的径向间隙为0.05mm‑3mm，设在第一极齿801的内周面上的多孔介质材料层3与转轴1的径向间隙为0‑1mm；设在第一极
齿801的内周面上的多孔介质材料层3与转轴1的径向间隙为0‑1mm。由此保证了第一极齿
801与转轴1之间的密封间隙以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内的流阻较小，能
够增强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。

[0045] 这里，需要说明的是，多孔介质材料层3是可以与转轴1的外圆面接触的，这样可以尽可能地减小多孔介质材料层3与转轴1之间的密封间隙，从而增加具有多孔介质材料层的
磁性液体密封装置100的密封耐压能力、磁性液体密封的自我恢复能力。

[0046] 优选地，多孔介质材料层3的材料为非导磁材料。由此能够在第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内形成更强的磁场强度梯
度，方便聚磁，即能进一步增强密封间隙处的磁感应强度，从而使磁性液体15能够在磁作用
力下被更稳固地吸附在第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1
之间的密封间隙内，进而能够进一步增强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100内
的密封耐压能力。

[0047] 如图1所示，根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一密封圈7和第二密封圈10，第一极靴8的外周面设有第一环形凹槽，第一密封
圈7安装在第一环形凹槽内，第一密封圈7的外周面与壳体2的内周面贴合。第二极靴11的外
周面设有第二环形凹槽，第二密封圈10安装在第二环形凹槽内，第二密封圈10的外周面与
壳体2的内周面贴合。

[0048] 由此，利用第一密封圈7保证第一极靴8和壳体2的内周面之间密封性，利用第二密封圈10保证第二极靴11和壳体2的内周面之间的密封性，从而进一步提高具有多孔介质材
料层的磁性液体密封装置100的密封性能。

[0049] 如图1所示，根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一隔磁环6和第二隔磁环12，第一隔磁环6设在腔室204内，第一隔磁环6的内周
面与转轴1的外周面之间具有间隙，第一隔磁环6的外周面与壳体2的内周面相接触。第二隔
磁环12设在腔室204内，第二隔磁环12的内周面与转轴1的外周面之间具有间隙，第二隔磁
环12的外周面与壳体2的内周面相接触。第一隔磁环6和第二隔磁环12沿转轴1的轴向方向
间隔开的设置，第一极靴8和第二极靴11在转轴1的轴向上位于第一隔磁环6和第二隔磁环
12之间。

[0050] 具体地，如图1所示，第一隔磁环6和第二隔磁环12左右间隔布置，第一隔磁环6位于第一极靴8左侧，第一隔磁环6将第一极靴8与转轴1左端部上的其它部件隔开，第二隔磁
环12位于第二极靴11右侧，第二隔磁环12将第二极靴11与转轴1右端部上的其它部件隔开。
由此，能够避免永磁体9、第一极靴8、转轴1和第二极靴11之间的磁回路泄漏，使第一极齿
801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内的磁场强度梯
度稳定，从而使磁性液体15能够在磁作用力下被稳固地吸附在第一极齿801与转轴1之间的
密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内，进而能够进一步增强具有多孔
介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。左右方向如图1中的箭头C所示。

[0051] 如图1所示，根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一轴承5和第二轴承16，第一轴承5套设在转轴1上，第一轴承5的外周面与壳体2
的内周面相接触。第二轴承16套设在转轴1上，第二轴承16的外周面与壳体2的内周面相接
触。第一轴承5和第二轴承16沿转轴1的轴向方向间隔开的设置，第一隔磁环6和第二隔磁环
12在转轴1的轴向上位于第一轴承5和第二轴承16之间，由此第一隔磁环6能够在转轴1的轴
向方向上定位第一轴承5，第二隔磁环12能够在转轴1的轴向方向上定位第二轴承16。

