一种磁流变液回收装置及其控制方法与部件制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械制造技术领域，具体地说，涉及一种回收处理装置，更具体地说， 涉及一种磁流变液回收装置及其控制方法与部件制造方法。
【背景技术】
[0002] 磁流变液以其特有的磁流变效应而受到广泛重视。磁流变液是由微米量级的铁磁 性颗粒分布于非磁性液体中形成的悬浮液。在外加磁场的作用下，磁流变液的性能（如流 变学、磁学、力学、热学、光学等性能）迅速发生变化，由原先的粘性流态转化为类固态，并 具有一定的屈服剪切应力。磁流变效应的响应时间很短，一般为毫秒量级，并且固液态之问 的转化具有可逆性，一旦外磁场撤去后，流动性即可恢复。磁流变液的固化强弱可受外加磁 场的控制，其剪切应力随磁场强度的增加而增加，直至达到磁饱和状态，除此之外，磁流变 液还具有能耗较低、制备方便、温度适用范围宽、不易污染等特点，在汽车、机械、建筑、航空 等领域获得了广泛应用，被认为最具前途的智能材料之一。
[0003] 磁流变液主要由以下三部分组成：（1)作为分散相的主分散颗粒；（2)作为分散相 载体的基础液，又称载液；（3)为改善磁流变性能而加入的添加剂。其中主分散颗粒主要由 磁性颗粒组成，尺寸主要有微米和纳米级。磁性颗粒主要有Fe304、Fe3N、Fe、Co、Ni或Fe、 Co、Ni合金等微粒，其中磁饱和度最大的微粒是铁钴合金，同时还包括其他一些非磁性物 质，如聚苯乙烯或硅石颗粒。对于载液，包括非磁性载液和磁性载液，目前非磁性载液主要 有硅油、矿物油、合成油、水和乙二醇等；磁性载液主要是颗粒粒径较小的铁流体，主要用于 分散纳、微米级别的颗粒。
[0004] 当长时间使用磁流变液后，其磁性物质的耗损以及载液和添加剂的变性，导致其 力学性能、磁学性能、响应时间等指标急速下降，此时最常见的办法为更换磁流变液，将原 有性能变差磁流变液丢弃。
[0005] 因磁流变液中含有大量的铁磁物质、多种化合物质组成的载液，成分复杂，容易对 环境造成危害。截至目前，还未出现对磁流变液进行回收处理的装置或方法，因此急需研制 相应的设备，对废弃的磁流变液进行处理，不仅能够降低对环境的污染，而且可以对其中的 相关物质进行回收利用，节约了能源。而对于废弃磁流变液进行回收处理的第一道工序也 是最为关键的工序是将磁流变液中的磁性物质和溶剂分离开，为后续进行物质的再分离做 好准备。
【发明内容】
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 针对目前废弃的磁流变液缺乏相关的回收处理装置，而导致其丢弃后对环境造成 污染，并造成能源浪费的问题，本发明提供一种磁流变液回收装置及其控制方法与部件制 造方法。本发明通过静电过滤板的过滤、吸附作用完成对混合液的初步处理，再利用上吸附 管、下吸附管与肋管吸附进一步来完成对混合液的处理，并增设加热器和搅拌器来加快磁 性物质的吸附作用，同时利用栗和回流管构成循环系统，使得混合液能够经过多次循环，增 加过滤和吸附次数，达到磁性物质和溶剂彻底分离的目的。同时本发明还提供了其控制方 法和关键部件的制造方法。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0010] 一种磁流变液回收装置，包括入口截止阀、上壳体、下壳体、静电过滤板、上吸附 管、下吸附管、肋管、线圈、加热器、搅拌器、栗、回流管、出口截止阀；
[0011] 所述的上壳体和下壳体通过螺栓连接，并在贴合处设置密封圈，所述的入口截止 阀设置在上壳体上，所述的静电过滤板以支架作为支撑，一端固定在上壳体，另一端固定在 下壳体上，且设置在靠近入口截止阀的一侧；
[0012] 所述的上吸附管固定在上壳体上，所述的下吸附管固定在下壳体上，所述的上吸 附管、下吸附管上均设置有肋管，所述的上吸附管、下吸附管和肋管为空心管，管中设置有 线圈；
[0013] 所述的上壳体和下壳体上均设置有加热器、搅拌器，所述的栗固定在上壳体上，并 设置在与静电过滤板相反的一侧，所述的回流管一端与栗相连，另一端与上壳体内腔相连， 且另一端设置在静电过滤板的左侧。
[0014] 所述的一种磁流变液回收装置，所述的下吸附管外形的曲线方程为
(其中a为下壳体在其与下吸附管装配两结合点的连线方 向上的长度，b为上壳体与下壳体装配后竖直方向的长度），所述的上吸附管与下吸附管的 外形相同。
