Комбинированное уплотнение Советский патент 1984 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов.

Известно электромагнитное уплотнение, выполненное в виде двух кольцевых магнитов, внешний торец которых соединен кольцом из магнитопроводящего материала, внутренние торцы образуют два кольцевых полюса, создающих в уплотняемом зазоре сильное магнитное поле. Внутренние торцы магнитопроводов выполнены с проточками. Проточки образуют лабиринтное уплотнение. В этом уплотнении в качестве удерживающей силы магнитной жидкости используются как силы магнитного поля, так и силы гидродинамического сопротивления лабиринтного уплотнения 1.

Однако уплотнение имеет незначительное гидродинамическое сопротивление, которое при повышении удерживаемого перепада давления не обеспечивает герметизацию, кроме того, оно увеличивает виброакустические характеристики уплотнений.

Известно также комбинированное уплотнение, состоящее из бесконтактного динамического уплотнения и магнитожидкостного (2.

Недостатком данного уплотнения является невысокая надежность уплотнения.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в комбинированном уплотнении, содержащем размещенные на валу различные типы уплотнений - бесконтактное и магнитожидкостное, причем бесконтактное уплотнение расположено со стороны высокого давления, вал выполнен ступенчатым с размещением на каждой ступени одного из типов уплотнения, при этом магнитожидкостное уплотнение выполнено в виде чередующихся концентраторов П- и Л-образного профиля, на наружную поверхность которых нанесен магнитный материал.

На чертеже показано предлагаемое уплотнение.

Комбинированное уплотнение состоит из немагнитного корпуса 1, вала 2с винтовой нарезкой 3, направленной в сторону, противоположную вращению вала с подрезкой профиля зуба перпендикулярно оси вала со стороны уплотняемой среды. Остальная часть вала в зоне уплотнения выполнена ступенчатой с расположением на каждой ступени концентраторов магнитного потока П-образного 4 и Л-образного 5 профиля в чередующемся порядке. На внещней поверхности концентраторов 4 и 5 напылен магнитный материал с высоким энергетическим произведением например, из сплава сомарий- кобальт).

Втулка б из магнитопроводного мате.риала охватывает с зазором винтовую нарезку 3 и концентраторы 4 и 5 на ступенях

S. вала 2. Зазор между концентраторами 4 и 5 заполнен магнитной жидкостью 7. Уплотнение в корпусе 1 крепится при помощи крышки 8.

Уплотнение работает следующим образом. v aгнитный поток, создаваемый концентраторами 4 и 5, замыкается через втулку

6,удерживая в зазорах магнитную жидкость

7,уплотняющую вал 2. Уплотняемая среда закручивается под воздействием сил трения вращающимся валом в направлении вращения последнего. При прохождении потока в зоне винтовой нарезки 3 направление его меняется в сторону, противоположную вращению вала, при этом закрутка потока под действием винтовой нарезки компенсирует закрутку потока под воздействием вала, уменьшая циркуляционные силы и тем самым вибрацию вала, при этом наибольшая компенсация потока осуществляется при подрезке винтового профиля зуба перпендикулярно оси вала со стороны уплотняемой среды. Кроме снижения вибрации, за счет встречных потоков образуется гидравлический затвор, способствующий

увеличению удерживаемого перепада давления.

Ступенчатая втулка 6 и ступенчатая часть вала с концентраторами 4 и 5 искривляют поток уплотняемой среды, чем сни0 жают давление от выступа к выступу, поэтому на каждый последуюш.ий выступ действует гораздо меньшее давление, т. е. увеличивается удерживаемый перепад давления. Этому способствует уменьшение днаметра вала в зоне уплотнения, что снижает окружающую скорость, которая отрицательно влияет на удерживаемый перепад. Установка на валу 2 концентраторов 4 и 5 снижает вредное влияние на удерживаемый перепад центробежных сил, с ростом кото0 рых происходит отрыв магнитной жидкости от поверхности вала. Удерживаемый перепад и потери мощности уплотнения зависят от профиля концентраторов.

При П-образном профиле концентраторов потери мощности меньше на 15-20%,

а удерживаемый перепад ниже на 25-30 /о, чем у Л-образного профиля. Поэтому применение одновременно концентраторов П-образного 4 и Л-образного 5 профиля с рас положением их в чередующемся порядке

0 позволяет получить оптимальный вариант по удерживаемому перепаду давления и потерям мощности.

Применение магнитного напыления существенно снижает массогабаритные показатели уплотнения.

Комбинированное уплотнение обеспечивает практически полную герметизацию в шкфоком диапазоне скоростей вращения вала и удерживаемых перепадов давления.

311228524

при этом его массогабаритные характерис-ного поля, звукопоглощение снижается на

тики снижаются виброакустические характе-15-20 дБ.

ристики за счет высоких демпфирующих иТехнико-экономическая эффективность

звукопоглощающих свойств магнитной жид-изобретения заключается в повышении накости, находящейся под действием магнит-, дежности уплотнения.

КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее размещенные на валу различные типы уплотнений - бескон тактное и магнитожидкостное, причем бесконтактное уплотнение расположено со стороны высокого давления, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы, вал выполнен ступенчатым с размещением на каждой ступени одного из типов уплотнения, при этом магнитожидкостное уплотнение выполнено в виде чередующихся концентраторов П и Л-образного профиля, на наружную поверхность которых нанесен магнитный материал. (/) 1чЭ ISD 00 01 ьо