[发明专利]一种耐高转速能力的磁性液体密封方法

说明书

技术领域

本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。

背景技术

在磁性液体密封装置中，通常涉及的极靴与转轴所构成的密封间隙在0.1mm～0.2mm之间。在磁场作用下，磁性液体填充在密封间隙内。此时，磁性液体内的纳米级铁磁性颗粒可长期稳定悬浮，并均匀的分散在基载液中，使得密封装置具有良好的耐压能力。

但在大轴径、高转速的工况条件下，密封间隙内会聚集大量热量。这就要求磁性液体有较强的耐高温能力，以避免因温度升高使磁性液体失效而造成的磁性液体密封装置耐压能力降低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在大轴径、高转速的工况条件下，密封间隙内会聚集大量热量，使装置温度急剧升高，造成磁性液体的失效，导致磁性液体密封装置耐压能力的下降。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在磁性液体中加入体积为磁性液体体积1%～25%的1nm～10nm的铜粉或银粉，搅拌50～60分钟。铜粉或银粉在制备过程中用表面活性剂进行包覆，如油酸，亚油酸，氟醚酯等，磁性液体包括所有磁性液体，如水基磁性液体，机油基磁性液体，硅油基磁性液体，煤油基磁性液体，二酯基磁性液体，氟醚油基磁性液体等。在不均匀磁场环境中，根据磁性液体的浮力原理，非磁性颗粒不能稳定分布在磁性液体中，因此通过将1nm～10nm级的铜粉或银粉用表面活性剂进行包覆，使铜粉或银粉在磁性液体中的稳定性增加，能够均匀分散在磁性液体中。由于铜粉或银粉有较好的导热传热能力，所以稳定悬浮在磁性液体中的纳米级铜粉或银粉可以带走大量的热量，从而降低了密封间隙内的磁性液体的温度，有效的防止了磁性液体因高温而导致的蒸发。

本发明的有益效果：

由于本发明是在磁性液体中加入磁性液体体积1%～25%的1nm～10nm的铜粉或银粉，在外加磁场的作用下，外加的铜粉或银粉可长期稳定悬浮于磁性液体中。由于铜粉或银粉有较好的导热传热能力，所以稳定悬浮在磁性液体中的纳米级铜粉或银粉可以带走大量的热量，从而降低了密封间隙内的磁性液体的温度，有效的防止了磁性液体因高温而导致的蒸发。因此，在磁性液体密封用磁性液体中加入粒径在1nm～10nm之间的铜粉或银粉，可以防止因温度过高使磁性液体失效而造成的磁性液体密封装置耐压能力降低的问题。

附图说明

图1是加入铜粉或银粉之前，密封间隙内的磁性液体在磁场作用下的状态。

图2是加入铜粉或银粉之后，密封间隙内的磁性液体在磁场作用下的状态。

图中：极齿1、磁性液体2、转轴3、铜粉或银粉4。

具体实施方式

实施方式一

在磁性液体中，加入体积为磁性液体体积5%的1nm的铜粉，搅拌50分钟。

实施方式二

在磁性液体中，加入体积为磁性液体体积10%的5nm的铜粉，搅拌55分钟。

实施方式三

在磁性液体中，加入体积为磁性液体体积20%的10nm的银粉，搅拌60分钟。

Q=FS Q=AλΔt/δ

式中：Q为热量，F为摩擦力大小，S是物体间发生的相对路程，A为导热面积，λ为导热系数，Δt为温度差，δ导热厚度。

可知，加快导热途径主要是改变λ，增大λ导热系数，表现为选择导热系数大的材料。

使用实例：常温下对直径为50mm的旋转轴进行磁性液体密封，磁性液体为煤油基磁性液体，表面活性剂选用油酸，永磁体选用钕铁硼材料，加入体积为磁性液体体积10%，粒径为10nm的铜粉，密封转速能力提高了40%。