磁性液体压力释放阀

摘要

本发明公开一种磁性液体压力释放阀，所述磁性液体压力释放阀包括壳体、极靴组件、轴、磁性液体和膜盘，壳体具有进气口和出气口，壳体的进气口适于与油箱连通，极靴组件设在壳体内，极靴组件内设有排气通道，轴的贯穿排气通道，轴的外周壁和极靴组件的内周壁之间形成密封间隙，磁性液体填充在密封间隙内，磁性液体的至少部分位于进气口和出气口之间，以在油箱内的压力低于预设值时，磁性液体的至少部分位于密封间隙内，膜盘设在轴的一端，膜盘与极靴组件沿轴的轴向间隔设置，膜盘沿轴的轴向在第一位置和第二位置可移动。本发明的磁性液体压力释放阀具有结构简单、使用寿命长等优点。

权利要求

1.一种磁性液体压力释放阀，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有进气口和出气口，所述壳体的所述进气口适于与油箱连通；

极靴组件，所述极靴组件设在所述壳体内，所述极靴组件内设有排气通道；

轴，所述轴贯穿所述排气通道，所述轴的外周壁和所述极靴组件的内周壁之间形成密封间隙；

磁性液体，所述磁性液体填充在所述密封间隙内，所述磁性液体的至少部分位于所述进气口和所述出气口之间，以在所述油箱内的压力低于预设值时，所述磁性液体的至少部分位于所述密封间隙内，以便密封封堵所述排气通道，在所述油箱内的压力高于预设值时，所述磁性液体的至少部分可排出所述密封间隙，以便所述排气通道连通所述出气口和所述进气口；

膜盘，所述膜盘设在所述轴的一端，所述膜盘与所述极靴组件沿所述轴的轴向间隔设置，所述膜盘沿所述轴的轴向在第一位置和第二位置可移动，在所述第一位置，所述膜盘覆盖在所述进气口上，在所述第二位置，所述膜盘脱离所述进气口；

所述轴为两端封闭的中空结构，以便减轻所述轴的重量。

2.根据权利要求1所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，还包括导向件，所述导向件设在所述壳体内，所述导向件设有导向槽，所述轴可移动地穿设在所述导向槽内，以便防止所述轴偏斜。

3.根据权利要求1所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，所述壳体包括相互连通的第一壳和第二壳，所述第一壳可拆卸地设在所述第二壳上，所述极靴组件设在所述第一壳内，所述第二壳适于与所述油箱相连。

4.根据权利要求3所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈设在所述第一壳和所述第二壳之间，以便防止气体从所述第一壳和所述第二壳之间泄漏。

5.根据权利要求1所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，所述出气口设在所述壳体的外周面上，和/或所述出气口设在所述壳体的自由端。

6.根据权利要求1所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，所述壳体的内周面上设有沿所述轴径向方向向内延伸的定位部，所述极靴组件设在所述定位部上。

7.根据权利要求1所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，所述极靴组件包括：多个极靴，多个所述极靴设在所述壳体内，多个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面之间沿所述轴的径向间隔设置，所述极靴的内周面与所述轴的外周面填充有所述磁性液体；

磁源部件，所述磁源部件可产生磁场，所述磁源部件设在所述壳体内且套设在所述轴上，所述磁源部件位于相邻所述极靴之间。

8.根据权利要求1‑7中任一项所述的磁性液体压力释放阀，其特征在于，还包括报警器，所述报警器设在所述轴的自由端，以在所述油箱压力过高时，所述报警器发生警报。

说明书

磁性液体压力释放阀

技术领域

[0001] 本发明涉及机械工程密封技术领域，具体地，涉及一种磁性液体压力释放阀。

背景技术

[0002] 压力释放阀是一种广泛使用在液体或者气体绝缘的变压器、互感器、有载分接开关、 高压开关等电气设备上的压力释放装置。压力释放阀一般安装在变压器的油箱顶部，
压力 释放阀在变压器正常工作时保护变压器油与外部空气隔离，变压器一旦发生短路故
障，变 压器绕组将产生电弧和火花引起变压器油在瞬间膨胀和分解产生大量气体,使油箱
内的压 力迅速增加，需要通过压力释放阀将油箱内的压力释放。

