МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
MAGNETIC LIQUID SEAL FOR RECIPROCATING MOVEMENT

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике.
Известны магнитожидкостные уплотнения валов, совершающих возвратно-поступательное движение, в которых для предотвращения уноса магнитной жидкости (МЖ) из рабочего зазора, образованного П-образной магнитной системой и уплотнительным валом, устанавливаются специальные статические герметизирующие устройства, предотвращающие унос МЖ совместно с валом при его возвратно-поступательном движении [А.С. 1020674 СССР].
Известно также магнитожидкостное уплотнение для неподвижных соединений, предназначенное для герметизации зазора между подвижной крышкой и неподвижным фланцем [А.С. 1048214 СССР], являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению. В этом случае магнитный поток, созданный постоянными магнитами, используется для создания магнитной силы, предотвращающей разгерметизацию зазора между крышкой и неподвижным фланцем, и создающий определенную величину магнитной силы, предотвращающей отпадание крышки от неподвижного фланца при воздействии перепада давления, возникающего между герметизируемой и окружающей средой.
Основными недостатками такого уплотнения является унос МЖ, возникающий при перемещении фланца (крышки) и, как следствие, низкая стабильность и долговечность рабочих параметров такого уплотнения.
С целью исключения указанного недостатка на подвижном фланце 1 предлагается установить жестко и герметично немагнитный элемент 2, способный внедряться в магнитную жидкость.
На чертеже представлена конструкция уплотнения.
На подвижном фланце 1 установлен немагнитный элемент 2. В зазоре между постоянными магнитами 3 и 4 помещена магнитная жидкость.
Один из постоянных магнитов установлен жестко и герметично в подвижном уплотняемом фланце 1, а другой магнит установлен жестко и герметично в противоположном неподвижном корпусе. Фланец 1 соединяется со штоком 6, который выполняет роль центрирующего элемента для фланца 1. В немагнитном элементе 2 на определенной высоте образованы каналы 7. В первоначальном положении, когда перепад давления, воздействующий на подвижный фланец, уравновешен магнитной силой, возникающей между магнитами 3 и 4, немагнитный элемент расположен так, что каналы 7 погружены в магнитную жидкость, находящуюся в зазоре между элементами магнитной системы, образованной постоянными магнитами 3 и 4, а магнитный поток, пронизывающий магнитную жидкость, достигает максимального значения. В этом случае за счет взаимодействия с поверхностью немагнитного элемента 2 адгезия имеет максимальное значение, так как поверхность немагнитного элемента максимально «смочена» магнитной жидкостью. Герметичность уплотнения также достигает максимального значения.
Уплотнение работает следующим образом. При возникновении перепада давления ΔР, превышающего магнитную силу, возникающую между магнитами 3 и 4, фланец 1 перемещается в направлении действия ΔР.
Фланец 1 занимает новое положение II, и уплотняемая среда перетекает через канал 7.
При уменьшении ΔР немагнитный элемент возвращается в первоначальное состояние, и магнитная жидкость предотвращает переток уплотняемой среды в окружающую. При значительном увеличении ΔР фланец займет крайнее положение, и уплотняемая среда перетекает через канал 7 и зазор, образованный между магнитной жидкостью и торцевой поверхностью немагнитного элемента 2, т.е. происходит быстрый выброс уплотняемой среды.
Магнитожидкостный уплотнитель за счет слабого взаимодействия с подвижным элементом 2 практически не расходуется.