5磁流體密封技術(shù)及在高壓反應(yīng)釜中的應(yīng)用張寶忠，波職業(yè)技術(shù)學(xué)院。學(xué)院浙，十波315800通過(guò)對(duì)磁流體及磁流體密封原理的分析與研，給出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，對(duì)其在反應(yīng)釜中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
磁流體也稱鐵磁流體。它圮山載體液導(dǎo)磁粒戶和活化劑混介而成的磁性流體。磁流體機(jī)械密封的特點(diǎn)是1能實(shí)現(xiàn)真空的封閉密封。兒乎無(wú)泄漏。密封效果好；2適用于氣液體的防偏密封，特，是灰塵和濕氣的排除密封；3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易成本低可性，4應(yīng)性適高，用于傳輸，度小于玉的旋轉(zhuǎn)軸密封運(yùn)動(dòng)輸出，矩范圍廣因?yàn)檗D(zhuǎn)軸直接帶動(dòng)閉件。比接觸密封中的磁傳動(dòng)密封技術(shù)要好得多。磁傳動(dòng)密封是利用磁耦合力間接帶動(dòng)啟閉件，由于磁耦合力的局限，限制了輸出扭矩的范圍；5密封壓差受限制，不適合于內(nèi)外壓差較大反應(yīng)釜密封主戲坫對(duì)反應(yīng)釜攪，軸的密。，攪什軸下端伸入釜內(nèi)部分懸臂很長(zhǎng)，工作時(shí)擺動(dòng)很大，無(wú)論是采用軸向密封還是端面密封，都常引起靜環(huán)0型圈被擠壞；傳動(dòng)銷(xiāo)被扭彎或扭斷；動(dòng)環(huán)由于卡死失去浮動(dòng)性等密封失效事故。反應(yīng)釜內(nèi)常常是些有毒或有害的化學(xué)氣液體，溢出到大氣中將污染環(huán)境和損害人體健康，磁流體密封由于其很好的氣液密封性能及工作時(shí)的非接觸性，在化工反應(yīng)釜中的應(yīng)用具有定的優(yōu)勢(shì)。，J磁流體及磁流體密封包覆單分子層的活化劑，懸浮在載體液中，1所小導(dǎo)磁粒子通常用磁鐵礦錳或特種合金等磁性材料制造?；罨瘎┌苍趯?dǎo)磁面以防止導(dǎo)磁粒子之間相互吸附。使導(dǎo)磁粒高度分散在載體液中。形成穩(wěn)定的膠體狀態(tài)。即使在重力離心力或強(qiáng)磁場(chǎng)的長(zhǎng)期作用下懸浮其中的導(dǎo)磁粒子也不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象并能保持磁性的穩(wěn)定。，了活化劑導(dǎo)磁粒子磁淶體1磁流體的組成磁流體密封是通過(guò)磁場(chǎng)把磁流體保持莊靜止元件和旋轉(zhuǎn)元件之間的間隙內(nèi)，2.磁極導(dǎo)磁性能良好，磁極和轉(zhuǎn)軸之間為密封間隙，磁流體被牢牢地吸在密封間隙內(nèi)，形成液體0型密封環(huán)。此間隙被磁流體封閉密封。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)液體附著在磁極和軸位。形成動(dòng)密封。
典型的磁流體密封結(jié)構(gòu)3所。
在化學(xué)性能七應(yīng)該是惰性的。在密封條件不易氣化蒸發(fā)，因?yàn)楫?dāng)磁流體氣化人7.密封即失效。通常磁流體用來(lái)分隔兩個(gè)充氣空間或個(gè)充氣空間與個(gè)抽空空間。因此磁流體還必須與所密封的液體打磁板永磁體箱體很強(qiáng)的憎性，即不能與被密封的液氣體發(fā)生反應(yīng)也不能被其溶解。水基液體和其它易揮發(fā)性液體般不能用作密封用，真空密封常用碳氟化合物為載流體。
較高的軸轉(zhuǎn)速由溫度引起磁流沐密討失效等原因，所以磁流體密封需進(jìn)行冷卻。
2磁流體密封設(shè)計(jì)計(jì)算2.1密封壓當(dāng)永磁體。磁極。磁流體材料確定后，其密封壓差就由密封的結(jié)構(gòu)尺寸確定。密封的壓差可根據(jù)8，碟方程推導(dǎo)得出。5磁極極齒下磁感應(yīng)燦度的最大值。血磁極極齒下磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值。
