CN106007162A - 一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置及处理方法，属于磁性废液回收处理技术领域。该装置包括外桶体、内桶体、吸附管、过滤网，内桶体通过轴承转动安装在外桶体内且通过电机驱动，内桶体的侧壁上设置有连通其内外的过滤孔，吸附管设置在内桶体内的中间，吸附管内设置线圈，内桶体中设置电极板，过滤网设在内桶体的内侧壁上，并覆盖住过滤孔，外桶体的外壁上设置有回收截止阀。本发明方法通过电离处理、离心破断处理和离心分离处理实现磁流变液的分离回收处理。本发明对磁流变液进行处理，分离回收主分散颗粒和载液，前期无需任何处理剂进行初步处理，回收效率高，同时回收的载液稍加处理即可作为新的载液使用。

Description

一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置及处理方法

技术领域

本发明属于磁性废液回收处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置及处理方法。

背景技术

磁流变液(Magnetorheological Fluid，简称MR流体)属可控流体，是一种新兴的智能材料，它主要由磁性颗粒、载液和稳定剂组成，是具有随外加磁场变化而有可控流变特征的非胶体性质的悬浮液体。磁流变液在磁场下能产生明显的磁流变效应，可在液体和固体或半固体之间实现快速可逆的转换，该过程中磁流变液的粘度保持连续变化，整个转化过程极快且可控，具有能耗极小、制备方便、温度适用范围宽、不易污染等特点，因而在汽车、机械、建筑、航空等领域获得了广泛应用，如各类可控阻尼减振器、离合器和光学器件智能抛光等，被认为最具前途的智能材料之一。

磁流变液主要由作为分散相的主分散颗粒、作为分散相载体的基础液，又称载液和为改善磁流变性能而加入的添加剂三部分组成。其中主分散颗粒主要由磁性颗粒组成，尺寸主要有微米和纳米级。长时间使用磁流变液后，其中磁性颗粒物质的耗损以及载液和添加剂的变性，会导致其力学性能、磁学性能、响应时间等指标急速下降。目前应对此种现象最常见的办法为更换磁流变液，将原有性能变差的磁流变液丢弃。

然而，因磁流变液中含有大量的铁磁物质、多种化合物质组成的载液，成分复杂，容易对环境造成危害。截至目前，很少有对磁流变液进行回收处理的装置或方法，经检索，中国专利申请号为：201511025405.1，申请公布日为：2016年3月23日的专利申请文件公开了一种磁流变液回收装置及其控制方法与部件制造方法，它包括入口截止阀、上壳体、下壳体、静电过滤板、上吸附管、下吸附管、肋管、线圈、加热器、搅拌器、泵、回流管、出口截止阀；所述的上壳体和下壳体通过螺栓连接，并在贴合处设置密封圈，所述的入口截止阀设置在上壳体上；同时该发明还提供了其控制方法和关键部件的制造方法，该发明通过静电过滤板的过滤、吸附作用完成对混合液的初步处理，再利用上吸附管、下吸附管与肋管吸附进一步来完成对混合液的处理，并增设加热器、搅拌器和循环系统，达到磁性物质和溶剂彻底分离的目的。但是该发明的回收装置在处理的过程中存在以下缺陷：(1)因其吸附管和肋管数量有限，不能保证溶液与其充分接触，造成处理效果低下；(2)同时因吸附管和肋管的形状复杂，不利于加工，也不利于收集吸附在表面的磁性物质；(3)溶液在装置中的流通速率较低，且流向可控型差，降低了处理效率。

又如中国专利申请号为：201511025384.3，申请公布日为2016年4月6日的专利申请文件公开了一种磁流变液多级处理装置及其控制方法与部件制造方法，属于机械制造技术领域。它包括前置活塞缸、中置活塞缸、后置活塞缸、前置活塞、中置活塞、后置活塞、前置过滤箱、中置过滤箱、后置过滤箱、前置过滤网、中置过滤网、后置过滤网，所述的前置活塞缸通过螺栓与前置活塞相连，所述的前置活塞与前置过滤箱的内腔相配合，所述的前置过滤箱竖直放置，其轴线为竖直方向。该发明通过静置、过滤的方式，来对混合液进行过滤，以求达到分离磁性物质和溶剂的目的，但是其不仅存在上述引用专利文献所存在的缺陷，同时因其采用多级处理的方式，造成了装置体积过大，操作不便，成本高的问题。

