磁流體密封的密封作用原理

2015-10-04 吳磊 中國(guó)石油潤(rùn)滑油重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

  磁流體密封技術(shù)是一種新型的密封方式,它是指利用具有高飽和磁強(qiáng)度的磁流體來(lái)進(jìn)行相關(guān)機(jī)械設(shè)備密封,由于磁流體本身是一種液態(tài)流體,具備液態(tài)流體的基本特性,以及具有磁性固體材料的磁性,磁流體密封技術(shù)就是利用磁流體對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)變化特性而來(lái)。下圖是一種典型的利用磁流體進(jìn)行密封的裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖,磁流體密封主要由兩部分構(gòu)成,即磁流體和經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的磁流體密封裝置,磁流體密封裝置包括導(dǎo)磁軸、磁極、不導(dǎo)磁座、軸承、永久磁鐵等部分,磁流體密封裝置的設(shè)計(jì)使之具有一定的磁場(chǎng)間隙,當(dāng)磁流體注入磁場(chǎng)間隙時(shí),在磁場(chǎng)間隙周?chē)艌?chǎng)的作用下,由于磁流體本身的液態(tài)流動(dòng)性以及磁性作用,磁場(chǎng)間隙會(huì)充滿(mǎn)磁流體磁場(chǎng)間隙的環(huán)形設(shè)計(jì)會(huì)讓磁流體在磁場(chǎng)間隙中形成一種特殊的“液體O形密封圈”,由于磁流體本身特性以及密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),該O形圈可以穩(wěn)定存在,對(duì)密封介質(zhì)起到一種良好的密封作用,“液體O形密封圈”的形成除了和磁流體自身磁特性有關(guān)之外,還與磁場(chǎng)間隙磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。

  實(shí)踐證明,為了提高整個(gè)密封裝置的密封效果和承壓能力,需要在磁流體密封結(jié)構(gòu)中構(gòu)成多個(gè)磁性回路,即多級(jí)磁流體密封結(jié)構(gòu),密封時(shí)存在壓差作用,當(dāng)該壓差作用于“液體O形密封圈”之上時(shí)磁流體會(huì)略微移動(dòng),由于磁流體對(duì)外界磁場(chǎng)的響應(yīng)作用,該“液體O形密封圈”具有保持和恢復(fù)原始狀態(tài)的特性,由此產(chǎn)生了對(duì)抗壓差的磁力,這就是磁流體的密封作用原理。

磁流體密封裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖

圖 磁流體密封裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