磁流体密封国内重点申请人专利技术综述
磁性流体密封件[发明专利]
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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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磁流体密封中国专利申请技术综述
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。
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
Байду номын сангаас
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
磁流体密封技术的发展始于20世纪50年代，最早被应用在航空航天
领域。
当时的磁流体密封技术主要用于阻止液体燃料在火箭发动机中泄漏。
随着科学技术的进步，磁流体密封技术逐渐得到改进和发展，形成了成熟
的应用体系。
1.汽车行业：磁流体密封技术广泛应用于汽车发动机、变速器以及其
他传动系统中。
它能够有效减少能源的浪费和污染物排放，提高汽车的性
能和可靠性。
2.航天航空领域：磁流体密封技术在航空航天领域的应用主要集中在
液体推进器和液氮系统中。
它能够有效阻止燃料和液氮在高温高压环境下
的泄漏，确保航天器的安全性和可靠性。
3.化工工业：磁流体密封技术在化工工业中的应用主要集中在泵、压
缩机、搅拌机等设备的密封系统中。
它能够有效防止泄漏和污染，提高生
产效率和产品质量。
4.船舶工业：磁流体密封技术在船舶工业中主要用于舷窗、机舱和设
备的密封。
它能够有效防止海水和空气的渗透，提高船舶的安全性和可靠性。
磁流体密封技术的发展面临一些挑战，包括密封性能的提升、适应更
高温高压环境的要求、磁流体的制备和稳定性等。
为了解决这些问题，研
究人员不断进行创新和改进，提出了一系列新的理论和方法，使磁流体密
封技术得以不断发展和完善。
总的来说，磁流体密封技术在各个领域都具有广泛的应用前景。
随着科学技术的进步和发展，磁流体密封技术将会变得更加成熟和可靠，为各个行业的发展提供更好的支持。
磁流体密封技术简介
１ 磁流体密封原理
磁 流体密 封技 术是 一种 新型 的密 封方 式 ， 它是 指利
用具有高饱和磁强度的磁流体来进行相关机械设备密 封， 由于磁流体本身是一种液态流体 ， 具备液态流体 的 基本 特性 ， 以及具有磁性固体材料的磁性 ， 磁流体密封 技术就是利用磁流体对磁场 的响应变化特性而来 。图 １ 是一种典型的利用磁 流体进行密封 的装置组成结构 示意图 ， 磁流体密封主要 由两部分构成 ， 即磁流体和经 特殊设计 的磁流体密封装置 ， 磁流体密封装置包 括导 磁轴 、 磁极 、 不导磁座 、 轴承 、 永久磁铁等部分 ， 磁流体 密封装 置的设计使之具有一定 的磁场 间隙 ， 当磁流体 注入磁场间隙时 ， 在磁场间隙周 围磁场 的作用下 ， 由于 磁流体本身的液态流动性 以及磁性作 用 ， 磁场 间隙会 充满磁流体磁场间隙的环形设计会让磁流体在磁场 间 隙中形成一种特殊 的“ 液体 ０形密封 圈” ， 由于磁流体 本身特性 以及密封装置 的结构设计 ， 该 Ｏ形 圈可 以稳 定存在 ， 对密封介质起到一种 良好 的密封作用 ， “ 液体 ０ 形密封圈” 的形成除 了和磁流体 自身磁特性有关之外 ， 还与磁场 间隙磁场强度有关 。实践证 明 ， 为 了提高整 个 密封装 置的密封效果 和承压能力 ， 需要在磁流体密 封结构 中构成多个磁性 回路 ， 即多级磁流体密封结构 ， 密封时存在压差作用 ， 当该压差作用 于“ 液体 Ｏ形密封 圈” 之上时磁流体会 略微移动 ， 由于磁流体对外界磁场
（ １ ． 中 国石 油 润滑 油重 点 实验 室 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ３ １ ； ２ 冲 国石 油大 连润 滑 油研 究 开发 中心 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ３ ２ ）
摘 要： 介绍 了磁 流体密封技 术 的应 用原理 、 特点 、 研究现状 以及未来 发展趋势 ， 指 出具 有高饱 和磁 化强度 的磁流体 的制 备和具有 高 磁 场强度 的密 封装 置的设计 是磁流体密封 技术的两大关 键要素 ， 磁流体 密封技术需加 强理论和试 验水平研究 ， 带 动磁流体密封应 用 朝 着更为深远 的方 向发展 。 关键词 ： 磁流体 ； 密封 ； 密封装置 ； 技术
磁流体密封装置[实用新型专利]
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(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。
磁流体密封装置[发明专利]
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专利名称：磁流体密封装置
专利类型：发明专利
发明人：王建华,黄喆熙,刘颖,成燕霞,高伟,马锦寿申请号：CN88104627.2
申请日：19880730
公开号：CN1040085A
公开日：
19900228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种改进的磁流体密封装置，由非磁性罩，磁源，磁轭，套筒构成。
