CN108679234B - 适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统 - Google Patents

适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，包括：壳体；设置于壳体内的第一导磁环；设置于壳体内的第二导磁环；设置于壳体内的第一隔磁环；设置于壳体内的第二隔磁环；以及设置于壳体内的环形永磁体。该测量系统的结构依据磁性液体密封的实际结构进行设计，与实际密封结构非常相似，其测量结果可以直接反映磁性液体密封结构中密封间隙内磁性液体的流变学特性。

Description

适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统
技术领域
本发明涉及测量系统技术领域，特别涉及一种适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统。
背景技术
流变仪是测量材料流变学特性的重要工具，其测量系统的设计对于测量的精度和可靠性有着重要的影响。
相关的流变仪大多是针对科学研究的需求，采用的测量系统通常对应的是某种理论模型，如平行板测量系统、锥板测量系统、平行圆筒测量系统等，测量的是材料的特性。但是在实际的工程应用中，一方面很难获知材料在实际工况下所处环境的准确参数，另一方面材料所处的环境并不完全符合理论模型中的各种理想假设，因此根据传统的流变仪测量系统测量出的材料流变学特性并不能够直接推断出材料在应用中表现出来的流变学特性。磁性液体是一种纳米级的磁性功能材料。磁性液体密封是磁性液体最为成熟的应用之一，广泛应用于精密机械、气体密封、真空密封、压力密封、旋转密封等中。磁性液体密封件间隙中磁性液体的流变学特性对于磁性液体密封耐压能力，密封是否失效，磁性液体密封件阻力矩的大小都有着重要的影响。
然而在研究过程中，由于磁性液体密封件存在密封间隙小(约为0.1mm)、磁场强度大、磁性液体分布情况未知等问题，很难根据通常的流变仪测量系统测量的材料性质推断出磁性液体密封件在实际工作条件下的磁性液体的流变学性质。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，该系统依据磁性液体密封的实际结构进行设计，与实际密封结构非常相似，其测量结果可以直接反映磁性液体密封结构中密封间隙内磁性液体的流变学特性。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，包括：壳体；设置于所述壳体内的第一导磁环，所述第一导磁环外圆周的凹槽内安装有第一密封圈，以形成带密封圈的第一导磁环；设置于所述壳体内的第二导磁环，所述第二导磁环外圆周的凹槽内安装有第二密封圈，以形成带密封圈的第二导磁环；设置于所述壳体内的第一隔磁环，所述第一隔磁环的平面与所述第一导磁环的上平面贴合；设置于所述壳体内的第二隔磁环，所述第二隔磁环的平面与所述壳体底部的上平面贴合，其中，所述第二导磁环的平面与所述第二隔磁环的上平面贴合；以及设置于所述壳体内的环形永磁体，所述环形永磁体的平面与所述第二导磁环的上平面贴合，其中，所述第一导磁环的平面与所述环形永磁体的上平面贴合，以在待测磁性液体注入到所述环形永磁体内圈时，将测量探头伸入到所述壳体中，且所述测量探头的下平面的位置超出所述第二导磁环的下平面，且不接触所述壳体底部的上平面。
本发明实施例的用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，通过依据磁性液体密封的实际结构进行设计，解决了因磁性液体密封件存在密封间隙小(约为0.1mm)、磁场强度大、磁性液体分布情况未知等问题所造成的难以推断实际工作条件下的磁性液体的流变学性质的困难，实现了根据其测试结果就可以直接反映磁性液体密封结构中密封间隙内磁性液体的流变学特性的目的。
另外，根据本发明上述实施例的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，设置于所述壳体上的端盖，所述端盖与所述壳体通过所述壳体外圆周的螺纹进行连接，且所述端盖的下平面与所述第一隔磁环的上平面贴合，其中，所述测量探头穿过所述端盖的中心孔伸入到所述壳体中。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一导磁环和所述第二导磁环均为圆环形结构，且内表面设置有极齿和齿槽，每个导磁环的极齿个数为2至10个，极齿宽度大于0.3mm，齿槽宽度大于0.5mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一导磁环和所述第二导磁环的极齿与所述测量探头之间的间隙为0.1～0.2mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述测量探头、所述第一导磁环与所述第二导磁环均为导磁性材料。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述壳体、所述第一隔磁环与所述第二隔磁环均为非导磁性材料。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统的结构示意图。
附图标记说明：
适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统100、壳体1、第一导磁环2、第二导磁环3、第一隔磁环4、第二隔磁环5、环形永磁体6、第一密封圈7、第二密封圈8、测量探头9和端盖10。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统进行描述。
图1是本发明一个实施例的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统的结构示意图。
如图1所示，该适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统100包括：壳体1、第一导磁环2、第二导磁环3、第一隔磁环4、第二隔磁环5和环形永磁体6、第一密封圈7、第二密封圈8、测量探头9和端盖10。