另外，上述两个装置在对磁流变液进行处理时，都需要采用处理剂进行初步处理，使主分散颗粒和载液失去粘结作用，其直接导致在载液中引入了新的成分，从而造成对分离后的载液的处理难度加大。因此急需研制相应的设备，对废弃的磁流变液进行处理，不仅能够降低对环境的污染，而且可以对其中的相关物质进行回收利用，节约了能源。

乳状液破乳的研究可追溯到很久以前，早在《日用化学工业》1983年02期中刘光诚写的一篇文章，就记载几种破乳方法，包括搅拌过滤破乳、离心破乳、外加电场破乳、温变破乳，以及其它化学方法破乳。这些方法基本处于研究阶段，目前也很少用到磁流变液的处理上，还没有专门的处理设备和处理方法。上述引用的两篇文献是先通过降解剂达到破乳，破坏了表面活性剂的作用，使得主分散颗粒和载液得到分离，再利用过滤回收磁性物质。本发明力求研制出采用上述方法进行磁流变液回收处理的装置和方法。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有废弃的磁流变液难以回收，直接丢弃造成对环境污染，并造成能源浪费的问题，本发明提供一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置及处理方法，通过电离和离心破断、分离作用能够对磁流变液进行处理，分离回收主分散颗粒和载液，前期无需任何处理剂进行初步处理，磁性物质的回收效率高，同时回收的载液稍加处理即可作为新的载液使用。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，包括外桶体、内桶体、吸附管、过滤网和电极板；所述的内桶体通过轴承转动安装在外桶体内且通过电机驱动，内桶体的侧壁上设置有连通其内外的过滤孔；所述的吸附管设置在内桶体内的中间，吸附管内设置线圈；所述的电极板设置在内桶体中；所述的过滤网设置在内桶体的内侧壁上，并覆盖住过滤孔；所述的外桶体的外壁上设置有回收截止阀。

进一步地，所述的内桶体的底部设有转轴；所述的电机安装在外桶体的底部，电机的输出轴穿过外桶体的底部后通过联轴器与内桶体的转轴连接。

进一步地，所述的内桶体的底部与外桶体之间通过推力轴承支撑连接，内桶体的外侧壁与外桶体的内侧壁之间安装侧向轴承。

进一步地，所述的过滤网的目数为2400-2500目，且过滤网上附着有烧结材料。

进一步地，所述的烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青以质量比1：2：1：2.5：2组成。

进一步地，所述的外桶体设有外桶盖，内桶体设有内桶盖。

进一步地，所述的电极板的面积为80-100cm²，正负极板间距为10-18mm。

一种磁流变液回收处理方法，其步骤为：

步骤一、电离处理

先将待处理的磁流变液加入内桶体中，然后向电极板通入频率为70-90Hz，电压为220V的交流电，通电20min；再加入浓度为6-10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4-5，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6-8g/L，继续通电40min，完成电离处理；

步骤二、离心破断处理

①通过电机控制内桶体的转速为3600-3650r/min，保持20min；

②对吸附管中的线圈通电产生磁场，并控制其磁场强度为6.5-6.7T，保持10-12min；

③调节内桶体的转速降为10r/min，保持2-3min；

④再将内桶体的转速提至3600-3650r/min，并重复步骤②和步骤③4-5次；

⑤将内桶体加速至3800-3850r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为7-7.2T，保持7-9min；

⑥将内桶体的转速降为10r/min，保持2-3min；

⑦重复步骤⑤和步骤⑥3-4次；

⑧将内桶体的转速调整至3900-3920r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为8.3-8.5T，保持5-6min；

