[發明專利]一種通過加入微米級非磁性固體顆粒以提高磁性液體密封耐壓能力的方法

無效

• 申請號: 201310345483.4
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103438222A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張志力;李德才;黃黎明
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F16J15/53
• 分類號: F16J15/53;H01F1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機械工程密封技術領域，特別適用于磁性液體密封，具體地說，本發明涉及一種提高磁性液體密封裝置耐壓能力的方法。?

背景技術

在磁性液體密封裝置中，通常情況下，極靴與軸所構成的密封間隙在0.1mm至0.2mm之間。在磁場作用下，磁性液體填充在密封間隙內。此時，磁性液體內的納米量級的鐵磁性顆粒可長期穩定懸浮，并均勻的分散在基載液中，使得密封裝置具有良好的耐壓能力。但當密封間隙大于0.5mm（一般小于1mm）時，磁性液體內的顆粒在非均勻磁場的作用下，隨著磁場梯度的變化在磁場強度高的區域產生聚集。即單位體積內磁場強度高的區域內的固體顆粒數量大于磁場強度低的區域內的固體顆粒數量，導致磁性液體內部固體顆粒分布不均勻，磁性液體整體耐壓能力下降，從而影響密封裝置的工作性能。?

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，磁性液體密封裝置中，極靴與軸的密封間隙大于0.5mm（一般小于1mm）時，磁性液體內的納米量級的鐵磁性固體顆粒在非均勻磁場作用下偏聚所造成的固體顆粒分布不均勻，導致磁性液體耐壓能力下降。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

在磁性液體的制備過程中，向磁性液體中加入1μm至10μm之間的非磁性固體顆粒，在外加磁場作用下，只要存在一定的磁場梯度，外加的非磁性固體顆粒可長期穩定懸浮于磁性液體中。穩定懸浮的微米級的固體顆粒均勻分布在磁性液體的中，阻礙納米固體顆粒由非均勻磁場作用而導致的運動，減少了納?米固體顆粒的偏聚，有效改善磁性液體中固體顆粒的分布。因此，在影響磁性液體密封性能的前提之下，加入1μm至10μm之間的非磁性固體顆粒，如硬度較高、耐磨、耐腐蝕、化學性質穩定的陶瓷粉末，可以防止磁性液體偏聚造成耐壓能力下降而導致的裝置失效問題。?

另外由于一些微米級的非磁性固體顆粒與磁性液體相比，制備工藝相對簡單，而且成本低廉。因此，向磁性液體中加入1μm至10μm之間的非磁性固體顆粒既可延長磁性液體的使用壽命，保證耐壓能力長期穩定不變，又可以降低裝置在使用過程中的成本。?

本發明的理論基礎是靜止非磁性淹沒的物體受磁性液體的作用力與懸浮原理。由邊界條件得出，淹沒于磁性液體的非磁性的物體的表面反壓是p，將磁性液體對淹沒物體的作用力表示為：?

????式中S是物體的表面積?

利用流體流動為定常情況下的Bernoulli方程?

p*+12ρfV2+ρfgh-μ0∫0HMdH=C]]>

和邊界條件p＝p^*+p_n，且定義式

有????p*=C-ρfgh+μ0∫0HMdH]]>

于是有????

使用散度公式：????