1.本发明属于磁流体密封技术领域，尤其是涉及一种无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴。
背景技术：2.磁流体密封技术是在磁性流体的基础上发展而来的，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型密封圈”。磁流体密封装置的功能是把旋转运动传递到密封容器内，常用于真空密封。
3.传统的磁流体密封件结构组成：导磁轴，不导磁外壳，隔磁垫圈(2个)，氟胶密封圈(多个)，永磁铁，磁极(2个)，端盖，轴用挡圈，轴承。在某些特殊应用场合，与磁流体的接口结构比较特别，从而压缩了磁流体内部的径向空间。如客配尺寸a和b，是磁流体应用端已经定型的尺寸，无法改变，磁流体必须基于这两个客配尺寸a和b限定的空间进行紧凑的设计。但经常会遇到客配尺寸a和b限定的空间实在太狭窄，如果还是按传统磁流体的结构设计，无法正常布局轴承、磁极等。为了在这个狭小的薄壁空间内实现磁流体密封，如何在移除轴承和磁极后，只保留旋转轴主体、永磁磁钢和外壳的情况下，还能实现复杂的磁流体密封，是本领域技术人员探寻的问题。
技术实现要素：4.本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
5.本发明为了克服现有技术的不足，提供一种无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，包括：旋转轴，与磁流体应用端设备输出轴相连；外壳，套设于旋转轴外；磁流体，填充于旋转轴和外壳之间；永磁体，产生磁场将磁流体封闭在当前位置上；其中，旋转轴上设有用于填充相变材料的空腔，空腔内的相变材料形成固液混合态时，液态相变材料与固态相变材料分离后贴紧空腔内壁。
7.进一步的，旋转轴为绕一中心轴形成的回转体结构。
8.进一步的，外壳为绕中心轴形成的回转体结构。
9.进一步的，旋转轴一端设有安装部，永磁体设于安装部上。
10.进一步的，安装部上设有用于容纳磁流体的齿形槽。
11.进一步的，无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴还包括：轴承，套设于旋转轴外侧；限位挡圈，将轴承固定在旋转轴上；其中，外壳上设有容纳轴承的腔室。
12.进一步的，安装部上设有用于容纳永磁体的安装槽，永磁体上设有环氧树脂胶。
13.进一步的，空腔侧壁倾斜设置。
14.进一步的，空腔侧壁设有若干凸环。
15.进一步的，腔室侧壁上设有螺旋槽道。
16.本发明具有以下优点：提供一种在保留旋转轴主体、永磁磁钢和外壳的情况下实现磁流体密封的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
18.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
19.在附图中：
20.图1为根据本发明一种实施例的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴的结构示意图。
21.图2为上述无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴的剖视图。
22.图3为根据本发明另一种实施例的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴的剖视图。
23.图4为根据本发明又一种实施例的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴的剖视图。
24.图中附图标记的含义如下：
25.100、无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴；101、旋转轴；101a、空腔；101b、齿形槽；1011、安装部；102、外壳；102a、连接孔；102b、腔室；1021、端面；1022、氟胶密封圈；103、永磁体；104、环氧树脂胶；105、挡板；106、轴承；107、隔磁垫圈；108、限位挡圈；109、端盖；
26.200、无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴；200a、凸环；
27.300、无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴；300a、螺旋槽道。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
29.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
31.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
32.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
34.如图1-2所示的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴100包括旋转轴101、外壳102、永磁体103和磁流体。
35.旋转轴101与磁流体应用端设备输出轴相连，外壳102套设于旋转轴101外侧，旋转
轴101一端设有安装部1011，安装部1011直径大于旋转轴101轴体的直径，减小旋转轴101与外壳102之间的间隙以填充磁流体；安装部1011上设有齿形槽101b，磁流体填充在齿形槽101b内，外壳102内壁和安装部1011侧壁形成密封空间，配合永磁体103封闭磁流体；安装部1011上设有安装槽，永磁体103为环形结构，永磁体103为钕铁硼永磁铁，永磁体103产生的磁场将磁流体束缚在齿形槽101b内，保证密封旋转轴101使用的可靠性。
36.旋转轴101和外壳102为绕统一中心轴形成的回转体，外壳102上升设有腔室102b，腔室102b内设有轴承106，旋转轴101穿设于轴承106内，轴承106侧壁与腔室102b内壁接触，内壁与旋转轴101接触，旋转轴101上设有第一环槽，第一环槽内设有限位挡圈108，限位挡圈108抵在轴承106侧壁上将轴承106固定，避免轴承106在腔室102b内移动；轴承106侧壁上设有隔磁垫圈107，隔磁垫圈107侧壁抵在腔室102b内壁上，对轴承106起辅助固定作用，减少磁流体和永磁体103对轴承106的影响。
37.轴承106可设置多个，根据旋转轴101的长度进行调整，在本实施例中以设置两个轴承106为例，两个轴承106之间设置垫圈将两个轴承106隔开，隔磁垫圈107和限位挡圈108分别设置在两个轴承106侧壁，与垫圈相互配合将轴承106固定，避免轴承106在旋转轴101转动时移动。
