Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/43 

1 П 12 10

13

фиг.1 Изобретение относится к уплотнитсшьной технике и может быть использ вано для герметизации вращающихся валов. Известно магнитожидкостное уплотн ние вращающегося вала, в корпусе которого установлен пакет постоянных кольцевых магнитов, охваченных полюс ными наконечниками и образующих с втулкой, насаженной на вал, кольцеву проточку для ферромагнитной жидкости Для повьшения надежности уплотнения при действии вибрации на валу установлены диски из материала с высокой магнитной проницаемостью, образую1цие с кольцевой проточкой полюсных наконечников лабиринт Cl 3Недостатками известной конструкции являются утечка смазочной жидкости в связи с неравномерностью, магнитного силового поля, создаваемого расположением полюсов кольцевых постоянных магнитов вдоль оси вращающегося вала одинаковое по величине гидравлическо сопротивление перетеканию жидкости возле двух полюсов магнита, что не создает требуемую степень герметизации подшипникового узла. Кроме того, при вращении вала с относительно боль шими скоростями происходит разогрев ферромагнитной жидкости и, как следствие, ее расслоение, которое привод к разгерметизации уплотнения. Известно также магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала, в корп се которого установлены постоянные магниты таким образом, что их магнит ные полости перпендикулярны оси вала , а наконечниками служат внутренняя и наружная поверхности корпуса, при этом один наконечник, установленный на валу, образует с ним ступень уплотнения, а второй наконечник вместе с расположенной на валу крьшкой - другую ступень уплотнения 2. Недостатком известной конструкции является расслоение ферромагнитной жидкости из-за ее нагрева при вращении вала, происходящее вследствие уменьшения вязкости и разрушения поверхностно-активного вещества, которое предотвращает слияние ферромагнитных частиц в конгломераты. При этом ферромагнитная жидкость расслаивается на жидкую и твердую фазы, т.е

происходит разгерметизация уплотняемого объема - пробой магнитной проб, ки.

корпус 4 с помощью винтов прикреплены к корпусу подшипникового узла 15. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения. Указанная цель достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении, содержащем корпус с крьппкой, внутри которого установлены постоянные магниты и полюсные наконечники, образующие с валом и внутренней поверхностью крышки рабочие зазоры, заполненные ферромагнитной жидкостью, в образованную торцовой поверхностью крьшки и корпусом полость помещен дополнительно постоянный магнит с концентраторами и полюсными наконечниками, образующими с торцом крьшки зазор, причем между концентраторами введена ферромагнитная жидкость большей намагниченности, чем в рабочих зазорах. На фиг. 1 приведено уплотнение до разгерметизации, общий вид; на фиг, 2 - то же, после разгерметизации. Магнитожидкостное уплотнение состоит из плоских магнитов 1, набранных по окружности, концентричных к валу. Магниты с наконечниками 2 и 3 в виде колец помещены в корпус 4 уплотнений. Корпус 4 и наконечники 2 выполнены из мягкой стали. Между наконечником 2 и поверхностью вала 5 образован кольцевой зазор 6, а наконечник 3 с внутренней поверхностью крышки 7 образует кольцевой зазор 8. Зазоры 6 и b заполнены ферромагнитной жидкостью. Б полость, образованную торцовой поверхностью крышки 7 и корпусом 4, помещены дополнительно постоянный кольцевой магнит 9 и концентраторы 10, удерживающие ферромагнитную жидкость 11 с большей намагниченностью, чем у ферромагнитной жидкости, расположенной в зазорах 6 и 8, а также два полюсных наконечника 12 и 13, которые образуют с торцом кръшки 7 зазор. Для уменьшения рассеивания магнитньйс силовых линий поверхности полюсных наконечников 12 и 13 и концентраторов 10, обращенных к стенкам полости, покрыты магнитопроводным материалом. На торцовой поверхности крьщ1ки 7, обращенной к постоянному магниту 9, выполнены лопатки 14. Магниты 1, крьщ1ка 7

Магнитожидкостное уплотнение работает следующим обраЗОЙ.

При вращении вала 5 вращается ферромагнитная жидкость в кольцевьж зазорах 6 и 8, Образованные в кольцевых зазорах магнитные пробки из ферромагнитной жидкости под действием постоянного магнитного поля не пропускают смазочную жидкость из подшипникового узла 15. Магнитная пробка не пропускает смазочную жидкость как при вращении вала 5, так и при его остановке. Однако при достаточно больших скоростях вращения вала 5 (более 5 м/с) происходит нагрев ферромагнитной жидкости, вследствие чего происходит уменьшение ее вязкости и в конечном итоге - расслоение на жидкость-носитель и ферромагнитные частицы. Происходит пробой магнитной пробки. Жидкостьноситель попадает между торцовой поверхностью выступа крьпики 7 и корпусом 4, отбрасывается вращающимися лопатками 14 к концентратору 10, смешивается с ферромагнитной жидкостью большей намагниченности. Образующаяся ферромагнитная композиция попадает в зазор между крышкой 7 и полюсами 12 и 13. Тем самым предотвращаются аварийная разгерметизация уплотняемого объема, загрязнение его, увеличивается надежность уплотнения.

Введение в уплотнение нескольких полостей с концентратором и полюсами повысит еще более его надежность и герметичность.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повшении надежности уплотнения.

МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее корпус с крышкой, внутрв которого установлены постоянные магйиты и полюсные наконечники, образующие с валом и внутренней поверхностью крышки рабочие зазоры, заполненные ферромагнитной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью поБЬЁиения надежности уплотнения, в образованную торцовой поверхностью крьшки и корпусом полость помещен дополнительно постоянный магнит с концентраторами и полюсными наконечниками, образующими с торцом крышки зазор, причем между концентраторами введена ферромагнитная жидкость большей намагниченности, чем в рабочих зазорах.