一种密封轴承
阅读说明：本技术 一种密封轴承 (Sealed bearing ) 是由 王前进 于 2021-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种密封轴承,包括有外环、内环、凹极及凸极,所述内环与外环通过滚动体活动连接在一起；所述凹极呈环状结构,固定在外环或内环端部,外侧设有永磁体,内侧上设有“U”型或“V”型凹槽；所述凸极固定在内环或外环上,顶部置于凹槽内,并与凹槽之间形成有“U”型或“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体；所述磁流体在永磁体内侧磁极提供的磁场作用下克服重力向积聚在凹槽底部,并利用流体在U型管中静压平衡的原理,在凸极与凹极之间形成“U”型或“V”型的密封带。本发明所涉及的密封轴承结合了滚动轴承及磁流体密封的特点,并利用流体在U型管中静压平衡的原理及流体旋转产生的离心力,提高了磁流体的密封效果。(The invention discloses a sealed bearing, which comprises an outer ring, an inner ring, a concave pole and a salient pole, wherein the inner ring and the outer ring are movably connected together through a rolling body; the concave pole is of an annular structure and is fixed at the end part of the outer ring or the inner ring, the outer side of the concave pole is provided with a permanent magnet, and the inner side of the concave pole is provided with a U-shaped or V-shaped groove; the salient poles are fixed on the inner ring or the outer ring, the tops of the salient poles are arranged in the grooves, and U-shaped or V-shaped gaps are formed between the salient poles and the grooves; magnetic fluid is filled in the gap; the magnetic fluid overcomes the gravity to accumulate at the bottom of the groove under the action of a magnetic field provided by the magnetic poles at the inner side of the permanent magnet, and a U-shaped or V-shaped sealing strip is formed between the salient pole and the concave pole by utilizing the principle of static pressure balance of fluid in the U-shaped pipe. The sealed bearing combines the characteristics of a rolling bearing and the sealing of the magnetic fluid, and improves the sealing effect of the magnetic fluid by utilizing the principle of static pressure balance of the fluid in the U-shaped pipe and the centrifugal force generated by the rotation of the fluid.)
技术领域
本发明属于机械工程密封轴承领域，尤其涉及一种具有自调节性且适合高转速的密封轴承。
技术背景
轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体旋转，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，但为了阻止灰尘、水和其他杂质进入轴承，并防止润滑剂流失，轴承一般要采用接触式密封、非接触式密封及组合式密封，尤其是在水下应用时，其多采用接触式密封，该种密封方式密封摩擦系数大，导致相关设备额外损耗的功比较高，且产生的大量的热量，又进一步影响了密封性能，降低了轴承的使用寿命，需要一种低摩擦系数的密封轴承解决该问题。