⑨再将内桶体的转速降为10r/min，保持2-3min；

⑩重复步骤⑧和步骤⑨2-3次；

步骤三、中间物质的回收处理

电机停转，线圈断电，从内桶体中回收分离出的物质，并打开回收截止阀，回收经步骤二处理后的溶液，然后将回收的溶液重新加入内桶体中，并重复步骤一和步骤二1次；

步骤四、离心分离处理

①将经步骤三得到的溶液重新加入内桶体中，吸附管内线圈不通电，吸附管和电极板接电源负极，电源正极接溶液，控制电压为100-120V；

②通过电机控制内桶体的转速为955-1020r/min，保持8-10min；

③调整内桶体的转速降为10r/min，保持2-3min；

④重复步骤②和③3-4次；

⑤停机，断电，打开回收截止阀，从外桶体中回收处理后的溶液，从内桶体中回收分离出的物质，完成磁流变液的回收处理。

进一步地，在所述的步骤一的电离处理过程中，控制内桶体的转速为10-20r/min。

进一步地，所述的步骤一中电极板通电后的电流密度为0.008-0.015A/cm²。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，通过电离和离心配合作用，先将磁流变液中的主分散颗粒与载液的粘结作用断绝，然后再将已经断绝粘结作用的主分散液和载液分离并回收，相比于现有的处理装置，其结构得到大大简化，缩小设备体积；且本装置采用物理处理方法处理，避免对废旧磁流变液中引入新的成分，从而避免因新加入成分的影响而使得分离后对载液的回收处理难度加大，同时由于没有引入新的物质，对回收后的载液只要稍加处理就可以作为新的载液来使用；另外，由于内桶体的转动，对溶液的搅拌作用，磁流变液内主分散颗粒不易沉降、团聚和板结，在内桶体内分散较为均匀，从而在吸附管表面和电极板上附着也较为均匀；

(2)本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，内外桶体之间通过轴承连接，内桶体的底部与外桶体之间通过推力轴承连接，支撑内桶体的转动，内桶体的外侧壁与外桶体的内侧壁之间也安装侧向轴承，保证内桶体转动稳定性，有效减小因内桶体受力不均、抖动而造成的整机震动和噪音，也提高整机结构强度；

(3)本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，根据主分散颗粒大小、结构强度设置过滤网的目数在2400-2500目之间，同时过滤网附着烧结材料，且烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青以质量比1：2：1：2.5：2组成，提高过滤网整体结构强度，空隙率高，孔径较为均匀，采用特定比例原料制成的烧结材料，能很牢固地附着在过滤网上，即使过滤网卷成圆柱状也不易脱落，而且在处理过程中也不会因内桶体的转动产生的震动而脱落；它的纳污容量大，过滤精度高，具有良好的渗透率，流量大，更换周期长，抗腐蚀能力强，同时清洗再生简单，可以多次使用；

(4)本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，外桶体设有外桶盖，内桶体设有内桶盖，避免内外桶体内液体飞溅相互影响或溅出桶体外，提高回收率及操作安全性；

(5)本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，电极板的面积为80-100cm²，正负极板间距为10-18mm，根据电离所需强度确定，保证最好的电离效果前提下，电能消耗达到最小；

(6)本发明磁流变液回收处理方法，先利用电离作用，即首先在电场的作用下，电极金属被氧化，产生氢氧化物胶体，利用胶体吸附作用、凝聚作用和电解过程中的氧化还原反应对磁流变液中载液和添加剂进行初步去除，然后加入氯化钠后继续进行电离，产生强氧化剂氯气、次氯酸盐和金属胶体，利用强氧化剂的氧化作用再次对载液和添加剂进行去除，以及利用金属胶体的吸附作用进一步达到去除载液和添加剂的作用，与此同时磁流变液中的部分铁被电离形成Fe(OH)₂，不仅将部分主分散物质(铁)与载液分开，而且电离形成的Fe(OH)₂还起到了对载液和添加剂的吸附作用，从而将主分散颗粒与载液之间的粘结关系初步断绝；再利用离心破断作用，将在电离作用中未处理完全的磁流变液中的主分散颗粒与载液之间的粘结关系彻底断绝；最后利用离心分离的作用，将主分散颗粒与载液分离开，此时主分散颗粒停留在内桶体中，而载液位于外桶体中并可以通过回收截止阀中放出，从而达到磁流变液分离回收的目的；采用本发明的方法对磁流变液进行回收处理，用时短，回收率高，是现有技术所无法比拟的，是在发明人刻苦钻研，不厌其烦的尝试、更正中化繁为简，所总结出的成果，具有很高的原创性；

