真空干燥循环风机磁流体密封的改进

张 伟，陈华锋，段成君，汪雪涛

(合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230031)

真空干燥浸渍罐是电力电容器等电器元器件生产过程中的脱水除湿关键设备，其主要目的是让处在罐内的电容器等产品在高温（芯温约100℃，罐温约120℃）和真空状态下脱除水分。该过程中产品加热温度的均匀性是提高生产效率及产品质量的关键因素。为此在真空浸渍罐内增加了循环风机，在加热状态下（未抽真空时）打开风机，增加罐内空气的流动，使罐内产品温度均匀。

由于罐体要求在高温和真空状态下工作，因此要求风机的密封性良好，以保证罐体的真空泄漏率不超过20Pa·1/s；我国大多数电容器生产厂家在配置循环风机时采用在真空罐体外安装一个密封罩来解决泄漏问题。随着技术的进步，磁流体密封逐渐被应用，2002年该技术被首次应用在合肥通用机械研究院罐体的顶部循环风机叶轮与电机之间，密封效果良好。由于在特定的环境温度条件下（-40℃～100℃）磁流体才能起到密封效果，当时的使用工况可能会超过100℃。为了解决该问题，在磁流体密封的外侧设计了冷却水套来维持密封的温度条件。该结构在北方虽正常使用多年，但在南方使用时寿命却大大缩短。

一、故障分析及解决方案

2002年以来，研究院先后给西安数家大型电力电容器厂制造安装了近20套真空干燥系统，其真空罐内的热风循环风机均使用原有的磁流体密封结构（见图1），至今使用正常。但是2007年为桂林某大型电力电容器厂制造、安装了15套真空干燥系统，同样使用了该结构的循环风机，却在不到1年相继出现磁流体密封失效，导致循环风机不能正常运转。

打开在南方现场密封失效的磁流体封盖，发现内部有水迹，取下轴承发现环形空隙内的磁流体已经被水污染，磁流体密封失效。经检查外侧的冷却水套完好无损，无任何渗漏。经分析南北方气候的差异，初步确定是因为南方空气湿度大，循环风机停止工作后，磁流体密封外侧的冷却水套内的低温冷却水（＜10℃）将磁流体密封装置附近环境内的水汽冷凝后附着在磁流体密封件表面，在罐体抽真空时渗到磁流体内部，从而污染了磁流体，导致其密封失效。

图1 改进前磁流体密封结构图

通过以上分析，对原有磁流体密封结构做了改进，见图2。

1.将冷却水套内的冷冻水改为常温循环水，在进水管路上增加一个电磁阀，当罐体温度＜60℃时关闭水阀，以防止因磁流体装置冷却水套内的低温将附近环境的水汽冷凝；当罐体温度≥60℃时开启水阀，通过循环水对磁流体进行冷却，以防止高温下失磁。

图2 改进后磁流体密封结构图

2.在磁流体密封装置的封盖与传动轴间增加一个内包骨架旋转轴唇形密封圈，以防止液态物质渗入。

二、效果

1.改进后的磁流体密封循环风机已经在电工行业的真空环境下安全稳定地运行了多年，没有出现密封失效情况。

2.真空罐内循环风机使用改进后的磁流体密封传动，大大延长了使用寿命，减少了维护、检修时间，提高了生产效率。

[1]徐振石，樊军等.现代密封技术介绍[J].现代制造技术与装备，2010(1)7-9.

[2]汪雪涛等.电容器真空干燥用磁力风机的设计[J].电力电容器与无功补偿，2008，29(4).

[3]葛仕福，吴金平，施明恒等.离心风机轴端采用磁流体密封的研究[J].流体机械，2006(2)19-21.