其中，壳体1。第一导磁环2设置于壳体内，第一导磁环2外圆周的凹槽内安装有第一密封圈7，以形成带密封圈的第一导磁环2。第二导磁环3设置于壳体内，第二导磁环3外圆周的凹槽内安装有第二密封圈8，以形成带密封圈的第二导磁环3。第一隔磁环4设置于壳体内，第一隔磁环4的平面与所述第一导磁环2的上平面贴合。第二隔磁环5设置于壳体内，第二隔磁环5的平面与壳体1底部的上平面贴合，其中，第二导磁环3的平面与第二隔磁环5的上平面贴合。环形永磁体6设置于壳体内，环形永磁体6的平面与第二导磁环3的上平面贴合，其中，第一导磁环2的平面与环形永磁体6的上平面贴合，以在待测磁性液体注入到环形永磁体6内圈时，将测量探头9伸入到壳体1中，且测量探头9的下平面的位置超出第二导磁环3的下平面，且不接触壳体1底部的上平面。本发明实施例的系统100依据磁性液体密封的实际结构进行设计，与实际密封结构非常相似，其测量结果可以直接反映磁性液体密封结构中密封间隙内磁性液体的流变学特性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施的系统100还包括：端盖10。其中，端盖10设置于壳体1上，端盖10与壳体1通过壳体外圆周的螺纹进行连接，且端盖10的下平面与第一隔磁环4的上平面贴合，其中，测量探头9穿过端盖10的中心孔伸入到壳体1中。
需要说明的是，测量探头9伸入壳体1时，注在环形永磁体6内圈上的磁性液体会重新分布，填充在测量探头9与第一导磁环2、第二导磁环3极齿之间的间隙中。另外，环形永磁体6的材料可以选用铁磁质，比如铷铁硼，在此不做具体限定，其上端面为N(S)极，下端面为S(N)极；环形永磁体6的磁力线通过第一导磁环2、第二导磁环3以及测量探头9形成回路；其中，磁性液体的种类要根据本领域技术人员测试要求进行选定，此处不做限定。
进一步地，在本发明的一个实施例中，壳体1、第一隔磁环与4第二隔磁环5均为非导磁性材料。
其中，非导磁性材料可以为不锈钢等，本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不做具体限定。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一导磁环2和第二导磁环3均为圆环形结构，且内表面设置有极齿和齿槽，每个导磁环的极齿个数为2至10个，极齿宽度大于0.3mm，齿槽宽度大于0.5mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一导磁环2和第二导磁环3的极齿与测量探头9之间的间隙为0.1～0.2mm。
进一步地，在本发明的一个实施例中，测量探头9、第一导磁环2与第二导磁环3均为导磁性材料。
其中，导磁性材料可以为电工纯铁等，本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不做限定。
具体而言，构成该系统的各部分之间的连接如下：
第一密封圈7安装在第一导磁环2外圆周的凹槽内，形成带密封圈的第一导磁环2，第二密封圈8安装在第二导磁环3外圆周的凹槽内，形成带密封圈的第二导磁环3；第二隔磁环5装入壳体1内，第二隔磁环5的平面与壳体1底部的上平面贴合；带有密封圈的第二导磁环3装入壳体1内，带有密封圈的第二导磁环3的平面与第二隔磁环5的上平面贴合；环形永磁体6装入壳体1内，环形永磁体6的平面与第二导磁环3的上平面贴合；带有密封圈的第一导磁环2装入壳体1内，带有密封圈的第一导磁环2的平面与环形永磁体6的上平面贴合；第一隔磁环4装入壳体1内，第一隔磁环4的平面与带有密封圈的第一导磁环2的上平面贴合，至此，样品台的装配完成；进行测量时，将待测磁性液体注入到环形永磁体6内圈；端盖10安装在壳体1上，与壳体1通过壳体1外圆周的螺纹进行连接，端盖10下平面与第一隔磁环4的上平面贴合；测量探头9穿过端盖10的中心孔伸入到壳体1中，测量探头9的下平面的位置超出第二导磁环3的下平面，不接触壳体1底部的上平面。
需要说明的是，第一密封圈7、第二密封圈8可以为橡胶材料，本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不做限定。
根据本发明实施例提出的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，通过本发明实施例的用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，通过依据磁性液体密封的实际结构进行设计，解决了因磁性液体密封件存在密封间隙小(约为0.1mm)、磁场强度大、磁性液体分布情况未知等问题所造成的难以推断实际工作条件下的磁性液体的流变学性质的困难，实现了根据其测试结果就可以直接反映磁性液体密封结构中密封间隙内磁性液体的流变学特性的目的。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，其特征在于，包括：
壳体；
设置于所述壳体内的第一导磁环，所述第一导磁环外圆周的凹槽内安装有第一密封圈，以形成带密封圈的第一导磁环；
设置于所述壳体内的第二导磁环，所述第二导磁环外圆周的凹槽内安装有第二密封圈，以形成带密封圈的第二导磁环；
设置于所述壳体内的第一隔磁环，所述第一隔磁环的平面与所述第一导磁环的上平面贴合；
设置于所述壳体内的第二隔磁环，所述第二隔磁环的平面与所述壳体底部的上平面贴合，其中，所述第二导磁环的平面与所述第二隔磁环的上平面贴合；以及
设置于所述壳体内的环形永磁体，所述环形永磁体的平面与所述第二导磁环的上平面贴合，其中，所述第一导磁环的平面与所述环形永磁体的上平面贴合，以在待测磁性液体注入到所述环形永磁体内圈时，将测量探头伸入到所述壳体中，且所述测量探头的下平面的位置超出所述第二导磁环的下平面，且不接触所述壳体底部的上平面；
设置于所述壳体上的端盖，所述端盖与所述壳体通过所述壳体外圆周的螺纹进行连接，且所述端盖的下平面与所述第一隔磁环的上平面贴合，其中，所述测量探头穿过所述端盖的中心孔伸入到所述壳体中；
所述第一导磁环和所述第二导磁环均为圆环形结构，且内表面设置有极齿和齿槽，每个导磁环的极齿个数为2至10个，极齿宽度大于0.3mm，齿槽宽度大于0.5mm。
2.根据权利要求1所述的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，其特征在于，所述第一导磁环和所述第二导磁环的极齿与所述测量探头之间的间隙为0.1～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，其特征在于，所述测量探头、所述第一导磁环与所述第二导磁环均为导磁性材料。
4.根据权利要求1所述的适用磁性液体流变特性的旋转流变仪测量系统，其特征在于，所述壳体、所述第一隔磁环与所述第二隔磁环均为非导磁性材料。
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