磁流体密封中国专利申请技术综述

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磁流体密封国内重点申请人专利技术综述

磁流体密封国内重点申请人专利技术综述国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心摘要：本文通过对磁流体密封国内重点申请人专利技术申请文献的检索、统计和分析，介绍了国内重点申请人专利申请趋势分析，针对国内重点申请人专利申请进行了技术分支。

关键词：磁流体密封中国申请人专利分析引言在机械设备中普遍存在着泄漏问题，泄漏不仅造成能源浪费和环境污染，严重的还会危及人身安全，带来巨大经济损失。

密封是防止机械设备泄漏不可缺少的，传统密封如垫片密封、机械密封、填料密封和迷宫密封等，虽然它们结构简单、成本低廉，但是它们有的易磨损、功耗大，有的寿命低、易污染；尤其在轴以高速旋转时，传统密封很难达到密封要求；而磁流体作为一种新型材料用于密封能够克服传统密封的上述一些不足。

人类对于磁流体密封的研究始于上个世纪，1948年，美国人Rosensweig向美国国家专利局申请了世界上第一个关于磁性流体密封的专利，国内对磁流体密封技术的研究相对于西方国家较晚，但经过数十年的潜心研究和探索也已取得较快的发展，尤其在近五年内研究较为活跃，提交了较多专利申请。

因此，本文针对磁流体密封的国内重点申请人专利申请做了系统的分析。

1国内重点申请人专利申请趋势分析1.1国内重点申请人专利申请趋势在磁流体密封技术领域，目前国内主要申请人以高校申请为主，其次是企业、个人、科研单位。

在国内申请中，广西科技大学、北京交通大学和清华大学的申请量远远超出其它申请人的申请量，其次是国内企业，个人申请、科研单位和机关团体的申请量相对较少。

由于磁流体密封技术在国内专利申请起步属于较晚，因而研发主力主要集中于高校。

广西科技大学、北京交通大学和清华大学为磁流体密封领域的国内重点申请人。

目前国内重点发明人主要有李德才、杨小龙、陈帆、孙彭、郝付祥等。

其中李德才是北京交通大学和清华大学专利申请的发明人，杨小龙、陈帆、孙彭、郝付祥是广西科技大学专利申请的发明人。

李德才曾经是北京交通大学副教授，现为清华大学机械系长聘教授、博士生导师；杨小龙为广西科技大学副教授、硕士生导师；因而，李德才教授和杨小龙教授是国内磁流体密封技术领域的领军发明人。

磁流体密封技术的发展及应用综述

磁流体密封技术的发展及应用综述1、磁流体
磁流体也称磁液或铁磁流体(英文为MagneticFluid或Ferrofluid),它是将铁磁性纳米微粒掺入到载液中,并用表面活性分散剂使其均匀地分散到载液中,从而形成的一种固液相混的悬浮状的胶体。磁流体具有以下特点:①在磁场的作用下,磁化强度随外加磁场的增加而增加,直至饱和,而外磁场去除以后又无任何磁滞现象,磁场对磁流体的作用力表现为体积力。②与一般纳米粒子相同,具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。③具有液体的流动性,在通常的离心力和磁场的作用下,既不沉降,也不凝集。
磁流体是一种在工程技术甚至生物医学领域具有广泛用途的高科技材料。20世纪60年代中期,美国首先成功用于解决宇航服可动部分的真空密封以及在失重状态下宇宙飞船液体燃料的固定问题。此后磁流体技术逐渐被人们所认识,其研究应用一直是世界各国十分关注的前沿课题,我国科研工作者经过数年的潜心研究,于1997年生产出首批产品。目前国际上仅美、中、俄、日等少数国家能够生产。
磁流体密封结构具有以下特点:
(1)密封性能好:目前采用的酯基磁流体可对介质进行严密的高度稳定的动密封或
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2、磁流体密封
磁流体密封是利用在外加磁场作用下磁流体具有承受压力差的能力而实现的密封。磁性回路由永久磁铁、极靴和转轴组成。放置在导磁性良好的转轴与极靴顶部之间的制作精良的磁流体在高性能的永久磁铁产生的磁场作用下高度集中,形成一个液体o型密封圈,当磁流体受到压力差作用时,磁流体在非均匀磁场中略微移动,产生了对抗压力差的磁力,从而达到新的平衡,进而将转轴与极靴间的缝隙堵死而达到密封的目的。
磁流体密封中的转轴可以是磁性体,也可以是非磁性体。前者的磁束集中于转轴与极靴间的缝隙处,通过转轴构成磁性回路;后者的磁束并不通过转轴,而是通过缝隙中的磁流体构成磁性回路。磁流体单磁铁双极靴密封结构的耐压能力差(小于0.1MPa),所以实践中大量采用的是多磁铁多极靴结构。磁流体密封采用多块磁铁,每块磁铁与其对应的一对极靴构成各自独立的磁性回路,各回路间采用绝磁材料隔开。只使用了一块磁铁,这是一种单磁路多级磁流体密封结构。在理想情况下,所有磁流体密封在每一级中充入的磁流体保证在转轴和极靴之间的每一级建立起一系列液体o型密封圈,每一级需可以承受的压力差为0.015～0.02MPa,整个区域的承压能力为各级密封圈承压能力的总和。3、磁流体密封的特点

