Способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации и устройство для его реализации (варианты)



Способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации и устройство для его реализации (варианты)
Способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации и устройство для его реализации (варианты)

 


Владельцы патента RU 2518990:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) (RU)

Группа изобретений относится к машиностроению и предназначена для определения удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации без нарушения их работоспособности. В способе неразрушающего контроля на входе магнитожидкостной системы герметизации создают плавно возрастающее давление, а в замкнутом пространстве между полюсными приставками фиксируют момент начала роста давления. По удвоенной разности давлений на входе и в замкнутом пространстве между полюсными приставками определяют максимальную удерживающую способность магнитожидкостной системы герметизации. В первом варианте исполнения устройства магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным в замкнутой полости между полюсными приставками, а во втором варианте магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным вне замкнутой полости между полюсными приставками и соединенным с ней каналом (каналами), внутренние объемы измерителя давления и каналов предельно ограничены. Технический результат заключается в повышении надежности способа контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для определения удерживающей способности магнитожидкостных систем герметизации без нарушения их работоспособности.

Известен способ и устройство определения удерживающей способности магнитожидкостных систем герметизации, в котором с одной стороны герметизатора увеличивают давление до тех пор, пока ни произойдет пробой герметизатора. Давление, измеренное в момент пробоя, и является максимально удерживающей способностью магнитожидкостного герметизатора. (Михалев Ю.О., Орлов Д.В., Страдомский Ю.И. Исследование феррожидкостных уплотнений. - Магнитная гидродинамика, 1979, №3, с.69-76).

Недостатком данного способа является то, что при таком испытании герметизатор теряет исходную удерживающую способность, т.е. выходит из строя. Во время пробоя герметизатора газ устремляется через герметизируемый зазор с высокой скоростью, захватывает магнитную жидкость и выбрасывает ее из зазора.

Известен способ и устройство неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостных систем герметизации (патент на изобретение РФ №2324913, МПК7 F16J 15/40, 2008 г.), в котором на входе магнитожидкостной системы герметизации в предельно ограниченном объеме создают плавно возрастающее давление, а на выходе в предельно ограниченном объеме фиксируют момент начала роста давления, и по разности давлений на входе и выходе судят о максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации. Устройство, реализующее данный способ, содержит две герметичные камеры, пристыкованные к торцевым поверхностям магнитожидкостного герметизатора. Камеры снабжены датчиками давлений и дренажными клапанами. Камеры, датчики и клапаны выполнены с минимально возможными внутренними объемами.

Недостатками данного способа и устройства являются сложность испытательного оборудования, технологии испытания, отсюда и невысокая надежность способа.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в создании способа и устройства неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостных систем герметизации, отличающихся простотой, надежностью и технологичностью.

Технический результат достигается тем, что в способе неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, заключающийся в измерении перепада давлений на магнитожидкостной системе герметизации, на входе магнитожидкостной системы герметизации создают плавно возрастающее давление, а в замкнутом пространстве между полюсными приставками фиксируют момент начала роста давления, и по удвоенной разности давлений на входе и в замкнутом пространстве между полюсными приставками определяют максимальную удерживающую способность магнитожидкостной системы герметизации.

Технический результат достигается тем, что в устройстве неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, состоящей из постоянного магнита и прилегающих к нему полюсных приставок, содержащем камеру с измерителем давления, пристыкованную к одной из полюсных приставок, и регулируемый источник давления, подключенный к камере, магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным в замкнутой полости между полюсными приставками.

Технический результат достигается тем, что в устройстве неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, состоящей из магнита и прилегающих к нему полюсных приставок, содержащем камеру с измерителем давления, пристыкованную к одной из полюсных приставок, и регулируемый источник давления, подключаемый к камере, магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным вне замкнутой полости между полюсными приставками и соединенным с ней каналом (каналами), внутренние объемы измерителя давления и каналов предельно ограничены.

На фиг.1 показан первый вариант устройства, реализующего предлагаемый способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации.

На фиг.2 показан второй вариант устройства, реализующего предлагаемый способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации.