(7)本发明磁流变液回收处理方法，在电离过程中，保持内桶体的转速为10-20r/min，使得溶液能够不停地流动，避免溶液流动不畅而造成部分溶液未与电极板接触，以提高电离效率，增强电离效果。

附图说明

图1为本发明一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置的结构示意图。

图中：1、外桶体；2、内桶体；201、过滤孔；3、吸附管；4、过滤网；5、推力轴承；6、侧向轴承；7、回收截止阀；8、电机；9、内桶盖；10、外桶盖；11、电极板。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，包括外桶体1、内桶体2、吸附管3、过滤网4和电极板11。其中，所述的内桶体2通过轴承转动安装在外桶体1内，具体到本实施例中，内桶体2的底部与外桶体1之间通过推力轴承5支撑连接，内桶体2的外侧壁与外桶体1的内侧壁之间安装侧向轴承，推力轴承5支撑内桶体2的转动，侧向轴承保证内桶体2转动稳定性，有效减小因内桶体2受力不均、抖动而造成的整机震动和噪音，也提高整机结构强度。内桶体2通过电机8驱动，具体地，在内桶体2的底部设有转轴，电机8安装在外桶体1的底部，且电机8的输出轴穿过外桶体1的底部后通过联轴器与内桶体2的转轴连接，此种安装方式较为紧凑。所述的电极板11由正负极板组成，其设置在内桶体2中，电极板11的面积为80-100cm²，正负极板间距为10-18mm，它是根据电离所需强度确定，保证最好的电离效果前提下，电能消耗达到最小，且本实施了中，优选电极板11采用铝板，使用中不会生成氧化铝薄膜阻止反应的进行。所述的外桶体1的外壁上设置有回收截止阀7。

内桶体2的侧壁上设置有连通其内外的过滤孔201，孔直径为2-8mm，过滤网4的目数在2400目到2500目之间，它设置在内桶体2的内侧壁上，并覆盖住过滤孔201，过滤网4对磁性物质其阻隔作用，防止磁性物质从过滤孔201进入外桶体1内。所述的吸附管3设置在内桶体2内的中间，吸附管3内设置线圈。

值得一提的是，本实施例中，在过滤网4上附着有烧结材料，烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青以质量比1：2：1：2.5：2组成。过滤网4的此种设计，提高其整体结构强度，采用特定比例原料制成的烧结材料，空隙率高，孔径较为均匀，能很牢固地附着在过滤网4上，即使过滤网4卷成圆柱状也不易脱落，而且在处理过程中也不会因内桶体2的转动产生的震动而脱落；它的纳污容量大，过滤精度高，具有良的渗透率，流量大，压力上升慢，更换周期长，抗腐蚀能力强，同时清洗再生简单，可以多次使用。

另外，在本实施例中，外桶体1设有外桶盖10，内桶体2设有内桶盖9，避免在内桶体2转动过程中，内外桶体内液体飞溅相互影响或溅出桶体外，提高回收率及操作安全性。

值得说明的是，因内桶体2旋转过程中，在离心力作用下磁性物质具有向过滤网4靠近的趋势，从而在磁场力作用下，磁性物质需要克服离心力向吸附管3靠近，所以必须保证磁性物质受到的磁场力大于离心力，磁性物质才不会粘结到过滤网4上，而限于磁场大小的限制、转速小磁性物质与载液不能有效分离、磁性物质的磁饱和度以及处理效率等的综合考虑，它们之间的相互关系是非常重要的。申请人对上述关系进行深入研究，根据回收处理时内桶体2的转速、所需磁场强度，经过长期试验总结得到内桶体2的旋转直径应不大于2m，超过此范围，在实际操作过程中，磁性物质向吸附管3的移动受到很大限制，分离回收效率低、效果差。

