Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/40 

05 N3

СО Изобретение относится к уплотнительной технике и - может быть использовано для обеспечения герметизации вращающихся валов. Известно магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала, состоящее из установленного в корпусе кольцевого постоянного магнита с гладкими полюсными наконечниками, концентрически охватывающими вал, на который надета втулка с выполненными на ней выступами, расположенными напротив наконечников 1. Известно также магнитожидкостное уплотнение, содержащее корпус, постоянный магнит и полюсные- наконечники, концентрично охватывающие втулку, размещенную на валу с возможностью осевого перемещения, а зазоры, образованные зубцами полюсных наконечников и втулкой, заполнены магнитной жидкостью 2. Недостатком известных конструкций магнитожидкостных уплотнений является невысокая надежность работы уплотнений вследствие расслоения магнитной жидкости в нерабочем положении. Расслоение происходит при перемещении ферромагнитных частиц в жидкости под действием градиента напряженности магнитного поля под полюсные наконечники. Время 1 расслоения магнитной жидкости определяется из формулы ia ol-vH где i -динамическая вязкость жидкости; Vi -половина высоты потока магнитной жидкости; а - радиус частицы; «.о магнитная проницаемость вакуума; I - намагниченность жидкости; vH-градиент напряженности магнитного поля в зазоре. Из этой формулы следует, что при незначительной величине h и больщой v Н время и в среднем составляет для существующих магнитных уплотнений 6 ч. Целью изобретения является повыщение надежности работы уплотнения путем обеспечения регулирования напряженности магнитного поля в уплотняемых зазорах: Поставленная цель достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении, содержащем установленный в корпусе магнитный узел в виде постоянного магнита и полюсных наконечников и установленную на валу с возможностью осевого перемещения втулку, при этом уплотнительный зазор, образованный зубцами полюсных наконечников магнитного узла и втулки, заполнен магнитной жидкостью, втулка выполнена из двух частей, при этом на торцовых поверхностях втулок, направленных навстречу друг другу, имеются конические бурты, соединенные при помощи упругого элемента, а между буртами и валом расположены шарики, причем верщины зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов полюсных наконечников магнитного узла. Кроме того, верщины зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов полюсных наконечников магнитного узла на половину щага между зубцами. На фиг. 1 изображено магнитожидкостное уплотнение при неподвижном вале; на фиг. 2 - то же; при вращающемся вале. Магнитожидкостное уплотнение состоит из магнитного узла в виде постоянного магнита 1 и полюсных наконечников 2, установленного в корпусе 3, втулок 4, размещенных на валу 5 с возможностью осевого перемещения на шпонках 6. Зазор, образованный зубцами полюсных наконечников 2 магнитного узла и втулок 4, заполнен магнитной жидкостью 7. На торцовых поверхностях втулок 4, направленных навстречу друг другу, выполнены конические бурты 8, соединенные при помощи упругих элементов в виде пружин 9. В зазоре между буртами 8 и валом 5 расположены щарики 10. Осевое перемещение подвижных втулок 4 ограничено имеющимися на валу буртиками 11 и 12. Буртики 11 и 12 расположены на расстоянии от внещних краев втулок, равном смещению между верщинами полюсных наконеч НИКОВ корпуса и вала. Для обеспечения герметизации вала в осевом направлении служат сильфоны 13 и 14, прикрепленные с одной стороны к втулкам 4, а с другой - к буртикам 15 на валу 5. Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом. При неподвижном вале 5 (фиг. 1) подвижные втулки 4 под действием усилия пружин 9 прижимаются к ограничивающим буртикам 11. При этом верщины зубцов полюсных наконечников 2 и втулок 4 занимают положение, соответствующее максимальной величине уплотняемого зазора и минимальной величине градиента магнитного поля vH. В рабочем состоянии при вращении вала (фиг. 2) щарики 10, находящиеся в зазоре между валом 5, под действием центробежной силы отбрасываются от центра к периферии, воздействуют при этом на втулки 4, которые перемещаются вдоль оси вала 5 до ограничивающих буртиков 12. При этом выступы на втулках 4 и полюсных наконечниках 2 занимают положение, соответствующее минимальной величине уплотняемого зазора и максимальной величине градиента магнитного поля vH, обеспечивающие удержание максимального расчетного перепада давления. Такое конструктивное выполнение позволяет использовать центробежную силу, возникающую при вращении вала, для регулирования напряженности магнитного поля и в уплотняемых зазорах за счет осевого перемещения полюсных наконечников, расположенных на валу. Это обеспечивает

уменьшение градиента v Н напряженности магнитного поля в зазоре между вершинами полюсных наконечников и увеличение половины высоты потока магнитной жидкости h в стояночном положении из-за осевого сдвига вершин, что ведет к возрастанию времени t расслоения магнитной жидкости и,

следовательно, надежности работы уплотнения.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении надежности работы уплотнения путем регулирования напряженности магнитного поля в уплотняемых зазорах.

1. МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее установленный в корпусе магнитный узел в виде постоянного магнита и полюсных наконечников и установленную на валу с возможностью осевого перемещения втулку, при этом уплотняемый зазор, образованный зубцами полюсных наконечников магнитного узла и втулки, заполнен магнитной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы уплотнения путем обеспечения регулирования напряженности магнитного поля в уплотняемых зазорах, втулка выполнена из двух частей, при этом на торцовых поверхностях втулок, направленных навстречу друг другу, имеются конические бурты, соединенные при помощи упругого элемента, а между буртами и валом расположены шзрики, причем верщины зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов полюсных наконечников магнитного узла. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что вершины зубцов втулок смещены относительно вершин зубцов полюсных наконечников магнитного узла на половину ша(Л га между зубцами.