一種用于海上磁流體薄油膜回收裝置的磁流體通道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海上磁流體薄油膜回收裝置，特別涉及一種用于海上毫米級及以下的海上薄油膜回收分離裝置的部件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國內(nèi)對環(huán)境問題的重視，海上溢油的回收與處理也逐步提上議程。2014年國際溢油應(yīng)急研討會提出了我國渤海出現(xiàn)一些不知來源的溢油黑斑，經(jīng)分析可能為海上長年浮油的積聚，并對海上溢油回收徹底性提出了更高的要求。
[0003]海上溢油應(yīng)急處理中，通常將厚度為1?10mm的油層稱為薄油層。根據(jù)波恩協(xié)議，厚度小于1_的油層為油膜。目前國際國內(nèi)對于薄油膜的回收還沒有一種較為成熟的技術(shù)手段，對于海上的薄油層的處理都是采用噴灑消油劑的方法。此方法在一定程度上會造成二次污染，而且受海浪影響較大難以消除干凈。2004年中國專利02142835.2公開了一種磁流體動力回收海面浮油的方法和裝置，這是一種新型的薄油膜的回收技術(shù)，利用油和海水兩相介質(zhì)在電磁力和重力作用下呈現(xiàn)不同的流體運動狀態(tài)實現(xiàn)了海面薄油層的回收分離。在此專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，中國專利201410032239.7公開了一整套海上磁流體薄油膜回收分離裝置，并在實驗室取得了很好的實驗結(jié)果。但該技術(shù)主要還處在實驗室原理性驗證試驗，使用的電極材料較為昂貴，結(jié)構(gòu)實用性離工程化還有一定的距離，為進一步推進磁流體動力回收分離海面浮油技術(shù)的實用化，從結(jié)構(gòu)及電極材料的角度進行改進以提高磁流體動力回收分離技術(shù)的可靠性，降低其成本造價，是一個主要的方向。
[0004]目前，磁流體浮油回收分離技術(shù)主要由三大部分組成，一為裝置適波性技術(shù)；二為磁流體回收技術(shù)；三為油水分離技術(shù)。磁流體通道為磁流體回收技術(shù)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其也是其中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一，一種好的磁流體通道結(jié)構(gòu)及工藝有助于促進磁流體薄油膜的回收分離技術(shù)的實用化。
[0005]磁流體通道為連接適波性裝置與分離裝置的中間部分，其前端連接適波性撇油器，后端連接油水分離箱，因此對通道尺寸結(jié)構(gòu)要求最為精確，并且其材料相對于裝置中其他環(huán)節(jié)強度相對較弱，在結(jié)構(gòu)上屬于薄弱環(huán)節(jié)。為了增加永磁體的氣隙的利用率，通道中的有效截面積要求越大越好，而從結(jié)構(gòu)的角度，通道有效截面積越小強度越容易保證，因此需對通道結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化處理。磁流體通道的主要技術(shù)問題有通道密封的問題和通道電極合理選用的問題。以往通道電極的工藝:陽極一般使用昂貴的金屬鉑或者鈦鍍鉑的工藝、電極與通道壁之間大多采用膠粘密封。由于電解海水的惡劣環(huán)境的影響，在試驗中經(jīng)常出現(xiàn)電極背面與通道壁脫膠問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種用于海上磁流體薄油膜回收裝置的磁流體通道。本發(fā)明可靠性好、經(jīng)濟性強、結(jié)構(gòu)強度高，可以降低通道的阻力損失，延長通道壽命。本發(fā)明可方便快捷安裝于海上磁流體薄油膜回收裝置。