后续实施例将对本装置工作过程原理做详细说明，在此不再赘述。

本发明基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，通过电离和离心配合作用，先将磁流变液中的主分散颗粒与载液的粘结作用断绝，然后再将已经断绝粘结作用的主分散液和载液分离并回收，相比于现有的处理装置，其结构得到大大简化，缩小设备体积；且本装置采用物理处理方法处理，避免对废旧磁流变液中引入新的成分，从而避免因新加入成分的影响而使得分离后对载液的回收处理难度加大，同时由于没有引入新的物质，对回收后的载液只要稍加处理就可以作为新的载液来使用；另外，由于内桶体2的转动，对溶液的搅拌作用，磁流变液内主分散颗粒不易沉降、团聚和板结，在内桶体内分散较为均匀，从而在吸附管3表面和电极板11上附着也较为均匀。

实施例2

本实施例提供一种磁流变液回收处理方法，采用实施例1的装置对废弃磁流变液进行处理，并具体限定过滤孔201的孔径为2mm，过滤网4的目数在2400目，内桶体2的旋转直径为1.8m，电极板11的面积为80cm²，正负极板间距为10mm。所处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，主分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为2.5T，载液为二甲基硅油；且本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％。具体操作步骤如下：

步骤一、电离处理

先将待处理的磁流变液加入内桶体2中，关闭内桶盖9和外桶盖10，然后向电极板11通入频率为70Hz，电压为220V的交流电，使得电极板11中电流密度为0.008A/cm²，通电20min；再加入浓度为10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为5，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6g/L，继续通电40min，完成电离处理。

在此步骤的处理过程中，通过电机8控制内桶体2的转速始终保持为10r/min，使得溶液能够不停地流动，避免溶液流动不畅而造成部分溶液未与电极板11接触，以提高电离效率，增强电离效果。

此步骤是利用电极板11通电产生电场，达到电离作用，其原理为：首先在电场的作用下，电极金属被氧化，产生氢氧化物胶体，利用胶体吸附作用、凝聚作用和电解过程中的氧化还原反应对磁流变液中载液和添加剂进行初步去除，然后加入氯化钠后继续进行电离，产生强氧化剂氯气、次氯酸盐和金属胶体，利用强氧化剂的氧化作用再次对载液和添加剂进行去除，以及利用金属胶体的吸附作用进一步达到去除载液和添加剂的作用，与此同时磁流变液中的部分铁被电离形成Fe(OH)₂，不仅将部分主分散物质(铁)与载液分开，而且电离形成的Fe(OH)₂还起到了对载液和添加剂的吸附作用，从而将主分散颗粒与载液之间的粘结关系初步断绝。

步骤二、离心破断处理

①通过电机8控制内桶体2的转速为3600r/min，保持20min；

②对吸附管3中的线圈通电产生磁场，并控制其磁场强度为6.5T，保持12min；

③调节内桶体2的转速降为10r/min，保持3min；

④再将内桶体2的转速提至3600r/min，并重复步骤②和步骤③4次；

⑤将内桶体2加速至3800r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为7T，保持9min；

⑥将内桶体2的转速降为10r/min，保持3min；

⑦重复步骤⑤和步骤⑥3次；

⑧将内桶体2的转速调整至3900r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为8.3T，保持6min；

⑨再将内桶体2的转速降为10r/min，保持3min；

⑩重复步骤⑧和步骤⑨3次。

先通过步骤一的电离使得主分散颗粒与载液之间的粘结关系初步断绝，再利用此步骤的离心破断作用，将在电离作用中未处理完全的磁流变液中的主分散颗粒与载液之间的粘结关系彻底断绝并分离。此步骤的其过程原理为：首先利用内桶体2的高速旋转，使得主分散颗粒和载液因所受离心力作用的不同而产生拉拽作用，从而使得部分主分散颗粒和载液之间的粘结作用断绝，造成分离，分离的载液因其颗粒较磁性物质小而从过滤网中脱离出去；此后将吸附管3中线圈通电，利用外加磁场的作用，使得磁性物质受磁场的外加作用力而降低运动速度，进而加大了磁性物质和载液之间的拉拽作用，进一步地使得剩余的磁性物质和载液断绝粘结作用，并通过离心作用将载液从过滤网4中脱离出去。值得一提的是，由于部分磁性物质与载液的粘结作用较为紧密，不容易将其分离，因此本步骤中分步骤地加大磁场强度和内桶体2的旋转速度，将磁性物质分步骤地与载液分离开来，直至彻底分离。