[0003] 相关技术中，外弹簧式压力释放阀开启压力不可调,容易出现误动作，开启行程有限， 弹簧恢复能力容易因为较大瞬时压力冲击失效等问题。

发明内容

[0004] 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。

[0005] 为此，本发明的实施例提出一种结构简单、使用寿命长、价格低廉的磁性液体压力释 放阀。

[0006] 根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀包括壳体，所述壳体具有进气口和出气口， 所述壳体的所述进气口适于与油箱连通；极靴组件，所述极靴组件设在所述壳体内，所
述 极靴组件内设有排气通道；轴，所述轴的贯穿所述排气通道，所述轴的外周壁和所述极
靴 组件的内周壁之间形成密封间隙；磁性液体，所述磁性液体填充在所述密封间隙内，所
述 磁性液体的至少部分位于所述进气口和所述出气口之间，以在所述油箱内的压力低于
预设 值时，所述磁性液体的至少部分位于所述密封间隙内，以便密封封堵所述排气通道，
在所 述油箱内的压力高于预设值时，所述磁性液体的至少部分可排出所述密封间隙，以便
所述 排气通道连通所述出气口和所述进气口；膜盘，所述膜盘设在所述轴的一端，所述膜
盘与 所述极靴组件沿所述轴的轴向间隔设置，所述膜盘沿所述轴的轴向在第一位置和第
二位置 可移动，在所述第一位置，所述膜盘覆盖在所述进气口上，在所述第二位置，所述膜
盘脱 离所述进气口。

[0007] 本发明实施例的磁性液体压力释放阀，通过将磁性液体对密封间隙的封堵，当油箱内 的压力升高时，磁性液体压力释放阀将进气口和出气口连通，使得油箱内的压力释
放，当 油箱内的压力降低时，磁性液体压力释放阀将进气口和出气口断开以对油箱进行封
堵。

[0008] 在一些实施例中，磁性液体压力释放阀还包括导向件，所述导向件设在所述壳体内， 所述导向件设有导向槽，所述轴可移动地穿设在所述导向槽内，以便防止所述轴偏斜。

[0009] 在一些实施例中，所述壳体包括相互连通的第一壳和第二壳，所述第一壳可拆卸地设 在所述第二壳上，所述极靴组件设在所述第一壳内，所述第二壳适于与所述油箱相
连。

[0010] 在一些实施例中，所述磁性液体压力释放阀还包括密封圈，所述密封圈设在所述第一 壳和所述第二壳之间，以便防止气体从所述第一壳和所述第二壳之间泄漏。

[0011] 在一些实施例中，所述磁性液体压力释放阀还包括膜盘，所述轴为两端封闭的中空结 构，以便减轻所述轴的重量。

[0012] 在一些实施例中，所述出气口设在所述壳体的外周面上，和/或所述出气口设在所述壳 体的自由端。

[0013] 在一些实施例中，所述壳体的内周面上设有沿所述轴径向方向向内延伸的定位部，所 述极靴组件设在所述定位部上。

[0014] 在一些实施例中，所述极靴组件包括：多个极靴，多个所述极靴设在所述壳体内，多 个所述极靴套设在所述轴上，多个所述极靴的内周面与所述轴的外周面之间沿所述轴
的径 向间隔设置，所述极靴的内周面与所述轴的外周面填充有所述磁性液体；磁源部件，
所述 磁源部件可产生磁场，所述磁源部件设在所述壳体内且套设在所述轴上，所述磁源部
件位 于相邻所述极靴之间。

