磁流体密封PPT讲稿

■磁性流体密封技术磁性流体密封技术是在磁性流体的基础上发展的，当磁性流体注入具有磁场的间隙中时，它可以充满整个间隙，成为一种液体“O型密封圈”。

磁性流体真空进给装置是一种把旋转运动传入真空容器的装置，其基本构成为一个永久磁场，两个磁极，一个磁性转动轴和磁性流体。

传动轴是一个多级结构，由磁极和转轴组成。

在每级环形间隙中，充满了磁性流体。

在理想状态下，所有磁性流体密封在每一级极间与磁极之间，形成一系列的“磁性流体密封圈”。

每级“磁性流体密封圈”能随的压差0.15-0.2个大气压，整个区域的随能力为密封圈子总的承压能力，为适应真空环境，磁性流体密封圈标准设计压力大于两个大气压，所以说是绝对安全的。

Magnetic fluid Sealing TechniqueSealing techniques of magnetic fluid take advantage ofresponse of Magnetic fluids. When a Magnetic fluid is placed intoa gap between the surfaces of rotating and stationary elementsin the presence of magnetic fluid, it assumes the shape ofa"Liquid O-ring" to comple电话y fill the gap.The magnetic fluid vacuum rotary feed through is a device thattransmits rotary motion into a vacuum chamber. The basiccomponents are permanent magnet, two pole pieces, a magneticallypermeable shaft and Magnetic fluid. The shaft (of pole pieces)contains a multistage structure, completed bye the pole pieces and the shaft, concentrating magnetic flux in the radial gap under each stage. In the ideal situation, all flux lines are confined under each stage, and none are in interstate region. The magnetic fluid is trapped andheld in each-stage, forming a series of " Liquid Oring" with intervening regions that are filled with air. Each stage can typically sustain a pressure differential of 0.15-0.2 atmospheres. All stages act in series to provide a total pressure capability for the seal. For vacuum applications Magnetic fluid seals are normally designed to sustain a pressure differential of greater than two atmospheres, thus allowing a safety margin.■特性密封圈特性：磁性流体包围整个转轴，成为一隔绝空气，水气，烟雾等元素的密封圈，几乎无泄漏的特性，密封圈的泄漏微弱到已无法测量，甚至使用质谱仪也无法测量（1*10-11Torr/e/sec）Hermetic sealing: The Magnetic fluid surrounding the shaft provides a hermetic seal against gas, vapor, mist and other contaminants.长寿命特性："液体O型密封圈"由一个稳定的磁性流体构成，其装置可长期使用10年无需维修。

磁性液体密封原理
磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封（即动件和静件没有直接接触），其工作原理是：由环状永磁体，导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路，利用永磁体中的磁能，在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场，将磁性液体紧紧吸住，形成磁性液体“O”型密封环，把间隙堵死，从而达到密封的目的。