Действие способа рассмотрим на примере работы устройства, реализующего способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации. Испытуемая магнитожидкостная система герметизации выполнена следующим образом. К торцам постоянного магнита 1 примыкают полюсные приставки 2. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу 3, выполнены концентраторы 4 магнитного поля. Концентраторы 4 образуют с валом 3 зазор, в который введена магнитная жидкость 5. Поверхности постоянного магнита 1, полюсных приставок 2, вала 3 образуют замкнутую полость 6.

В обоих вариантах устройства, реализующих предлагаемый способ, к торцевой поверхности полюсной приставки 2 испытуемой магнитожидкостной системы герметизации через уплотнительное кольцо 7 пристыкована герметичная камера 8 с регулируемым избыточным давлением, снабженная измерителем давления 9. Второй измеритель давления 10 в первом варианте устройства располагается в замкнутой полости 6 (фиг.1). Во втором варианте устройства (фиг.2) измеритель давления 10, расположен вне замкнутой полости 6 и соединен с ней каналом (каналами) 11, причем внутренние объемы измерителя давления 10 и каналов 11, предельно ограничены.

Устройства работают следующим образом. В камере 8 плавно повышают давление. Повышающееся давление перемещает магнитожидкостную пробку под первым концентратором в сторону более низкого давления, а магнитные силы этому противодействуют. Наступает момент, когда магнитожидкостная пробка займет крайне допустимое положение, после чего наступает ее микропробой. В наиболее слабом месте магнитожидкостной пробки (где магнитное поле имеет наименьшую напряженность) образуется сквозной канал, по которому газ устремляется в полость между первым и вторым концентраторами. Объем пространства между первым и вторым концентраторами незначителен, поэтому давление газа в этой полости быстро возрастает. Теперь возрастающему давлению противодействуют магнитные силы первой пробки и силы давления газа в полости между первым и вторыми концентраторами. Это приводит к быстрой ликвидации сквозного канала в первой магнитожидкостной пробке. Т.е. наблюдается порциальный или пузырьковый процесс пробоя магнитожидкостных пробок, который из-за кратковременности и микроскопичности объемов проходящего по каналу газа не приводит к переносу магнитной жидкости из одной магнитожидкостной пробки в другую. Возросшее давление в полости между первым и вторыми концентраторами вызывает смещение магнитожидкостной пробки под вторым концентратором. Следует отметить, что вязкость и плотность газов, примерно, в 1000 ниже, чем вязкость и плотность магнитных жидкостей, поэтому газовые процессы в рабочем зазоре протекают гораздо быстрее, чем гидродинамические. В данном случае из-за высокой инерции магнитожидкостной пробки образование микропробоя в первой магнитожидкостной пробке, натекание газа в полость между концентраторами и закрытие канала заканчивается до того, как магнитожидкостная пробка под вторым концентратором придет в движение. Под возросшим давлением газа в полости между первым и вторым концентраторами магнитожидкостная пробка под вторым концентратором смещается и давление в полости несколько снижается. Плавное повышение давления в камере приводит к периодическому пузырьковому пробою магнитожидкостной пробки первого концентратора и повышению давления в полости между первым и вторым концентраторами до тех пор, пока магнитожидкостная пробка второго концентратора ни займет крайне допустимое положение, после чего начинается процесс пузырькового пробоя второй магнитожидкостной пробки. Заполняется газом полость между вторым и третьим концентраторами. Таким же образом заполняются все полости между концентраторами полюсной приставки магнитожидкостной системы герметизации. После пробоя последней магнитожидкостной пробки полюсной приставки в полости 6 появляется повышенное давление, величину которого определяют с помощью измерителя давления 10. Разность давлений между герметичной камерой 8 и полостью 6 равна максимальной удерживающей способности одной полюсной приставки магнитожидкостной системы герметизации. Измеритель давлений 10 в первом варианте исполнения устройства располагается в замкнутой полости 6 между полюсными приставками. Во втором варианте исполнения измеритель давлений 10 расположен вне замкнутой полости 6 между полюсными приставками, например в одной из полюсных приставок 2. В этом случае измеритель давлений соединен каналом (каналами) 11 с замкнутой полостью 6 между полюсными приставками. Внутренние объемы измерителя давлений 10 и каналов 11, соединяющих измеритель давлений с замкнутой полостью между полюсными приставками, предельно ограничены, что предотвращает появление процесса переноса магнитной жидкости в магнитожидкостной системе герметизации. Магнитожидкостная система герметизации имеет две одинаковые полюсные приставки, поэтому удерживающая способность магнитожидкостной системы герметизации равна удвоенному значению разности давлений на входе и в замкнутом пространстве между полюсными приставками.