目前磁流体密封作为一种低摩擦系数的密封方式在机械密封当中发挥着巨大的作用，磁流体密封具有以下优点：1、密封性能好、易修复；2、无磨损、寿命长、功耗低；3、结构简单、成本低、可靠性高，七原理是利用磁流体受到两磁极的轴向磁拉力被约束在静止磁极与旋转磁极形成的磁路间隙当中，形成“O型密封圈”，但在高速运转过程中，磁流体因为旋转而在旋转面上产生径向朝外的离心力，此离心力与磁流体所受的磁约束力并不处在同一方向上，因此，运转过程中的磁流体会因为离心力的作用挣脱磁力的束缚而发生迁移，导致磁流体“O型密封圈”的有效密封厚度明显减小，密封性能变差，甚至会导致密封失效，且由于磁流体密封中的磁流体密封间隙很小，所以各运动部件之间的相对位置的精度要求较高，就必须需要辅助定位才能保证磁流体密封各部件高速旋转下稳定运行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明巧妙结合轴承高精回转特性保证了磁流体密封中各个运动部件之间相对位置的精度，并利用流体在U型管中静压平衡的原理及流体旋转产生的离心力，提供了一种具有自调节性且适合高转速的磁流体密封轴承。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种密封轴承，包括有外环、内环、凹极及凸极，所述内环与外环通过滚动体活动连接在一起；所述凹极呈环状结构，固定在外环或内环端部，外侧设有永磁体，内侧上设有“U”型或“V”型凹槽；所述凸极固定在内环或外环上，顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“U”型或“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体；所述磁流体在永磁体内侧磁极提供的磁场作用下克服重力向积聚在凹槽底部，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极与凹极之间形成“U”型或“V”型的密封带；其有益效果在于：所述密封轴承中外环与内环在滚动体的限制作用下，保证了各个运动部件在旋转过程中相对位置的稳定性，并提供了极强的承载能力，且凸极及凹极的结构形式共同营造了一个截面呈“U”型的间隙，磁流体被填充在其中；永磁体内侧磁极近距离地对磁流体提供一个径向的磁场，使磁流体两端均产生一个径向外移动的势能，进而促使磁流体积聚在凹槽底部形成密封带，实现流体在U型管中的静压平衡，当磁流体两端存在压差的情况下，密封带整体偏移达到新的平衡，密封面不会被破坏，密封效果不受影响；当处于旋转状态下的凸极或凹极带动磁流体旋转时，会使磁流体产生离心力，离心力的方向亦是径向朝外，磁流体在磁力及离心力的同向叠加作用下增强向凹极底部积聚的势，根据流体在U型管中静压平衡的原理，磁流体两端压差为零时，两端液面高度差为零，当压差不为零时，磁流体在间隙中会整体发生偏移使两端形成液面高度差，以此平衡压差，转速越高，离心力越大，极小的液面高度差就能抵抗极强地外部压差，既能保证极好的动密封效果，还不用担心高速状态下，磁流体因离心力的影响而导致密封厚度拉伸变薄被击穿而导致密封失效的问题，特别是转速越高时，离心力越大，抵抗外部压差的能力越强，适合外界压差随转速增加而增大的工况，自我调节能力强；根据压力、压强及面积之间的物理关系，为进一步增加磁流体在磁力影响下抵御外部压差的能力，“U”型间隙处的流通面积越到底部越小。
优选地，所述间隙中设有用于增大与磁流体接触面积的载液条，所述载液条固定在旋转部位上；其有益效果在于：载液条作为凹极或凸极的延申部，间接地增大了凹极或凸极与磁流体的表面接触面积，增强了凹极或凸极带动磁流体旋转的能力，使得磁流体获得更多的能量旋转，产生更大的离心力；所述载液条可由呈海绵结构的材料制作而成，如高密海绵，主要特征为柔性、多孔，流体可以自由穿梭在其孔隙中而不影响自身的流动性，进而不影响流体的密封效果，更加重要的是其海绵结构纵横交错，大大增大了旋转部件带动磁流体旋转的能力；在一般情况下，若为节约成本，所述载液条可用絮状纤维或者羽绒代替。
优选地，所述永磁体呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；其有益效果在于：单极辐射环的磁极分别位于内外两侧，众所周知，磁极是磁体中磁力最强的部位，磁感线分布最为密集，越靠近环状永磁体内侧磁极的磁场线越呈现出径向分布的状态，凹槽紧贴环状永磁体内侧磁极，处在正中位置，使整个磁流体密封带近距离地处在磁极提供磁场的最佳位置中，可获得最大化的径向磁力，进而促使磁流体积聚在凹槽底部形成密封带，实现流体在U型管中的静压平衡，保证更强的密封性能。需要指出的是，所述永磁体可由多片扇形永磁体交错布置组合而成，对于小半径的环状永磁体可采用辐射环，容易加工，但对于大直径的环状永磁体加工并不是很容易，可采用组合的方式降低加工难度；为使磁场分布的更加均匀，扇形永磁体交错的布置，采用辐射充磁或径向充磁的方式。