本步骤中，首先利用无磁场离心分离，再利用小磁场低转速，进而利用大磁场高转速，并重复使用，不仅能够避免一次分离物质太多而使得过滤不畅的发生，而且通过分步作用，针对磁性物质与载液之间粘结作用强弱的分布处理，能因地制宜，提高了效率，节省了处理成本。

本步骤需要特别注意的是，由于在离心破断中是利用磁场来完成部分吸附的作用，故只能将电离作用后剩余的主分散颗粒分离，因为电离后生成的Fe(OH)₂没有磁性。

步骤三、中间物质的回收处理

电机8停转，线圈断电，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分离出的物质，并打开回收截止阀7，从外桶体1中回收经步骤二处理后的溶液，然后将回收的溶液重新加入内桶体2中，并重复步骤一和步骤二1次；

步骤四、离心分离处理

①将经步骤三得到的溶液重新加入内桶体2中，吸附管3内线圈不通电，吸附管3和电极板11接电源负极，电源正极接溶液，控制电压为100V；

②通过电机8控制内桶体2的转速为955r/min，保持10min；

③调整内桶体2的转速降为10r/min，保持3min；

④重复步骤②和③4次；

⑤停机，断电，打开回收截止阀7，从外桶体1中回收处理后的溶液，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分理出的物质。

本步骤中需要特别强调，由于步骤一电离处理产生的Fe(OH)₂没有磁性，不能采用磁场处理，所以本步骤中吸附管3内线圈无需通电，而是将吸附管3和电极板11接电源负极，电源正极接溶液，利用电场对Fe(OH)₂进行吸附；然后，利用离心作用将残余的主分散颗粒和载液分离彻底。本步骤先以高速运行一段时间后，再以低速运转，目的是为了能将处于内桶体2边缘的磁性物质通过低速搅拌的作用向吸附管3和电极板11运动，从而被吸附，得到分离。

对经过步骤四处理后的溶液进行检测，主分散颗粒分离率达到了96.8％。由此可见，采用本发明的电离和离心作用相结合的方式对废弃磁流变液进行处理，不仅操作简单、效率高，而且分离回收率高，其原理与背景技术中的磁流变液回收装置(申请号201511025405.1)和磁流变液多级处理装置(申请号201511025384.3)完全不同，且相比它们，采用本发明的装置和方法，磁流变液的分离效果高出8％以上。

实施例3

本实施例提供一种磁流变液回收处理方法，采用实施例1的装置对废弃磁流变液进行处理，并具体限定过滤孔201的孔径为5mm，过滤网4的目数在2450目，内桶体2的旋转直径为2m，电极板11的面积为90cm²，正负极板间距为14mm。所处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，主分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为3T，载液为二甲基硅油；且本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％。具体操作步骤如下：

步骤一、电离处理

先将待处理的磁流变液加入内桶体2中，关闭内桶盖9和外桶盖10，然后向电极板11通入频率为90Hz，电压为220V的交流电，使得电极板11中电流密度为0.015A/cm²，通电20min；再加入浓度为6mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为8g/L，继续通电40min，完成电离处理。

在此步骤的处理过程中，通过电机8控制内桶体2的转速始终保持为20r/min，使得溶液能够不停地流动，避免溶液流动不畅而造成部分溶液未与电极板11接触，以提高电离效率，增强电离效果。