[0015] 所述的一种磁流变液回收装置，所述的肋管设置在下吸附管上与下吸附管的曲线 方程的对应关系为：
[0016]
所设置的肋管的长度构成等差数列，等差数列的公差为
[0017]
所设置的肋管的长度构成等比数列，等比数列的公比
[0018] 所述的一种磁流变液回收装置，所述的上吸附管与下吸附管的距离为其管径的 5-8 倍。
[0019] 所述的一种磁流变液回收装置，所述的加热器与搅拌器的数量均不少于4个，且 每个加热器的相邻位置处至少有一个搅拌器并列布置。
[0020] -种磁流变液回收装置的控制方法，包括以下控制步骤：
[0021] (1)前期准备：
[0022] 将降解剂加入到磁流变液中，并将其充分混合均匀；
[0023] (2)静电过滤板的通电：
[0024] 将电压为40-60V的电源的正负极接到静电过滤板的正负极；
[0025] (3)混合液的注入：
[0026] 打开入口截止阀，将步骤（1)中混合均匀的混合液注入到上壳体和下壳体组成的 腔中，注入量为整个腔体容积的80% -90% ;
[0027] (4)内部部件的工作：
[0028] 将上吸附管、下吸附管、肋管中的线圈通电，使得其磁场强度为1-1. 5T，将加热器 通电，将腔内混合液的温度保持在30-40°C，将搅拌器通电，其转速为90-120r/min;
[0029] (5)混合液的循环：
[0030] 在步骤（4)的腔内内部部件工作30min后，打开栗，通过回流管将腔内右端的混合 液输送至腔内左端，栗的流量为800-1200ml/min;
[0031] (6) -级处理的结束：
[0032] 打开出口截止阀，将腔内所有混合液放出，并将所有部件断电，并拆开上壳体和下 壳体，对内部部件上吸附的磁性物质进行清除；
[0033] (7)二级处理：
[0034] 将经过一级处理后的混合液再次通过截止阀注入到上壳体和下壳体组成的腔中， 重复步骤（2)-(6)，并在步骤（4)中改变线圈的磁场强度，使其磁场强度为1.8-2. 3T，完成 二级处理；
[0035] (8)三级处理：
[0036] 将经过二级处理后的混合液再次通过截止阀注入到上壳体和下壳体组成的腔中， 重复步骤（2)-(6)，并在步骤（4)中改变线圈的磁场强度，使其磁场强度为2.5-3. 0T，完成 三级处理。
[0037] -种磁流变液回收装置的部件的制造方法，包括静电过滤板的制造方法和上吸附 管-下吸附管的制造方法，所述的静电过滤板制造的步骤如下：
[0038] (1)承载支架的制造：
[0039] 将直径为0. 5-lmm的不锈钢铁丝制成铁丝网，铁丝网的目数为30- 50,并在铁丝 网的边角处打制接线头；
[0040] (2)正极烧结材料的制备：
[0041] 将硬脂酸、石灰石、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:1:2. 5:2:9的比例混合均 匀，加热至熔融后冷却；
[0042] (3)负极烧结材料的制备：
[0043] 将活性氧化铝、十二烷基苯磺酸钠、石墨以质量比为3:2:2的比例混合均匀，加热 至熔融后冷却；
[0044] (4)正负极承载支架的制造：
[0045] 将冷却后的正极烧结材料均匀地涂抹在承载支架上，涂抹厚度为1. 5_2mm，制成正 极承载架，将冷却后的负极烧结材料均匀地涂抹在承载支架上，涂抹厚度为1. 5-2mm，制成 负极承载架；
[0046] (5)将正极承载架和负极承载架送至烧结炉中进行烧结，出炉后冷却至室温；
[0047](6)将正极承载架和负极承载架组装在一起，相对的两面保持平行，并且相对两面 的距离为5-8mm;
[0048] 所述的上吸附管-下吸附管的制造方法如下：
[0049] (1)原材料的准备：
[0050] 材料组分的质量百分比为：C:0· 35-0. 55%、S:0· 7-0. 85%、Ti:0· 5-1. 0%、Μη: 2. 25-3. 35%、Si:兰 3. 35%，其余为Fe;
[0051] (2)模具的准备：
[0052] 按照下吸附管的外形方 （〇m?)，(其中a为下壳体在其 与下吸附管装配两结合点的连线方向上的长度，b为上壳体与下壳体装配后竖直方向的长 度），制作出模具，并采用消失模铸造的方式；
[0053] (3)将原材料加热至熔融，浇注到模