真空干燥循環風機磁流體密封的改進

張 偉，陳華鋒，段成君，汪雪濤

(合肥通用機械研究院，安徽 合肥 230031)

真空干燥浸漬罐是電力電容器等電器元器件生產過程中的脫水除濕關鍵設備，其主要目的是讓處在罐內的電容器等產品在高溫（芯溫約100℃，罐溫約120℃）和真空狀態下脫除水分。該過程中產品加熱溫度的均勻性是提高生產效率及產品質量的關鍵因素。為此在真空浸漬罐內增加了循環風機，在加熱狀態下（未抽真空時）打開風機，增加罐內空氣的流動，使罐內產品溫度均勻。

由于罐體要求在高溫和真空狀態下工作，因此要求風機的密封性良好，以保證罐體的真空泄漏率不超過20Pa·1/s；我國大多數電容器生產廠家在配置循環風機時采用在真空罐體外安裝一個密封罩來解決泄漏問題。隨著技術的進步，磁流體密封逐漸被應用，2002年該技術被首次應用在合肥通用機械研究院罐體的頂部循環風機葉輪與電機之間，密封效果良好。由于在特定的環境溫度條件下（-40℃～100℃）磁流體才能起到密封效果，當時的使用工況可能會超過100℃。為了解決該問題，在磁流體密封的外側設計了冷卻水套來維持密封的溫度條件。該結構在北方雖正常使用多年，但在南方使用時壽命卻大大縮短。

一、故障分析及解決方案

2002年以來，研究院先后給西安數家大型電力電容器廠制造安裝了近20套真空干燥系統，其真空罐內的熱風循環風機均使用原有的磁流體密封結構（見圖1），至今使用正常。但是2007年為桂林某大型電力電容器廠制造、安裝了15套真空干燥系統，同樣使用了該結構的循環風機，卻在不到1年相繼出現磁流體密封失效，導致循環風機不能正常運轉。

打開在南方現場密封失效的磁流體封蓋，發現內部有水跡，取下軸承發現環形空隙內的磁流體已經被水污染，磁流體密封失效。經檢查外側的冷卻水套完好無損，無任何滲漏。經分析南北方氣候的差異，初步確定是因為南方空氣濕度大，循環風機停止工作后，磁流體密封外側的冷卻水套內的低溫冷卻水（＜10℃）將磁流體密封裝置附近環境內的水汽冷凝后附著在磁流體密封件表面，在罐體抽真空時滲到磁流體內部，從而污染了磁流體，導致其密封失效。

圖1 改進前磁流體密封結構圖

通過以上分析，對原有磁流體密封結構做了改進，見圖2。

1.將冷卻水套內的冷凍水改為常溫循環水，在進水管路上增加一個電磁閥，當罐體溫度＜60℃時關閉水閥，以防止因磁流體裝置冷卻水套內的低溫將附近環境的水汽冷凝；當罐體溫度≥60℃時開啟水閥，通過循環水對磁流體進行冷卻，以防止高溫下失磁。

圖2 改進后磁流體密封結構圖

2.在磁流體密封裝置的封蓋與傳動軸間增加一個內包骨架旋轉軸唇形密封圈，以防止液態物質滲入。

二、效果

1.改進后的磁流體密封循環風機已經在電工行業的真空環境下安全穩定地運行了多年，沒有出現密封失效情況。

2.真空罐內循環風機使用改進后的磁流體密封傳動，大大延長了使用壽命，減少了維護、檢修時間，提高了生產效率。

[1]徐振石，樊軍等.現代密封技術介紹[J].現代制造技術與裝備，2010(1)7-9.

[2]汪雪濤等.電容器真空干燥用磁力風機的設計[J].電力電容器與無功補償，2008，29(4).

[3]葛仕福，吳金平，施明恒等.離心風機軸端采用磁流體密封的研究[J].流體機械，2006(2)19-21.