Ferrofluidic — торговая марка ступенчатого магнитно-жидкостного вращающегося уплотнительного механизма, производимого корпорацией Ferrotec. Феррожидкостные уплотнения, также известные как магнитно-жидкостные вращающиеся уплотнения, используются в различном вращающемся оборудовании для облегчения вращательного движения, обеспечивая при этом герметичное уплотнение . Это достигается с помощью физического барьера, образованного феррожидкостью , которая удерживается на месте постоянным магнитом . Разработанные в 1970-х годах, феррожидкостные уплотнения использовались в различных специализированных приложениях, включая компьютерные дисководы , вакуумные системы и ядерные технологии . [1]
Феррожидкостные уплотнения основаны на общем принципе феррожидкостей - жидкостей, которые проявляют магнитное притяжение . После исследований феррожидкостей в 1960-х годах феррожидкостное уплотнение было впервые запатентовано в 1971 году RE Rosensweig ( USP 3,620,584), который впоследствии основал Ferrofluidics Corporation совместно с R. Moskowitz. [2]
Магнитные жидкостные роторные уплотнения работают с минимальным обслуживанием и минимальной утечкой в различных приложениях. Уплотнения на основе ферромагнитной жидкости, используемые в промышленных и научных приложениях, чаще всего упаковываются в механические уплотнительные узлы, называемые вращающимися проходными устройствами, которые также содержат центральный вал, шарикоподшипники и внешний корпус. Шарикоподшипники выполняют две функции: поддержание центрирования вала в зазоре уплотнения и поддержку внешних нагрузок. Подшипники являются единственными механическими изнашивающимися деталями, поскольку динамическое уплотнение образовано серией колец сверхнизкого давления паров , масляной жидкости, удерживаемой магнитным способом между ротором и статором . Поскольку феррожидкость сохраняет свои жидкостные свойства даже при намагничивании, крутящий момент сопротивления очень низок. При использовании постоянных магнитов срок службы и циклы технического обслуживания оборудования, как правило, очень продолжительны. Вводы с феррожидкостным уплотнением достигают наивысшего уровня производительности за счет оптимизации таких характеристик, как вязкость феррожидкости и магнитная сила, магнитные и стальные материалы, подшипниковые узлы и использование водяного охлаждения для приложений с чрезвычайно высокими скоростями или температурами. Вводы с феррожидкостным уплотнением могут работать в средах, включая сверхвысокий вакуум (ниже 10 −8 мбар), температуры более 1000 °C, десятки тысяч об/мин и многоатмосферное давление. [1]
Магнитные жидкостные уплотнения могут быть спроектированы для различных применений и воздействий, но, как правило, ограничиваются герметизацией газов и паров, а не непосредственно жидкости под давлением. Это происходит из-за преждевременного выхода из строя феррожидкостного уплотнения при герметизации жидкости. В 2020 году проводились исследования с целью попытаться решить эту проблему. [3]
Каждая конкретная комбинация конструкционных материалов и конструктивных особенностей имеет практические ограничения, касающиеся температуры, перепада давления, скорости, приложенных нагрузок и рабочей среды, и, как таковые, устройства должны быть спроектированы так, чтобы соответствовать критериям их применения. Необходимые характеристики могут включать несколько стадий феррожидкости, водяное охлаждение, индивидуальные материалы, постоянные магниты и экзотические подшипники. Уплотнения на основе феррожидкости имеют чрезвычайно низкие показатели утечки [ требуется цитата ] , однако они не могут достичь уровней сварных соединений или других цельнометаллических, статических (невращающихся) уплотнений.
{{cite journal}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )