真空磁流体密封的结构设计与工作原理(2)

4. 磁流体磁极靴结构设计

       磁极靴顶端齿形设计是影响密封性能的重要因素。常见的齿型结构如图4所示。齿型的主要结构参数是及ao等，B是齿宽，其余符号同前。图5型密封(a)性能优于(b)型。表2是（a）型与（b）型的磁导率，磁导率大将增加磁流体的耐压，获得良好的密封性能。

图4  (a)型与(b)型结构的磁导率

      试验证明，(a)型齿的最佳参数是日本金子曾对的(a)型极齿进行了实验,当L_t在1mm~6mm范围内变化时，L_t/L_g=2具有较高的耐压能力。

      图5(c)为多级结构型式的齿型。选取L_t/L_g=2,L_s/L_g=2.5~3比较合理。

5. 磁流体密封级数与磁路间隙

       磁流体一级密封耐压最大值约为2MPa。在一定的场强下，耐压随级数的增加而提高。大约在7~14级之间耐压能力达到最大值，此后级数更增加，耐压能力反而减小，原因是间隙中场强及其分布的变化影响到耐压。

图5  极靴顶端齿型结构

      对给定级数的密封装置，提高耐压可采用增加磁铁尺寸和减少齿顶与轴间的间隙L_g来实现。图6给出了径向间隙、压差及磁铁尺寸之间的关系曲线。径向间隙通常取L_g=0.5mm~0.05mm，太小时轴的机械振动会引起齿顶与轴的机械摩擦。密封轴的径向跳动量，一般限制在径向间隙L_g的25%以内。

图6 磁场、间隙与耐压的关系

6. 磁流体真空密封转轴结构

        磁流体单极靴的耐压能力小，不能承受大气压力，用于真空转轴密封必须采用多级极靴结构，如图7所示。

图7 三种不同的结构磁路设计