Abstrakt
The centrifugal magnetic fluid seals have important advantage over the conventional centrifugal seals. They maintain very good sealing capacity at static, medium and high speeds of shaft rotation, with the increased seal lifetime, and minimum torque and static friction. These seals are particularly useful in cases when the angular shaft velocity varies and sometimes decreases to nearly or exactly zero, such as in flywheel applications, ship propeller main shafts, etc. Unique properties of the magnetic fluid give rare opportunities for application in marine design, where perfect sealing together with reliable lubrication are required. The paper presents a typical design and operation principle of a centrifugal magnetic fluid shaft seal, along with new design solutions. Not only in ocean technology and underwater robotics. Some cases of application of centrifugal magnetic fluid seals in modern sealing technology are included.
Cytowania
-
1 1
CrossRef
-
0
Web of Science
-
1 0
Scopus
Autor (1)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
Polish Maritime Research
nr 26,
strony 33 - 46,
ISSN: 1233-2585 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2019
- Opis bibliograficzny:
- Matuszewski L.: NEW DESIGNS OF CENTRIFUGAL MAGNETIC FLUID SEALS FOR ROTATING SHAFTS IN MARINE TECHNOLOGY// Polish Maritime Research. -Vol. 26, iss. 2(102) (2019), s.33-46
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.2478/pomr-2019-0023
- Bibliografia: test
-
- Y. Mitamura, S. Takahashi, S. Amari, E. Okamoto, S. Murabayashi, I. Nishimura, A magnetic fluid seal for rotary blood pumps: effects of seal structure on long-term performance in liquid, J Artif Organs 14 (2011) 23-30. otwiera się w nowej karcie
- J. Lee, C. Ahn, J. Choi, J. Park, S. Song, K. Sun, Development of magnetic bearing system for a new third-generation blood pump, Artif Organs 35 (11) (2011) 1082-1094. otwiera się w nowej karcie
- Huang W, Wang X. Ferrofluids lubrication: a status report. Lubric Sci 2016;28:3-26. otwiera się w nowej karcie
- Wang Z, Hu Z, Huang W, Wang X. Elastic support of magnetic fluids bearing. J Phys Appl Phys 2017;50:435004. otwiera się w nowej karcie
- Li D, Xu H, He X, Lan H. Study on the magnetic fluid sealing for dry Roots pump. J Magn Magn Mater 2005;289:419-22. otwiera się w nowej karcie
- Y. Mitamura et al., "A hydrodynamically suspended, magnetically sealed mechanically noncontact axial flow blood pump: Design of a hydrodynamic bearing, " Artif. Organs, 2007. otwiera się w nowej karcie
- L. Matuszewski and Z. Szydło, "The application of magnetic fluids in sealing nodes designed for operation in difficult conditions and in machines used in sea environment, " Polish Marit. Res., 2008. otwiera się w nowej karcie
- T. Kanno, Y. Kouda, Y. Takeishi, T. Minagawa, and Y. Yamamoto, "Preparation of magnetic fluid having active- gas resistance and ultra-low vapor pressure for magnetic fluid vacuum seals, " Tribol. Int., 1997. otwiera się w nowej karcie
- T. Liu, Y. Cheng, and Z. Yang, "Design optimization of seal structure for sealing liquid by magnetic fluids, " in Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2005. otwiera się w nowej karcie
- Raj K., Stahl P., Bottenberg W.: Magnetic fluid seals for special applications, LE Transactions, vol.23, no 4, 1980. otwiera się w nowej karcie
- Mizumoto M.,Imai M., Inoue H.: Development of a centrifugal magnetic liquid seal for superconducting generators, Proc. of the 9 th Int. Conference on Fluid Sealing, Noordwijkerhout, Netherlands, 1981. otwiera się w nowej karcie
- Wilcock D.F, Gay S.: The role of magnetic fluid seal in modern machinery, Lubrication Engineering, vol.40, no 6, 1984. otwiera się w nowej karcie
- Ochoński W.: Dynamic sealing with magnetic fluids, Wear, vol. 130, no 1, 1989 otwiera się w nowej karcie
- Ochoński W.: High technology of sealing solved by ferrofluids, Industrial Lubrication and Tribology, vol. 45, no 4, 1993. otwiera się w nowej karcie
- Ochoński W.: New designs of magnetic fluid exclusion seals for rolling bearings, Industrial Lubrication and Tribology, vol. 57, no 3, 2005. otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl. F16J15/43, no 202542, Centrifugal magnetic fluid shaft seal (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent application PL, no P-420053 Centrifugal seal with magnetic fluid for high-speed shaft (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl. F16J15/453, no 174460, Ferromagnetic fluid centrifugal seal (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl.F16J15/53, no 202306, Centrifugal magnetic fluid seal for high -speed shaft (in Polish).