步骤二、离心破断处理

①通过电机8控制内桶体2的转速为3650r/min，保持20min；

②对吸附管3中的线圈通电产生磁场，并控制其磁场强度为6.7T，保持10min；

③调节内桶体2的转速降为10r/min，保持2min；

④再将内桶体2的转速提至3650r/min，并重复步骤②和步骤③5次；

⑤将内桶体2加速至3850r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为7.2T，保持7min；

⑥将内桶体2的转速降为10r/min，保持2min；

⑦重复步骤⑤和步骤⑥4次；

⑧将内桶体2的转速调整至3920r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为8.5T，保持5min；

⑨再将内桶体2的转速降为10r/min，保持2min；

⑩重复步骤⑧和步骤⑨2次。

步骤三、中间物质的回收处理

电机8停转，线圈断电，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分离出的物质，并打开回收截止阀7，从外桶体1中回收经步骤二处理后的溶液，然后将回收的溶液重新加入内桶体2中，并重复步骤一和步骤二1次；

步骤四、离心分离处理

①将经步骤三得到的溶液重新加入内桶体2中，吸附管3内线圈不通电，吸附管3和电极板11接电源负极，电源正极接溶液，控制电压为120V；

②通过电机8控制内桶体2的转速为1020r/min，保持8min；

③调整内桶体2的转速降为10r/min，保持2min；

④重复步骤②和③3次；

⑤停机，断电，打开回收截止阀7，回收处理后的溶液，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分离出的物质。

对经过步骤四处理后的溶液进行检测，主分散颗粒分离率达到了97.2％。

实施例4

本实施例提供一种磁流变液回收处理方法，采用实施例1的装置对废弃磁流变液进行处理，并具体限定过滤孔201的孔径为8mm，过滤网4的目数在2500目，内桶体2的旋转直径为1.9m，电极板11的面积为100cm²，正负极板间距为18mm。所处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，主分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为2.6T，载液为二甲基硅油；且本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％。具体操作步骤如下：

步骤一、电离处理

先将待处理的磁流变液加入内桶体2中，关闭内桶盖9和外桶盖10，然后向电极板11通入频率为80Hz，电压为220V的交流电，使得电极板11中电流密度为0.01A/cm²，通电20min；再加入浓度为8mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为7g/L，继续通电40min，完成电离处理。

在此步骤的处理过程中，通过电机8控制内桶体2的转速始终保持为15r/min，使得溶液能够不停地流动，避免溶液流动不畅而造成部分溶液未与电极板11接触，以提高电离效率，增强电离效果。

步骤二、离心破断处理

①通过电机8控制内桶体2的转速为3620r/min，保持20min；

②对吸附管3中的线圈通电产生磁场，并控制其磁场强度为6.6T，保持11min；

③调节内桶体2的转速降为10r/min，保持2.5min；

④再将内桶体2的转速提至3620r/min，并重复步骤②和步骤③4次；

⑤将内桶体2加速至3830r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为7.1T，保持8min；

⑥将内桶体2的转速降为10r/min，保持2.5min；

⑦重复步骤⑤和步骤⑥4次；

⑧将内桶体2的转速调整至3910r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为8.4T，保持5.5min；

⑨再将内桶体2的转速降为10r/min，保持2.5min；

⑩重复步骤⑧和步骤⑨3次。

步骤三、中间物质的回收处理

电机8停转，线圈断电，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分离出的物质，并打开回收截止阀7，回收经步骤二处理后的溶液，然后将回收的溶液重新加入内桶体2中，并重复步骤一和步骤二1次；

