一种密封电动喷泵推进器
阅读说明：本技术 一种密封电动喷泵推进器 (Sealed electric jet pump propeller ) 是由 王前进 于 2021-02-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种密封电动喷泵推进器,包括有壳体及转轴,转轴通过轴承活动连接在壳体两侧的端盖中,由电机定子与转子提供动力旋转,转轴输出端固定安装有螺旋桨,螺旋桨外侧设有文氏管中；轴承侧边设有密封组件,密封组件包括有凹极和凸极,凹极和凸极其中之一固定在转轴上；凹极呈环状结构,外侧设有永磁体,内侧设有凹槽；凸极顶部置于凹槽内,并与凹槽之间形成有U型间隙；所述间隙内填充磁流体；磁流体在永磁体内侧磁极提供的磁场作用下积聚在凹槽底部,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型的密封带。本发明利用磁流体密封提供了一种密封性能好、摩擦系数低的高性能的密封电动喷泵推进器。(The invention discloses a sealed electric jet pump propeller which comprises a shell and a rotating shaft, wherein the rotating shaft is movably connected in end covers at two sides of the shell through a bearing and is rotated by power provided by a motor stator and a rotor; the side edge of the bearing is provided with a sealing assembly, the sealing assembly comprises a concave pole and a convex pole, and one of the concave pole and the convex pole is fixed on the rotating shaft; the concave pole is in an annular structure, 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 groove; the top of the salient pole is arranged in the groove, and a U-shaped gap is formed between the salient pole and the groove; magnetic fluid is filled in the gap; the magnetic fluid is accumulated 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 sealing belt is formed between the salient pole and the concave pole by utilizing the principle of static pressure balance of the fluid in the U-shaped pipe. The invention provides a high-performance sealed electric jet pump propeller with good sealing performance and low friction coefficient by utilizing magnetic fluid sealing.)
技术领域
本发明属于能量转化工程机械领域，尤其涉及一种密封性好、摩擦系数低的密封电动喷泵推进器。
技术背景
随着近年来对环保型清洁能源的要求，推进器越来越多的往电力推进方面发展，且不断地趋于小型化，鉴于喷泵式推进装置在加速和制动性能方面具有和变距螺旋桨相同的性能,且具有卓越的高速机动性及可有效降低辐射噪声等优点，备受各大研发机构的关注，电动力的喷泵推进装置也随之迎来了大力发展。
电动力喷泵推进器的主动力通常采用电动机来启动动力，且为了更好的对电动力进行冷却，电动机优选地置于水中，为保证电动机内部避免泥沙、水和其他杂质进入，影响电动机性能，需要对电动机输出轴端的活动部位作密封处理，轴承作为支撑转轴的重要部件，降低了转子运动过程中的摩擦系数，保证其回转精度，但在对水密封性能上不足，尤其是在运转过程中，为弥补不足，轴承外侧一般附加密封装置，而现有的密封装置多采用接触式密封，该种密封方式摩擦系数大，进而导致电动机能量转化率低下，且摩擦产生大量有害的热量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种密封性能好且摩擦系数低的高性能密封电动喷泵推进器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