- Patent USA, Int.Cl. F16J15/42, no 4455026, Vee-shaped magnetic/centrifugal seal and method of operation.
- Patent USA, Int.Cl. F16J15/42, no 4200296, Ferrofluid centrifugal seal. otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl. F16J15/453, no 218345, Centrifugal seal with magnetic fluid (in Polish).
- Patent PL, Int.Cl.F16J15/42, no 220279, Centrifugal seal with magnetic fluid (in Polish).
- Patent application PL, no P-418800, Centrifugal seal with magnetic liquid for a high-speed shaft (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent application PL, no P-423513, Centrifugal seal with magnetic fluid for rotating shaft (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl.F16J15-53, no 206282, Compact, centrifugal seal with magnetic fluid (in Polish).
- Patent application PL, no P-419854, Hybrid protective seal with magnetic fluid for rotating bearing (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent application PL, no P-418797, Feedthrough of high- speed shaft with centrifugal magnetic fluid seal (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Patent PL, Int.Cl.F16J15/40, no 1`163174, Multistage ferromagnetic fluid seal (in Polish).
- Patent application PL, no P-423713, Hybrid seal with magnetic fluid, especially for high-speed shaft (in Polish). otwiera się w nowej karcie
- Y. Mitamura and C. A. Durst, "Miniature magnetic fluid seal working in liquid environments, " J. Magn. Magn. Mater., 2017. otwiera się w nowej karcie
- M. Cong and H. Shi, "A study of magnetic fluid rotary seals for wafer handling robot, " in 15th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, M2VIP'08, 2008. otwiera się w nowej karcie
- D. Li, H. Xu, X. He, and H. Lan, "Theoretical and experimental study on the magnetic fluid seal of reciprocating shaft, " in Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2005. otwiera się w nowej karcie
- M. Szczech and W. Horak, "Tightness testing of rotary ferromagnetic fluid seal working in water environment, " Ind. Lubr. Tribol., 2015. otwiera się w nowej karcie
- H. Urreta, G. Aguirre, P. Kuzhir, and L. N. Lopez de Lacalle, "Seals Based on Magnetic Fluids for High Precision Spindles of Machine Tools, " Int. J. Precis. Eng. Manuf., 2018. otwiera się w nowej karcie
- Y. Mitamura, S. Arioka, D. Sakota, K. Sekine, and M. Azegami, "Application of a magnetic fluid seal to rotary blood pumps, " J. Phys. Condens. Matter, 2008. otwiera się w nowej karcie
- Y. Mitamura, T. Yano, W. Nakamura, and E. Okamoto, "A magnetic fluid seal for rotary blood pumps: Behaviors of magnetic fluids in a magnetic fluid sealwith a shield, " Magnetohydrodynamics, 2013. otwiera się w nowej karcie
- T. Dimond, R. D. Rockwell, P. N. Sheth, and P. E. Allaire, "A New Fluid Film Bearing Test Rig for Oil and Water Bearings, " Proc. ASME Turbo Expo 2008 Power Land, Sea Air, 2008. otwiera się w nowej karcie
- K. Sekine, Y. Mitamura, S. Murabayashi, I. Nishimura, R. Yozu, and D. W. Kim, "Development of a Magnetic Fluid Shaft Seal for an Axial-Flow Blood Pump, " in Artificial Organs, 2003. otwiera się w nowej karcie
- M. S. Krakov and I. V. Nikiforov, "Effect of diffusion of magnetic particles on the parameters of the magnetic fluid seal: A numerical simulation, " Magnetohydrodynamics, 2014. otwiera się w nowej karcie
- Y. Mitamura et al., "Sealing Performance of a Magnetic Fluid Seal for Rotary Blood Pumps, " Artif. Organs, 2009. otwiera się w nowej karcie
