磁性液体密封液体技术的进展简述

相比于机械密封、填料密封、迷宫密封等传统密封形式,磁性液体密封具有"零"泄漏、耗能少和可靠性高的特点。目前,用于密封气体的磁性液体密封技术已经趋于成熟且具有稳定的商业应用。相比之下,用磁性液体密封技术来密封液体仍存在许多问题,随着纳米技术、医学技术以及海洋技术的进步,磁性液体密封液体技术有了更广阔的应用需求。本文就此技术的理论、实验以及结构方面的研究进展进行了详细的阐述,希望对于参与相关方面研究的科研人员以及此技术的发展有所帮助。     

磁性液体旋转密封的关键问题研究进展北大核心CSCD

磁性液体是一种新型的功能材料,密封是磁性液体最成功的应用之一。磁性液体密封是一种利用磁场控制的新型流体密封技术,与其它的密封形式相比,具有零泄漏、长寿命、高可靠性、能承受高转速与黏性摩擦小等优点,因此在航空航天、机械工程、精密仪器等领域具有广阔的发展空间和重要的应用价值。本文针对磁性液体在大直径大间隙密封、高速密封与密封液体的应用中出现的关键问题进行了综述,分析了当前磁性液体在大直径密封、高速密封与密封液体方面存在的主要问题。基于目前的研究成果,提出了解决磁性液体密封关键问题的方法。最后,指出大直径密封、高速密封与密封液体是磁性液体密封未来的的重要发展方向,并总结了磁性液体密封需要进一步研究的热点问题。     

磁性液体旋转密封的关键问题研究进展

磁性液体是一种新型的功能材料,密封是磁性液体最成功的应用之一。磁性液体密封是一种利用磁场控制的新型流体密封技术,与其它的密封形式相比,具有零泄漏、长寿命、高可靠性、能承受高转速与黏性摩擦小等优点,因此在航空航天、机械工程、精密仪器等领域具有广阔的发展空间和重要的应用价值。本文针对磁性液体在大直径大间隙密封、高速密封与密封液体的应用中出现的关键问题进行了综述,分析了当前磁性液体在大直径密封、高速密封与密封液体方面存在的主要问题。基于目前的研究成果,提出了解决磁性液体密封关键问题的方法。最后,指出大直径密封、高速密封与密封液体是磁性液体密封未来的的重要发展方向,并总结了磁性液体密封需要进一步研究的热点问题。     

用于密封液体的磁流体转轴动密封

本文在比较现有几种密封技术的基础上，介绍了磁流体防液体密封的特点；详细论述了防液体密封的承压机理和失效机制分析了切实可行的技术措施，最后措施了实验装置并给出实验结论。     

磁性液体密封与机械密封组合密封技术研究

以提高磁性液体饱和磁化强度和外加磁场强度的方式来提升磁性液体密封技术应用于密封液体的性能总是有一定的局限性。设计了磁性液体密封与机械密封组合密封的结构,并研究了组合密封的耐压能力。通过实验验证了组合密封分别应用于静密封液体和动密封液体时,密封耐压能力均高于磁性液体密封单独作用时的密封耐压能力,具有一定的实际价值。在流体动压密封原理的基础上,提出了流体动压型组合密封结构,为组合密封结构优化提供了一定的依据。     

磁性液体在直线密封中的应用研究

磁性液体直线密封是一种新的动态密封技术,它能够完成直线和旋转密,本文首先介绍了磁性液体直线密封技术的实验及实验结果,接着描述了几种磁性液体直密封的专利并且展示了国内外这项技术的发展状况,最后提出了这项技术在今后的研究重点。     

往复轴磁性液体密封间隙内磁性液体流动机理的研究

为了解决往复轴磁性液体密封中存在的问题，我们研究了往复轴以不同速度和行程运动时，密封间隙内磁性液体的流动状态。重点研究了：往复轴密封间隙内磁性液体流动机理；往复轴运动所带走磁性液体的量；往复轴磁性液体密封的失效原因；设计往复轴磁性液体密封的新结构．实践表明所设计的新结构在某些应用场合是非常有效的。     

矩形管道内磁性液体涂层流动状态的实验研究

论述了磁性液体粘性减阻技术的原理.在矩形管道实验装置中,研究了水流过磁性液体涂层时磁性液体流动状态的变化以及磁性液体的减阻性能.初步得出在外部磁场的作用下,由于磁性液体内部存在回流,致使其在被传输流体流过时能够稳定存在于管道内壁的结论;并通过实验得出只有当管道内部涂层厚度适当时,磁性液体才有减阻效果的结论.     

