一種耐高轉(zhuǎn)速能力的磁性液體密封方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高轉(zhuǎn)速能力的磁性液體密封方法，屬于機械工程密封【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是適用于磁性液體密封。該磁性液體是在現(xiàn)有的磁性液體中加入體積為磁性液體體積1%～25%的1nm～10nm的銅粉或銀粉，攪拌50～60分鐘。銅粉或銀粉在制備過程中用表面活性劑進行包覆，如油酸，亞油酸，氟醚酯等，現(xiàn)有的磁性液體包括所有磁性液體，如水基磁性液體，機油基磁性液體，硅油基磁性液體，煤油基磁性液體，二酯基磁性液體，氟醚油基磁性液體等。解決了現(xiàn)有的磁性液體密封裝置因轉(zhuǎn)速過高使密封間隙內(nèi)聚集大量熱量，導(dǎo)致磁性液體失效，造成磁性液體密封裝置耐壓能力降低的問題。
【專利說明】 一種耐高轉(zhuǎn)速能力的磁性液體密封方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械工程密封【技術(shù)領(lǐng)域】，特別適用于磁性液體密封。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁性液體密封裝置中，通常涉及的極靴與轉(zhuǎn)軸所構(gòu)成的密封間隙在0.1mm?
0.2mm之間。在磁場作用下，磁性液體填充在密封間隙內(nèi)。此時,磁性液體內(nèi)的納米級鐵磁性顆粒可長期穩(wěn)定懸浮，并均勻的分散在基載液中，使得密封裝置具有良好的耐壓能力。
[0003]但在大軸徑、高轉(zhuǎn)速的工況條件下，密封間隙內(nèi)會聚集大量熱量。這就要求磁性液體有較強的耐高溫能力，以避免因溫度升高使磁性液體失效而造成的磁性液體密封裝置耐壓能力降低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:在大軸徑、高轉(zhuǎn)速的工況條件下，密封間隙內(nèi)會聚集大量熱量，使裝置溫度急劇升高，造成磁性液體的失效，導(dǎo)致磁性液體密封裝置耐壓能力的下降。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]在磁性液體中加入體積為磁性液體體積1%?25%的Inm?IOnm的銅粉或銀粉，攪拌50?60分鐘。銅粉或銀粉在制備過程中用表面活性劑進行包覆，如油酸，亞油酸，氟醚酯等，磁性液體包括所有磁性液體，如水基磁性液體，機油基磁性液體，硅油基磁性液體，煤油基磁性液體，二酯基磁性液體，氟醚油基磁性液體等。在不均勻磁場環(huán)境中，根據(jù)磁性液體的浮力原理，非磁性顆粒不能穩(wěn)定分布在磁性液體中，因此通過將Inm?IOnm級的銅粉或銀粉用表面活性劑進行包覆，使銅粉或銀粉在磁性液體中的穩(wěn)定性增加，能夠均勻分散在磁性液體中。由于銅粉或銀粉有較好的導(dǎo)熱傳熱能力，所以穩(wěn)定懸浮在磁性液體中的納米級銅粉或銀粉可以帶走大量的熱量，從而降低了密封間隙內(nèi)的磁性液體的溫度，有效的防止了磁性液體因高溫而導(dǎo)致的蒸發(fā)。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
[0008]由于本發(fā)明是在磁性液體中加入磁性液體體積1%?25%的Inm?IOnm的銅粉或銀粉，在外加磁場的作用下，外加的銅粉或銀粉可長期穩(wěn)定懸浮于磁性液體中。由于銅粉或銀粉有較好的導(dǎo)熱傳熱能力，所以穩(wěn)定懸浮在磁性液體中的納米級銅粉或銀粉可以帶走大量的熱量，從而降低了密封間隙內(nèi)的磁性液體的溫度，有效的防止了磁性液體因高溫而導(dǎo)致的蒸發(fā)。因此,在磁性液體密封用磁性液體中加入粒徑在Inm?IOnm之間的銅粉或銀粉，可以防止因溫度過高使磁性液體失效而造成的磁性液體密封裝置耐壓能力降低的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是加入銅粉或銀粉之前，密封間隙內(nèi)的磁性液體在磁場作用下的狀態(tài)。
[0010]圖2是加入銅粉或銀粉之后，密封間隙內(nèi)的磁性液體在磁場作用下的狀態(tài)。[0011]圖中:極齒1、磁性液體2、轉(zhuǎn)軸3、銅粉或銀粉4。
【具體實施方式】
[0012]實施方式一
[0013]在磁性液體中，加入體積為磁性液體體積5%的Inm的銅粉，攪拌50分鐘。
[0014]實施方式二
[0015]在磁性液體中，加入體積為磁性液體體積10%的5nm的銅粉，攪拌55分鐘。
[0016]實施方式三
[0017]在磁性液體中，加入體積為磁性液體體積20%的IOnm的銀粉，攪拌60分鐘。
[0018]Q=FS Q=AA Δ t/ δ
[0019]式中:Q為熱量，F(xiàn)為摩擦力大小，S是物體間發(fā)生的相對路程，A為導(dǎo)熱面積，λ為導(dǎo)熱系數(shù)，At為溫度差，δ導(dǎo)熱厚度。
[0020]可知，加快導(dǎo)熱途徑主要是改變λ，增大λ導(dǎo)熱系數(shù)，表現(xiàn)為選擇導(dǎo)熱系數(shù)大的材料。
[0021]使用實例:常溫下對直徑為50_的旋轉(zhuǎn)軸進行磁性液體密封，磁性液體為煤油基磁性液體，表面活性劑選用油酸，永磁體選用釹鐵硼材料，加入體積為磁性液體體積10%，粒徑為IOnm的銅粉，密封轉(zhuǎn)速能力提高了 40%。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高轉(zhuǎn)速能力的磁性液體密封方法，其特征在于: 在磁性液體中加入粒徑Inm?IOnm的銅粉或銀粉,攪拌50?60分鐘； 所述銅粉或銀粉在制備過程中用表面活性劑進行包覆，如油酸，亞油酸，氟醚酯等，使得即使在存在磁場梯度的情況下，銅粉或銀粉仍然能夠均勻分散在磁性液體中，使得磁性液體導(dǎo)熱能力增強，從而使得磁性液體密封能夠耐高轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】H01F1/44GK103762056SQ201410022855
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】李德才, 陳鵬飛 申請人:北京交通大學(xué)