纳米磁性液体（magnetic fluid，简称MF）是一种将纳米尺寸的Fe3O4磁性粒子分散在液态基础液中构成的一种新型液体磁性材料，它既具有普通磁性材料的磁性，又具有一般液体的流动性，被广泛应用于航空航天器和其它工业领域的各种设备中。用纳米磁性液体开发的旋转轴密封轴承，可实现自润滑、高转速（10000r/min以上）、无磨损、零泄漏、长寿命的极佳效果，大大提高了设备工作的可靠性和使用寿命。 我单位利用应用化学方面的专业优势，从上世纪八十年代就开始了磁性液体的研究，现已研制出了具有多种型号，性能优异的纳米磁性液体（见下表），其中BH-2、BH-3在旋转轴动密封的实际应用中取得了良好的效果。

磁性液体密封是磁性液体最重要的应用之一，它是一种非接触式的液体密封，同传统的机械密封相比，具有密封性能好、泄漏率低、摩擦力矩小、寿命长等特点，在许多场合具有不可替代的作用。本项目系统研究了磁性液体的制备技术，建立了磁性液体密封设计理论与方法，不仅成功的解决了一般工况下的磁性液体密封问题，而且在特殊工况下的磁性液体密封方面取得了许多创新性成果。

磁性液体密封是磁性液体最重要的应用之一，它是一种非接触式的液体密封，同传统的机械密封相比，具有密封性能好、泄漏率低、摩擦力矩小、寿命长等特点，在许多场合具有不可替代的作用。本项目系统研究了磁性液体的制备技术，建立了磁性液体密封设计理论与方法，不仅成功的解决了一般工况下的磁性液体密封问题，而且在特殊工况下的磁性液体密封方面取得了许多创新性成果，具体如下： （1）发现了影响复杂工况下磁性液体密封启动力矩的主要因素，建立了复杂工况下磁性液体旋转密封启动力矩的表达式，解决了磁性液体旋转密封低温启动力矩大的难题，该项技术成功的应用于我国先进雷达等现代军事装备上。 （2）揭示了磁性液体静密封中磁性颗粒的凝聚规律；发现了磁性液体静密封的破坏机理；建立了大直径磁性液体静密封设计方法和密封结构；解决了大直径（指密封直径大于1.5m）的静密封问题。该成果应用于核爆炸关键设备上。 （3）揭示了磁性液体往复密封的失效机理；建立了往复轴磁性液体被携带量公式及往复轴磁性液体密封耐压公式；发明了往复轴磁性液体密封的设计方法和新结构，解决了真空镀膜机等设备的往复密封难题。 （4）制得了多种不同基载液的磁性液体，特别是制得了高性能耐酸耐碱的氟碳化合物基磁性液体，拓宽了磁性液体的应用领域。至今为止，国内外二百多家单位使用研制的氟碳基磁性液体。 北京交通大学磁性液体研究所设计的磁性液体密封装置，密封介质为气体或部分液体，泄漏率小于10-12Pa•m3•S-1，单级耐压能力一般为0.2个大气压，温度适用范围-40℃~200℃,寿命可达10年。在国内首次解决了罗茨真空泵CJ-150、CJ-300、CJ-600和单晶硅炉TDR-62、TDR-70、TDR-80及美国8600型等型号的磁性液体密封问题；多次修复美国、德国等国家生产的设备上的磁性液体密封装置；为总装和国防科工委设计了数十种具有特殊要求的磁性液体密封结构。 目前，磁性液体研究所已具有了国内最完备最先进的磁性液体制备和磁性液体密封的加工生产设备，能够生产出性能和国外产品相媲美甚至超越的各种磁性液体及磁性液体密封装置。生产的密封产品已被国内外上百家单位所采用，广泛用于单晶硅炉、真空镀膜机、甩带机、军用雷达、坦克等器件上。和国内外同类产品相比，已处于国内领先，国际先进的水平。在特殊工况磁性液体密封方面，处于国际领先的水平。

液体磁性磨具是由我在国际上首先提出并研制成功的一种新型精密光整加工技术，具有良好的材料适应性，可以实现对各种金属材料零件、陶瓷材料零件等的光整加工，可以获得较低的表面粗糙度 值，具有良好的可控性，可方便的通过调节磁场强度来控制整个加 工表面或局部表面研磨压力的大小，且光整加工所需要的设备简单，对设备的精度要求不高，可以方便地应用于生产实践，在复杂 型面、孔等表面精密加工方面具有具有明显的优势，居国内领先水平。

本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于军工、船舶、航海、航天航空等领域中温度在-40℃下，密封轴径大于 160 mm 的真空密封或正压密封。 本发明所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的方法不能适用于低温大直径条件，因此，提供一种低温大直径磁性液体密封装置，使得低温条件下大直径密封件转动扭矩从 7kg•m 降到 3kg•m，满足实际需要。 本发明的技术方案：根据低温、大直径条件来设计磁性液体密封结构和选择磁性液体的物理参数。 低温大直径磁性液体密封装置包括：小端盖、轴承、极靴、外套、轴套、永磁铁、磁性液体、橡胶密封圈、调节垫片、大端盖、螺钉。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中， 然后把轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承依次紧靠外套内凸台右侧；将磁性液体均匀地注入轴套上的密封齿后，装入上面已装好的轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承内部，用螺钉将小端盖固定在轴套上，接着将调节垫片和大端盖依次装在轴承右侧，最后用螺钉相连外套和大端盖，这样小端盖、轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承、调节垫片、大端盖之间相互压紧，使密封装置轴向固定，从而磁性液体在磁场的作用下吸附在密封齿的间隙中，形成可靠密封。 本发明中使用磁性液体的基载液选用优质煤油或硅酸盐脂类或二脂类，它们在-40℃时仍具有良好的流动性，磁性液体中磁性颗粒的粒径小于 5 nm，满足低温使用要求。 本发明的有益效果是，由于轴套上设有密封齿及优化的齿形参数，选用优质煤油或硅酸盐脂类或二脂类的基载液和磁性颗粒的粒径小于 5 nm，实现了-40℃时的大直径磁性液体密封，使转动扭矩降低，泄漏率低于 10-11pal·m3/s，使用寿命长，而且装配方法简单，克服了原有密封的弊端。