优选地，所述永磁体与凹极连为一体固定在旋转部件上，所述凸极固定在静止部件上；其有益效果在于：永磁体与凹极连为一体更进一步地拉近了磁极与磁流体的距离，使磁流体可获得更大的磁力，产生更强的密封性能；将凹极固定在旋转部件上，一方面在于，磁流体在磁场的作用下向凹槽底积聚，磁流体中的磁性微粒在磁场的作用下呈现不均匀的分布，越靠近磁极的部位磁性微粒浓度越稠密，进而导致越靠经磁极的部位，磁流体的黏度越大，相较于凸极，凹极旋转带动磁流体获得离心力的能力更强，使得动密封状态下密封性能更强，且由于靠经凸极的磁流体黏度小，旋转时磁流体与凸极之间的摩擦力小，运转时产生的热量也相对较小；另一方面在于，密封结构上，凹极处在凸极的外圈，凹极与磁流体的表面接触面积大于凸极与磁流体的接触面积，产生的静摩擦力大，传递的能量多，带动磁流体旋转的能力优于凸极，且在旋转时，处于外圈的凹极线速度大于处于内圈的凸极，所产生的离心力更大，更有利于抵抗外界压差；所述凹极优选地采用柔性材料制作，如可塑性强的高弹性聚合物，更具体地如聚四氟乙烯，既耐高温又耐低温，而凹极由柔性材料制作时，所述环状永磁体可作为支架为凹极提供强有力的支撑，保证其在高速运转时不发生变形，进而保证了密封效果，减少零部件的个数；特别需要指出的是，由于永磁体的磁极分别处在在内外侧，内侧磁极为磁流体提供磁场，而外侧磁极也可以提供磁场，若永磁体外侧空间形成有“U”型间隙，可填充磁性润滑脂这种黏度大、成本低的非牛顿磁流体，在离心力的作用下，形成一道辅助密封带。
所述凸极通过支撑环设在外环上，凹极通过旋转环设在内环上，比较适用于小直径的轴承，这类轴承内外与外环之间间距小，壁厚薄，在外环或内环直接加工凸极和永磁体的安装槽难度比较大，且狭小的空间限制了磁极的厚度，降低了磁极对磁流体的磁力，影响密封的性能，而支撑环及旋转环作为外环及内环的延申部，降低了加工难度，增大了磁极的安装空间，需要指出的是，支撑环可与凸极一体化设计。
优选地，所述旋转环外端设有隔离板，所述隔离板固定在静止部件上；其有益效果在于：形成迷宫型密封结构，且在永磁体的外围形成“U”型间隙，在间隙可内填润滑脂，优选为磁性润滑脂，充分利用旋转环运转时产生的离心效应及永磁体的磁极对磁性润滑脂的强大磁吸力形成辅助密封，提高密封性能。
优选地，所述隔离板外侧设有甩泥环，所述隔离板固定在旋转部件上；其有益效果在于：作防水密封时，高速旋转的甩泥环可以将水中的泥沙等大颗粒杂质利用离心力的作用甩出，避免杂质进入流体密封带中，影响密封性能。
优选地，所述凹极边沿部与凸极接触形成封闭空间，所述磁流体被限制在凸极与凹极之间形成的“U”型或“V”型封闭空间中；其有益效果在于：一方面在于，可防止剧烈震动时，磁流体脱离磁力的束缚大量外泄；另一方面在于，可防止外界杂质进入磁流体，影响磁流体的特性，保证密封效果。
优选地，所述凸极设在内环上，所述永磁体与凹极连为一体固定在外环上；其有益效果在于：适用于永磁体外侧需要设置励磁体的场合，方便励磁体上绕组线圈的接线，由旋转的凸极带动磁流体旋转，使流体产生离心力，需要指出的是，在磁极的影响下，磁流体中的磁性微粒向凹极靠拢，导致靠经凸极的磁流体中磁性微粒浓度低，进而导致靠经凸极的磁流体黏度低，带动磁流体旋转获得离心力的能力有限，为增加凸极带动流体旋转的能力，在凸极适当位置需设置叶片或将载液条固定安装在凸极上。
优选地，所述永磁体外侧设有饶有线圈的励磁体，所述励磁体在线圈通电后产生磁场，提供磁力；所述励磁体固定在外环上；其有益效果在于：饶有线圈的励磁体通电后产生磁场，通过改变电流的大小就可控制励磁体产生磁场的强度变化，使得密封强度实现可控，适合有特殊要求的工作场合，进一步地，饶有线圈的励磁体固定安装在凹极外侧的静止部件上，方便电路的连接。
进一步优选地，所述励磁体包括励磁柱及励磁环，饶有线圈的励磁柱均布在励磁环上；其有益效果在于：饶有线圈的励磁柱通电提供磁场，励磁环将磁场沿圆周上分布开来，保证磁流体的分布的均匀性，进而保证密封效果；需要指出的是，对于大直径的励磁体可采用分片组合、交错布置的形式制作。
优选地，所述内环或外环设有密封槽；其有益效果在于：保证轴承在安装配合时，与其他部件之间的的密封性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、利用滚动轴承高精回转特性满足了磁流体密封中对各个运动部件之间相对位置稳定性的要求，保证了密封的稳定性；2、突破常规方法中通过轴向磁拉力将磁流体束缚在磁路气隙中进行密封的做法，而是对磁流体施加一个径向朝外的磁力，利用流体在U型管中静压平衡的原理，促使磁流体形成“U”型密封带，该密封带既保证了磁流体低摩擦副的特性，还消除了磁流体因离心力的作用而导致密封失效的风险；3、将离心力从有害面转变为有利面，转速越高，离心力越大，密封效果越强，特别适合在水下推进器中应用，自调节性强；4、零部件结构简单，制作成本底，可靠性高；5、密封摩擦系数低，使用寿命长，功耗低。
