Магнитожидкостные уплотнения (МГУ) — (англ. Ferrofluidic seal) это жидкостное уплотнение валов в механических устройствах, в котором роль уплотнительного элемента выполняет магнитная жидкость, удерживается на месте с помощью магнитного поля. Магнитожидкостные уплотнения применяют в устройствах для герметизации валов, которые передают вращательное движение, путем создания физического барьера в форме кольца магнитной жидкости. Магнитная жидкость удерживается на месте с помощью постоянного магнита.

Ferrofluidic (укр. Ферофлуидик) — бренд и торговая марка магнитожидкостные уплотнений, производимых «Ferrotec Corporation» (укр. Корпорацией Ферротек).

Особенности работы МГУ

Магнитожидкостные уплотнения чаще всего применяют в уплотнителях проходных и приводных валов механических объектов и, кроме уплотнения, также включают вал, подшипник (и) качения и внешний корпус.

Подшипник предназначен для центрирования вала в отверстии корпуса и в кольце магнитной жидкости и воспринимает механические нагрузки. Единственными механическими деталями, которые изнашиваются, являются подшипники.

Магнитожидкостные динамические уплотнения представляют собой кольца поляризованной в магнитном поле жидкости на основе масел, содержащихся полем в зазоре между валом и корпусом и практически не создают момента трения в узле вращения, а потому фактически не изнашиваются. Жидкостные уплотнители обеспечивают высочайшую эффективность уплотнения и имеют сверхнизкое проникающей способностью веществ через уплотнения. Магнитная жидкость практически не вытекает из уплотнения, не требует электропитания для поддержания или восстановления магнитных свойств, а потому МГУ практически не требуют обслуживания. Срок службы и межремонтные интервалы обычно очень длительные.

МГУ могут стабильно работать в условиях сверхвысокого разрежения (ниже 10 -8 мбар) с одной стороны уплотнения, очень высоких температур (более 1000 ° C), и при высоких частот вращения валов (до десятков тысяч об / мин.) И в условиях повышенного давления (до нескольких атмосфер) — с другой стороны уплотнения.

Применение МГУ

МГУ изначально разрабатывались для космических проектов, хотя позже нашли применение и в промышленности. Наиболее типичным применением является уплотнение поводов вакуумного технологического оборудования и оборудования с высокими степенями пылезащиты:

  • защита от пыли:
    • компьютерные жесткие диски;
    • технологическое оборудование производств с высокими степенями защиты от пыли;
  • вакуумное оборудование для:
    • ионного легирования;
    • CVD;
    • PVD;
    • производства кремниевых монокристаллов и др.

МГУ также применяются в биотехнологии, фармацевтике, косметологии. Надежность и высокий уровень герметичности МГУ делает их все более популярными и привлекательными для процессов с высокими требованиями к стерильности. Это производство вакцин, медицинских препаратов, препаратов крови.

Магнитные жидкие уплотнения разработаны для широкого диапазона применений, сред и условий эксплуатации, но, как правило, ограничены герметизацией газов и паров, а не непосредственной герметизацией жидкостей под давлением.

Каждая конкретная комбинация конструкционных материалов и особенностей имеет практические ограничения, учитывая температуру, перепад давлений, скорость, приложенные нагрузки и рабочую среду. Однако, как правило, эти ограничения могут быть преодолены путем тщательного выбора или проектирования устройств для конкретных целей. Необходимые функции могут достигаться за счет применения нескольких колец МГУ, водяного охлаждения, оригинальных конструкционных материалов, включая металлы, материалов постоянных магнитов (например, полимеров) и магнитных жидкостей и нестандартных подшипников. Уплотнения на основе магнитной жидкости обеспечивают чрезвычайно высокие степени герметизации и низкую проникающую способность, которые практически невозможно измерить с помощью лабораторного оборудования, хотя они не могут достичь уровня герметичности сварных соединений или других цельнометаллических соединений, которые являются статическими (такими, которые не вращаются) уплотнениями.