工盟提示：磁性液體(有的也叫磁性流體或者鐵磁性液體)是由磁性納米顆粒, 經(jīng)過特殊處理均勻分散到液體當中與其混合而成的一種固液相混的膠狀液體。它既具有液體的流動性, 又具有磁性。磁性液體密封技術(shù)就是利用磁性液體對磁場的響應特性而實現(xiàn)的
磁性液體自20 世紀60 年代問世以來, 逐步被人們所認識, 應用也在逐步擴展。磁性液體密封是比較成熟的技術(shù)之一, 尤其在真空密封方面正在發(fā)揮越來越大的作用。但磁性液體密封是新近發(fā)展起來的密封技術(shù), 人們對它認識不多, 加強宣傳介紹力度, 對于擴展這項技術(shù)應用范圍意義重大。本文僅從磁性液體及其密封原理、磁性液體密封技術(shù)的應用和密封件安裝使用注意事項等方面做一簡單介紹, 以求推動我國有關(guān)方面更好地應用這一技術(shù), 促進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
1、磁性液體及其密封原理
磁性液體(有的也叫磁性流體或者鐵磁性液體)是由磁性納米顆粒, 經(jīng)過特殊處理均勻分散到液體當中與其混合而成的一種固液相混的膠狀液體。它既具有液體的流動性, 又具有磁性。磁性液體密封技術(shù)就是利用磁性液體對磁場的響應特性而實現(xiàn)的。
當我們把制作精良的磁性液體注入到由高性能的永久磁鐵、導磁良好的極靴、軸所構(gòu)成的磁回路的間隙中, 在磁場的作用下, 磁液在間隙中形成數(shù)個液體“O ”型圈, 其數(shù)量與設計的凸牙個數(shù)相等, 當磁性液體受到壓差作用時, 磁性液體在非均勻磁場中微略移動, 產(chǎn)生了對抗壓差的磁力, 從而達到新的平衡,起到了密封作用, 這就是磁性液體的密封原理。在密封件內(nèi)部由于只有導磁體與液體的接觸密封, 因此它具有以下優(yōu)點。
?、?嚴密的密封性
目前所采用的酯基磁性液體能夠?qū)橘|(zhì)(大氣或惰性氣體) 進行嚴密的穩(wěn)定的動密封、靜密封。
?、?不可測量的泄漏率
在靜態(tài)實驗下, 被密封介質(zhì)的泄漏率在極限為1×10-11std·cc/s He 的質(zhì)譜測定法下, 未能檢出泄漏, 通常人們稱磁性液體密封為零泄漏。
?、?壽命長
用于真空場合密封的磁性液體的基礎(chǔ)液是一種惰性、穩(wěn)定、低蒸氣壓的二酯基有機材料, 揮發(fā)量極低, 正常工作壽命一般可在5 年以上, 現(xiàn)在我公司設計、生產(chǎn)、制造的磁性流體密封件使用已超過三年多, 還未進行維修, 狀況一直很好。
?、?可靠性高
磁性液體密封件在正壓情況下產(chǎn)生瞬時過壓擊穿時, 一旦壓力降低到密封可以承受的程度時, 密封效果依然能保持, 用于真空場合的磁性液體密封件一般要求其耐正壓能力超過2kgf/cm 2, 因此使用的可靠性是相當高的。
?、?基本無污染
由于密封件本身不存在機械磨損, 磁性液體飽和蒸氣壓極低, 因而即使在高真空狀態(tài)下使用也不會產(chǎn)生污染。
?、?高速性能好
磁性液體在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下, 內(nèi)摩擦力極小, 功率損耗小, 因而具有高速運動的潛力, 有關(guān)資料介紹磁性液體密封的轉(zhuǎn)速已應用在30000r/min 的場合。
?、?低摩擦, 低磨損、低發(fā)熱
在裝有軸承的密封件中, 除了軸承在旋轉(zhuǎn)過程中的機械磨損外, 內(nèi)部磁芯組件和轉(zhuǎn)軸不直接接觸,因而摩擦低, 磨損小, 發(fā)熱低, 所需的運轉(zhuǎn)動力小。
⑧ 良好的修復性
在使用當中, 因某些原因造成磁性液體密封失效,只要內(nèi)部元件功能正常, 一般在現(xiàn)場用較短的時間即能使磁性液體密封件得以修復。
⑨ 無方向性密封
如果需要改變承壓方向, 對于磁性液體密封件來說, 無需增加任何元件即能完成。
磁性液體密封件密封的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命除了與應用的環(huán)境和條件有關(guān)外, 還與所加注的磁流液的品質(zhì)和磁性液體密封件的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)劣、加工、制造的質(zhì)量有密切關(guān)系。評價磁流液品質(zhì)的優(yōu)劣主要有兩個指標: 一是磁流液飽和磁化強度的大小;二是磁流液的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)設計主要指磁性液體密封件各元件的材料選擇、極靴齒形的型式、極靴與導磁套的間隙選定、耐壓級數(shù)的確定以及磁路的合理計算、軸承組件與磁芯的相對位置等。加工制造的質(zhì)量主要指為保證所設計的尺寸公差和形位公差而采取的工藝措施和檢測方法。應該說良好的磁性液體密封,每級的耐壓能力均大于或等于0.2個大氣壓。整體的耐壓能力基本等于每級的耐壓能力之和。從密封組件的結(jié)構(gòu)來看, 如果按齒的位置劃分, 有兩種形式, 一是齒開在極靴上, 二是齒開在導磁套或者轉(zhuǎn)軸上。齒的位置選定主要取決于轉(zhuǎn)速的大小和是否采取水冷結(jié)構(gòu)。密封組件如果按磁體與極靴的關(guān)系劃分, 有單片磁體雙極靴和多片磁體多極靴形式。而磁體本身有整塊的磁環(huán)、磁柱形式和小圓片拼裝形式,密封組件的結(jié)構(gòu)形式一般是根據(jù)用戶的作用工況確定。
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