[发明专利]磁性液体密封性能在线监测及自修复装置

说明书

磁性液体密封性能在线监测及自修复装置，属于机械工程密封技术领域。特别适用于对密封可靠性要求特别严格的场合。该装置由转轴(1)、外套(2)、磁性液体存储槽(5)、压力传感器(6)、隔环(13)等构成，利用磁性液体密封的压力传递机理，实现在磁性液体密封性能失效以前发出预警，并能够对磁性液体密封进行自修复。解决了磁性液体密封性能的在线监测以及在线修复难题。

技术领域

本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于对密封可靠性要求特别严格的场合。

背景技术

磁性液体密封具有零泄漏、长寿命、高可靠性等优点，在实际中获得了广泛应用。然而随着航空、航天、军工等行业的发展对密封提出了越来越高的要求，其中某些场合对可靠性提出了非常严格的要求。例如核反应装置的旋转轴密封，一旦发生泄漏，不仅会产生巨大的经济损失，还会造成射线泄漏，形成辐射污染造成人员伤亡，这些事故是必须在密封寿命整个过程中完全避免的。这就要求磁性液体密封，一方面能够实现密封性能的在线监测，一旦密封性能降低，在密封失效前监测装置就必须提前发出警报；另一方面在检测到性能下降之后，采取尽可能简单的办法进行修复。因磁性液体密封的密封间隙一般为0.1-0.3mm，而磁性液体又为黑色不透明的液体，并且密封间隙中的磁性液体体积又非常少(根据磁性液体密封装置结构和大小一般为1-100ml)。因此磁性液体密封性能的在线监测是非常困难的，一直以来就是磁性液体密封行业的难题。

本发明中提出的磁性液体密封性能在线监测及自修复装置，很好的解决了这个问题。本发明利用了磁性液体密封在压力加载过程中压力的传递机理。申请人利用申请号为201410022754.7的专利“一种磁性液体密封耐压机理实验研究装置”所描述的结构进行了磁性液体密封压力传递机理的研究。正如申请人发表的论文“Theoretical analysis andexperimental study on loading process among stages of magnetic fluid seal”(Wang Zhongzhong,Li Decai.Theoretical analysis and experimental study onloading process among stages of magnetic fluid seal[J].International Journalof Applied Electromagnetics&Mechanics,2015,48(1):101-110.)中所述，磁性液体密封的压力传递过程为：当加载的压力小于第一级的耐压能力时，这时仅有第一级的磁性液体承压，其它密封级没有负载，当密封件加载的压力超过第一级耐压能力后，密封介质将冲破第一级磁性液体膜，密封介质进入第一级和第二级之间的空腔中，第二级磁性液体有了负载。当空腔中压力持续上升到第一级两侧的压力差小于第一级的耐压能力后，第一级磁性液体恢复到完整的磁性液体密封膜，以此类推，实现了压力的逐级传递。在磁性液体密封失效过程中，由于承压部分的磁性液体和密封介质直接接触，受介质腐蚀以及和介质相互作用等原因，承压部分优先失效，然后密封介质向下一级传递。本发明就是利用该机理，发明了磁性液体密封性能在线监测及自修复装置，很好的解决了这一难题。对提高磁性液体密封的可靠性和寿命具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，在对磁性液体密封可靠性要求特别严格的场合，磁性液体密封性能在线监测及自修复难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：磁性液体密封性能在线监测及自修复装置，构成该装置包括：

转轴、外套、左轴承、左隔套、磁性液体存储槽、压力传感器、端盖、右轴承、右隔套、第一右极靴、第一磁铁、第一左极靴、隔环、第二右极靴、第二磁铁、第二左极靴。

构成该装置的各部分之间的连接如下：

将第一永磁体安装在第一左极靴的右端面处，将第一右极靴安装在第一永磁体的右端面处，在第一永磁体的内表面处注入磁性液体，形成第一密封组件。