ТЕРМОУПРАВЛЯЕМОЕ МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ
HEAT-CONTROLLED MAGNETIC FLUID SEAL

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).
m
m
cp
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 F, за счет которой подвижный магнитопровод (3) притягивается к неподвижному магнитопроводу (2). Таким образом, изменяя положение магнитопроводящей втулки (10), можно изменять магнитную силу F(фиг.2). За счет этого изменяется точность установки температуры срабатывания t уплотнения, которая имеет определенный разброс из-за наличия остаточной намагниченности в стали магнитопроводов.