步骤四、离心分离处理

①将经步骤三得到的溶液重新加入内桶体2中，吸附管3内线圈不通电，吸附管3和电极板11接电源负极，电源正极接溶液，控制电压为110V；

②通过电机8控制内桶体2的转速为1000r/min，保持9min；

③调整内桶体2的转速降为10r/min，保持3min；

④重复步骤②和③4次；

⑤停机，断电，打开回收截止阀7，从外桶体1中回收处理后的溶液，打开外桶盖10和内桶盖9，从内桶体2中回收分离出的物质。

对经过步骤四处理后的溶液进行检测，主分散颗粒分离率达到了97.6％。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：包括外桶体(1)、内桶体(2)、吸附管(3)、过滤网(4)和电极板(11)；所述的内桶体(2)通过轴承转动安装在外桶体(1)内且通过电机(8)驱动，内桶体(2)的侧壁上设置有连通其内外的过滤孔(201)；所述的吸附管(3)设置在内桶体(2)内的中间，吸附管(3)内设置线圈；所述的电极板(11)设置在内桶体(2)中；所述的过滤网(4)设置在内桶体(2)的内侧壁上，并覆盖住过滤孔(201)；所述的外桶体(1)的外壁上设置有回收截止阀(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的内桶体(2)的底部设有转轴；所述的电机(8)安装在外桶体(1)的底部，电机(8)的输出轴穿过外桶体(1)的底部后通过联轴器与内桶体(2)的转轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的内桶体(2)的底部与外桶体(1)之间通过推力轴承(5)支撑连接，内桶体(2)的外侧壁与外桶体(1)的内侧壁之间安装侧向轴承。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的过滤网(4)的目数为2400-2500目，且过滤网(4)上附着有烧结材料。

5.根据权利要求4所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青以质量比1：2：1：2.5：2组成。

6.根据权利要求1所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的外桶体(1)设有外桶盖(10)，内桶体(2)设有内桶盖(9)。

7.根据权利要求1所述的一种基于电离和离心作用的磁流变液回收装置，其特征在于：所述的电极板(11)的面积为80-100cm²，正负极板间距为10-18mm。

8.一种磁流变液回收处理方法，其步骤为：

步骤一、电离处理

先将待处理的磁流变液加入内桶体(2)中，然后向电极板(11)通入频率为70-90Hz，电压为220V的交流电，通电20min；再加入浓度为6-10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4-5，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6-8g/L，继续通电40min，完成电离处理；

步骤二、离心破断处理

①通过电机(8)控制内桶体(2)的转速为3600-3650r/min，保持20min；

②对吸附管(3)中的线圈通电产生磁场，并控制其磁场强度为6.5-6.7T，保持10-12min；

③调节内桶体(2)的转速降为10r/min，保持2-3min；

④再将内桶体(2)的转速提至3600-3650r/min，并重复步骤②和步骤③4-5次；

⑤将内桶体(2)加速至3800-3850r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为7-7.2T，保持7-9min；

⑥将内桶体(2)的转速降为10r/min，保持2-3min；

⑦重复步骤⑤和步骤⑥3-4次；

⑧将内桶体(2)的转速调整至3900-3920r/min，运行稳定后，调整线圈的磁场强度为8.3-8.5T，保持5-6min；

⑨再将内桶体(2)的转速降为10r/min，保持2-3min；

⑩重复步骤⑧和步骤⑨2-3次；

步骤三、中间物质的回收处理

电机(8)停转，线圈断电，从内桶体(2)中回收分离出的物质，并打开回收截止阀(7)，从外桶体(1)中回收经步骤二处理后的溶液，然后将回收的溶液重新加入内桶体(2)中，并重复步骤一和步骤二1次；

步骤四、离心分离处理

①将经步骤三得到的溶液重新加入内桶体(2)中，吸附管(3)内线圈不通电，吸附管(3)和电极板(11)接电源负极，电源正极接溶液，控制电压为100-120V；

②通过电机(8)控制内桶体(2)的转速为955-1020r/min，保持8-10min；

③调整内桶体(2)的转速降为10r/min，保持2-3min；

④重复步骤②和③3-4次；

⑤停机，断电，打开回收截止阀(7)，从外桶体(1)中回收处理后的溶液，从内桶体(2)中回收分离出的物质，完成磁流变液的回收处理。

9.根据权利要求8所述的一种磁流变液回收处理方法，其特征在于：在所述的步骤一的电离处理过程中，通过电机(8)控制内桶体(2)的转速为10-20r/min。

10.根据权利要求9所述的一种磁流变液回收处理方法，其特征在于：所述的步骤一中电极板(11)通电后的电流密度为0.008-0.015A/cm²。