經(jīng)計(jì)算單級(jí)密封理論只能經(jīng)受10100逆3的壓差。當(dāng)磁流體確定后，密封壓差就取決于磁極極齒下磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值和最小值之差，而5和從之取決于磁極的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。
2.2密封的功率損失剪切應(yīng)力為極片和軸面之間的間隙值；以角速度⑴旋轉(zhuǎn)的磁流體密封的摩擦功率損失戶為功率損失大部分將轉(zhuǎn)化為熱能。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)溫度超過(guò)80，5寸，必須進(jìn)行冷卻以防止液體過(guò)多的氣化。
3釜用磁流體密封結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)如前所述釜用磁流體密封結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)，決定于磁流體密封壓即結(jié)構(gòu)尺十的設(shè)計(jì)必須滿足工況提出的壓差，才能達(dá)到良好的密封效果。實(shí)際設(shè)計(jì)中，要求的壓窄紀(jì)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)的屯要參數(shù)，釜用密封后反求或?qū)嶒?yàn)來(lái)判斷是否滿足壓差的要求。
針對(duì)給定工作壓力為1.5 10也的某反應(yīng)釜，設(shè)計(jì)釜用磁流體密封的結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)及尺寸4.
該磁流體密封為6級(jí)磁流體密封結(jié)構(gòu)，其中為磁極軸向?qū)挾龋粸榇艠O間距；力為極片和軸面之間的間隙值；〃為磁級(jí)高度。由文獻(xiàn)知道，磁極軸向?qū)挾葘⒂绊懘鸥袘?yīng)燦度從人值心般取。5，乃密，卿辦值對(duì)密討間犯中的磁場(chǎng)影響非常大，磁場(chǎng)強(qiáng)度與7值成反比，因此，在滿足加工要求和結(jié)構(gòu)要求的前提下應(yīng)盡可能取較小的值。根據(jù)文獻(xiàn)5的正交試驗(yàn)結(jié)果，筆者選取了=4胃，辦=1.2.在密封間隙的選取上，還要注意釜的攪拌軸擺幅比較大，充分考慮到擺動(dòng)對(duì)密封結(jié)構(gòu)的破壞影響。因此在滿足壓差要求的前提下，還要考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求，實(shí)際結(jié)構(gòu)中取70.31.在結(jié)構(gòu)1還應(yīng)注意對(duì)結(jié)構(gòu)上的直角處進(jìn)行倒角加工。該磁流體密封結(jié)構(gòu)在工作壓力為1.510平3的反應(yīng)釜中運(yùn)用，密封效果良好，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
4結(jié)論磁流體密封技術(shù)的密封機(jī)理決定了磁流體密封的技術(shù)特點(diǎn)，并為它在機(jī)械密封中提供了廣泛的應(yīng)用空間。針對(duì)像反應(yīng)釜等設(shè)備的密封特點(diǎn)選擇磁流體密封技術(shù)，并在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中考慮具體的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)要求，以補(bǔ)充磁體密封技術(shù)的不足之處。例如在高壓反應(yīng)釜的磁流體密封設(shè)計(jì)中，借助于油封橡膠圈等輔助密封作用，克服外部流體對(duì)磁流體的侵損作用，從而大大地提高了磁流體密封的效率。
1黃迷和。液1氣動(dòng)。與泄漏防治蚪。北；機(jī)械1業(yè)出2尚靡！。密封1.北京冶金工業(yè)出版社。1999 3程傳慶等譯。流體密封技術(shù)原理與應(yīng)用肘。北京機(jī)械工業(yè)出版社2002 4毛潤(rùn)新。磁性液體在電動(dòng)球閥密封中的應(yīng)用。機(jī)械工程5張迎春等。磁流體密封在拉絲機(jī)中的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 |