Процесс измерения удерживающей способности герметизатора рекомендуется проводить при вращающемся вале, что обеспечивает более четкий механизм перераспределения газа между полостями, разделяемыми концентраторами.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют определять максимальную удерживающую способность магнитожидкостных систем герметизации без выброса магнитной жидкости из рабочего зазора и нарушения его технических параметров. При этом не требуется предельно ограничивать объем пристыковочной камеры на входе, что не всегда возможно, особенно при больших диаметрах валов. Способ также позволяет упростить испытательную установку, исключив натекатель. Повышается надежность способа, т.к. исключается возможность случайного пробоя уплотнения из-за неаккуратных действий испытателя, упрощается процесс испытания.

1. Способ неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, заключающийся в измерении перепада давлений на магнитожидкостной системе герметизации, отличающийся тем, что на входе магнитожидкостной системы герметизации создают плавно возрастающее давление, а в замкнутом пространстве между полюсными приставками фиксируют момент начала роста давления, и по удвоенной разности давлений на входе и в замкнутом пространстве между полюсными приставками определяют максимальную удерживающую способность магнитожидкостной системы герметизации.

2. Устройство неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, состоящей из постоянного магнита и прилегающих к нему полюсных приставок, содержащее камеру с измерителем давления, пристыкованную к одной из полюсных приставок, и регулируемый источник давления, подключенный к камере, отличающееся тем, что магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным в замкнутой полости между полюсными приставками.

3. Устройство неразрушающего контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации, состоящей из магнита и прилегающих к нему полюсных приставок, содержащее камеру с измерителем давления, пристыкованную к одной из полюсных приставок, и регулируемый источник давления, подключаемый к камере, отличающееся тем, что магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным вне замкнутой полости между полюсными приставками и соединенным с ней каналом (каналами), внутренние объемы измерителя давления и каналов предельно ограничены.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям уплотнений между подвижными относительно одна другой поверхностями. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения вращающихся валов. .