种密封电动喷泵推进器，包括有壳体及转轴，所述转轴通过轴承活动连接在壳体两侧的端盖中，由电机定子与转子提供动力旋转，转轴输出端固定安装有螺旋桨，螺旋桨外侧设有文氏管，文氏管连接在壳体上；所述轴承侧边设有密封组件，所述密封组件包括有凹极和凸极，凹极和凸极其中之一固定在转轴上；所述凹极呈环状结构，外侧设有永磁体，内侧设有“U”型或“V”型凹槽；所述凸极顶部置于凹槽内，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积聚在凹槽底部，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：螺旋桨外侧设有文氏管，即能有效降低辐射噪音，还能利用文丘里效应提高推进效率；轴承保证了密封组件各个部件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；若轴承外环与内环间距足够大，为简化结构，所述的密封组件可直接集成在轴承的外环与内环之间，组合成密封轴承使用。
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。
进一步地，所述永磁体呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环，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，所述凹极与永磁体连为一体通过旋转环固定在转轴上，凸极通过支撑环固定在壳体的端盖中；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。
优选地，所述旋转环外端设有隔离板，所述隔离板固定在壳体的端盖中，所述旋转环与端盖之间间隙中填充有润滑脂；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，间隙内可填充润滑脂，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，所述旋转环外端设有甩泥环，所述甩泥环固定在转轴上；其有益效果在于：旋转的甩泥环，利用离心力将流体中的粉尘、泥沙甩出，防止外部粉尘、泥沙进入轴承中，减小轴承磨损，延长使用寿命。
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，所述凸极固定在转轴上，所述永磁体与凹极连为一体固定在壳体的端盖中；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励磁体，所述励磁体上饶有线圈，线圈通电后产生磁场；所述励磁体固定在外套上；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；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；对于大半径的励磁体可采用分片组合、交错布置的形式制作。
优选地，所述壳体上设有用于平衡内外压差有气压调节装置；其有益效果在于：对于极端的环境，气压调节装置用于平衡外部与推进器内部的压差，降低内外压差，到达密封所能承载的范围之内，保证密封效果。
进一步地，所述气压调节装置包括有缸体及活塞，所述缸体两端设有开孔，活塞置于缸体之中；其有益效果在于：缸体固定在静止的部件上，两端开孔联通外部与推进器内部大气，活塞置于缸体之中，在内外压差的作用下滑动，平衡压差，实现自我调节内外压差的目的。
优选地，密封组件使得推进器内部空间可制作为封闭状态，内部空间可以填充绝缘液体，优选为绝缘油，以排除内部空间的气体，当密封组件外部压力变化时，内部液体的强抗压缩能力，使得密封带的液位差基本不会发生变化，保证高强度的密封效果，且绝缘液体也可以起到润滑活动部位及散热的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、吊舱推进器的密封性好，摩擦系数低，大大提供了装置的防护等级，提供了能量转化效率；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，具有极强的自我调节能力；4、具有内外压差自我调节能力，可使装置在极端环境中使用。
附图说明
图1为实施例一中所述密封电动喷泵推进器的结构示意图；
图2为实施例一中密封部位的结构示意图；
图3为实施例一中所述凹极及载液条的结构示意图；
图4为实施例一中所述单极辐射环的结构示意图；
图5为实施例一中永磁体采用组合式的结构示意图；
图6为实施例一中所述磁流体密封带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电动喷泵推进器的结构示意图；
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电动喷泵推进器的结构示意图；
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电动喷泵推进器的结构示意图；
