本實用新型公開了一種基于磁流體密封的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)，適用于為可展開式熱輻射器的運動部件之間提供熱工質(zhì)流動通路。

背景技術(shù)：

隨著航天器功率越來越大，對其散熱能力的要求越來越高，但航天器表面面積有限，因此，各種可展開熱輻射器應(yīng)運而生。熱輻射板發(fā)射時收攏于艙壁附近，入軌后展開，在相互運動的熱輻射板間需要安裝傳遞熱工質(zhì)的熱關(guān)節(jié)，以形成封閉的流體回路。

目前，大部分可展開熱輻射器采用金屬軟管作為熱關(guān)節(jié)，金屬軟管存在展開過程阻力不受控、表面不方便采取熱控措施等問題，使展開熱輻射器的設(shè)計受到了限制。

中國專利204083248U提出了一種新型液體關(guān)節(jié)，該專利采用橡膠密封圈實現(xiàn)了液體流通過程中的動密封，但其轉(zhuǎn)動過程有一定的阻力矩，且動密封圈的磨損會影響整個關(guān)節(jié)的壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有的熱關(guān)節(jié)展開阻力不受控，表面不方便采取熱控措施的問題，提供一種基于磁流體密封的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)。

本實用新型的技術(shù)方案是：

旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)包括外套軸、內(nèi)套軸、蓋板、第一軸承、外隔套、內(nèi)隔套、第二軸承、彈性擋圈、軸套、至少兩個極靴(第一極靴和第二極靴)、至少一個磁鐵及至少兩個O型圈；

外套軸和內(nèi)套軸通過兩個軸承(第一軸承和第二軸承)連接，第一軸承內(nèi)圈一端緊靠內(nèi)套軸上的軸肩，第一軸承內(nèi)圈另一端和第二軸承內(nèi)圈一端通過內(nèi)隔套連接，第二軸承內(nèi)圈另一端與固定在內(nèi)套軸上的彈性擋圈連接；

蓋板固定在外套軸上，蓋板內(nèi)圈與內(nèi)套軸不接觸；

第一軸承外圈一端與蓋板連接，第一軸承外圈另一端與第二軸承外圈一端通過外隔套連接，第二軸承外圈另一端與固定在外套軸上的軸套連接；

第一極靴和第二極靴的外圈通過O型圈與外套軸內(nèi)圈連接，第一極靴和第二極靴與磁鐵間隔布置，第一極靴外圈與軸套連接，第二極靴緊靠在外套軸的軸肩上，磁鐵的外圈與外套軸內(nèi)圈膠結(jié)固定。

第一極靴、第二極靴的內(nèi)圈和內(nèi)套軸外圈之間設(shè)計了密封間隙，磁流體在磁場力的作用下，流入密封間隙，在其中形成數(shù)個液態(tài)“O”形圈，實現(xiàn)密封作用。

所述的第一極靴和第二極靴為空心柱形，在柱形體內(nèi)壁加工有極齒，柱形體的外壁加工有密封槽，每一個密封槽內(nèi)安裝密封圈。

所述的磁鐵的形狀是空心柱形。

所述的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)外表面可設(shè)計成圓形、矩形、多邊形等形狀，根據(jù)需要采取合適的熱控措施，保證熱關(guān)節(jié)內(nèi)部的熱工質(zhì)溫度可控。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：

(1)本實用新型的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)將磁流體密封系統(tǒng)設(shè)計在靠近內(nèi)外套軸有間隙的一側(cè)，防止熱工質(zhì)和軸承之間相互產(chǎn)生影響，采用磁流體密封技術(shù)實現(xiàn)展開過程阻力相對穩(wěn)定，可以對展開過程的力矩裕度和鎖定過程的鎖定沖擊進行設(shè)計。

(2)本實用新型旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)通過將外表面設(shè)計成多種形狀，能夠根據(jù)實際需求采取不同的熱控措施，避免了熱工質(zhì)溫度過低被凍結(jié)而導(dǎo)致系統(tǒng)失效的問題。