38.利用轴承106设置减小旋转轴101和外壳102内壁的摩擦力，配合磁流体减小磁流体应用端设备动能的损耗。
39.腔室102b一端内壁上设有连接槽，连接槽内设有端盖109，端盖109将腔室102b封闭，避免轴承106在使用时受到影响，保证轴承106使用的稳定性。
40.永磁体103上设有环氧树脂胶104，利用环氧树脂胶104将永磁体103固定，避免永磁体103错位或缺失，延长磁流体密封旋转轴101的使用寿命。
41.外壳102一端设有连接环，安装部1011一端设有与连接环相配合的第二环槽，外壳102套设于旋转轴101上时，连接环处于第二环槽内；外壳102内壁上设有第三环槽，第三环槽内设有挡板105，挡板105抵在第二环槽内壁上，挡板105配合齿形槽101b将磁流体封闭，进一步的增加对磁流体的密封效果。
42.外壳102上设有端面1021，端面1021上设有凹槽和多个连接孔102a，凹槽内设有氟胶密封圈1022，连接孔102a内穿设有螺钉，磁流体应用端设备通过螺钉连接于外壳102上，氟胶密封圈1022将外壳102和设备的连接处封闭，增加外壳102与磁流体应用端设备的密封效果。
43.安装部1011上设有空腔101a，空腔101a内填充有相变材料，空腔101a侧壁倾斜设置，当磁流体应用端设备工作时，热量传递至旋转轴101上，固相相变材料吸热转换成液相时存在固液混合相的情况，相变材料随旋转轴101的转动而转动，液相相变材料在离心力作用下被甩至空腔101a侧壁上，使液相相变材料和固相相变材料相分离，从而使将旋转轴101上的热量更好的传递至固相相变材料上，将旋转轴101上的热量吸收，减少热量对磁流体和永磁体103的影响。
44.将空腔101a的侧壁倾斜设置，为固相相变材料提供预留空间，同时在相变材料改变相态时将固体表面的液体去除，使固体能够更直接的吸收旋转轴101上的热量，将旋转轴101的温度控制在指定范围内，对磁流体做充分利用，保证降下密封旋转轴101使用的稳定性。
45.区别于传统磁流体结构，本发明取消了2个磁极部件，以及配套的2个隔磁垫圈和多个氟胶密封圈。该磁流体内部无磁极、无氟胶密封圈，简化结构，缩小内部空间尺寸，消除氟胶密封圈在内部的放气影响。
46.该无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴结构，可以灵活运用于多种特殊限定场合，满足传统磁流体结构无法实现的应用。
47.如图3所示，作为进一步的优选方案中的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴200，空腔侧壁上设有多个凸环200a，凸环200a设置在空腔侧壁上后增加空腔空间，同时利用凸环200a的设置，使相变材料进入到凸环200a内后增加与旋转轴的接触面积，将旋转轴上的温度稳定的控制在指定范围内，保证磁流体和永磁体的使用稳定性。
48.如图4所示，作为另一种优选方案中的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴300，空腔侧壁上设有螺旋槽道300a，螺旋槽道300a绕设于空腔侧壁上，起到增加空腔体积作用，进入到螺旋槽道300a内的相变材料能够沿着螺旋槽道300a进行流动，进而对空腔侧壁上的不同位置进行控温，使得整个腔室内的温度控制更加均匀，提升对旋转轴的控温效果。
49.以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
技术特征：1.一种无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，包括：旋转轴，与磁流体应用端设备输出轴相连；外壳，套设于所述旋转轴外；磁流体，填充于所述旋转轴和所述外壳之间；永磁体，产生磁场将磁流体封闭在当前位置上；其特征在于：其中，所述旋转轴上设有用于填充相变材料的空腔，所述空腔内的相变材料形成固液混合态时，液态相变材料与固态相变材料分离后贴紧空腔内壁。2.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述旋转轴为绕一中心轴形成的回转体结构。3.根据权利要求2所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述外壳为绕所述中心轴形成的回转体结构。4.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述旋转轴一端设有安装部，所述永磁体设于所述安装部上。5.根据权利要求4所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述安装部上设有用于容纳所述磁流体的齿形槽。6.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：还包括：轴承，套设于所述旋转轴外侧；限位挡圈，将所述轴承固定在所述旋转轴上；其中，所述外壳上设有容纳所述轴承的腔室。7.根据权利要求4所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述安装部上设有用于容纳所述永磁体的安装槽，所述永磁体上设有环氧树脂胶。8.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述空腔侧壁倾斜设置。9.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述空腔侧壁设有若干凸环。10.根据权利要求1所述的无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，其特征在于：所述腔室侧壁上设有螺旋槽道。
技术总结本发明公开了一种无磁极紧凑型磁流体密封旋转轴，包括：旋转轴，与磁流体应用端设备输出轴相连；外壳，套设于旋转轴外；磁流体，填充于旋转轴和外壳之间；永磁体，产生磁场将磁流体封闭在当前位置上；其中，旋转轴上设有用于填充相变材料的空腔，空腔内的相变材料形成固液混合态时，液态相变材料与固态相变材料分离后贴紧空腔内壁；本发明能够在保留旋转轴主体、永磁磁钢和外壳的情况下实现磁流体密封。永磁磁钢和外壳的情况下实现磁流体密封。永磁磁钢和外壳的情况下实现磁流体密封。
技术研发人员：楼允洪 黄昌盛
受保护的技术使用者：杭州维科磁电技术有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