[0052] 如图1所示，壳体2包括主体201、第一端盖202和第二端盖203，主体201具有在转轴1的轴向上相对的第一端部(左端部)和第二端部(右端部)。第一端盖202设在主体201的第
一端部(左端部)，第一轴承5的远离第二轴承16的端面与第一端盖202接触，第一端盖202能
够在转轴1的轴向方向上定位第一轴承5，第一端盖202上设有第一挡止面2021，第一轴承5
安装固定在第一挡止面2021与第一隔磁环6之间。第二端盖203设在壳体2的第二端部(右端
部)，第二轴承16的远离第一轴承5的端面与第二端盖203接触，第二端盖203能够在转轴1的
轴向方向上定位第二轴承16，第二端盖203上设有第二挡止面2031，第二轴承16安装固定在
第二挡止面2031于第二隔磁环12之间。

[0053] 主体201的第一端部(左端部)具有从主体201的外周面向外延伸的凸缘2011，凸缘2011上具有间隔布置的连接孔2012，凸缘2011的远离主体201的第二端部(右端部)的端面
上设有第三环形凹槽，第三环形凹槽内设有第三密封圈4。由此方便具有多孔介质材料层的
磁性液体密封装置100通过凸缘2011与待密封设备密封连接。

[0054] 第二端盖203的邻近主体201的端面上设有第四环形凹槽，第四环形凹槽内设有第四密封圈14，第四密封圈14与主体201的第二端的端面贴合。由此，第四密封圈14能够保证
第二端盖203的邻近主体201的端面与主体201的第二端部之间的密封性能，从而进一步提
高具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封性能。

[0055] 下面参考图1‑图2以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发
明的具体限制。

[0056] 如图1和图2所示，具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100包括壳体2、转轴1、第一极靴8、第二极靴11、永磁体9和多孔介质材料层3。转轴1包括中心轴102和套在中心
轴102外面的轴套101。

[0057] 壳体2限定出腔室204，转轴1可转动地设在腔室204内。第一极靴8和第二极靴11中的每一者套在转轴1的外侧，第一极靴8的内周面具有沿转轴1的轴向间隔布置的多个第一
极齿801，第二极靴11的内周面具有沿转轴1的轴向间隔布置的多个第二极齿1101，其中转
轴1的第一部分103在其径向上与第一极靴8相对，转轴1的第二部分104在其径向上与第二
极靴11相对。永磁体9套设在转轴1上，永磁体9在转轴1的轴向上位于第一极靴8和第二极靴
11之间。第一极靴8、第二极靴11和永磁体9中的每一者的外周面与壳体2的内周面之间为间
隙或者过渡配合。

[0058] 多个第一极齿801中的每一者的内周面上设有多孔介质材料层3，多个第二极齿1101中的每一者的内周面上设有多孔介质材料层3。多孔介质材料层3可以为设置在第一极
齿801和第二极齿1101的内周面上的多孔介质材料镀层，多孔介质材料层3为多孔石墨材料
层，但不限于此。

[0059] 设在第一极齿801的内周面上的多孔介质材料层3的径向厚度h为0.05mm‑3mm；设在第二极齿1101的内周面上的多孔介质材料层3的径向厚度h为0.05mm‑3mm。第一极齿801
和第二极齿1101中的每一者与转轴1之间的径向间隙为0.05mm‑3mm。设在第一极齿801的内
周面上的多孔介质材料层3与转轴1的径向间隙为0‑0.3mm。设在第一极齿801的内周面上的
多孔介质材料层3与转轴1的径向间隙为0‑0.3mm。

[0060] 具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一密封圈7和第二密封圈10。第一极靴8的外周面设有第一环形凹槽，第一密封圈7安装在第一环形凹槽内，第一
密封圈7的外周面与壳体2的内周面贴合。第二极靴11的外周面设有第二环形凹槽，第二密
封圈10安装在第二环形凹槽内，第二密封圈10的外周面与壳体2的内周面贴合。第一密封圈
7和第二密封圈10均选用O形圈。

[0061] 具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一隔磁环6和第二隔磁环12。第一隔磁环6设在腔室204内，第一隔磁环6的内周面与转轴1的外周面之间具有间
隙，第一隔磁环6的外周面与壳体2的内周面相接触。第二隔磁环12设在腔室204内，第二隔
磁环12的内周面与转轴1的外周面之间具有间隙，第二隔磁环12的外周面与壳体2的内周面
相接触。第一隔磁环6和第二隔磁环12沿转轴1的轴向方向间隔开的设置，第一极靴8和第二
极靴11在转轴1的轴向上位于第一隔磁环6和第二隔磁环12之间，第一极靴8与第一隔磁环6
接触，第二极靴11和第二隔磁环12接触。

