Ferrofluidic - это торговая марка ступенчатого магнитно-жидкостного вращающегося уплотнительного механизма, производимого Ferrotec Corporation и впервые запатентованного соучредителем компании-предшественника RERosensweig (USP 3 620 584). На сегодняшний день уплотнения являются наиболее важным коммерческим продуктом ферромагнитных жидкостей. Уплотнения используются во вращающемся оборудовании для обеспечения вращательного движения при сохранении герметичности посредством физического барьера в виде феррожидкости . Феррожидкости суспендируют в месте с использованием постоянного магнита.
Преимущества и ограничения
Магнитные жидкостные ротационные уплотнения не требуют технического обслуживания и имеют чрезвычайно низкую утечку в очень широком диапазоне применений. Уплотнения на основе феррожидкости, используемые в промышленных и научных приложениях, чаще всего упаковываются в узлы механических уплотнений, называемые вращающимися проходными отверстиями, которые также содержат центральный вал, шарикоподшипники и внешний корпус. Шариковые подшипники выполняют две важные функции: поддержание центрирования вала в зазоре уплотнения и поддержку внешних нагрузок. Подшипники являются единственными элементами механического износа, поскольку динамическое уплотнение на самом деле представляет собой серию колец, сделанных из жидкости на масляной основе со сверхнизким давлением пара , удерживаемых магнитом между ротором и статором. Таким образом, эксплуатационные циклы жизни и техническое обслуживание оборудования , как правило , очень долго, и сопротивление крутящего момент очень низкие. Материал магнита постоянно заряжен и не требует подачи электроэнергии или другого подзарядки или обслуживания. Герметизированные ферромагнитной жидкостью вводы достигают уровней производительности, которых не могут достичь другие технологии, за счет оптимизации таких характеристик, как вязкость феррожидкости и магнитная прочность, магнитные и стальные материалы, подшипниковые узлы и водяное охлаждение для приложений с чрезвычайно высокими скоростями или температурами. Проходы с ферромагнитным уплотнением обычно работают в средах, включая сверхвысокий вакуум (ниже 10-8 мбар), температуры выше 1000 ° C, десятки тысяч оборотов в минуту и давление, равное нескольким атмосферным.
Магнитные жидкостные уплотнения разработаны для широкого спектра применений и воздействий, но обычно ограничиваются уплотнением газов и паров, а не жидкостью под прямым давлением. Это происходит из-за преждевременного выхода из строя уплотнения из феррожидкости, когда оно закрывает жидкость. Однако для решения этой проблемы проводится множество исследований. [1]
Каждая конкретная комбинация строительных материалов и конструктивных особенностей имеет практические ограничения в отношении температуры, перепада давления, скорости, приложенных нагрузок и условий эксплуатации; однако эти ограничения, как правило, можно преодолеть путем тщательного выбора или проектирования устройства для конкретного применения. Необходимые функции могут включать в себя несколько ступеней феррожидкости, водяное охлаждение, специальные материалы, включая металлы, постоянные магниты и феррожидкость, а также экзотические подшипники. Уплотнения на основе феррожидкости имеют чрезвычайно низкие скорости утечки - почти неизмеримые с помощью лабораторного оборудования - однако они не могут достичь уровня сварных соединений или других цельнометаллических статических (невращающихся) уплотнений.
Рекомендации
- ^ ван дер Валь, Кароен; ван Остайен, Рон А.Дж.; Лампаерт, Стефан Г.Е. (октябрь 2020 г.). «Поворотное уплотнение феррожидкостное с системой пополнения для герметизирующих жидкостей» . Tribology International . 150 : 106372. DOI : 10.1016 / j.triboint.2020.106372 .