该装置属专利技术，主要应用与机械工程磁性液体密封领域，特别适用于高温条件下磁性液体真空密封。 很多场合下磁性液体密封装置工作在温度较高的情况下，使得永磁体的磁性下降，磁性液体也随温度的升高粘度降低、磁性性能下降，导致在密封过程中少量的磁性液体脱离极靴的吸附沿着导磁套滴入真空室，对真空室造成污染。

本发明属于机械工程密封技术领域，特别适用于军工、船舶、航海、航天航空等领域中温度在-40℃下，密封轴径大于160 mm的真空密封或正压密封。 本发明所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的方法不能适用于低温大直径条件，因此，提供一种低温大直径磁性液体密封装置，使得低温条件下大直径密封件转动扭矩从7kg•m降到3kg•m，满足实际需要。 本发明的技术方案：根据低温、大直径条件来设计磁性液体密封结构和选择磁性液体的物理参数。 低温大直径磁性液体密封装置包括：小端盖、轴承、极靴、外套、轴套、永磁铁、磁性液体、橡胶密封圈、调节垫片、大端盖、螺钉。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后把轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承依次紧靠外套内凸台右侧；将磁性液体均匀地注入轴套上的密封齿后，装入上面已装好的轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承内部，用螺钉将小端盖固定在轴套上，接着将调节垫片和大端盖依次装在轴承右侧，最后用螺钉相连外套和大端盖，这样小端盖、轴承、极靴、永磁铁、极靴、轴承、调节垫片、大端盖之间相互压紧，使密封装置轴向固定，从而磁性液体在磁场的作用下吸附在密封齿的间隙中，形成可靠密封。 本发明中使用磁性液体的基载液选用优质煤油或硅酸盐脂类或二脂类，它们在-40℃时仍具有良好的流动性，磁性液体中磁性颗粒的粒径小于5 nm，满足低温使用要求。 本发明的有益效果是，由于轴套上设有密封齿及优化的齿形参数，选用优质煤油或硅酸盐脂类或二脂类的基载液和磁性颗粒的粒径小于5 nm，实现了-40℃时的大直径磁性液体密封，使转动扭矩降低，泄漏率低于10-11pal·m3/s，使用寿命长，而且装配方法简单，克服了原有密封的弊端。

该装置属专利技术，主要应用与机械工程磁性液体密封领域，特别适用于高温条件下磁性液体真空密封。 很多场合下磁性液体密封装置工作在温度较高的情况下，使得永磁体的磁性下降，磁性液体也随温度的升高粘度降低、磁性性能下降，导致在密封过程中少量的磁性液体脱离极靴的吸附沿着导磁套滴入真空室，对真空室造成污染。 技术特点： 它能够有效地收集滴落的磁性液体。 由于导磁套的末端装有环形永磁体，将滴落的磁性液体有效的吸附在永磁体上，达到防止磁性液体污染真空室的目的。本发明结构简单，实用方便。

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。 大多数磁性液体密封装置采用强磁铁铷铁硼为磁源，在实际安装中经常发生磁性液体密封装置吸附在设备导磁轴上的情况，密封极靴的极齿宽度很小，大多数在 0.2~0.5mm 之间，因此极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效，因此，提供一种具有导向结构的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在现有密封结构的基础上，在左端的轴承和极靴之间，安装一个非磁性导向环，并且非磁性导向环与轴的间隙等于极靴的极齿与轴的间隙。这样在安装时，非磁性导向环能保护极齿，密封不致于发生破坏，保证了密封效果。 具有导向结构的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导向环、橡胶密封圈、永磁铁、极靴、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、导向环、嵌完橡胶密封圈的极靴和永磁铁安装到套的内凸台右侧，将磁性液体均匀地注入极靴的极齿之间，装入另一极靴，再向此极靴的极齿之间注入磁性液体，装上另一个轴承。最后，安装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。 本实用新型的有益效果是，采用导向环的磁性液体密封，泄漏率低于 10-11pal·m3/s，使用寿命长，至少十年，而且装配方法简单。

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。 大多数磁性液体密封装置采用强磁铁铷铁硼为磁源，在实际安装中经常发生磁性液体密封装置吸附在设备导磁轴上的情况，密封极靴的极齿宽度很小，大多数在0.2~0.5 mm之间，因此极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效，因此，提供一种具有导向结构的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在现有密封结构的基础上，在左端的轴承和极靴之间，安装一个非磁性导向环，并且非磁性导向环与轴的间隙等于极靴的极齿与轴的间隙。这样在安装时，非磁性导向环能保护极齿，密封不致于发生破坏，保证了密封效果。 具有导向结构的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导向环、橡胶密封圈、永磁铁、极靴、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、导向环、嵌完橡胶密封圈的极靴和永磁铁安装到套的内凸台右侧，将磁性液体均匀地注入极靴的极齿之间，装入另一极靴，再向此极靴的极齿之间注入磁性液体，装上另一个轴承。最后，安装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。本实用新型的有益效果是，采用导向环的磁性液体密封，泄漏率低于10-11pal·m3/s，使用寿命长，至少十年，而且装配方法简单。