[0062] 具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100进一步包括第一轴承5和第二轴承16。第一轴承5套设在转轴1上，第一轴承5的外周面与壳体2的内周面相接触。第二轴承16套
设在转轴1上，第二轴承16的外周面与壳体2的内周面相接触。第一轴承5和第二轴承16中的
每一者通过过渡配合或间隙配合与外壳的内周面和轴套101的外周面连接。第一轴承5和第
二轴承16沿转轴1的轴向方向间隔开的设置，第一隔磁环6和第二隔磁环12在转轴1的轴向
上位于第一轴承5和第二轴承16之间。

[0063] 壳体2包括主体201、第一端盖202和第二端盖203，主体201具有在转轴1的轴向上相对的第一端部和第二端部。第一端盖202通过螺钉13连接在主体201的第一端部，第一轴
承5的远离第二轴承16的端面与第一端盖202接触，第一端盖202上设有第一挡止面2021，第
一轴承5安装固定在第一挡止面2021与第一隔磁环6之间。第二端盖203通过螺钉13连接在
壳体2的第二端部，第二轴承16的远离第一轴承5的端面与第二端盖203接触，第二端盖203
上设有第二挡止面2031，第二轴承16安装固定在第二挡止面2031于第二隔磁环12之间。主
体201的第一端部具有从主体201的外周面向外延伸的凸缘2011，凸缘2011上具有间隔布置
的连接孔2012，凸缘2011的远离主体201的第二端部的端面上设有第三环形凹槽，第三环形
凹槽内设有第三密封圈4，方便具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100与待密封设备
密封连接。第二端盖203的邻近主体201的端面上设有第四环形凹槽，第四环形凹槽内设有
第四密封圈14，第四密封圈14与主体201的第二端的端面贴合，方便密封第二端盖203与主
体201之间的间隙。第三密封圈4和第四密封圈14均选用O形圈。

[0064] 永磁体9选用钕铁硼材料，使永磁体9具有优异的磁性。多孔介质材料层3内及多孔材料层与转轴1之间的密封间隙内注入的磁性液体15选用的包裹油酸的Fe3O4纳米颗粒、基
载液为煤油的磁性液体15，此种磁性液体15容易制备且成本低，也不易团聚。轴套101、第一
极靴8、第二极靴11选用含碳量低于10号钢的低碳钢或马氏体不锈钢，含碳量低于10号钢的
低碳钢或马氏体不锈钢的导磁性能都好，其中碳钢成本低，马氏体不锈钢不易腐蚀。第一隔
磁环6、第二隔磁环12、第一端盖202、第二端盖203、外壳、螺钉13选用不导磁的304不锈钢，
304不锈钢不生锈，便宜。

[0065] 根据本发明实施例的具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100由于在第一极齿801顶端和第二极齿1101顶端设置多孔介质材料层3，可以减小第一极齿801与转轴1之间
的密封间隙以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙，从而增加磁流体密封间隙内的流
阻，进而增强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。同时能减少具
有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100内每级密封在磁性液体15破裂时的磁性液体15
损失量，增强磁性液体密封的自我恢复能力。由于仅在在第一极齿801顶端和第二极齿1101
顶端设置多孔介质材料层3，不影响第一极靴8和第二极靴11传递磁路的性能，从而能够在
第一极齿801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内形成
较强的磁场强度梯度，进而使磁性液体15能够在磁作用力下被更稳固地吸附在第一极齿
801与转轴1之间的密封间隙内以及第二极齿1101与转轴1之间的密封间隙内，所以能够增
强具有多孔介质材料层的磁性液体密封装置100的密封耐压能力。

[0066] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0067] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0068] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0069] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0070] 在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少
一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实
施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示
例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书
中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0071] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。