[发明专利]一种磁流体密封管道连接补偿装置

权利要求书

1.一种磁流体密封管道连接补偿装置，包括第一法兰管和第二法兰管，所述第二法兰管包括法兰盘二(2)和联接管二(4)，所述法兰盘二(2)与联接管二(4)同心焊接固定；所述第一法兰管包括法兰盘一(1)、联接管一(3)和法兰环(13)，所述法兰盘一(1)与法兰环(13)之间通过联接管一(3)焊接固定，其特征在于，还包括连接补偿装置，所述连接补偿装置包括补偿管(14)、密封端盖(5)、线圈(6)、环形永磁铁(7)和紧固杆(10)；所述补偿管(14)一端与法兰环(13)连接，所述补偿管(14)另一端与密封端盖(5)连接，所述联接管二(4)穿入密封端盖(5)，所述密封端盖(5)与联接管二(4)间隙配合；所述密封端盖(5)内壁上设有第一环形储液槽(b)和第二环形储液槽(c)，所述密封端盖(5)外壁设有轴向排列环形槽一(g)和环形槽二(h)；所述线圈(6)缠绕在环形槽一(g)上，所述环形永磁铁(7)安装在环形槽二(h)内；所述密封端盖(5)与联接管二(4)的径向间隙、第一环形储液槽(b)内、第二环形储液槽(c)内和补偿管(14)与密封端盖(5)的径向间隙形成间隙腔，所述间隙腔内设有磁流体(d)；第一法兰管和第二法兰管通过紧固杆(10)连接，所述紧固杆(10)一端通过螺母(8，9)固定第一法兰管，所述紧固杆(10)另一端设有限位螺母(15，16)，用于限制第二法兰管的轴向极限位置；

所述线圈(6)的匝数N和线圈(6)电流I，满足下面公式：

其中，

P₀—管道内流体的设计压力，Mpa；

ζ—安全系数，0.8～0.9；

B—磁流体(d)产生于线圈处的磁场强度，A/s；

I—线圈(6)内的电流，A；

N—线圈(6)的线圈匝数；

L₄₁—线圈(6)的宽度，L₄₁＝9δ₁，mm；

d₄₁—密封端盖(5)的内径，d₄₁＝2δ₁+d₀+2ε，mm；

ε—联接管二(4)和密封端盖(5)之间的径向间隙，ε＝0.02d₀，mm。

2.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，其特征在于，所述环形槽二(h)的一个端面与第一环形储液槽(b)的一个端面在的同一法向面上。

3.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，其特征在于，所述环形槽一(g)位于第一环形储液槽(b)和第二环形储液槽(c)之间。

4.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，其特征在于，所述密封端盖(5)上设有充流孔(a)，所述充流孔(a)与间隙腔连通。

5.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，其特征在于，穿入所述密封端盖(5)内的联接管二(4)外圈设有储液槽。

6.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，所述联接管二(4)和联接管一(3)的公称直径均为d₀，所述联接管二(4)的壁厚为δ₁，所述联接管一(3)的壁厚为δ₂，其特征在于，所述联接管二(4)壁厚δ₁的关系式为：

且若δ₁≤4时，则δ₁＝4mm

其中：

d₀—联接管二(4)的公称直径，mm；

P₀—管道内流体的设计压力，Mpa；

D₀—联接管二(4)的外径，D₀＝d₀+2δ₁，mm；

[δ]^t—联接管二(4)材料的许用应力，Mpa；

E_j—联接管二(4)的焊接接头系数；

所述联接管一(3)的壁厚为δ₂不小于所述联接管二(4)的壁厚为δ₁。

7.根据权利要求1所述的磁流体密封管道连接补偿装置，其特征在于，所述环形永磁铁(7)截面宽度H满足以下要求：

ρ₁L₄₁₀HK₄C₄＞4ρ₂L₄₁₁L₄₈

其中，

ρ₁—环形永磁铁(7)的密度，kg/m³；

K₄—环形永磁铁(7)安全系数，0.6～0.8；

H—环形永磁铁(7)的截面宽度，mm；

L₄₁₀—环形永磁铁(7)的截面长度，L₄₁₀＝δ₁，mm；

L₄₁₁—第一环形储液槽(b)的截面宽度，L₄₁₁＝δ₁，mm；

L₄₈—环形永磁铁(7)的长度，L₄₈＝1.2δ₁，mm；

ρ₂—磁流体(d)密度，kg/m³；

C₄—环形永磁铁(7)的剩磁系数。