- S. Chen and D. Li, "Influence of particle size distribution of magnetic fluid on the resistance torque of magnetic fluid seal, " J. Magn., 2017. otwiera się w nowej karcie
- A. Radionov, A. Podoltsev, and A. Zahorulko, "Finite-element analysis of magnetic field and the flow of magnetic fluid in the core of magnetic-fluid seal for rotational shaft, " in Procedia Engineering, 2012. otwiera się w nowej karcie
- Y. Mizutani, H. Sawano, H. Yoshioka, and H. Shinno, "Magnetic fluid seal for linear motion system with gravity compensator, " in Procedia CIRP, 2015. otwiera się w nowej karcie
- M. S. Krakov and I. V. Nikiforov, "Regarding the influence of heating and the Soret effect on a magnetic fluid seal, " J. Magn. Magn. Mater., 2017. otwiera się w nowej karcie
- Z. Meng, Z. Jibin, and H. Jianhui, "An analysis on the magnetic fluid seal capacity, " J. Magn. Magn. Mater., 2006. otwiera się w nowej karcie
- J. Salwiński and W. Horak, "Measurement of Normal Force in Magnetorheological and Ferrofluid Lubricated Bearings, " Key Eng. Mater., 2011. otwiera się w nowej karcie
- D. A. Bompos and P. G. Nikolakopoulos, "Experimental and Analytical Investigations of Dynamic Characteristics of Magnetorheological and Nanomagnetorheological Fluid Film Journal Bearing, " J. Vib. Acoust., 2016. otwiera się w nowej karcie
- I. F. Santos, "On the future of controllable fluid film bearings, " in 9th EDF/Pprime (LMS) Poitiers Workshop, 2010. otwiera się w nowej karcie
- S. E. Mushi, Z. Lin, and P. E. Allaire, "Design, construction, and modeling of a flexible rotor active magnetic bearing test rig, " IEEE/ASME Trans. Mechatronics, 2012. otwiera się w nowej karcie
- H. Montazeri, "Numerical analysis of hydrodynamic journal bearings lubricated with ferrofluid, " Proc. Inst. Mech. Eng. Part J J. Eng. Tribol., 2008. otwiera się w nowej karcie
- D. A. Bompos and P. G. Nikolakopoulos, "Journal Bearing Stiffness and Damping Coefficients Using Nanomagnetorheological Fluids and Stability Analysis, " J. Tribol., 2014. otwiera się w nowej karcie
- Z. Huang, J. Fang, X. Liu, and B. Han, "Loss Calculation and Thermal Analysis of Rotors Supported by Active Magnetic Bearings for High-Speed Permanent-Magnet Electrical Machines, " IEEE Trans. Ind. Electron., 2016. otwiera się w nowej karcie
- M. L. Chan et al., "Design and characterization of MEMS micromotor supported on low friction liquid bearing, " Sensors Actuators, A Phys., 2012. otwiera się w nowej karcie
- X. Song and H. G. Wood, "Application of CFX to Implantable Rotary Blood Pumps Suspended by Magnetic Bearings, " in International ANSYS Conference, 2004.
- D. A. Bompos and P. G. Nikolakopoulos, "CFD simulation of magnetorheological fluid journal bearings, " Simul. Model. Pract. Theory, 2011. otwiera się w nowej karcie
- S. Jahanmir et al., "Design of a small centrifugal blood pump with magnetic bearings, " Artif. Organs, 2009. otwiera się w nowej karcie
- W. Ochoński, "Sliding bearings lubricated with magnetic fluids, " Industrial Lubrication and Tribology. 2007. otwiera się w nowej karcie
- T. M. Lim, S. Cheng, and L. P. Chua, "Parameter estimation and actuator characteristics of hybrid magnetic bearings for axial flow blood pump applications, " Artificial Organs. 2009. otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 114 razy