УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F16J15/43 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов машин различного функционального назначения.

Известно уплотнительное устройство, содержащее постоянный магнит с полюсными наконечниками с выступами, кольцевую втулку -магнитопровод, установленную на уплотняемой поверхности, и кольца трения, свободно установленные в зоне зазора, образованного выступами полюсных наконечников и выступами втулки-магнитопровода и заполненного герметизирующим и смазывающим магнитоактивным составом.

Однако в известном устройстве имеет место нарушение герметичности при наличии угловых (изгибных) и продольных перемещений вала относительно корпуса (узла уплотнения). Кроме того, в случае, когда меняется давление с обеих сторон уплотнения (т. е. когда большее давление сменяется меньшим и наоборот), возникает опасность отрыва свободно установленного кольца трения под воздействием перепада давления.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнительного устройства.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где изображено уплотнительное устройство в продольном разрезе.

Уплотнение содержит постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 с выступами 3 в виде двух расходящихся выпуклых закругленных зубьев. На уплотняемом валу 4 установлена втулка-магнитопровод 5 с выступами 6, аналогичными выступам полюсных наконечников 2. Выступы 3 полюсных наконечников 2 и выступы 6 втулки-магнитопровода 5 установлены друг против друга, образуя сферические выпуклые уплотняемые поверхности. На эти поверхности свободно установлены кольца трения 7, выполненные вогнутыми и охватывающие поверхности выступов 3, 6. При этом радиус кривизны колец трения 7 больше радиуса кривизны соответствующих пар выступов 3, 6. Кольца трения 7 образуют с выпуклыми поверхностями выступов 3, 6 замкнутую полость, расширяющуюся к центральной части выступов и заполненную герметизирующе-смазывающей магнитоактивной композицией 8. Вогнутые поверхности колец трения 7 и выпуклые поверхности зубьев покрыты немагнитным антифрикционным износостойким материалом. Покрытие может быть нанесено только на кольца 7 или выступы 3, 6. Полость 9 между полюсными наконечниками 2 и выступами 6 втулки-магнитопровода 5 может быть использована как для заполнения композицией 8, так и для заполнения промежуточной средой (жидкостью), обеспечивающей отвод тепла из зоны трения. Через полость 9 может прокачиваться эта охлаждающая среда.

Устройство работает следующим образом.

Благодаря тому, что кольца 7 и выступы 3, 6 полюсных наконечников 2 и втулки-магнитопровода 5 имеют соответственно вогнутую и выпуклую форму, кольца трения 7 под воздействием магнитного поля самоустанавливаются, охватывая пару выступов 3, 6. При этом композиция 8 автоматически под воздействием магнитного поля подается в зону максимальной напряженности магнитного поля, т.е. в зону трения.

В случае продольного или углового перемещения вала 4 (втулки-магнитопровода 5) кольца трения 7 автоматически осуществляют релаксационные перемещения, проскальзывая по поверхности выпуклых выступов 3, 6, и обеспечивают полное перекрытие рабочих зазоров (герметичность уплотнения). Вся система уплотнения работает как шарнир или эвольвентное зацепление. При высоких скоростях вращения через полость 9 может прокачиваться охлаждающая жидкость с целью отвода тепла трения. Если количество тепла трения незначительно, полость 9 может быть также заполнена композицией 8.

Таким образом, уплотнение позволяет обеспечить герметизацию валов, которые осуществляют некоторые продольные и угловые перемещения.

Использование: для уплотнения вращающихся валов машин различного функционального назначения. Сущность изобретения: полюсные наконечники постоянного магнита выполнены с выступами. Кольцевая втулка-магнитопровод с выступами установлена на уплотняемой поверхности. Зазоры, образованные выступами полюсных наконечников и выступами втулки-магнитопровода, заполнены герметизирующим и смазывающим магнитоактивным составом. Выступы размещены друг против друга, выполнены в сечении в виде двух расходящихся зубьев со скруглениями на концах. Кольца трения установлены свободно, выполнены вогнутыми, охватывающими выпуклые боковые поверхности зубьев, и размещены с двух сторон каждого наконечника с образованием с выступами кольцевой полости, расширяющейся в центральной части выступов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее постоянный магнит с полюсными наконечниками, выполненными с выступами, кольцевую втулку-магнитопровод с выступами, установленную на уплотняемой поверхности, и кольца трения, при этом зазоры, образованные выступами полюсных наконечников и выступами втулки-магнитопровода, заполнены герметизирующим и смазывающим магнитоактивным составов, отличающееся тем, что выступы полюсных наконечников и втулки-магнитопровода размещены друг против друга, причем выступы выполнены в сечении в виде двух расходящихся зубьев со скруглениями на концах, кольца трения установлены свободно, выполнены вогнутыми, охватывающими выпуклые боковые поверхности зубьев, и расположены с двух сторон каждого полюсного наконечника с образованием с выступами кольцевой полости, расширяющейся в центральной части выступов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус кривизны колец трения больше радиуса кривизны поверхностей зубьев, охватываемых кольцами трения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевая полость, образованная свободно установленными кольцами трения и зубьями выступов, заполнена герметизирующей и смазывающей магнитоактивной композицией.