[發明專利]一種測試磁流體密封氣-液兩相介質適配性的裝置和方法

在審

• 申請號: 202211040778.6
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115452647A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 朱理智;胡長明;王偉;陸洋;張幼安;陳琦;梁元軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N21/3577;G01M3/26
• 代理公司: 北京鑄成博信知識產權代理事務所(普通合伙) 16016
• 代理人: 向耿

1.一種測試磁流體密封氣-液兩相介質適配性的裝置，其特征在于，該裝置包括用于間接接觸適配性測試的裝置和用于機械密封性測試的裝置；

間接接觸適配性測試所用裝置包括充灌管路、氣體閥門、壓力容器、聚四氟乙烯內襯、壓力表、強磁體、塑料杯和水浴，其中，壓力容器分為蓋子和罐體兩部分，蓋子和罐體通過螺紋嚙合旋緊，蓋子和罐體密封面配有三元乙丙橡膠或氰化丁腈橡膠密封圈，壓力容器容積240mL，耐溫120℃，耐壓10Mpa；

機械密封性測試所用裝置包括框架、上下法蘭、緊固連桿、石英玻璃管、電機、轉軸、充灌管路、閥門、壓力表、磁流體密封環；其中，石英玻璃管有刻度；上下法蘭、石英玻璃管和緊固連桿組裝成承壓部分，法蘭和石英玻璃管之間通過三元乙丙橡膠或氰化丁腈橡膠密封圈壓緊密封，容積為5L，耐壓8MPa；磁流體密封環的磁場強度，極齒個數、寬度、間距和密封間隙滿足設計要求。

2.一種測試磁流體密封氣-液兩相介質適配性的方法，其特征在于，該方法的步驟如下：

步驟1、直接接觸適配性測試；

步驟2、間接接觸適配性測試；

步驟3、機械密封性測試；

其中，直接接觸適配性測試主要考察液相介質對磁流體組成、物性的影響，間接接觸適配性測試主要考察氣相介質和回流冷凝接觸對磁流體組成、物性的影響，機械密封性主要考察磁流體特征密封構件對氣-液兩相介質的密封效果，以上測試能充分反映氣-液兩相密封時的各種作用模式；

所述的測試磁流體密封氣-液兩相介質適配性的方法，在三項測試依次通過后，則表明磁流體對密封相應的氣-液兩相介質具有適配性，轉入磁流體密封結構的具體設計。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1具體為：

在液相介質穩定存在的溫度下，將液相介質加入到裝有磁流體的容器中，保持24h后，將液相介質分離，取出磁流體真空干燥；最后檢查磁流體的外觀并測量質量變化。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1中，所述的直接接觸適配性測試，磁流體與液相介質加入量的質量比為1:4～1:10。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2具體為：

測試所用裝置包括充灌管路、氣體閥門、壓力容器、聚四氟乙烯內襯、壓力表、強磁體、塑料杯和水浴，其中，壓力容器分為蓋子和罐體兩部分，蓋子和罐體通過螺紋嚙合旋緊，蓋子和罐體密封面配有三元乙丙橡膠或氰化丁腈橡膠密封圈，壓力容器容積240mL，耐溫120℃，耐壓10Mpa；

測試過程還需要使用精密臺秤、真空泵；

測試過程為：采用強磁體將磁流體穩固吸附在壓力容器的頂蓋內壁，容器抽成真空后再充入氣-液兩相介質，然后在容器底部進行水浴加熱，保持8h后關閉水浴加熱，壓力容器隨水浴冷卻并保持16h，取出磁流體真空干燥；最后檢查磁流體的外觀并測量質量變化。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2中，所述的間接接觸適配性測試，充入的氣-液兩相介質中液相液面在水平高度上低于磁流體5～10cm，水浴加熱溫度為30～75℃，水浴液面在水平高度上低于磁流體不少于5cm。

7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1或2中，磁流體的外觀沒有明顯變化，且質量變化不大于5％，則通過直接接觸適配性測試或間接接觸適配性測試，轉入下階段測試。

8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3具體為：

測試所用裝置包括框架、上下法蘭、緊固連桿、石英玻璃管、電機、轉軸、充灌管路、閥門、壓力表、磁流體密封環；其中，石英玻璃管有刻度；上下法蘭、石英玻璃管和緊固連桿組裝成承壓部分，法蘭和石英玻璃管之間通過三元乙丙橡膠或氰化丁腈橡膠密封圈壓緊密封，容積為5L，耐壓8MPa；磁流體密封環的磁場強度，極齒個數、寬度、間距和密封間隙滿足設計要求；

測試過程還需用到真空泵；

測試過程為：將承壓部分抽成真空，充入氣-液兩相介質并動態跑合168h，持續測量裝置保壓和介質泄漏情況。