附圖說明

圖1為基于磁流體密封的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)的剖視圖；

圖2為密封間隙示意圖；

圖3為熱管接頭及熱控實施位置示意圖。

具體實施方式

各部件連接關(guān)系：

如圖1所示，旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)包括外套軸1、內(nèi)套軸2、蓋板3、第一軸承4、外隔套5、內(nèi)隔套6、第二軸承7、彈性擋圈8、軸套9、至少兩個極靴(第一極靴10和第二極靴14)、至少一個磁鐵11及至少兩個O型圈15，磁鐵11的個數(shù)比極靴的個數(shù)少1，O型圈15的個數(shù)與極靴的個數(shù)相同。

外套軸1和內(nèi)套軸2通過兩個軸承(第一軸承4和第二軸承7)連接，第一軸承4內(nèi)圈一端緊靠內(nèi)套軸2上的軸肩，第一軸承4內(nèi)圈另一端和第二軸承 7內(nèi)圈一端通過內(nèi)隔套6連接，第二軸承7內(nèi)圈另一端與固定在內(nèi)套軸2上的彈性擋圈8連接。

蓋板3固定在外套軸1上，蓋板3內(nèi)圈與內(nèi)套軸2不接觸。

第一軸承4外圈一端與蓋板3連接，第一軸承4外圈另一端與第二軸承7 外圈一端通過外隔套5連接，第二軸承7外圈另一端與固定在外套軸1上的軸套9連接。

第一極靴10和第二極靴14的外圈通過O型圈15與外套軸1內(nèi)圈連接，第一極靴10和第二極靴14與磁鐵11間隔布置，第一極靴10外圈與軸套9連接，第二極靴14緊靠在外套軸1的軸肩上，磁鐵11的外圈與外套軸1內(nèi)圈膠結(jié)固定。

第一極靴10、第二極靴14的內(nèi)圈和內(nèi)套軸外圈之間設(shè)計了密封間隙16，磁流體在磁場力的作用下，流入圖2中密封間隙16，在其中形成數(shù)個液態(tài)“O”形圈，實現(xiàn)密封作用。

將磁流體密封系統(tǒng)設(shè)計在靠近內(nèi)套軸2和外套軸1有間隙的一側(cè)，防止熱工質(zhì)和軸承之間相互產(chǎn)生影響。

熱工質(zhì)只可能與最后一個極靴間隙中的磁流體接觸，二者相互的影響有限，可以控制。

所述的磁流體基液選擇與熱工質(zhì)不相容的液體，避免熱工質(zhì)混入磁流體從而影響其密封性能。

兩個軸承通過內(nèi)外隔套、彈性擋圈、蓋板等零件進行定位，固定了內(nèi)套軸 2和外套軸1之間的相對位置。

所述的第一極靴10和第二極靴14為空心柱形，在柱形體內(nèi)壁加工有極齒，柱形體的外壁加工有密封槽，每一個密封槽內(nèi)安裝密封圈。

所述的磁鐵11的形狀是空心柱形。

所述的旋轉(zhuǎn)熱關(guān)節(jié)外表面可設(shè)計成圓形、矩形、多邊形等形狀，根據(jù)需要采取合適的熱控措施，如圖3所示，保證熱關(guān)節(jié)內(nèi)部的熱工質(zhì)溫度可控。

工作過程為：用O型圈15將第一極靴10、第二極靴14與外套軸1連接，向第一極靴10、第二極靴14注入磁流體后，和磁鐵11間隔粘接，裝入外套軸 1；將第一軸承4和第二軸承7裝到內(nèi)套軸2后，通過外隔套5、內(nèi)隔套6、彈性擋圈8和軸套9將第一軸承4和第二軸承7的外圈和內(nèi)圈與外套軸1和內(nèi)套軸2連接，并通過蓋板3將整個關(guān)節(jié)組合在一起。磁流體在磁場力的作用下，流入密封間隙16，在其中形成數(shù)個液態(tài)“O”形圈，實現(xiàn)密封作用。

本實用新型說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。