磁源采用具有高磁能积的磁性材料，磁轭内壁表面有周向凹槽和斜面，磁源和磁轭外面罩有非磁性罩，从而可加大磁场梯度，防止被密封液体与磁流体界面的乳化现象。
本发明不仅可用于对气体的密封，而且可用于对液体的密封，承压能力较高，使用寿命较长，并可以实现完全不泄漏。
申请人：北京理工大学
地址：北京市海淀区白石桥路7号
国籍：CN
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一种磁流体密封结构
专利名称：一种磁流体密封结构专利类型：实用新型专利
发明人：尹利
申请号：CN202022956759.0申请日：20201209
公开号：CN215806306U
公开日：
20220211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种磁流体密封结构，涉及磁流体密封技术领域，包括结构本体，所述结构本体包括壳体，所述壳体的内部设置有水冷管接口、水道、盖板、第一隔磁圈、第一磁铁、第一密封槽、磁铁、前轴承、后轴承、挡水管、挡圈卡簧、磁液槽、轴，其中，所述轴一侧套装有前轴承，所述前轴承的两侧均套装有挡圈卡簧，一个所述挡圈卡簧一侧的轴上安装有第一氟胶水封，另一个所述挡圈卡簧另一侧的轴上依次安装有第一隔磁圈、两个所述第一磁铁、第二隔磁圈、后轴承和盖板。
本实用新型在安装时保证了轴与密封组件的同轴度，避免偏心引起泄漏,注入磁性油脂，使磁性油脂牢牢吸附在第一磁铁内孔和轴的缝隙之间，从而达到密封，密封性更强。
申请人：上海伊灿真空技术有限公司
地址：200000 上海市青浦区青昆路53弄13号6幢N区122室
国籍：CN
代理机构：上海宣宜专利代理事务所(普通合伙)
代理人：陈酩
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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。
广西科技大学在2002年-2015年申请量较少，2015年-2018年申请较集中，
申请量较多，属于技术迅猛发展期，而在2019年以后申请开始减少；对专利申
请进行分析和梳理，可知清华大学和北京交通大学的主要发明人均是李德才，因
而把北京交通大学和清华大学整体作为其中一个国内重点申请人进行分析。
北京
交通大学在2002年-2009年属于技术起步期，申请较少，在2009年-2016年申
请量增多，这个时期是李德才教授在北京交通大学任教期间，自2015年开始在
清华大学任教，北京交通大学的申请量开始逐年减少，而清华大学的专利申请量
开始逐年增多，在2020年达到爆发，该年申请量达到80多件。
本文主要对北京
交通大学和清华大学以及广西科技大学这两个国内重点申请人进行分析。
1.2国内重点申请人专利申请分析
1.2.1北京交通大学和清华大学专利申请技术分支
通过对目前公开的北京交通大学和清华大学专利申请进行分析和梳理，得出
磁流体密封的一级技术分支包括：提高耐压能力、提高使用寿命、应用、装配加工、液体密封、试验六个分支。
其中，以提高耐压能力相关专利研究最多，影响
耐压能力主要有磁流体的性能（如磁饱和强度、粘度等物理化学磁学性能）、磁
极极齿的机构参数、磁场大小及分布、工作条件（如温度、载荷等）、密封间隙等，因而提高耐压能力主要通过使磁液均匀分布、防止泄漏、减小密封间隙等手段；提高使用寿命的手段有防止极齿破坏、自清洁、防尘、冷却散热、防止泄漏等；应用包括应用于氢气、氟利昂、有毒气体等密封、反应釜、镀膜机、鼓风机、
无框直驱电机、阀、真空式和面机等的密封以及各种密封如软填料、水帘密封、
双螺旋密封、机械密封、浮环密封等密封效果不佳的情况下引入磁流体密封；装配、加工方面通过分瓣式解决整体式不好装卸的问题、在永磁体上加工极齿以解
决在极靴或轴套不好加工的问题以及一些新的注入方法；液体密封主要存在被密
封液体与磁流体接触界面不稳定、被密封液体对磁流体造成冲击等问题，因而专
利申请主要集中设置液体补充件以防止被密封液体冲击磁液造成流失、以及通气
体或者组合其它密封以隔断被密封液体与磁流体等方面；而在试验方面，主要集
中在密封过程研究、密封性能在线监测、磁液分布情况研究、磁流体流变特性测量。
1.2.2广西科技专利申请技术分支
通过对目前公开的广西科技大学专利申请进行分析和梳理，广西科技大学的
专利申请中与发明同日申请的实用新型较多。
此外，该学校主要针对磁流体密封
的耐压能力进行研究，对其它方面如使用寿命、应用、装配加工、液体密封等方
面有涉及但涉及较少。
在提高耐压能力方面的研究，涉及高速重载、大直径、大
间隙、轴径向跳动、转轴偏心、分瓣式、单级、单磁源等耐压性低的技术问题，
而改进方法主要通过对磁流体密封的结构改进来进一步提高耐压能力。
3结束语
通过对磁流体密封领域的国内重点申请人的专利申请的分析，可以看出北京
交通大学、清华大学以及广西科技大学是国内重点申请人。
其中，由李德才教授
领头的北京交通大学和清华大学，其在磁流体密封领域专利申请涉及方面较广，
涉及提高耐压能力、提高使用寿命、应用、装配加工、液体密封和试验六个方面，而广西科技大学起步较晚，申请集中于提高磁流体密封的耐压能力。
并且国内重
点申请人对于磁流体密封的专利申请大都是用于气体密封，对于液体密封的研究
相对来说还较少。
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.。