图12为实施例四中密封部位的结构示意图；
图13为实施例四中所述励磁体一体化设计的结构示意图；
图14为实施例四中所述励磁体组合式设计的结构示意图；
图15为实施例五中所述密封电动喷泵推进器的结构示意图；
图16为实施例中密封部位的结构示意图；
图中：1、壳体；2、电机定子；3、电机转子；4、尾端盖；5、前端盖；6、轴承；7、凹极；8、凸极；9、永磁体；91、永磁瓦；10、磁流体；11、载液条；12、旋转环；13、支撑环；14、隔离板；15、甩泥环；16、润滑脂；17、橡胶环；18、活塞；19、缸体；20、保持架；21、防护罩；22、引线槽；23、励磁体；23-1、励磁柱；23-2、线圈；23-3、励磁环；23-4、励磁瓦；24、轴套；25、进水口；26、绝缘油；27、螺旋桨；28、文氏管；29、整流片；30、连接流道；31、转轴；32、连接杆。
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，一种密封电动喷泵推进器，包括壳体1及转轴31，所述转轴31通过轴承6活动连接在壳体1两端的前端盖5及尾端盖4中，电机定子2与电机转子3分别固定在壳体1及转轴31上，驱动转轴31旋转；所述转轴31的输出端设有螺旋桨27；螺旋桨27外环设有文氏管28，所述文氏管28通过连接流道30固定在壳体1上；连接流道30可与壳体1采用一体化设计，其腹部设有进水吸口；文氏管28中设有整流片29；所述轴承6外侧设有密封组件，所述密封组件包括有凹极7和凸极8，所述凹极7与永磁体9连为一体通过旋转环12固定在转轴31上；转轴31端部可增设轴套24，凹极7与永磁体9可通过旋转环12固定在轴套24上，间接地固定在转轴31上；所述凹极7上设有“U”型凹槽，所述凹极7由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极8通过支撑环13固定在端盖中，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10；所述永磁体9呈环状结构，采用扇形永磁瓦91拼接组合的方式制作；所述磁流体10在永磁体9提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，利用U型管静压平衡原理，在凸极8与凹极7之间形成“U”型的密封带；运转时，转子旋转，带动凹极7及永磁体9运动，处于旋转状态下的凹极7带动磁流体10旋转，使磁流体10产生径向朝外离心力；磁流体10在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹槽底；为增大凹极7带动磁流体10旋转的能力，在凹极7上粘结有载液条11，所述载液条11由海绵制成；所述旋转环12外端设有隔离板14，所述隔离板14固定在端盖中，所述支撑环13、旋转环12与端盖之间的“U”型间隙中填充有磁性润滑脂16，需要说明的是磁性润滑脂16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12带动磁性润滑脂16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；所述隔离板14外端设有甩泥环15，甩泥环15固定在转轴31上；所述甩泥环15外侧设有防护罩21。
根据流体在U型管中静压平衡的原理，在密封带处于静密封状态时，磁流体10在凹极7正上方磁极的作用下保持平衡；当磁流体10两端无压差时，两端液面高度差h为零，当任一端压力变大时，磁流体10将会整体向压力低的一侧偏移，直至液面高度差h达到一定值，在磁力的作用下达到新的平衡；在密封带处于动密封状态时，磁流体10不仅受到了磁力作用，还受到离心力的作用，两者相互叠加，共同提供力场来平衡压差，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，不用担心高速状态下，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91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91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，一种密封电动喷泵推进器，包括壳体1及转轴31，所述转轴31通过轴承6活动连接壳体两端的前端盖5及尾端盖4中，电机定子2与电机转子3分别固定在壳体1及转轴31上，驱动转轴31旋转；所述转轴31的输出端设有螺旋桨27；螺旋桨27外环设有文氏管28，所述文氏管28通过连接杆32固定在壳体1上；文氏管28中设有整流片29；所述壳体1还上设有气压调节装置，所述气压调节装置包括缸体19及活塞18，所述缸体19两端设有开孔将推进器的内部与外部大气连通，活塞18置于缸体19之中，在内外压差的作用下滑动，平衡内外压差；所述轴承6外侧设有密封组件，所述密封组件包括有凹极7和凸极8，所述凹极7与永磁体9连为一体通过旋转环12固定在转轴31上；转轴31端