磁性流体密封件[发明专利]

专利名称：磁性流体密封件
专利类型：发明专利
发明人：佐藤和彦
申请号：CN201680065518.0申请日：20161109
公开号：CN108351031A
公开日：
20180731
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种磁性流体密封件，其设为能够针对在轴向上形成的密封膜简单地决定温度环境的结构而延长密封膜的寿命。

磁性流体密封件(1)包括：外筒构件(3)，其在内部收纳从流体机械的壳体延伸来的旋转轴(2)，该外筒构件具有能安装于壳体的安装部(3a)；磁极构件(6A、6B)，其配置在收纳于外筒构件(3)中的旋转轴(2)的周围，形成磁路；以及密封膜(M)，其由磁性流体(10A、10B)形成在轴向上，该密封膜与磁路磁连接，且配置在磁极构件(6A、6B)和旋转轴(2)之间，其中，外筒构件(3)具有用于将沿着外筒构件的轴线方向传导的热量隔开的隔热部件(3c)和用于冷却外筒构件(3)的冷却部件(3d)，在外筒构件(3)上沿着其轴线方向依次设有安装部(3a)、隔热部件(3c)、密封膜(M)以及冷却部件(3d)。

申请人：日本伊格尔博格曼有限公司
地址：日本东京都
国籍：JP
代理机构：北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)
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磁流体密封装置[实用新型专利]

(10)授权公告号(45)授权公告日 (21)申请号 201520159797.X(22)申请日 2015.03.20F16J 15/43(2006.01)(73)专利权人胡建洋地址223100 江苏省淮安市清浦区淮海南路134号8号楼208室（供电局南院）(72)发明人胡建洋(54)实用新型名称磁流体密封装置(57)摘要本实用新型公开了一种磁流体密封装置，包括密封本体，所述密封本体上设有气体入口和真空吸引气体出口，所述密封本体的上端转动设有一离子发生器，所述离子发生器的下端设有基板，所述密封本体内的下方设有一固定架，所述固定架的上端面为接收离子的靶，所述离子发生器的上端转动轴与密封本体之间设有磁流体密封。

这种密封方式可用于转轴是磁性体和转轴是非磁性体两种场合。

前者磁束集中于间隙处并贯穿转轴而构成磁路，而后者磁束比不通过转轴，只是通过密封间隙中的磁流体而构成磁路。

其结构简单，设计合理，密封效果好，被广泛用于各种行业。

(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页说明书2页附图1页(10)授权公告号CN 204493728 U (45)授权公告日2015.07.22C N 204493728U1.一种磁流体密封装置，包括密封本体(1)，其特征在于：所述密封本体(1)上设有气体入口(2)和真空吸引气体出口(3)，所述密封本体(1)的上端转动设有一离子发生器(4)，所述离子发生器(4)的下端设有基板(5)，所述密封本体(1)内的下方设有一固定架(6)，所述固定架(6)的上端面为接收离子的靶(7)，所述离子发生器(4)的上端转动轴(8)与密封本体(1)之间设有磁流体密封(9)。

2.根据权利要求1所述的磁流体密封装置，其特征在于：所述气体入口(2)设于密封本体(1)的一侧上方，所述真空吸引气体出口(3)设于密封本体(1)另一侧的下方。

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磁流体密封中国专利申请技术综述
摘要：本文通过对磁流体密封中国专利技术申请文献的检索、统计和分析，
介绍了中国专利申请趋势分析，并结合实际专利申请案例，从新材料开发的角度
展示了磁性液体用于液体密封近期的一个发展方向。

关键词：磁流体密封中国专利分析
引言
磁流体密封技术是一种利用新型的纳米材料磁性液体实现密封功效的技术，
具有零泄漏、低磨损、高可靠性、完全无污染、能承受高转速、最佳的扭矩传递、低的粘性摩擦等优点,被广泛应用于防尘密封、气体密封、真空密封以及自由控
制进给的装置上。

即使是气压高达10Pa的几倍, 也可以通过布置多级密封来实现。

到目前为止, 磁流体密封已成功地应用于计算机磁盘驱动器、单晶炉真空旋
转轴、气体激光器等的密封中。

在密封液体上的应用目前尚未达到实用化的阶段，但是具有极大的使用价值。

1中国专利申请趋势分析
1.1中国专利申请量年度分布趋势
国内磁流体密封技术起步较晚，相关的专利申请量总体呈逐年上升趋势，可
划分为以下三个阶段：（1）技术起步期（2002-2009），专利申请量较少且无明
显增长趋势，说明此时国内磁流体密封技术刚刚兴起，尚处于起步阶段，市场需
求不大；（2）初步发展期（2009-2015），专利申请量较上一阶段出现两个峰点（2010、2014），标志着磁性液体密封用于液体密封技术进入发展阶段；（3）
迅猛发展期（2015-2022），专利申请量在总体上呈现大幅上升趋势，说明国内
磁流体密封技术得到了快速且有利的发展，这与市场需求是密不可分的。

