Феррожидкостное уплотнение
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Феррожидкостные уплотнения, также известные как вращающиеся уплотнения с магнитной жидкостью, используются в различном вращающемся оборудовании для облегчения вращательного движения и обеспечения герметичного уплотнения . Это достигается за счет физического барьера, состоящего из феррожидкости , которая удерживается на месте постоянным магнитом . Феррожидкостные уплотнения, разработанные в 1970-х годах, нашли применение в различных специализированных приложениях, включая компьютерные дисководы , вакуумные системы и ядерные технологии . [ 1 ]
Происхождение
[ редактировать ]Феррожидкостные уплотнения основаны на общем принципе феррожидкостей – жидкостей, обладающих магнитным притяжением . После исследований феррожидкостей в 1960-х годах феррожидкостное уплотнение было впервые запатентовано в 1971 году Р.Э. Розенсвейгом ( USP 3620584), который впоследствии вместе с Р. Московицем основал Ferrofluidics Corporation. [ 2 ]
Преимущества и ограничения
[ редактировать ]Поворотные уплотнения с магнитной жидкостью работают с минимальным обслуживанием и минимальными утечками в ряде областей применения. Уплотнения на основе феррожидкости, используемые в промышленных и научных целях, чаще всего упаковываются в узлы механических уплотнений, называемые вращающимися проходными соединениями, которые также содержат центральный вал, шарикоподшипники и внешний корпус. Шарикоподшипники выполняют две функции: поддерживают центрирование вала в зазоре уплотнения и выдерживают внешние нагрузки. Подшипники являются единственными предметами механического износа, поскольку динамическое уплотнение состоит из ряда колец сверхнизкого давления пара жидкости на масляной основе, удерживаемых магнитом между ротором и статором . Поскольку феррожидкость сохраняет свои жидкие свойства даже при намагничивании, крутящий момент очень мал. При использовании постоянных магнитов срок эксплуатации и циклы технического обслуживания оборудования обычно очень продолжительны. Проходные соединения с феррожидкостным уплотнением достигают максимального уровня производительности за счет оптимизации таких характеристик, как вязкость феррожидкости и магнитная сила, магнитные и стальные материалы, подшипниковые узлы и использование водяного охлаждения для применений с чрезвычайно высокими скоростями или температурами. Вводы с феррожидкостным уплотнением могут работать в таких средах, как сверхвысокий вакуум (ниже 10 −8 мбар), температуры выше 1000 °C, десятки тысяч об/мин и давление в нескольких атмосферах. [ 1 ]
Магнитно-жидкостные уплотнения могут быть разработаны для широкого спектра применений и воздействий, но обычно они ограничиваются герметизацией газов и паров, а не прямой жидкости под давлением. Это происходит из-за преждевременного выхода из строя феррожидкостного уплотнения, когда оно герметизирует жидкость. В 2020 году проводились исследования, направленные на решение этой проблемы. [ 3 ]
Каждая конкретная комбинация конструкционных материалов и конструктивных особенностей имеет практические ограничения, касающиеся температуры, перепада давления, скорости, приложенных нагрузок и рабочей среды, и поэтому устройства должны быть спроектированы так, чтобы соответствовать критериям их применения. Необходимые функции могут включать несколько ступеней феррожидкости, водяное охлаждение, специальные материалы, постоянные магниты и экзотические подшипники. Уплотнения на основе феррожидкости имеют чрезвычайно низкую утечку. [ нужна ссылка ] однако они не могут достичь уровня сварных соединений или других цельнометаллических статических (невращающихся) уплотнений.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Московиц, Рональд; Иезекииль, Фредерик Д. (1 февраля 1975 г.). «Неизнашиваемые феррожидкостные уплотнения» . Серия технических документов SAE . 400 Commonwealth Drive, Уоррендейл, Пенсильвания, США: SAE International. дои : 10.4271/750851 .
{{cite journal}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - ^ "О нас" . ФерроТек . Проверено 6 июня 2023 г.
- ^ ван дер Валь, Кароен; ван Остайен, Рон Эй Джей; Лампарт, Стефан Г.Е. (октябрь 2020 г.). «Поворотное уплотнение феррожидкости с системой пополнения затворной жидкости» . Международная Трибология . 150 : 106372. doi : 10.1016/j.triboint.2020.106372 .