磁性流體密封技術(shù)原理與工程應(yīng)用

文|劉光 華遠臻達磁性流體（固安）有限公司

一、磁性流體及產(chǎn)品簡介

磁性流體，是由直徑為納米級的磁性固體顆粒均勻分散到基載液中形成的一種穩(wěn)定的膠狀液體，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。磁性流體既具有液體的流動性，又具有固體磁性材料的磁性，是一種新型的功能材料。

MF系列磁性流體專為高校實驗及工業(yè)使用開發(fā)，包括水基、煤油基、機油基和二酯基等多種基載液的一系列產(chǎn)品。多年來，廣泛應(yīng)用于磁性流體選礦、高校磁性流體實驗，以及各種苛刻條件的磁性流體密封等領(lǐng)域。

磁性流體結(jié)構(gòu)示意圖

MF系列磁性流體產(chǎn)品

二、磁性流體密封技術(shù)原理

磁性流體密封技術(shù)利用了磁性流體對磁場的響應(yīng)特性，把磁性流體注入到由高性能的永磁體、導(dǎo)磁良好的極靴和軸所構(gòu)成的導(dǎo)磁回路中，形成數(shù)個液體“O”型圈，當(dāng)磁性流體受壓差作用時，會在非均勻磁場中移動，非均勻磁場使磁性流體產(chǎn)生對抗壓差的磁力，進而達到新的平衡，起到密封的作用。

磁性流體密封原理圖

相對于傳統(tǒng)密封，磁性流體密封具有以下優(yōu)點：

1）密封性：包圍著軸的磁性流體可以密封液體、氣體和氣液混合物。

2）不可測量的泄漏率：在動態(tài)和靜態(tài)的測量中，采用質(zhì)譜測定法對氦氣密封進行評估，在常溫常壓下，氦氣的泄漏量小于10～11ml/s，通常稱磁性流體密封泄漏率為零。

3）長壽命：液態(tài)“O”型圈密封，極靴與軸不接觸，無固體磨損，加上磁性流體對軸沒有腐蝕，使用壽命長，在性能評估中，密封件的測定使用壽命為10年以上，期間不需要維護。

4）高可靠：磁性流體密封件包括一塊簡單的永磁體、極靴和少量的磁性流體，唯一會產(chǎn)生磨損的是軸承，可靠性高。

5）無污染：由于沒有機械磨損，液體密封環(huán)不產(chǎn)生污染系統(tǒng)的粒子，低蒸汽壓的磁性流體即使在10-6Pa以上的高真空下仍然能夠維護其密封的可靠性。

6）可承受高轉(zhuǎn)速：磁性流體密封功率消耗低，耐高轉(zhuǎn)速能力強。目前，磁性流體密封在軸的轉(zhuǎn)速超過30000 r/min時，工作性能仍穩(wěn)定。

7）最佳扭矩傳遞：傳動軸可進行100%的扭矩傳動而沒有功率損耗，并能夠不間斷地提供同向旋轉(zhuǎn)。

8）低粘度摩擦：磁性液體低粘度的摩擦不依賴于密封所加的壓力，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

三、磁性流體密封技術(shù)的工程應(yīng)用

近年來，工業(yè)設(shè)備等相關(guān)領(lǐng)域?qū)γ芊庑阅芤笤絹碓礁?，傳統(tǒng)的密封方式已經(jīng)難以滿足某些特殊場合的密封要求，磁流體密封技術(shù)正發(fā)揮越來越重要的作用，國內(nèi)磁性流體密封產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各類真空設(shè)備的密封部位，特別是大直徑磁性流體密封裝置和耐高壓磁性流體密封裝置，受到了市場廣泛關(guān)注。

華遠臻達磁性流體科技（固安）有限公司是一家主要從事磁性流體、磁性流體密封裝置研發(fā)和制造的高科技企業(yè)，可為單晶硅爐、真空鍍膜設(shè)備、真空爐、反應(yīng)釜、煤氣加壓風(fēng)機、MOCVD設(shè)備、氫爆爐等真空、耐壓設(shè)備提供4～1500mm的磁性流體旋轉(zhuǎn)和直線密封產(chǎn)品。