耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封关键技术与应用

科技成果来源：北京科技成果库;
地区：北京
成果名称：耐酸碱、高速、分瓣式磁性液体旋转密封关键技术与应用
成果类型：应用技术
技术领域：通用零部件制造及机械修理
成果完成单位：清华大学1;北京交通大学2;自贡兆强密封制品实业有限公司3;广西科技大学4;
成果完成人：李德才1;张志力2;王玉明1;颜招强3;杨小龙4;郭飞1;
成果简介： 密封技术决定了设备的安全性及可靠性。密封一旦发生泄漏，极易引起重大安全事故。国际润滑协会统计结果显示：酸碱介质、高速、难拆装密封是航天、军工、核能等领域重大事故的主要诱因，一直是国内外亟待解决的密封难题。正因如此，各国都在积极探索先进的密封技术。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将密封在内的基础零部件列为优先发展主题。磁性液体密封能实现长寿命、泄漏率小于10^-12Pa.m³/s (密封专业中称作零泄漏)，在某些重要领域具有不可替代的作用。该项目在国家级、省部级和企业等近百项项目的支持下，攻克了酸碱介质、高速、难拆装三种单一或组合工况下的磁性液体旋转密封关键技术，取得的重要原创性成果如下： 1.发明了耐酸械磁性液体旋转密封技术。首次建立了耐酸碱磁性液体旋转密封设计理论，发明了耐酸碱阶梯冷却型磁性液体旋转密封结构。发现了纳米磁性颗粒的表面活性剂包覆机理与稳定分散的规律，首次制备了耐强酸强碱高饱和磁化强度的全氟聚醚油基磁性液体，饱和磁化强度是美国公开报道最高值的5倍。该技术突破了磁性液体旋转密封长期以来无法密封强酸强碱介质的壁垒。 2.发明了高速磁性液体旋转密封技术。揭示了困扰磁性液体密封界近半个世纪的高速旋转密封温度与离心力权重耦合失效机理。发明了基于帕尔帖半导体制冷的带有辅助极齿的高速磁性液体旋转密封新结构。改进了正硅酸乙酯水解法，攻克了制备耐高温型硅油基磁性液体的难题。降低了高速带来的温度升高和离心力增大对耐压能力的影响，密封线速度是国内外公开报道最高值的3倍。 3.发明了分瓣式磁性液体旋转密封技术。提出了形成磁场梯度的新原理，颠覆了几十年来传统有齿密封设计方法，首次提出了分瓣式磁性液体旋转密封设计思想，发明了无齿分瓣式磁性液体旋转密封新结构。首次制备了磁性密封胶，发明了磁性密封胶聚磁的新型磁路，解决了分瓣式结构漏磁问题。该技术使密封拆装时间缩短80%,解决了军工、航空等领域要求密封拆装迅速的难题。 该项目授权发明专利101项，申请PCT专利6项：获软件著作权15项；制定企业标准2项；出版专著2部，SCI论文142篇，EI论文161篇，2016年ESI高被引论文2篇。该项目能保证密封零泄漏、长寿命、耐强酸强碱、耐高速、易拆装，项目成果在国内外188家单位成功应用，成功完成了我国“神州”系列载人飞船、“天宫”实验室等空间装备的多类转动穿舱装置的热真空试验，排除了密封失效导致的重大故障风险；成功应用于中科院中微子重大科学装置中，实现了其它密封无法达到的腔内放射性元素含量≤10^-14g/g,推动了粒子物理前沿探索领域的发展。近三年新增销售额9.63亿元，新增利润5.12亿元。 以高金吉院士、谭建荣院士、杨华勇院士、沈保根院士、都有为院士、李卫院士等组成的鉴定委员会一致认为：“关键性能指标超过国外同类产品，项目技术达到国际领先水平”。该项目获得2018年高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖、第五届北京市发明专利奖一等奖。
成果登记/公布年份：2019年
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