Ферромагнитная смесь длямагнитных уплотнений

 

Союз Сеаетскмк

Сецмайнстическми

Республик

О и С Х- Й И е

796595

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (6! ) Дополммтельмое к авт. семд-ву (22) Заявлено 07. 03. 79 (2!) 2733901/25-08 (S )M. Kh.

F 6 J 15/54 с прмсоедммвммем заявим Йо

ГосударствемкыЯ комктет

СССР ао делам кзобретеккЯ к открмтмЯ (23) Прмормтет

Опублмковамо 1501,81. 6еоллвтемь-Й9 2

Дата опублмковаммя опмсаммя 17. 01. 81 (53) УДК 82-762(088.8) (72) Авторы мзобретвммя

Н.И. Шишков, С.Д. Хрипко, В.П. Слончак, И.И. Томило, Л.С. Сидоров, Н.В. Довгопол, М.Г. Губенков н Р.М. Гнатвнко

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э. Дэержинского и Днепродэержинское производственное объединение "Азот". (7!) Заявмтели (54) ФЕРРОМАГНИТНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ МАГНИТНЫХ УПЛОТНЕНИЯ

Изобретение.относится к уплотнительной технике и может быть исполь- зовано в магнитных уплотнениях в качестве уплотняющего материала. S

Известна уплотняющая ферромагнкт-. ная смесь, представляющая собой сы-. пучий материал в ненамагниченном состоянии f1) .

Однако данная ферромагнитная смесь е0 обладает низкими антифрикционными и теплопроводными свойствами, что уве« личивает износ уплотняемых деталей, выделение тепла и неоправданный расход энергии на преодоление скл трения. Повыаенное выделение тепла снижает магнитные свойства смеси и не позволяет применять смеси в уплотнениях с легковоспламеняющимися средами. Низкая теплопроводность извесь ной ферромагнитной смеси определяет неоднородность ее магнитных свойств при работе уплотнений. Основное хо-. личество тепла выделяется в зоне трения. Это приводит к повышению температуры той части смеси, которая прилегает к валу илк штоку машины.

Воэникающкй в смеси градиент магнитного поля вследствие неоднородности ее магчитных свойств, обусловленной неравномерным распределением .тепла, - ® снижает герметизирующую способность смеси. Она может быть применена для уплотнений, работающих прк давлениях не выае 1 Мн/м . При больших давлениях возможен вынос частиц смеси, прилегающей к валу клк штоку иашщнн, из зоны уплотнения, что приводит к вго разгерметизации.

Цель изобретения — повышение гврметиэирующих и антифрикционных свойств смеси.

Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитная смесь содержит 25-35 об.э немагнитного порошка с размерами частиц 0,001-0,2 ме из материалов, обладающих высокими антифрикционними и теплопроводниаи свойствами, например иэ бронзы, графита, талька, и 65-75 об.Ф ферромагнитного порошкР, например иэ стали, чугуна, никеля, фракционный состав которого и соотношение фракций следующие, об.%:

1-2 им 30-35

0 2-1 ми 15-18

0,001-0,2 мм 50-52

Введение в состав ферромагнитной смеси немагнитного порошка кз материалов, обладающих высокими антифрикционньвеи и теплопроводными свойства.»» Дф»

»»

»»»6» «Я» феей и. в

796595

16

1$

26

2$

Формула изобретения

3$

4$

$0

ВНИИПИ Заказ 9750/54 Тираж 1017 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми, позволяет снизить коэФфициент трения в 3-4 раза и получить равномерное распределение выделяющегося при трении тепла по всему объему ферромагнитной смеси. Пропорционально уменьшению коэффициента трения снижаются затраты энергии на преодоление сил трения, а также износ трущихся деталей (валов, штоков}.

Равномерное распределение температуры по всему объему ферромагнитной смеси исключает наличие градиента магнитного поля, что приводит к повышению герметизирующей способности смеси.

Увеличение герметизирующей способности ферромагнитной смеси достигается также за счет применения ферромагнитного порошка определенного

Фракционного состава и соотношения его фракций. Введение в состав смеси ферромагнитных частиц с размерами

1-2 мм в количестве 30-355 от объема Ферромагнитного порошка позволяет создать в объеме смеси армирующий слой с сетчатой структурой. В ячейках объемной сетки, образованной крупнымн частицами, располагаются более мелкие частицы, в том числе и немагнитные. Такая структура уплотняющей смеси способна выдерживать высокие давления до 7-8 Мн/м без нарушения герметичности уплотнения.

Пределы 25-35% ферромагнитных частиц с размерами 1-2 мм обуславливаются следующим. При наличии этих частиц в смеси в меньшем количестве, чем 25%,не достигается ее достаточная прочность, а при содержании этих частиц более 35% снижаются антифрикционные свойства и не достигается досгаточная плотность, так как ячейки объемной сетки будут заполнены более мелкими частичками не цостаточно плотно.

Аналогичным образом объясняется количество частиц с размерами 0,21,0 мм. При их количестве большем, чем 15-18 об.Ъ,уменьшается доля мелких частиц, перекрывающих мельчайшие поры смеси, и уплотняющая способность ее снижается, а при меньшем количестве неравномерно распределяются немагнитные частицы, что приводит к уменьшению антифрикционных свойств смеси и к неравномерному распределению температуры по ее объему. При введении немагнитного порошка в количестве, меньшем 25%, коэффициент трения снижается всего на 30-40%, при большем же количестве этого порошка исчезают магнитные свойства смеси и для создания радиальных сил, прижимающих смесь к валу илн штоку машины, требуются мощные магнитные силы. Постоянные магниты, как известно, имеют предел насыщения по напряженности магнитного поля и не всегда могут обеспечить такие силы. Электромагниты, способные дать необходимые усилия, будут. расходовать большую энергию и обладать громоздкостью, так как экономия энергии за счет сил трения будет нивелироваться расходом энергии на питание электромагнита и стоимостью

ezo материалов. При обычных же напряженностях магнитного поля (предел насыщения магнитных материалов

1,2-1,5 Тл) количество немагнитного порошка большее 35% не удерживается ферромагнитными частицами, что приводит к неравномерному распределению их по объему смеси. В результате этого антифрикционные свойства и уплотняющая способность смеси будут уменьшаться.

Применение предлагаемой ферромагнитной смеси для магнитных уплотнений позволяет повысить ее герметизирующие и антифрикционные свойства, что позволит расширить диапазоны рабочих давлений магнитных уплотнений, уменьшить износ уплотняемых деталей машин и снизить расход электроэнергии на преодоление сил трения.

1. Ферромагнитная смесь для магнитных уплотнений, представляющая собой сыпучий материал в ненамагниченном состоянии, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ее герметизирующих и антифрикционных свойств, она содержит 2535 об.В немагнитного порошка с размерами .частиц 0,001-0,2 мм из антифрикциониого и теплопроводного материала и 65-75 о6.В Ферромагнитного порошка при следующем соотношении фракций, об.Ъ:

1-2 мм 30-35

0,2-1 мм 15-18

0,001-0,2 мм 50-52

2. Смесь по п1 о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве антиФрикцирнного теплопроводного материала применены бронза, гранит или тальк, а в качестве ферромагнитного материала — сталь, чугун илн никель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3814443, кл. 277-13, опублик, 1976.