磁流變液多級處理裝置及其控制方法與部件制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種分離過濾裝置，更具體地說，涉及一種磁流變液多級處理裝置及其控制方法與部件制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]磁流變液以其特有的磁流變效應(yīng)而受到廣泛重視。磁流變液是由微米量級的鐵磁性顆粒分布于非磁性液體中形成的懸浮液。在外加磁場的作用下，磁流變液的性能(如流變學、磁學、力學、熱學、光學等性能)迅速發(fā)生變化，由原先的粘性流態(tài)轉(zhuǎn)化為類固態(tài)，并具有一定的屈服剪切應(yīng)力。磁流變效應(yīng)的響應(yīng)時間很短，一般為毫秒量級，并且固液態(tài)之問的轉(zhuǎn)化具有可逆性，一旦外磁場撤去后，流動性即可恢復。磁流變液的固化強弱可受外加磁場的控制，其剪切應(yīng)力隨磁場強度的增加而增加，直至達到磁飽和狀態(tài)，除此之外，磁流變液還具有能耗較低、制備方便、溫度適用范圍寬、不易污染等特點，在汽車、機械、建筑、航空等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，被認為最具前途的智能材料之一。
[0003]磁流變液主要由以下三部分組成:(I)作為分散相的主分散顆粒；(2)作為分散相載體的基礎(chǔ)液，又稱載液；(3)為改善磁流變性能而加入的添加劑。其中主分散顆粒主要由磁性顆粒組成，尺寸主要有微米和納米級。磁性顆粒主要有?6304、？63?^、？6、&3、附或?6、(]0、Ni合金等微粒，其中磁飽和度最大的微粒是鐵鈷合金，同時還包括其他一些非磁性物質(zhì)，如聚苯乙烯或硅石顆粒。對于載液，包括非磁性載液和磁性載液，目前非磁性載液主要有硅油、礦物油、合成油、水和乙二醇等;磁性載液主要是顆粒粒徑較小的鐵流體，主要用于分散納、微米級別的顆粒。
[0004]當長時間使用磁流變液后，其磁性物質(zhì)的耗損以及載液和添加劑的變性，導致其力學性能、磁學性能、響應(yīng)時間等指標急速下降，此時最常見的辦法為更換磁流變液，將原有性能變差磁流變液丟棄。
[0005 ]因磁流變液中含有大量的鐵磁物質(zhì)、多種化合物質(zhì)組成的載液，成分復雜，容易對環(huán)境造成危害。截至目前，還未出現(xiàn)對磁流變液進行回收處理的裝置或方法，因此急需研制相應(yīng)的設(shè)備，對廢棄的磁流變液進行處理，不僅能夠降低對環(huán)境的污染，而且可以對其中的相關(guān)物質(zhì)進行回收利用，節(jié)約能源。而對于廢棄磁流變液進行回收處理的第一道工序也是最為關(guān)鍵的工序是將磁流變液中的磁性物質(zhì)和溶劑分離開，為后續(xù)進行物質(zhì)的再分離做好準備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]針對目前廢棄的磁流變液缺乏相關(guān)的回收處理裝置，而導致其丟棄后對環(huán)境造成污染，并造成能源浪費的問題，本發(fā)明提供一種磁流變液多級處理裝置及其控制方法與部件制造方法。通過采用二靜置三過濾的方式，來對混合液進行過濾，充分利用混合液在每個階段的特性，并在一級過濾、二級過濾和三級過濾中均設(shè)置活塞缸與活塞，利用活塞缸推動活塞壓縮混合液，促使混合液快速通過過濾網(wǎng)，最終達到快速地、徹底地分離磁性物質(zhì)和溶劑的目的。同時本發(fā)明還給出了裝置的相應(yīng)控制方法，以及關(guān)鍵部件的制造方法。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0010]一種磁流變液多級處理裝置，包括前置活塞缸、中置活塞缸、后置活塞缸、前置活塞、中置活塞、后置活塞、前置過濾箱、中置過濾箱、后置過濾箱、前置過濾網(wǎng)、中置過濾網(wǎng)、后置過濾網(wǎng)、栗口過濾網(wǎng)、前置閥、中置閥、后置閥、入口閥、前置儲液箱、后置儲液箱、潛水栗、出口栗、前置導管、后置導管、攪拌器，
[0011]所述的前置活塞缸通過螺栓與前置活塞相連，所述的前置活塞與前置過濾箱的內(nèi)腔相配合，所述的前置過濾箱豎直放置，其軸線為豎直方向，所述的前置過濾箱上設(shè)置有前置過濾網(wǎng)、前置閥、入口閥、攪拌器，所述的前置過濾網(wǎng)通過支架固定在前置過濾箱的底端，所述的前置閥一端與前置過濾箱內(nèi)腔相連，另一端與前置儲液箱內(nèi)腔相連，所述的入口閥安裝在前置過濾箱側(cè)壁，并位于前置過濾網(wǎng)上方，所述的攪拌器安裝在前置過濾箱側(cè)壁，與入口閥相對于前置過濾箱的軸線對稱，所述的中置閥設(shè)置在前置儲液箱上，并通過前置導管與中置過濾箱內(nèi)腔相連，
[0012]所述的中置過濾箱內(nèi)腔與中置活塞相配合，所述的中置過濾箱水平放置，其軸線為水平方向，所述的中置活塞通過螺栓與中置活塞缸相連，所述的中置過濾網(wǎng)通過支架固定在中置過濾箱上，并位于前置導管與中置過濾箱相連端口的右側(cè)，