用于密封液体的一种新型磁性液体密封结构

磁性液体密封具有"零"泄漏、寿命长等优点,在气体密封等领域得到了成熟的应用,然而,在液体环境中的密封性能较差。本文综述了磁性液体密封液体的发展现状,对传统磁性液体密封结构进行了改进,提出气体隔离式磁性液体密封,将原磁性液体密封液体介质的问题转化为其密封气体介质的问题,从根本上解决了磁性液体与被密封液体界面的不稳定性问题。     

真空镀膜机双轴磁性液体密封的设计与实验研究

为了解决真空镀膜机双轴密封问题,对真空镀膜机双轴采用磁性液体密封,设计了磁性液体密封整体结构、密封极齿和永久磁铁。分析了双轴磁性液体密封的设计。还使用Ansys软件计算了双轴磁性液体密封的磁场分布。在实验上对所设计加工的双轴磁性液体密封进行了实验研究,得出了磁性液体密封耐压能力与加注磁性液体量的关系。     

重力对磁性液体密封性能的影响

磁性液体密封是磁性液体最重要最成熟的应用之一。通常,在分析磁性液体的密封性能时重力被忽略,但随着磁性液体应用的发展,有些工况重力会严重影响磁性液体密封的密封性能,甚至导致密封失效。本文通过实验研究了大直径大间隙的磁性液体密封的密封性能,分析了密封失效的原因,探讨了重力对密封性能的影响,提出了密封极限尺寸的概念。对于一般密封间隙的磁性液体密封,极限尺寸大约为1.57 m。随着密封间隙的增大,间隙里磁场的减弱,极限尺寸减小。     

纳米磁性液体的特性、制备及应用

阐述了磁性液体的特性,介绍采用化学共沉淀法制备纳米级(10nm)Fe3O4微粒的技术,并采用表面活性剂和自制的ZDW基液制备了新型憎油基磁性液体,探讨了该磁性液体在动态密封、选矿分离、扬声器以及作为磁记录材料等方面的应用,并分析了目前国内外磁性液体技术的研究水平以及该技术在国内外的发展概况.     

磁性液体的理论与应用研究

在本研究工作中,作者制备出了性能稳定、具有实用价值,其综合性能指标达到先进国家水平的磁性液体;用有限元法计算了几种磁性液体密封件的磁场分布;设计、加工了往复式磁性液体密封实验台,并进行了静止耐压实验;首次在显微镜下观察并得出了往复运动密封中磁性液体的运动特征,推导出了往复运动密封磁性液体耐压公式,推导出了往复轴携带磁性液体量的计算公式,并用实验验证了该公式的正确性及实用性;作者研究出了磁性液体密封件的设计流程;推导出了磁性液体旋转密封的功率损失公式;成功地对某真空泵厂几类真空泵进行了动密封;首次对磁性液体密封润滑油的可行性及有关规律进行了研究;最后作者总结了自己多年从事磁性液体密封研究的经验和体会。     

低温大直径磁性液体密封起动扭矩的研究

制约低温大直径磁性液体密封在实际应用中的关键因素之一是起动扭矩过大.为了使低温大直径磁性液体密封在实际中得到很好的应用,我们制备了耐低温磁性液体,测定了该磁性液体的粘温性能.以-40℃,直径为140mm的磁性液体密封为例,在低温室内研究了影响磁性液体密封起动扭矩大小的因素,如磁性液体注入量,密封的级数、常温(15℃)下放置的时间等.从一般形式的Navier-Stokes方程出发,考虑磁性液体在低温下的粘度变化,推导了低温大直径磁性液体旋转密封扭矩公式,并对实验结果进行了理论分析.利用这些研究结果所设计的低温大直径磁性液体密封被授予了国家发明专利,在某些领域得到了广泛应用.     