附图说明
图1为实施例一中所述密封轴承的整体结构示意图；
图2为实施例一中所述密封轴承的局部结构示意图；
图3为实施例一中所述凹极及载液条的结构示意图；
图4为实施例一中所述永磁体为单极辐射环的结构示意图；
图5为实施例一中所述永磁体采用组合形式的结构示意图；
图6为实施例一中所述密封轴承存在压差情况下的平衡状态示意图；
图7为实施例二中所述密封轴承局部的结构示意图；
图8为实施例二中密封部位的结构示意图；
图9为实施例三中所述密封轴承局部的结构示意图；
图10为实施例三中密封部位的结构示意图；
图11为实施例四中所述密封轴承局部的结构示意图；
图12为实施例四中密封部位的结构示意图；
图13为实施例五中所述密封轴承局部的结构示意图；
图14为实施例五中密封部位的结构示意图；
图15为实施例一中所述励磁体为一体化设计的结构示意图；
图16为实施例一中所述励磁体采用组合形式的结构示意图；
图17为实施例六中所述密封轴承局部的结构示意图；
图18为实施例六中密封部位的结构示意图；
图中：1、外环；2、内环；3、滚动体；4、凸极；5、磁流体；6、凹极；61、半弧环；7、载液条；8、旋转环；9、永磁体；9-1、永磁瓦；10、隔离板；11、润滑脂；12、密封槽；13、支撑环；14、填料函；15、保持架；16、定位架；17、甩泥环；18、引线槽；19、励磁体；19-1、励磁柱；19-2、线圈；19-3、励磁环；19-4、励磁瓦；20、挡泥板；21、副永磁体。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1～6所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，内环2作旋转运动，凹极6及永磁体9连为一体通过旋转环8固定所述内环2中，所述凹极6上设有“U”型凹槽，所述凹极6由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极通过支撑环13固定安装在外环1上，顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“U”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；所述永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“U”型密封带；运转时，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外的离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6的“U”型槽底部；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；所凸极4两端设有填料函14，用于阻止杂质进入密封带；所述旋转环8外端设有隔离板10，所述隔离板10固定在外环1上，所述旋转环8与外环1之间填充有润滑脂11，优选为磁性润滑脂，需要说明的是磁性润滑脂11在永磁体9的作用下被吸附在外侧磁极上，不易外泄，旋转时，旋转环8带动磁性润滑脂11产生离心力，在“U”型间隙内形成密封带，起到辅助密封作用，能有效防止杂质进入；所述外环1及内环2设有密封槽12。
根据流体在U型管中静压平衡的原理，密封带处在静密封状态时，磁流体5在凹极6正上方磁极的作用下保持平衡；若磁流体5两端无压差，两端液面高度差h为零，若一端压力变大，磁流体5将会整体向压力低的一侧偏移，直至达到新的平衡状态，此时会形成液面高度差h,处于此高度差带中的磁流体5在磁力的作用下平衡外界压差；密封带处在动密封状态时，旋转状态下的磁流体5不仅受到了磁力作用，还受到离心力的作用，两者相互叠加，共同提供径向力场实现流体在“U”型管中的静压平衡，转速越高，离心力越大，极小的液位高度差h就能抵抗极强地外部压差变化，保证极好的动密封效果，不用担心磁流体5厚度变薄被击穿而导致密封失效地问题。
需要指出的是，所述呈环状结构的永磁体9可为一体化设计，也可采用若干永磁瓦9-1组合而成，为使得磁场的分布更加均匀及更方便安装，永磁瓦9-1可采用交错布置，对于大直径的轴承来说，可极大减小加工成本。
实施例二
