CN112503219A - 磁性液体智能安全阀 - Google Patents
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Abstract
磁性液体智能安全阀,属于机械工程阀门领域。该阀门利用磁性液体密封技术,转轴(1)、极靴(5、8)和电磁铁(7)形成磁回路将磁性液体(10)束缚在极齿(11)下,形成多个密封圈。通过控制电磁铁设定开启压力值,进行自动泄压。该阀门开启压力连续可调、结构简单,操作方便,可以避免设备内气体泄漏,防止安全阀因为受介质腐蚀而失效造成的严重后果,提高了设备的可靠性,并且拓宽了磁性液体的应用范围,也为安全阀提供了一种新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及磁性液体智能安全阀,属于机械工程阀门领域。
背景技术
安全阀是阀门的一种,常规可调节安全阀,一般通过弹簧压缩量来确定开启压力,但在锅炉等压力容器,由于蒸汽的泄漏,热胀冷缩会粘在安全阀结构的周围,导致传统弹簧等金属的锈蚀,导致阀门不能正常自动开启,存在危险隐患。为了解决上述问题,本发明利用了磁性液体密封原理,设计了磁性液体智能安全阀。磁性液体是一种纳米级功能性材料,既有固体的磁性,又有液体的流动性。磁性液体密封有诸多优点,零泄漏、寿命长、结构简单、可靠性高、无污染,将磁性液体密封结构应用到阀门上,一方面可以做到预设开启压力值,起到自动泄压作用;另一方面可以避免设备内气体泄漏,防止安全阀因受介质腐蚀而失效造成的严重后果,提高了设备的可靠性。本发明拓宽了磁性液体的应用范围,也为安全阀提供了一种新的思路。
发明内容
本发明的目的是提供磁性液体智能安全阀,该安全阀通过调节电磁铁预设开启压力值,连续可调,自动进行泄压,结构简单,操作方便,可靠性高。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
磁性液体智能安全阀,包括:转轴阀盖、第一密封圈、孔架、阀体、第一极靴、第二密封圈、电磁铁、第二极靴、第三密封圈、磁性液体、极齿。
转轴阀盖是转轴、阀盖一体结构,转轴处用来和极靴、电磁铁、磁性液体组成密封结构,阀盖处用来与阀体通过螺纹进行连接,阀盖在与阀体接触处开有沟槽,第一密封圈嵌在沟槽里,将阀体压紧。当磁性液体发生损耗,通过旋转转轴阀盖,将转轴提起,进行磁性液体的加注。
极靴内圈均开有齿槽,形成数个极齿,极齿与转轴存在一定间隙。电磁铁提供磁源,与转轴、极靴形成磁回路,将磁性液体束缚在极齿处,形成多个“O”型密封圈,构成磁性液体密封结构,通过调节电磁铁,改变磁场强度,进而调节密封结构的耐压能力,从而达到预设开启压力,进行自动泄压的效果。极靴外圈均设有沟槽,密封圈嵌入沟槽内,与阀体压紧。
阀体侧壁开设泄压口和电磁铁电线孔槽,电线孔槽是将电磁铁与外部控制器进行连接,泄压口用来释放压力。当到达预设的开启压力,气体从压力入口穿过密封间隙到达孔架处,从泄压口进行自动泄压,泄压完成后,由于磁性液体的自修复功能,又恢复到极齿处进行下一阶段的耐压。泄压口外侧设有螺纹,若气体介质为有害气体,可连接管路或其他装置,防止环境污染。
本发明利用磁性液体密封原理,与安全阀进行结合,通过调节电磁铁来调节开启压力,可以做到连续可调,并且结构简单,易操作,具有宽范围开启压力选择,不仅达到安全阀的作用,还能对压力容器内的介质进行密封,避免了普通机械阀门的锈蚀,保证了压力容器的安全性。
附图说明
以附图为本发明的具体实施方式作进一步详细说明:
图1为磁性液体智能安全阀结构剖视图;
图2为磁性液体在极齿与转轴的间隙处放大图;
图3为两个电磁铁的磁性液体智能安全阀结构剖视图。
具体实施方式
如图1所示的本发明磁性液体智能安全阀,包括转轴阀盖1、第一密封圈2、孔架3、阀体4、第一极靴5、第二密封圈6、电磁铁7、第二极靴8、第三密封圈9、磁性液体10、极齿11。