从数据
获取的准确性来说，2023年后，由于专利从申请到公开/公告需要一定的审查周
期，许多专利仍处于未公布状态，因此上述数据并不能准确代表2021年实际的
专利申请量。

1.2国内专利申请省份分布
在磁流体密封技术领域，目前国内各省份申请中，北京、广西、江苏、浙江
申请量居多，申请集中于高校所在省份以及经济较发达地区。

2审查实践中的应用
通过对磁流体密封技术的专利文献进行检索、阅读和梳理，审查员了解了该
领域专利技术的分布特点和发展脉络，有效提高了审查员在对于专利申请发明构
思的把握能力，尽快成为本领域专业技术人员，为后续的审查实践提供指导和借鉴。

以下以审查专利申请为例进行具体阐述：
【案例】
申请号：2017113268642
发明名称：一种用于同心双轴的磁流体密封结构
分类号：F16J15/43
背景技术：提高大间隙下磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过改进磁性
流体密封结构，如中国专利CN206320304U和CN203348559U所述的密封装置。

尽
管以上专利文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但其密封性能仍旧达不到真空等特殊工况的高密封性能要求。

本申请提供两组动力的内、外轴均采用阶梯轴的形式设计，由于有台肩阻挡，一旦失效磁流体也不会完全泄漏，减少了在密封失效时磁性流体的损失。

采用多
级密封，增加了导磁能力，相对现有技术大大增加了密封耐压能力，且第一永磁
体和第二永磁体相互提供磁源，互相配合增加磁流体密封的可靠性。

权利要求：1. 一种用于同心双轴的磁流体密封结构，包括中空的壳体（2）、设置于壳体（2）内腔的内轴（16）及中空的外轴（1）；内轴（16）与外轴（1）
通过轴承装配连接，外轴（1）与壳体（2）通过轴承装配连接，其特征在于：所述外轴（1）和内轴（16）均为阶梯轴；
在内轴（16）外表面与外轴（1）内壁之间的径向方向上设有至少一个第一永磁体（7），每一个第一永磁体（7）两侧分别设有第一极靴（6）；
第一极靴（6）与内轴（16）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；
在外轴（1）外表面设有多级阶梯，在外轴外表面与壳体（2）内壁之间的径向方向上设有至少一个第二永磁体（22），每一个第二永磁体（22）两侧分别设有第二极靴（20），且每一个第二极靴（20）均正对其中一级阶梯布置；
第二极靴（20）与外轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体。

审查员对该专利申请进行阅读，该发明专利为一种用于同心双轴的磁流体密封结构，申请人为广西科技大学，申请日为2017年12月13日，通过第二章和第三章对于国内重点申请人的专利申请分析，可以知道广西科技大学在磁流体密封领域专利申请较北京交通大学起步较晚，因而审查员首先对北京交通大学进行专利检索，结合准确的关键词：双轴，即获得了好用的对比文件1
（CN101749433A），公开了双轴磁性液体密封结构，其实质为一种用于同心双轴的磁流体密封结构，并具体公开了：包括中空的外套28（相当于壳体）、设置于外套28内腔的轴2（相当于内轴）及中空的由非导磁套7和导磁套14组成的外轴；轴2和外轴通过第一轴承4、第二轴承29装配连接，外轴与外套28通过第三轴承18、第四轴承27装配连接，轴2和外轴均为阶梯轴；在轴2外表面与外轴内壁之间的径向方向上设有一个第一永磁铁10（即第一永磁体），第一永磁铁10两侧分别设有丢一极靴8、第二极靴11；第一极靴8、第二极靴11与轴2外表面之间存在间隙，间隙处注有磁性液体（即磁流体）；在外轴外表面与外套28之间的径向方向上设有一个第二永磁铁23（即第二永磁体），第二永磁铁23两侧分别设有第三极靴22、第四极靴24；第三极靴22、第四极靴24与外轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁性液体（即磁流体）。

对于其余不涉及发明点的细节特征，又结合了两篇对比文件，最终三篇对比文件评述了本申请的创造性，
并在二通后做出了驳回决定，目前该案件处于驳回失效状态，通过对国内重点申请人的专利进行分析、梳理，有效地提高了检索效率。

3结束语
通过对磁流体密封领域的国内专利申请的分析，可以看出专利申请量在总体上呈现大幅上升趋势，说明国内磁流体密封技术得到了快速且有利的发展，国内各省份申请中，北京、广西、江苏、浙江申请量居多，申请集中于高校所在省份以及经济较发达地区。

虽然磁性流体应用于密封液体的技术目前尚未达到实用化的阶段，但是由于这种密封技术所具有的零泄漏特性，在防止固体和液体的阻隔密封中，有极大的应用价值，期待在未来的发展中国内对于磁流体密封的研究越来越深入、涉及的范围越来越广。

参考文献
[1] 付亚萍、李锟. 磁流体密封技术的发展概况. 农机使用与维修，2013.
[2] 杨铁军，产业专利分析报告（农业机械），北京：知识产权出版社，2013.
[3] 邹继斌等. 磁性流体密封及其发展现状. 摩擦学学报，1994.。