[發明專利]一種磁流體密封管道連接補償裝置

有效

• 申請號: 201810439429.9
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108548034B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉厚林;張子龍;羅凱凱;王勇;王凱;董亮;談明高
• 申請（專利權）人: 江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院;江蘇大學
• 主分類號: F16L51/00
• 分類號: F16L51/00;F16L27/12
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1.一種磁流體密封管道連接補償裝置，包括第一法蘭管和第二法蘭管，所述第二法蘭管包括法蘭盤二(2)和聯接管二(4)，所述法蘭盤二(2)與聯接管二(4)同心焊接固定；所述第一法蘭管包括法蘭盤一(1)、聯接管一(3)和法蘭環(13)，所述法蘭盤一(1)與法蘭環(13)之間通過聯接管一(3)焊接固定，其特征在于，還包括連接補償裝置，所述連接補償裝置包括補償管(14)、密封端蓋(5)、線圈(6)、環形永磁鐵(7)和緊固桿(10)；所述補償管(14)一端與法蘭環(13)連接，所述補償管(14)另一端與密封端蓋(5)連接，所述聯接管二(4)穿入密封端蓋(5)，所述密封端蓋(5)與聯接管二(4)間隙配合；所述密封端蓋(5)內壁上設有第一環形儲液槽(b)和第二環形儲液槽(c)，所述密封端蓋(5)外壁設有軸向排列環形槽一(g)和環形槽二(h)；所述線圈(6)纏繞在環形槽一(g)上，所述環形永磁鐵(7)安裝在環形槽二(h)內；所述密封端蓋(5)與聯接管二(4)的徑向間隙、第一環形儲液槽(b)內、第二環形儲液槽(c)內和補償管(14)與密封端蓋(5)的徑向間隙形成間隙腔，所述間隙腔內設有磁流體(d)；第一法蘭管和第二法蘭管通過緊固桿(10)連接，所述緊固桿(10)一端通過螺母(8，9)固定第一法蘭管，所述緊固桿(10)另一端設有限位螺母(15，16)，用于限制第二法蘭管的軸向極限位置；

所述線圈(6)的匝數N和線圈(6)電流I，滿足下面公式：

其中，

P₀—管道內流體的設計壓力，Mpa；

ζ—安全系數，0.8～0.9；

B—磁流體(d)產生于線圈處的磁場強度，A/s；

I—線圈(6)內的電流，A；

N—線圈(6)的線圈匝數；

L₄₁—線圈(6)的寬度，L₄₁＝9δ₁，mm；

d₄₁—密封端蓋(5)的內徑，d₄₁＝2δ₁+d₀+2ε，mm；

ε—聯接管二(4)和密封端蓋(5)之間的徑向間隙，ε＝0.02d₀，mm。

2.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，其特征在于，所述環形槽二(h)的一個端面與第一環形儲液槽(b)的一個端面在的同一法向面上。

3.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，其特征在于，所述環形槽一(g)位于第一環形儲液槽(b)和第二環形儲液槽(c)之間。

4.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，其特征在于，所述密封端蓋(5)上設有充流孔(a)，所述充流孔(a)與間隙腔連通。

5.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，其特征在于，穿入所述密封端蓋(5)內的聯接管二(4)外圈設有儲液槽。

6.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，所述聯接管二(4)和聯接管一(3)的公稱直徑均為d₀，所述聯接管二(4)的壁厚為δ₁，所述聯接管一(3)的壁厚為δ₂，其特征在于，所述聯接管二(4)壁厚δ₁的關系式為：

且若δ₁≤4時，則δ₁＝4mm

其中：

d₀—聯接管二(4)的公稱直徑，mm；

P₀—管道內流體的設計壓力，Mpa；

D₀—聯接管二(4)的外徑，D₀＝d₀+2δ₁，mm；

[δ]^t—聯接管二(4)材料的許用應力，Mpa；

E_j—聯接管二(4)的焊接接頭系數；

所述聯接管一(3)的壁厚為δ₂不小于所述聯接管二(4)的壁厚為δ₁。

7.根據權利要求1所述的磁流體密封管道連接補償裝置，其特征在于，所述環形永磁鐵(7)截面寬度H滿足以下要求：

ρ₁L₄₁₀HK₄C₄＞4ρ₂L₄₁₁L₄₈

其中，

ρ₁—環形永磁鐵(7)的密度，kg/m³；

K₄—環形永磁鐵(7)安全系數，0.6～0.8；

H—環形永磁鐵(7)的截面寬度，mm；

L₄₁₀—環形永磁鐵(7)的截面長度，L₄₁₀＝δ₁，mm；

L₄₁₁—第一環形儲液槽(b)的截面寬度，L₄₁₁＝δ₁，mm；

L₄₈—環形永磁鐵(7)的長度，L₄₈＝1.2δ₁，mm；

ρ₂—磁流體(d)密度，kg/m³；

C₄—環形永磁鐵(7)的剩磁系數。