Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться, например, при герметизации крышек объемов, где необходимо производить разгерметизацию при достижении определенной температуры уплотняемой среды. Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение содержит кольцевой постоянный магнит, магнитопровод и магнитную жидкость, заполняющую герметизируемый зазор. Магнитопровод состоит из подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижный магнитопровод кольцевого типа имеет полость для установки кольцевого постоянного магнита, к одному из торцов которого примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенной к постоянному магниту, кольцевыми канавками. Подвижный магнитопровод связан механической связью с термодеформируемым элементом, зазор между торцом магнита и полюсом заполнен магнитной жидкостью. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей уплотнения за счет обеспечения управления разгерметизацией при изменении температуры и увеличения удерживаемого перепада давлений за счет рационального выбора магнитной системы. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться, например, при герметизации крышек объемов, где необходимо производить разгерметизацию при достижении определенной температуры уплотняемой среды.

Известны конструкции магнитожидкостных уплотнений, например SU 1343157 A1, 07.10.1987, используемых для герметизации неподвижных соединений, в которых необходимое контактное усилие создается за счет магнитных сил, а в качестве уплотнителя используется магнитная жидкость.

Известно уплотнение SU 1048214 A, 15.10.1983, состоящее из постоянного магнита с полюсным наконечником, размещенным в кольцевой обойме, между стенками которой и полюсным наконечником установлены два ферромагнитных кольца с фасками по внешнему и внутреннему диаметрам. Магнитная жидкость находится в уплотняемом зазоре между торцевыми поверхностями магнитного узла и крышки, а также в карманах магнитного узла, образованных полюсным наконечником, кольцами и обоймой.

Данное уплотнение является наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой конструкции.

Недостатками данного уплотнения являются отсутствие управления разгерметизацией при изменении температуры, недостаточное усилие прижатия за счет шунтирования части магнитного потока между полюсами магнитной системы, ограниченный диапазон удерживаемого перепада давлений.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей уплотнения за счет обеспечения управления разгерметизацией при изменении температуры и увеличения удерживаемого перепада давлений за счет рационального выбора магнитной системы.

Технический результат достигается тем, что в термоуправляемом магнитожидкостном уплотнении, содержащем кольцевой постоянный магнит, магнитопровод и магнитную жидкость, заполняющую герметизируемый зазор, магнитопровод выполнен из подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижный магнитопровод кольцевого типа имеет полость для установки кольцевого постоянного магнита, к одному из торцов которого примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенной к постоянному магниту, кольцевыми канавками, магнитопровод связан механической связью с термодеформируемым элементом, зазор между торцом магнита и полюсом заполнен магнитной жидкостью.

На чертеже представлено уплотнение в разрезе.

Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение состоит из кольцевого постоянного магнита 1, помещенного в проточку неподвижного магнитопровода 2 и подвижного магнитопровода 3, на поверхности которого, обращенной к торцу кольцевого постоянного магнита 1, выполнены концентрические зубцы. Подвижный магнитопровод 3 посредством тяги 4 соединен с термодеформируемым элементом 5, который с помощью стойки 6 закреплен на неподвижном магнитопроводе 2. На стойке 6 установлен регулировочный винт 7. Магнитная жидкость 8 вводится в полость, образованную торцевыми поверхностями подвижного 3, неподвижного 2 магнитопроводов и кольцевого постоянного магнита 1. Уплотнительный узел герметично устанавливается на переходном фланце между камерами, в которых находятся разделяемые среды, например вакуум и пропиточная среда.

Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение в установке для пропитки изделий, например из композиционных материалов, работает следующим образом.

Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение, установленное в корпусе, удерживает перепад давлений между разделяемыми камерами, в которых находятся, например, пропиточный материал и пропитываемые изделия. Поскольку температура уплотняемой среды в объеме а первоначально ниже температуры деформации термодеформируемого элемента 5, подвижный магнитопровод 3 прижат к неподвижному магнитопроводу 2. Компенсация перепада давлений достигается за счет магнитной силы, возникающей в результате взаимодействия магнитной жидкости 8 с полем кольцевого постоянного магнита 1, которая препятствует ее вытеканию под действием перепада давлений из уплотняемого рабочего зазора, образованного торцевыми поверхностями подвижного 3, неподвижного 2 магнитопроводов и кольцевого постоянного магнита 1. Величина магнитной силы зависит от магнитных характеристик магнитопровода и кольцевого постоянного магнита 1, магнитной жидкости 8 и обратно пропорциональна величине рабочего зазора.

Пропиточный материал, находящийся в объеме а, нагревается за счет внешнего источника тепла. При достижении необходимой температуры происходит деформация термодеформируемого элемента 5. Термодеформируемый элемент 5, соединенный через тягу 4 с подвижным магнитопроводом 3, отжимает его от неподвижного магнитопровода 2, что приводит к увеличению рабочего зазора уплотнения.

Магнитная сила, удерживающая магнитную жидкость 8 в рабочем зазоре уплотнения, уменьшается, что приводит к разгерметизации уплотнения. Пропиточный материал под действием перепада давлений проникает из объема а в объем б, где находятся пропитываемые изделия. Поскольку разгерметизация уплотнения происходит скачкообразно, перемещение пропиточного материала приводит к резкому увеличению давления в объеме б. Находящиеся там изделия подвергаются гидравлическому удару. Магнитная жидкость 8 при разгерметизации уплотнения удерживается на поверхности неподвижного магнитопровода 2 магнитными силами. С понижением температуры в объеме а термодеформируемый элемент 5 принимает первоначальную форму. Подвижный магнитопровод 3, соединенный через тягу 4 с термодеформируемым элементом 5, прижимается к неподвижному магнитопроводу 2. Зазор между ними уменьшается, магнитная система восстанавливается, магнитная жидкость 8 заполняет рабочий зазор уплотнения, восстанавливая его герметичность. Регулировка уплотнения и настройка его на нужную температуру разгерметизации осуществляется путем изменения длины деформируемого участка термодеформируемого элемента 5 при помощи регулировочного винта 7.

Формула изобретения

Термоуправляемое магнитожидкостное уплотнение, содержащее кольцевой постоянный магнит, магнитопровод и магнитную жидкость, заполняющую герметизируемый зазор, отличающееся тем, что магнитопровод состоит из подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижный магнитопровод кольцевого типа имеет полость для установки кольцевого постоянного магнита, к одному из торцов которого примыкает подвижный магнитопровод с выполненными на его поверхности, обращенной к постоянному магниту, кольцевыми канавками, который связан механической связью с термодеформируемым элементом, зазор между торцом магнита и полюсом заполнен магнитной жидкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1