[0013]所述的后置閥一端與中置過濾箱內(nèi)腔相連，另一端與后置儲液箱內(nèi)腔相連，所述的后置儲液箱底部設(shè)有潛水栗，所述的潛水栗的入口設(shè)置有栗口過濾網(wǎng)，所述的潛水栗的出口與后置導管的一端相連，
[0014]所述的后置導管的另一端設(shè)置在后置過濾箱的上側(cè)，所述的后置過濾箱豎直放置，其軸線為豎直方向，所述的出口栗設(shè)置在后置過濾箱的左側(cè)，并靠近后置過濾箱頂部，所述的后置過濾網(wǎng)設(shè)置在后置過濾箱的上側(cè)，并位于出口栗和后置導管端口之間，所述的后置活塞與后置過濾箱的內(nèi)腔相配合，所述的后置活塞缸通過螺栓與后置活塞固連。
[0015]所述的磁流變液多級處理裝置，所述的前置過濾網(wǎng)的目數(shù)為200-300，所述的中置過濾網(wǎng)的目數(shù)為800-1000，所述的后置過濾網(wǎng)的目數(shù)為2000-5000，所述的栗口過濾網(wǎng)的目數(shù)為800-1000。
[0016]一種磁流變液多級處理裝置的控制方法，涉及以下控制步驟:
[0017](I)過濾前準備:
[0018]打開入口閥，將磁流變液注入含有降解劑的前置過濾箱中，打開攪拌器，攪拌器的轉(zhuǎn)速為400-500r/min，將磁流變液和降解劑混合均勻；
[0019](2)—級過濾:
[0020]攪拌器繼續(xù)工作，并打開前置活塞缸的控制器，使得前置活塞缸的活塞桿伸出，帶動前置活塞向下運動，壓縮前置過濾箱中的混合液，迫使混合液經(jīng)過前置過濾網(wǎng)向下運動；
[0021](3)—級靜置:
[0022]打開前置閥，讓經(jīng)過前置過濾網(wǎng)過濾的混合液進入前置儲液箱中，關(guān)閉前置閥，讓混合液在前置儲液箱中靜置，靜置時間為20-30min;
[0023](4) 二級過濾:
[0024]打開中置閥，讓在前置儲液箱中靜置后的混合液經(jīng)過中置閥和前置導管進入到中置過濾箱中，打開中置活塞缸的控制器，使得中置活塞缸的活塞桿伸出，帶動中置活塞向右運動，壓縮中置過濾箱中的混合液，迫使混合液經(jīng)過中置過濾網(wǎng)向右運動；
[0025](5) 二級靜置:
[0026]打開后置閥，讓經(jīng)過中置過濾網(wǎng)過濾的混合液進入后置儲液箱中，關(guān)閉后置閥，讓混合液在后置儲液箱中靜置，靜置時間為30-40min;
[0027](6)三級過濾:
[0028]打開潛水栗，讓在后置儲液箱中靜置后的混合液經(jīng)過栗口過濾網(wǎng)、潛水栗和后置導管進入到后置過濾箱中，打開后置活塞缸的控制器，使得后置活塞缸的活塞桿伸出，帶動后置活塞向上運動，壓縮后置過濾箱中的混合液，迫使混合液經(jīng)過后置過濾網(wǎng)向上運動；
[0029](7)過濾溶液的分離:
[0030]打開出口栗，將過濾后的液體從后置過濾箱中抽出。
[0031]一種磁流變液多級處理裝置的部件制造方法，涉及過濾網(wǎng)的制造方法，包括前置過濾網(wǎng)、中置過濾網(wǎng)、后置過濾網(wǎng)和栗口過濾網(wǎng)的制造，主要包括以下步驟:
[0032](I)承載架的制造:
[0033]將不銹鋼鐵絲制成鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)的目數(shù)為16—24;
[0034](2)活性劑的制備:
[0035]活性劑由月桂酸、硬脂酸和十二烷基苯磺酸鈉組成，月桂酸、硬脂酸和十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為1:2.5:2;
[0036](3)粘結(jié)劑的制備:
[0037]粘結(jié)劑由石灰石、石墨、瀝青、無水硫酸鈉、淀粉和酚醛樹脂組成，石灰石、石墨、瀝青、無水硫酸鈉、淀粉和酚醛樹脂的質(zhì)量比為1:1.5:2:1:2.3:1.8;
[0038](4)吸附粉的制備:
[0039]吸附粉由黏土、活性炭、硅膠、活性氧化鋁組成，黏土、活性炭、硅膠、活性氧化鋁的質(zhì)量比為1:1.2:2:1.5;
[0040](5)漿料的制備:
[0041]將活性劑、粘結(jié)劑和吸附粉以質(zhì)量比為1:20:5進行混合，加熱至熔融后冷卻，制成漿料A，將活性劑、粘結(jié)劑和吸附粉以質(zhì)量比為1:10:3進行混合，加熱至熔融后冷卻，制成漿料B;
[0042](6)將冷卻后的漿料A均勻地涂抹于承載架的正面，涂抹厚度為1-1.5mm，將冷卻后的楽料B均勾地涂抹于承載架的反面，涂抹厚度為0.5-lmm;
[0043](7)將涂有漿料的承載架放置在燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)后出爐冷卻。
[0044]3.有益效果
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下顯著優(yōu)點:
[0046](I)本發(fā)明在前置過濾箱中設(shè)置攪拌器，將磁流變液和降解劑充分混合均勻，加快了磁流變液和降解劑的反應(yīng)進程，縮短了兩者的反應(yīng)時間，提高了工作效率;同時由于磁流變液中加入降解劑后，破壞了表面活性劑的作用，從而使得磁性物質(zhì)立刻出現(xiàn)分離現(xiàn)象，并且顆粒快速沉降、團聚和板結(jié)，而沉降、團聚和