Системы герметизации

Системы герметизации магнитного типа содержат ферро-жидкостные рабочие тела. Ферромагнитные жидкости, впервые полученные в США в 1964 г., представляют собой коллоидный раствор магнетита в керосине. Частицы магнетита имеют размер ~0,01 мкм и для предотвращения слипания снабжены покрытиями. Созданы феррожидкости на основе воды, толуола, сложных эфиров, смазочных масел . В уплотнениях применяются коллоиды железа в кремний-органических жидкостях.

Принципиальная конструкция магнитного уплотнения ротационного привода может быть описана следующим образом. В корпусе, выполненном из диамагнитного материала, установлены магнитная система полюсов и кольцевой постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении. Обычно используются мощные магниты, создающие поля напряженностью до 106 А/м.На герметизируемый вал напрессована ферромагнитная втулка 2, также являющаяся элементом магнитной цепи. Зазор между валом и поверхностью полюсов заполнен ферромагнитной жидкостью. Форма полюсов выбирается такой, чтобы создать поле максимальной напряженности в узком кольцевом зазоре. Введение в конструкцию фокусирующих элементов обеспечивает образование концентричных магнитных потоков, имеющих форму колец, которые отделяют зону высокого давления от зоны низкого давления. Эти концентричные потоки образуют ступени герметизации. Каждая ступень может удерживать перепад давления около 3-Ю4 Па.

Пробой уплотнения наступает, когда силы, обусловленные давлением среды, превышают силы, создаваемые магнитным полем. Пробой одной ступени не является аварийным, поскольку локальная утечка через отверстие в жидкостном слое автоматически герметизируется в межступенчатом объеме перед следующей ступенью. Если затем герметизируемое давление понижается, пробитая ступень «залечивается», так как магнитное поле вынуждает магнитную жидкость заполнить все отверстия утечки. Многоступенчатое уплотнение позволяет компенсировать перепад давления в несколько мегапаскалей.