[0015] 在一些实施例中，所述磁性液体压力释放阀还包括报警器，所述报警器设在所述轴的 自由端，以在所述油箱压力过高时，所述报警器发生警报。

附图说明

[0016] 图1是本发明实施例的磁性液体压力释放阀的结构示意图。

[0017] 磁性液体压力释放阀100；

[0018] 壳体1；第一壳11；第二壳12；出气口13；进气口14；定位部15；极靴组件2；极靴 21；磁源部件22；排气通道23；轴3；磁性液体4；导向件5；密封圈6；膜盘7；端盖8。

具体实施方式

[0019] 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。

[0020] 下面参考附图1描述根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀。

[0021] 如图1所示，根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀包括壳体1、极靴组件2、轴3 和磁性液体4。

[0022] 壳体1具有进气口14和出气口13，壳体1的进气口14适于与油箱连通。具体地，壳 体1设在油箱上，且壳体1的出气口13与油箱(图中未示意出)连通，且壳体1的进气口14和壳
体1的出气口13在上下方向间隔设置。

[0023] 极靴组件2设在壳体1内，极靴组件2内设有排气通道23。具体地，极靴组件2设有 沿上下方向贯穿极靴组件2的排气通道23，油箱内的气体可从排气通道23排出。

[0024] 轴3的贯穿排气通道23，轴3的外周壁和极靴21组件2的内周壁之间形成密封间隙。

[0025] 磁性液体4填充在密封间隙(图中未示意出)内，磁性液体4的至少部分位于进气口 14和出气口13之间，以在油箱内的压力低于预设值时，磁性液体4的至少部分位于密封 间
隙内，以便密封封堵排气通道23，在油箱内的压力高于预设值时，磁性液体4的至少部 分可
排出密封间隙，以便排气通道23连通出气口13和进气口14。

[0026] 具体地，如图1所示，磁性液体4填充在轴3的外周壁和极靴21组件2的内周壁之间 的密封间隙内，且磁性液体4位于进气口14和出气口13之间，进气口14和出气口13通 过磁
性液体4进行阻断和密封，从而对油箱进行密封，当油箱内压力过高时，油箱内的高 压气体
通过进气口14将磁性液体4挤出，密封间隙，从而使得进气口14和出气口13连通， 油箱内的
高压气体通过磁性液体压力释放阀油箱，当油箱内的压力恢复正常时，磁性液体 4将重新
吸附在密封间隙内，从而使得进气口14和出气口13断开。

[0027] 具体地，磁性液体4填充在轴3的外周面和极靴组件2的内周面之间，当油箱内的气 压较底时，轴3处于第一位置，此时磁性液体4吸附在轴3和极靴组件2之间，当油箱内 的气
压升高时，气压将推动轴向上移动以开启进气口14，油箱内的高压气体从进气口14 排出，
且将磁性液体4排出密封间隙，使得进气口14和出气孔通过排气通道23连通，进 而使得高
压气体排出，当油箱内的压力下降到正常值时，磁性液体4重新吸附在轴3和极 靴21之间。

[0028] 膜盘7设在轴3的一端，膜盘7与极靴21组件2沿轴3的轴向(如图1所示，上下方 向)间隔设置，膜盘7沿轴3的轴3向在第一位置和第二位置可移动，在第一位置，膜盘 7覆盖在
进气口14上，在第二位置，膜盘7脱离进气口14。

[0029] 具体地，如图1所示，膜盘7可以为橡胶盘，膜盘7设在轴3的下端，在第一位置， 膜盘7覆盖在进气口14上，从而对磁性液体4起到保护作用，在第二位置，膜盘7向上运 动且与
出气口14间隔设置。

[0030] 根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀100，通过进气口14、出气口13、极靴组件 2和磁性液体4的设置，当油箱内的压力较低时候，磁性液体4稳定地吸附轴3的外周面 
和极靴21的内周面之间以封堵排气通道23，使得进气口14和出气口13不连通，磁性液 体压
力释放阀100起到密封油箱的作用，当油箱内的压力升高时，油箱内的气压将轴3的 外周面
和极靴21的内周面之间的磁性液体4挤出密封间隙，使得进气口14和出气口13通 过排气通
道23连通，进而使得油箱内的气压依次从进气口14、排气通道23和出气口13 排出油箱外，
以达到降压的目的，当油箱内的压力降至正常值时，磁性液体4重新吸附到 轴3的外周面和
极靴21的内周面之间以再起到密封效果。由此，免去了在压力释放阀内设 置弹簧的麻烦，
解决了弹簧恢复能力容易因为较大瞬时压力冲击失效等问题。