冷油泵磁性液体目前最广泛的应用是动态密封，特别是用于封真空、封气体或用于防尘等。

例如x射线衍射仪的转靶的真空密封、气流分级系统的防尘泄漏等等一、磁性液体密封适用领域1、防尘密封：硬盘（hard disk）、气流粉碎（分级）机等。

2、真空密封：电子显微镜、电子衍射仪、CVD装置、单晶炉、真空加热炉等。

3、气体密封：可用于多种气体密封的场合（如煤气风机转轴部位）。

二、其它应用
直接替用：特别设计的密封连接器具有多种外形和尺寸，可以直接在多种系统中使用，替代原有装置。

三、主要特点
1、无磨损，因为磁性液体具有液体的性质，并且由于基液具有润滑性，所以还可起润滑作用。

2、密封度好，用于真空时可以达10-5Pa。

3、无泄漏。

本文档来自于长沙中联泵业。

磁流体密封装置的工作原理《神奇的磁流体密封装置》嘿，你知道吗？有一种特别神奇的东西，叫做磁流体密封装置。

这玩意儿可有意思啦！想象一下，有一些小小的磁性颗粒，就像一群小精灵，在特定的环境里欢快地舞动着。

它们呀，和一种特殊的液体混合在一起，形成了一种奇妙的磁流体。

这个磁流体密封装置呢，就像是一个守护秘密的卫士。

它的工作原理其实挺简单的，但却超级厉害。

在装置里面，有磁场存在，这些小精灵般的磁性颗粒就会受到磁场的吸引，乖乖地排列起来。

就好像是小朋友们排队一样，整整齐齐的。

这样一来，就形成了一道严密的防线，可以把里面的东西好好地保护起来，不让任何外界的东西轻易地跑进去或者跑出来。

比如说，在一些需要密封的地方，像机器的转动轴啊之类的，磁流体密封装置就大显身手啦。

它能确保机器在运转的时候，里面的油啊、气啊什么的不会漏出来，同时也能防止外面的灰尘啊、杂质啊跑进去搞破坏。

你说神奇不神奇？它就像是一个小小的魔法阵，把一切都安排得妥妥当当的。

我给你讲个例子吧，有一次我去参观一个工厂，看到那些巨大的机器在轰轰作响。

然后我就注意到了它们上面的磁流体密封装置，就那么小小的一个东西，却起着至关重要的作用。

我当时就在想啊，如果没有这个神奇的装置，这些机器还能这么顺畅地工作吗？估计得经常出问题吧。

而且啊，磁流体密封装置还有一个特别好的地方，就是它很耐用。

不像有些东西，用着用着就坏了。

它可以长时间地工作，默默地守护着那些需要密封的地方。

总之呢，磁流体密封装置虽然看起来不起眼，但却是非常重要的。

它就像我们生活中的那些默默付出的人，也许我们平时不会特别注意到他们，但他们却一直在为我们的生活保驾护航。

所以啊，可别小看了这个小小的磁流体密封装置哦，它可是有着大大的能量呢！。

磁流体旋转动态密封
磁流体旋转动态密封是一种利用磁力和磁流体技术实现密封效果的装置。

它主要由一个外部旋转部件和一个内部静止部件组成。

在磁流体旋转动态密封中，外部旋转部件通常是一个转子，而内部静止部件则是一个固定的定子。

这两个部件之间通过磁流体进行密封，避免了传统机械密封中常见的摩擦和磨损问题。

磁流体是一种特殊的流体，它具有高磁导率和流动性，能够在磁场的作用下形成一种类似固体的状态。

当磁流体置于磁场中时，其分子会被磁力有序排列，从而形成一个密封层。

在磁流体旋转动态密封中，磁流体通常被封装在一个轴承或密封腔中。

当转子旋转时，磁流体因为磁力的作用形成一个稳定的密封层，能够有效地防止介质泄漏。

与传统的机械密封相比，磁流体旋转动态密封具有以下优点：
1. 无摩擦磨损：磁流体旋转动态密封没有机械接触，因此不会出现摩擦和磨损问题。

2. 长寿命：由于没有摩擦磨损，磁流体旋转动态密封的使用寿命通常更长。

3. 高可靠性：磁流体旋转动态密封采用了磁力和磁流体技术，能够提供更可靠的密封效果。

4. 适用于高速旋转：磁流体旋转动态密封能够适应高速旋转的需求。

5. 可调密封效果：通过控制磁力的大小和磁流体的性质，可以实现对密封效果的调节。

总的来说，磁流体旋转动态密封是一种高效、可靠的密封装置，能够在旋转运动中实现良好的密封效果，广泛应用于各种旋转设备中。

磁流体密封第1章绪论1.1选题的背景和意义磁流体也叫磁液或铁流体，它是将磁性微粒掺入到载液中是一种对磁场敏感、可流动的液体磁性材料。

磁流体自问世以来，在研磨、抛光、润滑、减振、冷却等领域逐步被人们所认识，磁流体在密封领域的应用也逐渐受到人们的重视。

磁流体密封是借助磁流体在磁场的作用下形成的磁流体密封环对气体、液体进行密封，由于它和密封轴之间是通过磁流体进行接触密封，因而避免了密封轴与密封件之间的直接摩擦，降低了附加载荷。

在旋转轴密封中具有其它密封方式不可比拟的优点：无泄露、无磨损、结构简单、寿命长，受到国内外学者和工程技术人员的重视，在工业、国防等领域具有重要的意义。

磁流体密封在低压气体密封中的应用较为简单，因为密封压力低，所需的密封级数较少、密封间隙也可以选的比较大，所以容易实现。

同时由于密封级数少，故密封装置的轴向尺寸限制较少，密封间隙大，其他诸如转速、磁极齿型等因素对密封装置的密封能力影响也较小，往往可以采用模糊的理论公式或经验公式对密封装置进行设计，就能满足使用的需要。

随着密封压力的升高，磁流体密封耐压公式在磁流体密封装置的设计中越来越重要，它的理论水平直接决定了密封装置的性能。

传统密封理论公式存在一些缺陷，比如密封力的来源不明确，计算复杂，适用范围小等等，这就不能很好的满足磁流体高压密封设计的需要。

因此，应用新的、合理的密封耐压公式对旋转轴高压密封装置的设计是很必要的。

磁流体在气体密封中的应用已经很多，但是在液体密封中的应用较少，本文将磁流体密封技术应用于船舶艉轴密封中，并采用新的耐压公式，计算出密封装置的参数，设计出密封实验装置，进行了具体实验，取得了大量的数据。

最后利用实验数据，分析对船舶艉轴磁流体密封的主要影响因素，可为今后进行磁流体密封装置的设计提供一定的帮助。

1.2国内外磁流体密封技术的发展现状1.2.1磁流体简介磁流体是由超微细磁粉在液体（载体）中稳定分散而形成的能流动、有超顺磁性的胶体，它无剩磁和矫顽力，可通过磁进行控制，在磁场作用下形成具有磁性的流体，其密封膜承压能力与磁场强度成正比。