如图7～8所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，内环2作旋转运动，所述内环2两端均通过旋转环8固定有凹极6，所述凹极6上设有“V”型凹槽，所述凹极6由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极4通过支撑环13固定在外环1上，顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；所述凹极6外侧设有永磁体9，永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环，与凹极6连为一体固定在所述旋转环8中；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“V”型密封带；所述永磁体9与凹极6连为一体固定在旋转环8上，随内环2同步旋转，带动凹极6及永磁体9运动，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6的“V”型槽底部；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；所凸极4两端设有填料函14，用于阻止杂质进入密封带；所述旋转环8顶上端设有副永磁体21，外端设有隔离板10，所述隔离板10紧贴副永磁体21一同固定在外环1上，所述旋转环8与副永磁体21之间填充有磁性润滑脂11；所述外环1及内环2设有密封槽12。
根据流体在U型管中静压平衡的原理，密封带在静密封状态时，左右两道磁流体5将轴承内部形成一个封闭的空间，在凹极6正上方磁力的作用下保持平衡；若两端无压差，两端两道磁流体液面高度差h均为零，若一端压力变大，第一道磁流体5将会整体向压力低的一侧偏移，直至达到新的平衡，此时第一道磁流体5会形成液面高度差h1，由于两道磁流体5之间形成密闭空间，空间减小引起的密闭空间压强变大，进而将压差传递给第二道磁流体5，此时第二道磁流体5会形成液面高度差h2，两段高度差带中的磁流体5在磁力的作用下共同平衡外界压差；在动密封状态时，旋转状态下的磁流体5不仅受到了磁力作用，还受到离心力的作用，两者相互叠加，共同提供径向力场实现U型管静压平衡，转速越高，离心力越大，极小的液位高度差就能抵抗极强地外部压差变化，保证极好的动密封效果，不用担心磁流体5厚度变薄被击穿而导致密封失效地问题。
需要指出的是，凹极6的内侧及旋转环8外侧均形成了“U”型密封带，旋转环8带动凹极6旋转时，内外两道密封带均在离心力及磁力的同向叠加下抵抗外部压差，双重保证密封性能；若不计成本，磁性润滑脂11可换成磁流体5实施例三
如图9～10所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，内环2作旋转运动，永磁体9与凹极6连为一体固定在内环2端部的安装槽内，所述凹极6上设有“V”型凹槽，所述凹极6由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极4通过旋转环固定在内环2上，顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；所述永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“V”型密封带；运转时，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6的“V”型槽底部；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；为了防止剧烈震荡时，磁流体发生外泄，所述凹极6边沿部与凸极4轻微接触，形成封闭空间，所述磁流体5被封存在封闭空间内；所述支撑环13外侧设有甩泥环17，所述甩泥环17固定在内环2上；所述外环1及内环2均设有密封槽12。
需要指出的是，由于凹极6边沿部与凸极4轻微接触，形成封闭空间，在外界压力变化时，边沿接触部位会形成第一道保护，若第一道保护失效，则由磁流体密封带实施第二道保护，双重作用下保证密封效果。
需要说明的是，这种将永磁体及凹极直接安装在内环或外环的密封轴承，需要内环或外环有一定的厚度，比较适用于直径比较大的轴承，优选选择安装在内环上，以便防止密封轴承内部润滑滚动体的润滑脂由于离心力的影响，进入磁流体密封带中，影响密封性能。
实施例四
如图11～12所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，外环1作旋转运动，永磁体9与凹极6连为一体固定在外环1端部的安装槽内，所述凹极6上设有“V”型凹槽，所述凹极6由硬质材料加工的半弧环61组合而成；所述凸极4直接固定在内环2上，顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；所述永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“V”型密封带；运转时，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6的“V”型槽底部；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；所述永磁体9外端从里到外依次设有隔离板10、甩泥环17及挡泥板20，所述隔离板10及挡泥板20固定在内环2上，所述甩泥环17固定在外环1上，所述永磁体9、隔离板10及甩泥环17之间形成的“U”型间隙内填充有磁性润滑脂11，甩泥环17旋转产生的离心力可将大颗粒物质甩出轴承外；所述外环1及内环2设有密封槽12。