[0031] 根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀100，通过至少部分磁性液体4位于进气口 14和出气口13之间，由此可以通过调节出气口13和进气口14之间的磁性液体4，从而调 
节磁性液体压力释放阀100开启压力，增大了磁性液体压力释放阀100开启行程。

[0032] 根据本发明实施例的磁性液体压力释放阀100，通过膜盘7的设置，由于油箱电气故障 会产生大量油雾状小液滴外喷，冲击油箱壁与阀座等，也可能直接冲击到最下侧的极
齿， 导致失去恢复效果，因此设置膜盘7在一定程度上能够防止这一现象保护脆弱结构，另
外 膜盘7与极靴21组件2沿轴3的轴向间隔设置，从而膜盘7和极靴组件2之间留出空间可 
以降低冲击力度，从而降低对于磁性液体液7的冲击力度，进一步提高了磁性液体压力释 
放阀100的使用寿命。

[0033] 在一些实施例中，还包括导向件5，导向件5设在壳体1内，导向件5设有导向槽，轴 3可移动地穿设在导向槽内，以便防止轴3偏斜。

[0034] 具体地，如图1所示，导向件5设在极靴组件2的上端，且导向件5设在壳体1内且 穿设在轴3上，导向件5的外周面与壳体1的内周面接触，导向件5的内周面与轴3的外 周面沿
内外方向间隔设置，且导向槽的内周面与轴3的外周面之间的间隙小于密封间隙， 从而通
过导向件5防止轴3在上下运动的时候发生偏斜，且导向件5的内周面与轴3的外 周面之间
的间隙小于密封间隙可防止轴3在运动时候与极靴组件2中的极靴21发生碰磨， 从而延长
了极靴组件2的使用寿命。

[0035] 在一些实施例中，壳体1包括相互连通的第一壳11和第二壳12，第一壳11可拆卸地 设在第二壳12上，极靴组件2设在第一壳11内，第二壳12适于与油箱相连。具体地，如 图1所
示，第一壳11设在第二壳12的上方，第一壳11和第二壳12通过紧固件(图中未 示意出)可拆
卸连接，极靴组件2设在第一壳11内，第二壳12可安装在油箱的上方。由 此，当第一壳11内
的极靴组件2内的磁性液体4失效时，可直接更换第一壳11，使得壳 体1的设置更加合理。

[0036] 在一些实施例中，磁性液体压力释放阀100还包括密封圈6，密封圈6设在第一壳11 和第二壳12之间，以便防止气体从第一壳11和第二壳12之间泄漏。具体地，如图1所示， 第
一壳11的下周面或第二壳12的上周面设有环形槽，密封圈6的一部分设在环形槽内， 另一
部分伸出环形槽与第一壳11或第二壳12配合，由此防止高压气体从第一壳11和第二 壳12
之间泄漏，保证了磁性液体压力释放阀100的密封性能。

[0037] 可以理解的是，第一壳11和第二壳12也可一体成型，且紧固件可以为螺栓或螺钉。

[0038] 在一些实施例中，轴3为两端封闭的中空结构，以便减轻轴3的重量。由此，减轻了 轴3的重量以使轴3能够沿上下方向移动。

[0039] 在一些实施例中，壳体1的内周面上设有沿轴3径向方向向内延伸的定位部15，极靴 组件2设在定位部15上。具体地，如图1所示，壳体1的内周面沿内外方向向内延伸的定 
位部15，极靴组件2设在定位部15上，极靴组件2的上方设有端盖8。由此，使得极靴组 件2设
在定位部15和端盖8之间，防止极靴组件2在上下方向发生窜动。