Изобретение относится к способам герметизации и может применяться в машиностроении для герметизации зазора между двумя поверхностями, одна из которых выполнена из немагнитного, а вторая из магнитопроводящего материалов.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано в выходном контроле производств уплотнительных устройств или режимных испытаниях при научных исследованиях.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для использования в выходном контроле производств уплотнительных устройств или режимных испытаниях при научных исследованиях.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации подвижных друг относительно друга деталей. Магнитожидкостное уплотнение вала обеспечивает повышение надежности уплотнения за счет уменьшения трения между вращающимся валом и щетками. Уплотнение содержит кольцевой немагнитный корпус, магнитную систему, состоящую из постоянного магнита, немагнитной кольцевой втулки, разделяющей две полюсные приставки, кольцевого составного магнитопровода и магнитной жидкости, образующих замкнутое магнитное кольцо, создающее магнитные пробки в зазоре. Полюсные приставки, обращенные к валу, выполнены в виде щеток, проволочки которых являются концентраторами напряженности магнитного поля. Для разделения полюсных приставок используется кольцевая немагнитная втулка, внутри которой выполнены заправочные каналы. Температура магнитной жидкости снижается системой охлаждения. Часть корпуса уплотнения и составного магнитопровода сделана съемной, обеспечивая без полной разборки уплотнения свободный доступ к постоянному магниту, щеткам и каналу заправки уплотнения магнитной жидкостью, что позволяет повысить технологичность заправки магнитной жидкостью, процессы сборки, монтажа и обслуживания уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения немагнитных валов. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала, содержащее магнитную систему, включающую постоянный магнит с полюсными наконечниками и магнитную жидкость, снабжено ограничителем свободной поверхности магнитной жидкости, установленным между полюсными наконечниками, выполненным из немагнитного материала в виде кольцеобразного элемента, торцевые поверхности которого повторяют форму примыкающих поверхностей полюсных наконечников. Технический результат: уменьшение расхода магнитной жидкости при сохранении технических характеристик уплотнения. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения содержит магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и полюсных приставок, охватывающих вал и образующих с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. Образующие зазор поверхности полюсных приставок и/или вала имеют концентраторы магнитного потока, выполненные в виде зубцов или выступов с закругленными кромками. Поверхности полюсных приставок, концентраторов и вала, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты пластическому поверхностному деформированию твердосплавным, керамическим или алмазным выглаживателем. Технический результат: уменьшение момента трения, момента страгивания, разогрева и увеличение ресурса работы магнитожидкостного уплотнения. 5 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения магнитных и немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. Магнитожидкостное уплотнение вала, содержащее магнитную систему, состоящую из обращенных друг к другу одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов и полюсных приставок, поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями магнитов, охватывающую вал и образующую с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу, и вала напротив магнитов выполнены канавки. Магнитная система выполнена в виде единого блока и закреплена неподвижно через торцевую поверхность на промежуточном диске. Уплотнение дополнительно снабжено втулкой, которая размещена на валу, охватывает магнитную систему снаружи и образует с ней зазор, заполненный магнитной жидкостью. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к втулке, и на поверхности втулки напротив магнитов выполнены кольцевые канавки. Технический результат: повышение удерживающей способности магнитожидкостных уплотнений. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем постоянный магнит, разноименные полюсные приставки с концентраторами, образующими между собой зазор, заполненный магнитной жидкостью, на поверхностях полюсных приставок и концентраторов, обращенных к немагнитному валу, выполнены кольцевые канавки, а магнитная жидкость введена в зазор между валом и полюсными приставками с концентраторами, канавки выполнены прямоугольной, треугольной, трапецеидальной или другой формы, либо в сочетании. Технический результат: повышение удерживающей способности магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала с регулируемой удерживающей способностью, содержащем магнитную систему в немагнитном корпусе, состоящую из кольцевых постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, охватывающую вал, магнитную жидкость в зазорах, кольцевые постоянные магниты образуют между собой зазоры и зазор с корпусом. Уплотнение снабжено механизмом регулирования величины зазоров между кольцевыми постоянными магнитами. Механизм регулирования величины зазоров между кольцевыми магнитами выполнен в виде гайки, размещенной на корпусе уплотнения с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения и втулки, расположенной между гайкой и крайним кольцевым постоянным магнитом магнитной системы. Технический результат заключается в создании магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала с регулируемым максимально удерживаемым перепадом давлений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для уплотнения вращающихся валов. В магнитожидкостном уплотнении вала, содержащем кольцевую магнитную систему с полюсными приставками, образующими с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью, полюсные приставки и/или вал имеют прямоугольные зубцы, вершины зубцов в аксиальном сечении имеют форму полуокружности, диаметр которой равен ширине зубца, при этом высота зубца больше его ширины. Технический результат: повышение удерживаемого перепада давлений. 2 ил.

Изобретение относится к подшипнику с магнитожидкостным уплотнением, который поддерживает вращающийся вал так, чтобы он мог свободно вращаться, в различных механизмах силовой передачи. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением имеет несколько тел качения (7), помещенные между внутренним кольцом (3) и наружным кольцом (5), а на открытой стороне колец (3, 5) расположен кольцевой магнит (12) для удержания магнитной жидкости с целью уплотнения нескольких тел качения (7). Кольцевой магнит (12) намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении. Подшипник содержит кольцевую полюсную пластину (14), которая установлена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита (12) в осевом направлении, магнитную жидкость (15a) со стороны наружного кольца, которая удерживается по меньшей мере между наружным кольцом (5) и кольцевым магнитом (12), и магнитную жидкость (15b) со стороны внутреннего кольца (3), которая удерживается по меньшей мере между внутренним кольцом (3) и кольцевой полюсной пластиной (14). Технический результат: создание подшипника с магнитожидкостным уплотнением, конструкция которого обеспечивает надежное уплотнение тел качения и высокую производительность. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх