一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置

本发明属于一种流体密封，具体涉及氢能、石油、化工和制药过程中易燃易爆、有毒性等危险流体，应用磁流体多级密封动态称重法的流量标准装置。

背景技术：

1、目前，对于液体流量的测量可以通过质量法进行测量，质量法又分为静态和动态质量法，其中动态称重法相对于静态称重法的优势在于不需要将液体储罐进行脱离测量，且相较于静态称重，动态称重法流量标准装置的密封性、绝热性、称重效率更高。

2、在动态称重中，无法将称重罐体单独脱离称量，使得管路对装置中液体的动态称重有所干扰。传统的动态称重法主要采用液体密封、法兰密封或碳钢、不锈钢密封圈组合等类别的静密封结构。由于该类密封结构往往与入口管道直接接触，导致液体流经时与管路内部震动产生的大量摩擦，造成测量不确定度。而滑动密封结构的磁流体密封与入口管道之间是通过磁流体进行接触封密,因而避免了封管道与密封件的直接摩擦，降低了附加载荷的影响。与传统密封结构相比，它能减少液体摩擦损失，降低入口管道不脱开所造成管路与罐体之间液体流动引发的震动，以此大幅降低称重罐进口管路引入的测量误差和测量不确定度对称重结果的影响。

3、滑动密封结构中的磁流体密封是借助磁流体在磁场的作用下对装置进行液体强密封。其具有重复性好、方便修正、零逸出、高性能、长寿命等特点，针对不同的称重重量、罐内压力，可以通过调整磁流体的密封强度，从而提高装置的计量精度等级。因此，采用靠磁力磁流体滑动密封技术具有传统密封无法比拟的优越性。

技术实现思路

1、针对上述入口管路不脱开，造成管路与罐体之间液体流动引发的震动和管路对称重罐存在作用力，导致动态质量法称重检定过程中测量不准的问题，本发明提出了一种基于磁流体多级密封的动态称重法流量标准装置。

2、本发明包括高压稀释气源、液体储罐、缓冲罐、被检流量计、称重储罐、高精度称重单元；高压稀释气源通过管路与液体储罐进口连接，液体储罐出口与缓冲罐进口相连接，被检流量计设置于液体储罐与缓冲罐中间，缓冲罐出口采用磁流体滑动密封的连接形式，缓冲罐出口管路与称重罐体入口也采用磁流体滑动密封连接，以减小管路对称重结果的影响，称重罐体放置于高精度称重单元上，进行瞬时的动态质量称重。

3、优选的，所述的磁流体滑动密封包括位于连接罐体管路两侧的永磁体，以及设置于永磁体两极的极靴；所述的极靴通过梯形极齿与连接罐体管路固定，极靴与梯形极齿之间的间隙内充满磁流体。

4、优选的，所述的磁流体滑动密封有多个。

5、优选的，所述极靴选用的材料为不锈钢。

6、本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

7、1、磁流体密封系统由于它与入口管道之间是通过磁流体进行接触封密,因而避免了密封管道与密封件的直接摩擦和降低了附加载荷,此外其还还具有零泄漏、可靠性高、具有自修复功能等特点；且在强磁场作用力下，磁流体密封系统可以大幅降低称重罐进口管路引入的测量误差和测量不确定度对称重结果的影响。

8、2、由于极靴内径较小，将极齿设计在进口管道上，可以便于磁流体性质系统的加工。永磁体、极靴、磁流体和进口管道形成闭合的磁回路。磁流体被吸附在密封间隙中，以达到液体强密封的效果。

9、3、采用多级密封的形式，通过增加磁流体密封装置中磁场的级数，来提高密封装置的密封能力，以确保磁场力与外力的平衡。

10、4、液体储罐、称重储罐和管路系统的绝热真空、温度、压力都得到实时监控并配备超限声光预警，系统的整体安全性更高。

技术特征：

1.一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置，其特征在于：包括高压稀释气源、液体储罐、缓冲罐、被检流量计、称重储罐、高精度称重单元；

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置，其特征在于：所述的磁流体滑动密封包括位于连接罐体管路两侧的永磁体，以及设置于永磁体两极的极靴；所述的极靴通过梯形极齿与连接罐体管路固定，极靴与梯形极齿之间的间隙内充满磁流体。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置，其特征在于：所述的磁流体滑动密封有多个。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置，其特征在于：所述极靴选用的材料为不锈钢。

技术总结
本发明公开了一种基于磁流体多级密封系统的动态称重法流量标准装置。本发明包括高压稀释气源、液体储罐、缓冲罐、被检流量计、称重储罐、高精度称重单元；高压稀释气源与液体储罐进口连接，液体储罐出口与缓冲罐进口相连接，被检流量计设置于液体储罐与缓冲罐中间，缓冲罐出口采用磁流体滑动密封的连接形式，缓冲罐出口管路与称重罐体入口也采用磁流体滑动密封连接，称重罐体放置于高精度称重单元上，进行瞬时的动态质量称重。本发明中的磁流体密封系统避免了密封管道与密封件的直接摩擦和降低了附加载荷,且在强磁场作用力下，磁流体密封系统可以大幅降低称重罐进口管路引入的测量误差和测量不确定度对称重结果的影响。

技术研发人员：卓银杰,凃程旭,王佳香,陈维杰,史青松,邹怡婷,包福兵
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11