[0040] 在一些实施例中，极靴组件2包括多个极靴21和磁源部件22。

[0041] 多个极靴21设在壳体1内，多个极靴21套设在轴3上，多个极靴21的内周面与轴3 的外周面之间沿轴3的径向间隔设置，极靴21的内周面与轴3的外周面填充有磁性液体4。 
磁源部件22可产生磁场，磁源部件22设在壳体1内且套设在轴3上，磁源部件22位于相 邻极
靴21之间。由此，磁源部件22、极靴21和磁性液体4构成闭合磁路，利用磁源部件 22在极靴
21和轴3之间产生强弱相间的非均匀磁场，将磁性液体4吸附在极靴22的极齿 和轴3之间，
从而使得磁性液体4填充在间隙内，使得达到密封的目的。

[0042] 可以理解的是，极靴组件2还可以为多个磁源部件22，多个磁源部件22套设在轴3 上，多个磁源部件22的内周面与轴3的外周面之间沿轴3的径向间隔设置，极靴21设在 壳体
1内且套设在轴3上极靴21位于相邻磁源部件22之间，极靴21的内周面与轴3的外 周面填充
有磁性液体4。

[0043] 在一些实施例中，出气口13设在壳体1的外周面上，和/或出气口13设在壳体1的自 由端。具体地，进气口14设在壳体1的下端，出气口13的设置可以根据实际需要进行选 择，
例如：出气口13可以设在壳体1的上端，或出气口13可设在壳体1上，且磁源部件 22上设有
与出气口13连通的出气通孔(图中未示意出)，以便高压气分别通过进气口14、 出气通孔和
出气口13排出。另外，出气口13的个数可以设置多个，例如：出气口13可沿 壳体1的外周侧
间隔设置等。

[0044] 在一些实施例中，磁源部件22为包括具有导磁能力的金属芯(图中未示意出)和线圈 (图中未示意出)，线圈缠绕在金属芯的外周侧。由此，当线圈通电时，金属芯将会被磁 
化，使得磁源部件22产生磁场，通过调整电流的大小，从而将调节磁源部件22产生磁场 的
大小。

[0045] 在一些实施例中，磁性液体压力释放阀100还包括报警器(图中未示意出)，报警器 设在轴3的自由端，以在油箱压力过高时，报警器发生警报。具体地，报警器设在轴3的 上
端，当油箱压力升高时，轴向上运动，报警器感应到轴向上移动时，报警器将发出警报， 提
醒使用者油箱压力过高。

[0046] 根据本发明实施例的变压器包括：变压器本体(图中未示意出)、油箱(图中未示意 出)和压力释放阀。

[0047] 变压器本体与油箱相连，以便对变压器本体进行供油。具体地，油箱内设有变压器油， 从而对变压器本体的芯子与外壳及铁芯有良好的绝缘作用、使变压器运行中加速冷却
和灭 弧作用。

[0048] 磁性液体压力释放阀为上述实施例中任一项磁性液体压力释放阀，磁性液体压力释放 阀的进气口与油箱相连，具体地，磁性液体压力释放阀设在油箱的顶部。

[0049] 根据本发明实施例的变压器，通过将磁性液体压力释放阀的进气口与油箱相连，在变 压器本体正常工作时，磁性液体压力释放阀保护油箱内的变压器油与外部空气隔离，
变压 器本体一旦发生短路故障，变压器绕组将产生电弧和火花引起变压器油在瞬间膨胀
和分解 产生大量气体,使油箱内的压力迅速增加，磁性液体压力释放阀开启，从而有效的
降低油箱 内的压力，防止油箱因压力过大而破裂破裂。当油箱内压力减小到一定值时,磁
性液体压力 释放阀自动关闭，免除外界水分及杂质进入油箱内。

[0050] 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。

[0051] 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。

[0052] 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。

[0053] 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。

[0054] 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。

[0055] 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。