大间隙聚合型阶梯式磁性液体密封的设计及试验研究

为了解决大间隙条件下磁性液体密封耐压能力低的难题,本文在阶梯式迷宫密封的基础上创造性地提出了一种新型阶梯式磁性液体密封结构。初步设计了一种聚合型阶梯式磁性液体密封结构和一种与其具有相同结构参数的普通磁性液体密封结构,采用试验的方法研究了两种密封结构的密封耐压性能,并对结果进行了分析与比较。结果表明:当轴向密封间隙宽度为0.4 mm且径向密封间隙宽度从0.4增加到0.7 mm时,聚合型阶梯式机油基磁性液体密封性能较普通磁性液体密封耐压性能分别提高了0%,11%,50%和70%;当径向密封间隙高度为0.7 mm且轴向密封间隙宽度从0.4增加到1 mm时,聚合型阶梯式机油基磁性液体密封性能分别提高了70%,50%,80%和20%。大间隙聚合型阶梯式磁性液体密封的耐压性能不仅取决于径向密封间隙的高度,还取决于轴向密封间隙的宽度。     

聚醚基磁性液体的研制

本研究以具有憎水、憎油特性的聚醚作为磁性液体基液，以阴郭和非离了途中 不同的表面活性剂作为磁性粒子在基液中的复合包覆分散剂，通过使磁性粒子被表面活民覆并很好地分散于基液中，研制出了具有憎水、憎油特性的聚醚基磁性液体。密封试验表明该磁性液体可用于密封亲水、亲油性液体。     

旋转轴动态密封的最佳选择—磁性液体密封

磁性液体是美国宇航局首先用于宇宙飞船可动部分的密封,后逐渐转为民用的一种高科技新型功能材料。它既具有强磁性,又具有流动性,因而具有很多独特的性质。利用磁性液体进行旋转轴动态密封,是对传统动态密封的一次革命。它克服了传统动态密封所无法解决的阻力大,易磨损,易泄漏,寿命短等弱点,为旋转轴动态密封开辟了一条崭新的途径。磁性液体密封的基本工作原理是:磁性液体在磁场作用下聚集于磁场梯度最大处,形成磁性液体“O”型环,从而造成液堵以达到密封目的.     

大直径法兰磁性液体静密封的实验研究

大直径磁性液体密封的研究国内外还未见报道.本文在设计的大直径法兰磁性液体密封的实验台上,测定了密封的耐压和泄漏率大小,分析了相关数据,指出大直径磁性液体静密封的耐压规律和一般小法兰相同,并且泄漏率也为"零".     

机械密封与磁性液体组合密封流体动压效应的研究

为提升机械密封与磁性液体组合密封的密封性能、减少泄漏量,建立了密封环与密封间隙内液膜的流固耦合模型。采用数值迭代方法进行了流固耦合场的数值分析计算,研究求解组合密封中密封环端面机械变形的解析方法,并通过ANSYS有限元法验证该解析法的适用范围。进一步研究了流固耦合模型对组合密封性能的影响。由于在密封环端面开设直线型槽的作用,密封环端面形成了一定的周向波度和径向锥度。而密封泄漏率随锥角的增大近似呈线性比例增大,泄漏率受锥角的影响较大。密封介质压力升高时,密封环端面周向波度随之增大而径向锥度没有明显变化,这是由于在密封环端面沿周向设有直线型槽作用,减少了锥度增加的幅度,从而减少了密封环端面间的泄漏量。     

界面尺寸对分瓣式磁性液体密封性能的影响及有限元分析

分瓣式磁性液体密封是本实验室研究的一项新密封技术,胶接面的密封是分瓣式磁性液体密封失效的主要因素之一。本文基于Volkersen剪滞模型理论,采用有限元分析的方法,对受法向和切向联合载荷作用下的胶涂层内部应力进行了模拟计算。分析了不同微坑深度、微坑宽度以及微坑间距对密封性能的影响。结果表明:当粗糙度增大时,处于波峰位置的Mises应力相应减小,波谷位置的Mises应力相应增大。当减小微坑宽度时,曲线曲率明显增大,更容易出现应力集中,密封性能相应越差。边界处的波形对τxy和σy的影响很大,边界处处于波峰形状更有利于密封性能。微坑间距的变化对密封性能的影响不会起到主导作用。模拟结果能为不同密封装置的基底密封性能的评价以及界面失效临界应力的预估提供参考。