磁流体密封磁流体就是以液体形式存在的磁性材料，它是由粒径约为10nm的强磁性粒子，通过表面吸附界面活性剂分子而稳定分散于合适基液中所形成的一种胶态体系。

根据所含的磁性粒子不同，可分为铁氧体系、金属系和氮化铁系3类。

根据基液的不同可为水基、油基、醚基和酯基。

磁流体是功能材料中的一支新秀，它既具有磁性又具有流动性, 在重力和磁力作用下能够保持稳定, 不会出现沉淀或分层现象。

与其他液体相比，磁流体具有以下特点：(1) 在外加磁场下, 有悬浮在载体中的能力。

(2) 既具有液体的流动性, 又具有固体磁性材料的特性, 有感应磁通的能力。

(3) 调节外加磁场强度, 可以改变磁流体的表观比重和粘度, 能使磁性的固体稳定地悬浮在其中。

(4) 超声波在磁流体中传播时, 其速度以及衰减与外磁场有关, 并显示各向异性。

它的介电常数也是各向异性的。

光通过稀释的磁流体时, 或磁流体的薄层时, 会产生光的双折射现象。

当磁化时, 使相对于磁场方向具有光的各向异性, 具有高的折射率。

此外, 在交变磁场中还具有磁粘滞现象。

(5) 在垂直磁场的作用下, 会自发地形成稳定的波峰。

(6) 对外加磁场的响应速度快, 撤去外磁场后,磁流体中的磁性粒子很快呈现无规则分布 ,即在无外加磁场时, 磁流体本身是不显磁性的。

(7) 磁流体在外加磁场的作用中, 将流向并固定在磁场强度高的一方。

对磁流体的研究起源于50 年代,标志是美国的Papell 在1963 年获得的第一个磁流体制备专利,并于1965 年在美国的NASA 航天产品的密封中获得成功应用。

自此引发了对这种新型材料的研究开发和应用,并不断的取得新的进展,一步步的从实验室迈向实用化。

70 年代我国开始进行磁流体的基础研究和应用探索。

磁流体最通常的制备方法是借助于共同沉淀法制得粒度约为10nm 的磁铁矿之类铁氧体之后,吸附以界面活性剂,然后分散于油或水中即制成磁流体。

新近又开发成功了将比铁氧体饱和磁化强应更大的纳米金属铁粉分散于液体中的磁流体,它是在水中添加粒径大的正离子或负离子(取代界面活性剂) 而将铁磁性纳米颗粒分散于液体中的离子性磁流体。

磁流体密封原理及性能参数图29.9-2中，圆环形永久磁铁1，极靴2和转轴3所构成的磁性回路，在磁铁产生的磁场作用下，把放置在轴与极靴顶端缝隙间的磁流体4加以集中，使其形成一个所谓的“O”形环，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。

这种密封方式可用于转轴是磁性体（图29.9-2b）和非磁性体（图29.9-2c）两种场合。

前者磁束集中于间隙处并贯穿转轴而构成磁路，而后者磁束并不通过转轴，只是通过密封间隙中的磁流体而构成磁路。

图29.9-2 磁流体的密封原理及其密封方式a）剖视图；b）、c）剖面图1—永久磁铁；2—极靴；3—旋转轴；4—磁流体由于磁流体密封中，磁流体会有损耗，可考虑设置磁流体补给装置。

因工作中温度升高会影响密封的耐压能力，故需装设冷却水槽。

图29.9-3为磁流体密封破坏过程示意图。

当两则无压差时，极靴处密封液环保持正常形状（图a）；当两则有压差时，密封磁流体呈凹截面，但仍能保持正常形状（图b）；当两侧压差增大到大于磁流体密封的承载能力时，密封液环先开始变形（图c），然后迅速形成穿孔（图d），此时被密封介质通过针孔流到下一级。

如果不断地增加压差，则密封液环遭到破坏（图e）；如果被密封介质通过针孔流到下一级，下一级压力增加，压差减小，针孔愈合（图b）。

因此，多级磁流体密封具有一定的破坏压力和恢复压力。

为安全起见，通常使工作压力小于各级恢复压力的总和，即要具有一定的备用级。

图29.9-3 密封及密封破坏a）密封不受压；b）密封受压；c）密封受压增强；d）密封穿孔；e）密封破坏2.1 密封的耐压能力磁流体密封中，当聚焦结构（极靴）达到磁饱和时，间隙磁场强度可达（1.19～1.587）×106A/m。

由于磁流体作为流体状态在磁场内服从修正的伯努利方程式中ρ——磁流体的密度；M——磁流体的磁通密度；H——间隙中的磁场强度；h——高出水平面的高度。

上式中前三项为静压能、动压能和位能之和，第四项为考虑磁特性的附加项。