Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение
Владельцы патента RU 2353839:
Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (RU)
Ивановский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (Ивановский институт ГПС МЧС России) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике. Технический результат заключается в расширении диапазона температур срабатывания и повышении точности температуры срабатывания. В неподвижный магнитопровод введена магнитопроводящая кольцевая втулка, совмещенная с дополнительным термодеформируемым элементом обратного действия относительно термочувствительного элемента, совмещенного с подвижным магнитопроводом. При изменении температуры происходит деформация термодеформируемого элемента, который через тягу воздействует на подвижную магнитопроводящую втулку, вызывая ее перемещение. В уплотнении уменьшается проводимость магнитного потока и соответственно уменьшается магнитная сила, за счет которой подвижный магнитопровод притягивается к неподвижному магнитопроводу. Изменяется точность установки температуры срабатывания уплотнения, которая имеет определенный разброс из-за наличия остаточной намагниченности в стали магнитопроводов. 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике.
Известны магнитожидкостные уплотнения (например, уплотнение по свидетельству на полезную модель № 22518), в которых магнитная жидкость (МЖ) удерживается в уплотняемом зазоре при действии перепада давления за счет магнитных сил, возникающих при взаимодействии с неравномерным магнитным полем, пронизывающим уплотняемый зазор.
Известно также термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение (МЖУ) (патент на изобретение № 2186275, F16J 15/43), которое по технической сущности является наиболее близким к заявленному изобретению.
В указанное МЖУ входит магнитопровод, состоящий из подвижной и неподвижной частей. Неподвижный магнитопровод кольцевого типа имеет полость для установки кольцевого постоянного магнита, к одному из торцов которого примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенными к постоянному магниту, кольцевыми канавками. Подвижный магнитопровод связан механической связью с термодеформируемым элементом, зазор между торцом магнита и полюсом заполнен магнитной жидкостью.
Основным недостатком такого уплотнения является зависимость компенсируемого перепада давления от жесткости термочувствительного элемента, что приводит к усилению чувствительности уплотнения к изменению воздействующего перепада давления. Кроме этого, в таком уплотнении температуру срабатывания возможно изменять только за счет установки термочувствительного элемента с другими параметрами жесткости.
Технический результат заключается в расширении диапазона температур срабатывания и повышении точности температуры срабатывания.
С целью исключения указанного недостатка предлагается в неподвижный магнитопровод ввести магнитопроводящую кольцевую втулку, совмещенную с дополнительным термодеформируемым элементом обратного действия относительно термочувствительного элемента, совмещенного с подвижным магнитопроводом.
Сущность изобретения заключается в том, что термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение содержит кольцевой постоянный магнит и магнитопровод, состоящий из подвижной и неподвижной частей. В кольцевую полость неподвижного магнитопровода установлен постоянный магнит. К одному из торцов неподвижного магнитопровода примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенной к постоянному магниту, кольцевыми канавками. Магнитная жидкость заполняет герметизируемый зазор. Термодеформируемый элемент связан механической связью с подвижным магнитопроводом. В кольцевой канавке неподвижного магнитопровода, внутренняя поверхность которой покрыта антифрикционным материалом, установлена магнитопроводящая кольцевая втулка. Втулка связана механической связью с дополнительным термодеформируемым элементом, выполненным на единой детали с первым термодеформируемым элементом.
На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого термоуправляемого магнитожидкостного уплотнения.
Уплотнение состоит из постоянного магнита (1) кольцевого типа, неподвижного магнитопровода (2), подвижного магнитопровода (3), на внутренней поверхности которого, обращенной к неподвижному магнитопроводу, нарезаны кольцевые канавки. Зазор между подвижным магнитопроводом и неподвижным заполнен магнитной жидкостью (4). На поверхности неподвижного магнитопровода, находящегося в полости «а», неподвижно закреплена кольцевая втулка (5). Внутри втулки установлен термодеформируемый элемент (6) и термодеформируемый элемент (7). Термодеформируемый элемент (6) соединен через тягу (8) с подвижным магнитопроводом, а термодеформируемый элемент (7) через тягу (9) соединен с подвижной кольцевой магнитопроводящей втулкой (10), свободно скользящей в кольцевой проточке (11) неподвижного магнитопровода. С целью уменьшения трения магнитопроводящей кольцевой втулки (10) относительно внутренней поверхности кольцевой проточки (11) ее поверхность покрыта антифрикционным материалом (12).
Работает термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение следующим образом. В случае, если температура среды в объеме «а» находится в заданных пределах, то термодеформируемые элементы (6) и (7) занимают начальное положение, определяемое температурой окружающей среды. Перепад давлений между объемами «а» и «б» компенсируется за счет взаимодействия магнитной жидкости (4), находящейся в зазоре между подвижным магнитопроводом (3) и неподвижным (2), с неравномерным магнитным полем, созданным постоянным магнитом (1) и кольцевыми канавками, которые формируют неравномерный рабочий зазор, заполненный МЖ. В случае увеличения температуры выше допустимой, происходит изгиб термодеформируемого элемента (6). При этом усилие, развиваемое термодеформируемым элементом 6, действует согласно с направлением воздействующего перепада давлений и при некотором значении усилия от термочувствительного элемента происходит разгерметизация уплотнения. Термочувствительный элемент (7) установлен так, чтобы его изгиб происходил в направлении, противоположном направлению изгиба термочувствительного элемента (6). В этом случае при его деформации через тягу (9) подвижная кольцевая магнитопроводящая втулка (10) передвигается в направлении изгиба термочувствительного элемента (7). В этом случае уменьшается проводимость магнитного потока Ф и соответственно уменьшается магнитная сила Fm, за счет которой подвижный магнитопровод (3) притягивается к неподвижному магнитопроводу (2). Таким образом, изменяя положение магнитопроводящей втулки (10), можно изменять магнитную силу Fm (фиг.2). За счет этого изменяется точность установки температуры срабатывания tcp уплотнения, которая имеет определенный разброс из-за наличия остаточной намагниченности в стали магнитопроводов.
Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение, содержащее кольцевой постоянный магнит и магнитопровод, состоящий из подвижной и неподвижной частей, в кольцевую полость которого установлен постоянный магнит, к одному из торцов которого примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенной к постоянному магниту, кольцевыми канавками, магнитную жидкость, заполняющую герметизируемый зазор, термодеформируемый элемент, связанный механической связью с подвижным магнитопроводом, отличающееся тем, что в кольцевую канавку неподвижного магнитопровода, внутренняя поверхность которой покрыта антифрикционным материалом, установлена магнитопроводящая кольцевая втулка, связанная механической связью с дополнительным термодеформируемым элементом, выполненным на единой детали с первым термодеформируемым элементом.