部可增设轴套24，凹极7与永磁体9可通过旋转环12固定在轴套24上，间接地固定在转轴31上；所述凹极7上设有“U”型凹槽，所述凹极7由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极8通过支撑环13固定在端盖中，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10；所述永磁体9呈环状结构，采用扇形永磁瓦91拼接组合的方式制作；所述磁流体10在永磁体9提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，利用U型管静压平衡原理，在凸极8与凹极7之间形成“U”型的密封带；运转时，转子旋转，带动凹极7及永磁体9运动，处于旋转状态下的凹极7带动磁流体10旋转，使磁流体10产生径向朝外离心力；磁流体10在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹槽底；为增大凹极7带动磁流体10旋转的能力，在凹极7上粘结有载液条11，所述载液条11由海绵制成；所述旋转环12外端设有隔离板14，所述隔离板14固定在端盖中，所述支撑环13、旋转环12与端盖之间的“U”型间隙中填充有磁性润滑脂16，需要说明的是磁性润滑脂16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12带动磁性润滑脂16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；所述隔离板14外端设有甩泥环15，甩泥环15固定在转轴31上；所述甩泥环15外侧设有防护罩21。
需要指出的是，这种电动泵喷推进器充分利用自身良好的密封性能，将电机部分直接置于水中，无需额外的电机冷却系统，在行进过程中，水流将带走大部分热量，保证电机的正常运行，若有需要也可将电池或驱动器等器件也集成推进器首部。
实施例三
如图9～10所示，一种密封电动喷泵推进器，包括壳体1及转轴31，所述转轴31通过轴承6活动连接壳体两端的前端盖5及尾端盖4中，电机定子2与电机转子3分别固定在壳体1及转轴31上，驱动转轴31旋转；所述转轴31的输出端设有螺旋桨27；螺旋桨27外环设有文氏管28，所述文氏管28通过连接杆32固定在壳体1上；文氏管28中设有整流片29；所述轴承6外侧设有密封组件，所述密封组件包括有凹极7和凸极8，所述凹极7与永磁体9连为一体固定在端盖中；所述凹极7上设有“U”型凹槽，所述凹极7由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极8直接固定在转轴31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10；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10在永磁体9提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，利用U型管静压平衡原理，在凸极8与凹极7之间形成“U”型的密封带；运转时，转子旋转，带动凹极7及永磁体9运动，处于旋转状态下的凹极7带动磁流体10旋转，使磁流体10产生径向朝外离心力；磁流体10在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹槽底；为增大凸极8带动磁流体10旋转的能力，在凸极8上粘结有载液条11，所述载液条11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7边沿部与凸极8轻微接触，形成封闭空间，所述磁流体10被封存在凸极8与凹极7之间的封闭空间内；所述永磁体9外侧设有隔离板14，所述隔离板14固定在端盖上；所述隔离板14上设有橡胶环17，与转轴轻微接触，形成阻挡泥沙、粉尘的第一道密封
需要指出的是，由于凹极7边沿部与凸极8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；且密封组件的两道磁流体密封带将轴承包裹在其中，形成了封闭的空间，壳体上可设置进水口25，所述进水口25将推进器内部空间与外界打通，使得液体可进入推进器内部，使得密封轴承两侧处在同等的压力下，两道磁流体密封带受到外界同等的压力而向内偏移，导致封闭空间气体被压缩，气压增大，最终实现压力平衡，防止液体进入轴承内部，实现自适应的密封效果，很好的保证了轴承运动时不会受到液体的阻力，降低功率损耗，如在海水中，定子及转子作防护涂层等防腐处理，避免与海水接触，增长使用寿命。
实施例四
