CN112503219A - 磁性液体智能安全阀 - Google Patents

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

磁性液体智能安全阀

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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