磁力耦合機械密封

磁力機械密封是一種利用磁性材料的磁場作用實現(xiàn)密封的裝置。其工作原理是通過磁環(huán)產(chǎn)生的磁場,，使被磁化的磁性物質(zhì)在兩個接觸表面之間形成一個穩(wěn)定的磁隙,，從而達到密封的效果,。

與傳統(tǒng)的機械密封相比，磁力機械密封具有更少的結(jié)構(gòu)元件,，因此結(jié)構(gòu)更為緊湊,，安裝也更為方便。同時,，由于磁力機械密封使用磁力代替彈性元件的彈性力,，因此能夠克服由制造、安裝誤差以及工作過程中軸向位移帶來的影響,，使接觸負荷變化小,，密封界面接觸負荷分布均勻。這使得磁力機械密封裝置具有更高的工作能力（如溫度和壓差范圍）,，工作更可靠,，磨損更低，壽命更長,。

磁力驅(qū)動機構(gòu)：電機軸連接到一組外部磁鐵,。這些磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

傳輸：該磁場在連接到泵軸的內(nèi)部磁鐵組中感應(yīng)出相應(yīng)的磁場,。

扭矩傳遞：外部和內(nèi)部磁鐵之間的相互作用將旋轉(zhuǎn)扭矩從電機傳遞到泵葉輪,，使葉輪旋轉(zhuǎn)并移動流體通過泵。

安全殼：安全殼通常由非磁性材料制成,，將泵油與環(huán)境和磁耦合系統(tǒng)分開,。該外殼可防止泵送的流體泄漏。

在磁流體密封中,，在永磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間充滿磁性流體,，由于永磁鐵的磁性能效應(yīng)和磁流體形成了磁場，使得磁流體在磁場作用的環(huán)境下,，變成磁性環(huán)路形成O性密封圈到達密封的效果,。并且此密封效果結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦率低,、泄露量少,，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)之中。由于磁性技術(shù)的發(fā)展,，磁力油封開始有了應(yīng)用,。它因工作于低壓磁力密封的流體介質(zhì)中，通過磁力來代替端面壓緊力,，使得端面緊密貼合而達到密封效果,；而且工作時間長，密封效果穩(wěn)定，所以運用范圍得到很大的發(fā)展,。

隨后,，因磁性材料的發(fā)展，磁材料在磁傳動密封技術(shù)中的運用,，使得密封在磁場的環(huán)境作用下,，通過磁場力的作用傳遞旋轉(zhuǎn)動力，使密封端面保持無接觸狀態(tài),。但由于動力部件和從動部分用隔離套將介質(zhì)與外環(huán)境隔離,，從而實現(xiàn)了密封效果。但因其傳遞力矩小,、轉(zhuǎn)速低等缺點而使得發(fā)展應(yīng)用收到限制,。隨著密封復(fù)雜工作環(huán)境的變化，隨后便發(fā)明了迷宮式磁力旋轉(zhuǎn)機械密封,，它可以運用在高溫,、高壓、高轉(zhuǎn)速的環(huán)境,，同樣到達密封的效果,，阻止介質(zhì)的泄露,。隨后便有了新型的非接觸式磁力機械密封,，它以動態(tài)可控性來控制旋轉(zhuǎn)軸與設(shè)備之間的泄漏量，到達穩(wěn)定的密封性能等優(yōu)點獲得青睞,。

因此,，磁力機械密封在化工、石油化工,、制藥等過程工業(yè)的機械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用,，特別適用于高溫、高壓,、強腐蝕介質(zhì)等苛刻工況,。

磁力耦合機械密封基本機構(gòu)和工作原理

在磁力油封端面結(jié)構(gòu)中，密封由動環(huán)裝置,、靜環(huán)裝置,、彈性原件、推環(huán),、軸套組成,。主要原理為帶磁性的動、靜環(huán)兩端面之間,，形成兩相同引力對密封端面進行密封,。當過激振動造成動環(huán)的偏移移動，則彈簧推動推環(huán)把靜環(huán)推回，保持動環(huán)與靜環(huán)的緊密貼合,，保證了機械密封端面內(nèi)流體介質(zhì)不泄漏,，從而到達密封的效果。

圖1磁力機械密封結(jié)構(gòu)示意圖

1）—靜密封環(huán)：2）—線圈：3)—傳感器：4)—動密封環(huán)：5)—永磁結(jié)構(gòu)體：6)—卡環(huán)：7)—固定銷：8)—密封圈：9)—軸套：10)—電磁鐵：11)—旋轉(zhuǎn)軸

圖2 磁力機械密封控制系統(tǒng)

新型磁力機械密封控制系統(tǒng)裝置在工作狀態(tài)下,，軸套9帶動動環(huán)4進行旋轉(zhuǎn)運動,。此時，線圈2通電產(chǎn)生電磁通,，進而形成一個電場,。這個電場作用于電磁鐵10，使其產(chǎn)生磁場,。這一磁場對永磁結(jié)構(gòu)體5產(chǎn)生大小相等但方向相反的排斥力,。同時，兩靜止環(huán)1也對動環(huán)4施加大小相等但方向相反的電磁力,。

當密封件受到外部干擾時,，動環(huán)4可能會發(fā)生橫向偏移。例如,，如果動環(huán)4朝靜環(huán)1的右側(cè)靠近,，那么它與靜環(huán)1左側(cè)之間的間隙h1會變大，而與靜環(huán)1右側(cè)之間的間隙h2會變小,。此時,，傳感器3能夠感知到動環(huán)4的位置變化，并將這一位移信息轉(zhuǎn)換為反饋電壓Ux,。這一反饋電壓與平衡位置的參考電壓Ur進行比較,，計算出偏差控制電壓Ue。

隨后,，控制調(diào)節(jié)器將控制電壓轉(zhuǎn)換成控制電流,，并通過功率放大器將電流施加到線圈上。這樣,，靜止環(huán)左側(cè)線圈的電流減小,，而右側(cè)線圈的電流增大。這導(dǎo)致靜止環(huán)左側(cè)的電磁場減弱,，而右側(cè)的電磁場增強,。因此，靜止環(huán)左側(cè)對動環(huán)4的電磁力減小,，而右側(cè)對動環(huán)4的電磁力增大,。

由于靜止環(huán)左側(cè)對動環(huán)4的電磁力小于右側(cè)，動環(huán)4在兩側(cè)電磁力的合力作用下會向軸向偏移,。最終,，動環(huán)4會恢復(fù)到兩靜止環(huán)中間的位置，即零點位置。反之,，如果動環(huán)4朝靜環(huán)1的左側(cè)靠近,，也會發(fā)生類似的調(diào)節(jié)過程，使其回到中心位置,。這種自動調(diào)節(jié)機制確保了磁力機械密封的穩(wěn)定性和密封效果,。