实施例五
如图13～16所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，内环2作旋转运动，所述内环2端部通过旋转环8固定有凹极6，所述凹极6上设有“V”型凹槽，所述凹极6由硬质材料加工的半弧环61组合而成；与所述凹极6相对应的凸极4通过支撑环13固定在外环1上；所述凸极4顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；所述凹极6外侧设有永磁体9及励磁体19，所述励磁体19、永磁体9及凹极6连为一体安装在定位架16上，所述定位架16安装外环1端部的安装槽内，所述永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“V”型的密封带；所述永磁体9与凹极6连为一体固定在旋转环8上，运转时，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6型槽底；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；所述旋转环8外端设有隔离板10，所述隔离板10固定在外环1上，所述支撑环13、旋转环8、隔离板10及外环1之间形成的“U”型间隙处填充有磁性润滑脂11；隔离板10外端设有甩泥环17，所述甩泥环17固定在内环2上；所述外环1及内环2设有密封槽12。
需要指出的是，所述励磁体19为环状结构，采用一体化设计，包括有励磁柱19-1、线圈19-2及磁磁环19-3，饶有线圈19-2的励磁柱19-1均布在励磁环19-3上，所述励磁体19置于永磁体9外侧，线圈19-2通电产生的磁场与永磁体的磁场同向叠加，使得施加在磁流体上的磁场总强度随电流的增加而增大，进而使密封性能可根据需要变得可控；外环1上设有线圈19-2的引线槽18。
所述说明的是，所述励磁体19还可由若干励磁单元组合而成，所述励磁单元包括励磁柱19-1、线圈19-2及励磁瓦19-4，饶有线圈19-2的励磁柱19-1固定在励磁瓦19-4上。
实施例六
如图17～18所示，一种密封轴承，包括有外环1、内环2、滚动体3及保持架15，内环2作旋转运动，所述内环2端部通过旋转环8固定有凹极6，所述凹极6上设有“V”型凹槽，所述凹极6由硬质材料加工的半弧环61组合而成；与所述凹极6相对应的凸极4通过支撑环13固定在外环1上；所述凸极4顶部置于凹槽内，并与凹槽之间形成有“V”型间隙；所述间隙内填充磁流体5；凹极6外侧设有永磁体9，固定在外环1端部的安装槽中，与凹极6之间存有间隙，所述永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环；所述磁流体5在永磁体9内侧磁极提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，并利用流体在U型管中静压平衡的原理，在凸极4与凹极6之间形成“V”型的密封带；所述永磁体9与凹极6连为一体固定在旋转环8上，运转时，处于旋转状态下的凹极6带动磁流体5旋转，使磁流体5产生径向朝外离心力；磁流体5在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹极6型槽底；为增大凹极6带动磁流体5旋转的能力，在凹极6上粘结有载液条7，所述载液条7由海绵制成；所述旋转环8外端设有隔离板10，所述隔离板10固定在外环1上，所述支撑环13、旋转环8、隔离板10及外环1之间形成的“U”型间隙处填充有磁性润滑脂11；隔离板10外端设有甩泥环17，所述甩泥环17固定在内环2上；所述外环1及内环2设有密封槽12。
需要指出的是，此时凹极6的内侧及外侧均形成了“U”型密封带，凹极6旋转时，内外两道密封带均在离心力及磁力的同向叠加下抵抗外部压差，双重保证密封性能；所述旋转环8优选为采用导磁材料制成，以便减小磁漏，间接地提高永磁体9对磁流体5的磁力；若不计成本，磁性润滑脂11可换成磁流体5。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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