阀体4外表为柱型,内部是圆柱型空腔,下部为压力入口,入口处外壁开设螺纹,可连接压力设备,在电磁铁7处的阀体4侧壁开有小口,为电磁铁7电线孔槽,便于电磁铁7连接控制器,上部开设泄压口,泄压口外壁同样设有螺纹,当气体介质为有害气体,可连接一些装置,避免污染大气。转轴阀盖1是转轴、阀盖一体结构,阀盖1与阀体4通过螺纹连接,阀盖1在与阀体4接触处开设沟槽,第一密封圈2嵌入在内,保证阀盖1与阀体4压紧。
极靴内圈均开设齿槽,形成多个极齿11,极靴外圆均设有沟槽,密封圈嵌入在内。极靴平面侧外圈凸台用来将孔架3定位,极靴平面侧内圈凸台用来将电磁铁7定位。带密封圈的第二极靴、电磁铁7、带密封圈的第一极靴、孔架3、依次安装在阀体4内,然后进行磁性液体10加注,最后拧紧带密封圈阀盖1。
电磁铁7作为磁源,与第一极靴5、转轴1、第二极靴8构成磁回路,磁性液体10被束缚在极靴的极齿11和转轴1的间隙内,如图2所示,形成数个“O”型密封圈,可以承受压力。通过调节电磁铁7的磁场大小,可以预设不同的开启压力,小的磁场对应小的开启压力值,连续可调。
如图3所示的两个电磁铁的磁性液体智能安全阀结构,阀体开设两个电线孔槽,电磁铁安装在极靴之间,形成两个磁回路,可调的开启压力范围更大。当两个电磁铁均调节到磁场最小位置,此时安全阀具有最小的开启压力;当两个电磁铁均调节到磁场最大位置,安全阀将具有最大的开启压力。按实际情况调节所需压力。
极靴、转轴阀盖1选用导磁性良好的材料,磁性液体10通常可根据不同工况选择不同基载液的磁性液体10。确定极齿11数量、电磁铁7数量以及极靴、电磁铁7、转轴1的材料后,可计算不同磁场下磁性液体10密封结构所承受压力值,即开启压力值,压力入口一旦到达开启压力值,磁性液体10密封圈被冲破,气体将从泄压口释放,达到自动泄压的效果。当压力变小后,由于磁性液体10的自修复功能,又重新回到极齿11处形成密封圈。当磁性液体10发生损耗,打开阀盖1进行磁性液体10的加注。
Claims (3)
1.磁性液体智能安全阀,包括转轴阀盖(1)、第一密封圈(2)、孔架(3)、阀体(4)、第一极靴(5)、第二密封圈(6)、电磁铁(7)、第二极靴(8)、第三密封圈(9)、磁性液体(10)、极齿(11);
其特征在于:
转轴阀盖(1)包括转轴段和阀盖,阀盖(1)与阀体(4)通过机械连接,阀盖(1)在与阀体(4)接触处设有沟槽,第一密封圈(2)嵌入在内,用来将阀盖(1)与阀体(4)压紧,打开阀盖(1)可以进行磁性液体(10)的加注;
阀体(4)一侧开设有电磁铁(7)的电线孔槽,便于电磁铁(7)连接电磁铁控制器;上部开设有泄压口;
孔架(3)卡在阀盖(1)与第一极靴(5)之间,通过第一极靴(5)平面侧的外圈凸台进行定位,孔架(3)外部对应泄压口;
极靴内圈开设齿槽,形成极齿(11),极齿(11)与转轴存在一定间隙,磁性液体(10)在间隙处,极靴外圈开设沟槽,密封圈嵌入外圈沟槽内;
电磁铁(7)安装极靴之间,通过极靴平面侧的内圈凸台进行定位,电磁铁(7)作为磁源与极靴、转轴(1)形成磁回路,将磁性液体(10)束缚在每个极齿(11)处,形成磁性液体(10)密封结构;
磁性液体密封结构存在于压力入口与泄压口之间。
2.根据权利要求1所述的磁性液体智能安全阀,其特征在于:所述间隙宽度为0.1~0.5mm,极齿宽度为0.2~1mm,极齿数量为10~30个,每个极靴齿数可不相同。
3.根据权利要求1所述的磁性液体智能安全阀,其特征在于:所述电磁铁数量为1~2个。
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CN113280186A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-20 | 北京交通大学 | 一种磁性粉体节流阀 |
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CN113007423B (zh) * | 2021-03-19 | 2021-11-26 | 北京交通大学 | 可调压磁性液体安全阀 |
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