如图11～14所示，一种密封电动喷泵推进器，包括壳体1及转轴31，所述转轴31通过轴承6活动连接壳体两端的前端盖5及尾端盖4中，电机定子2与电机转子3分别固定在壳体1及转轴31上，驱动转轴31旋转；所述转轴31的输出端设有螺旋桨27；螺旋桨27外环设有文氏管28，所述文氏管28通过连接杆32固定在壳体1上；文氏管28中设有整流片29；所述轴承6外侧设有密封组件，所述密封组件包括有凹极7和凸极8，所述凹极7与永磁体9及励磁体23由内向外依次连为一体固定在保持架20中，所述保持架20固定安装在端盖的安装槽中；所述凹极7上设有“U”型凹槽，所述凹极7由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极8直接固定在转轴31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10；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10在永磁体9提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，利用U型管静压平衡原理，在凸极8与凹极7之间形成“U”型的密封带；运转时，转子旋转，带动凸极8运动，处于旋转状态下的凸极8带动磁流体10旋转，使磁流体10产生径向朝外离心力；磁流体10在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹槽底；为增大凹极7带动磁流体10旋转的能力，在凸极8上粘结有载液条11，所述载液条11由海绵制成；所凸极8两端设有填料函，用于阻止杂质进入密封带；所述凹极7外端依次设有旋转环12、隔离板14及甩泥环15，其中旋转环12及甩泥环15固定在转轴上，隔离板14固定在端盖中，且相互之间存在间隙，所述旋转环12两侧面的间隙内填充有润滑脂16，转子旋转时，最外侧的甩泥环15利用离心力将水中的粉尘颗粒甩出，起到第一层的保护作用，润滑脂16在旋转环12的离心力作用下，将顶部间隙密封，形成防止细小颗粒的进入，形成第二道保护；甩泥环15在外部设有防护罩21。
需要指出的是，励磁体23呈环状结构，置于所述永磁体9外侧，由励磁柱23-1、线圈23-2及励磁环23-3组合而成，饶有线圈23-2的励磁柱23-1均布在励磁环23-3上，工作时，所述线圈22-2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大而增强，进而使推进器的密封性能可根据需要变得可控；所述端盖上设有线圈23-2的引线槽22。
需要说明的是，所述励磁体23还可由若干励磁单元组合而成，所述励磁单元包括励磁柱23-1、线圈23-2及励磁瓦23-4，饶有线圈23-2的励磁柱23-1固定在励磁瓦23-4上。
实施例五
如图15～16所示，一种密封电动喷泵推进器，包括壳体1及转轴31，所述转轴31通过轴承6活动连接壳体两端的前端盖5及尾端盖4中，电机定子2与电机转子3分别固定在壳体1及转轴31上，驱动转轴31旋转；所述转轴31的输出端设有螺旋桨27；螺旋桨27外环设有文氏管28，所述文氏管28通过连接杆32固定在壳体1上；文氏管28中设有整流片29；所述轴承6外侧设有密封组件，所述密封组件包括有凹极7和凸极8，所述凹极7通过旋转环12固定在转轴31上；所述凹极7上设有“U”型凹槽，所述凹极7由柔性材料浇筑而成，如硅胶、聚四氟乙烯等；所述凸极8通过支撑环13固定在端盖中，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10；永磁体9呈环状结构，采用辐射充磁，为单极辐射环，固定凹极7外侧的端盖中，并与凹极7之间存在间隙；所述磁流体10在永磁体9提供的径向磁场作用下克服重力向槽底积聚，利用U型管静压平衡原理，在凸极8与凹极7之间形成“U”型的密封带；运转时，转子旋转，带动凹极7运动，处于旋转状态下的凹极7带动磁流体10旋转，使磁流体10产生径向朝外离心力；磁流体10在离心力及磁力的共同作用下积聚在凹槽底；为增大凹极7带动磁流体10旋转的能力，在凹极7上粘结有载液条11，所述载液条11由海绵制成；所述旋转环12外端设有隔离板14，所述隔离板14固定在端盖中，所述支撑环13、旋转环12与永磁体9之间间隙内填充有磁性润滑脂16；所述隔离板14外端设有甩泥环15，甩泥环15固定在转轴31上；所述甩泥环15外侧设有防护罩21。
需要指出的是，此时凹极7的内侧及外侧均形成了“U”型密封带，凹极7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12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4对磁流体2的磁力；若不计成本，磁性润滑脂16可换成磁流体10。
需要补充的是，密封组件使得所述推进器内部空间可制作为封闭状态，为增加密封电动喷泵推进器的密封性能，内部空间可以填充绝缘液体，优选为绝缘油26，以排除内部空间的气体，当密封组件外部压力变化时，内部液体的强抗压缩能力，使得密封带的液位差基本不会发生变化，保证高强度的密封效果，且绝缘液体也可以起到润滑活动部位及散热的作用。
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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