[0007]本發(fā)明的磁流體通道采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]所述的磁流體通道主要由矩形通道基體、電極蓋板、通道電極及出口連接法蘭段四部分組成。所述的矩形通道基體為一矩形通道；所述矩形通道基體的左端為一方形法蘭口，右端為一方形直口，前、后、上、下四壁組成平滑的矩形通道。矩形通道基體的通道上、下壁表面挖空成為框架結(jié)構(gòu)。所述的電極蓋板為中心處留有通道電極的引線接口孔的平板，所述通道電極為中心處焊有電極引線的矩形平板，通道電極安裝于電極蓋板的下面，通道電極的電極引線穿過電極蓋板的引線接口孔；通道電極及電極蓋板各有兩塊，一個通道電極與一塊電極蓋板組成一對裝配體。矩形通道基體為磁流體通道的主體結(jié)構(gòu)，由通道電極與電極蓋板組成的兩對裝配體分別嵌于矩形通道基體上壁和下壁的框架結(jié)構(gòu)中。矩形通道基體的左端為磁流體通道的油污海水的入口處；矩形通道基體的右端與出口連接法蘭段嵌套連接；出口連接法蘭段的左端為磁流體通道的出口端。
[0009]所述的磁流體通道整體安裝于海上磁流體薄油膜回收裝置的永磁體氣隙內(nèi)，與永磁體氣隙形成間隙配合。磁場從磁流體通道的通道基體的前壁穿入，從磁流體通道的通道基體的后壁穿出；電流從磁流體通道的通道基體上壁的通道電極處流入，從磁流體通道的通道基體下壁的通道電極處流出；油污海水即磁流體從磁流體通道的左端即入口端流入，從磁流體通道的右端即出口端流出；磁場方向、電流方向及通道內(nèi)流體流動方向，三個方向在磁流體通道內(nèi)滿足左手定則。
[0010]所述的矩形通道基體采用絕緣、疏油、耐海水、不導(dǎo)磁的材料制作，由入口連接法蘭、通道定位段、矩形框架和前后通道壁組成。矩形框架為矩形通道基體的矩形通道框架，矩形框架的左端裝有入口連接法蘭，矩形框架前、后框架上分別裝有前通道壁和后通道壁，矩形框架的右端為矩形通道基體的右端。矩形框架的上下框架面開有鋼絲螺套孔及密封槽，用于安裝電極蓋板。所述的入口連接法蘭為方形法蘭；所述的通道定位段位于入口連接法蘭的右端、矩形通道基體的上、下表面，通道定位段的高度略大于永磁體氣隙，用于保證通道插入磁體氣隙時，通道電極處于磁體氣隙中的勻場空間；所述前通道壁和后通道壁有止口結(jié)構(gòu)，安裝于矩形框架前后框架上，并與矩形框架的內(nèi)壁面平齊。
[0011]入口連接法蘭及通道定位段位于矩形通道基體入口端，矩形通道基體的出口端為直口，方便通道插入矩形永磁體氣隙內(nèi)。入口連接法蘭為磁流體通道入口，與海上磁流體薄油膜回收裝置的適波性撇油器出口法蘭相連接，兩法蘭之間采用法蘭橡膠墊或密封圈密封。
[0012]矩形通道基體出口端的矩形框架上攻有鋼絲螺套螺釘孔及密封槽，方便裝配時，通道基體與出口連接段法蘭段緊固、密封。
[0013]所述磁流體通道的通道電極成對使用，分別為陽極板和陰極板。陽極板安裝于矩形通道基體的上壁面，陰極板安裝于矩形通道基體的下壁面。陽極板與矩形通道基體的上壁內(nèi)表面齊平，陰極板連接分別與矩形通道基體的下壁內(nèi)表面齊平，在矩形通道基體內(nèi)形成平滑流道。通電時在通道內(nèi)兩電極板間產(chǎn)生均勻電場；兩塊電極板均采用TAI1或TAI2的材料制成；陽極板的導(dǎo)電過流面涂有銥鉭金屬氧化物涂層。在陽極板和陰極板的背面，靠近邊緣處攻有一圈緊固螺紋盲孔，螺紋孔的間距小于10倍螺紋直徑，螺紋孔均勻分布，螺紋孔中心距通道電極邊緣的距離大于兩倍螺紋直徑；在通道電極背面中間位置焊有電極引線圓柱，以通過直流電流；電極引線圓柱外攻有緊固螺紋，用于通道電極與電極蓋板緊固與密封；電極引線圓柱中心也攻有緊固螺紋孔，用于壓緊電極引線、保持電極引線與通道電極的平面接觸、保證電極板在發(fā)熱時電極引線不易松動。
[0014]所述的電極蓋板有兩塊，分別與通道電極的陽極板和陰極板之相互配套使用。電極蓋板外表面鉆有與通道電極相互配合的沉頭螺釘孔及與矩形通道基體螺釘相配合的沉頭螺釘孔，螺釘孔交錯分布；通道電極與電極蓋板之間采用沉頭螺釘連接，電極蓋板與通道電極之間采用密封橡膠條或環(huán)氧膠密封；電極蓋板安裝于矩形通道基體的上、下壁面，電極蓋板不高于矩形通道基體的外壁面，并采用螺釘與矩形通道基體內(nèi)的鋼絲螺套孔組成可拆式連接；電極蓋板與通道基體之間采用橡膠條密封。
[0015]所述的出口連接法蘭段，使用柔性材料整體制作而成，從左到右分為前段部分、中間段部分和后段部分三部分。出口連接段法蘭的前段部分采用止口結(jié)構(gòu)，止口外壁與矩形通道基體出口端相套，止口內(nèi)壁表面與矩形通道基體內(nèi)表面相平齊；止口的外壁有螺釘孔，安裝時，在止口外壁壓四塊鋁合金板，