Вакуумное уплотнение подвижного вала Советский патент 1985 года по МПК F16J15/43 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к магнитожидкостным уплотнителям, применяемым для х-ерметизации подвижных элементов, работающих при пониженно давлении. Известно магнитожидкостное уплот нение вращающегося или возвратно-по ступательно перемещающегося вала, содержащее охватывающую вал кольцевуй магнитную систему с полюсными наконечниками, зазор между которыми и валом заполнен угшотняющей магнит ной жидкостью l . Известно также магнитожидкостное уплотнение, содержащее корпус, полю ные наконечники, выполненные из упругого магнитопроводного материала, образующие с окватываемьт1 валом зазор, заполненный ферромагнитной жид костью, и магнит 2 . Недостатками известных устройств являются большой унос ферромагнитной жидкости из зоны уплотнения при возвратно-поступательном движении вала,, невозможность обеспечения уплотнения вала, совершающего сложное пространственное движение, а также низкая надежность из-за отсутствия системы подачи ферромагнитной жидкости при прорыве со стороны атмосферы в случае yxy ЦlIeния ее характеристик, чрезмерном нагреве и т,д. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения вала., совершающего сложное пространственное движение;Поставленная цель достигается тем, что в вакуумном уплотнении, со . держащем корпус, полюсные наконеч-, НИКИ, выполненные из упругого магнитопроводного материала, образующие с охватываемым валом зазор, заполненный . ферромагнитной жидкостью, и магнит, упругие полюсные наконечники выполнены в виде полуторовых опозитно расположенных оболочек, образуюгдах полость, При этом 33 корпусе выполнен канал для пода-чи газа в указанную полости а оболочки охвачены, подвижными втулками с вкладышами, имеющими выпукловогнутые сферические поверхности, На чертеже изображено вакуумное уплотнение подвижного вала, разрез. Вакуумное уплотнение подвижного вала состоит из корпуса 1, в котором установлены упругие полюсные наконечники, выполненные в виде полуторовых опозитно расположенных магийтр проводных оболочек 2, образующих полость, заполненную ферромагнитной жидкостью. Между торцевыми поверхностями оболочек размещена втулка 3 (фасонная втулка), имеющая каналы системы 4 подачи ферромагнитной жидкости, направленные в сторону вала, и каналы 5 для подачи газа, и уплот- нительные прокладки б. В утолщенных частях Оболочек, выполненных коническими и обращенных к валу 7, установленные шарики 8. Оболочки 2 с наружной стороны охвачены подвижными втулками 9 с вкладышами 10, имеющими выпукло-вогнутые сферические поверхности 11 и 12 и манжету 13. Деформация оболочек 2 осуществляется через вкладации 10 с помощью втулки 14 и гайки 15. Магнит 16 с магнитопроводными манжетами 17 соединен с корпусом 1 через шток 18 и тягу 19, на шаровой поверхности .которой установлен башмак 20 с пружинным устройством 21, при этом.шток 18 входит в паз 22 тяги 19. Магнит 16 центрируется относительно внутренней поверхности вала 7 подшипником 23 скольжения, при этом в магните 16, манжетах 17 и штоке 18 имеется канал 24. ,. Вакуумноеууплотнение подвижного вала работает следующим образом. Магнит 16, магнитопроводные манжеты 17, -упругие полюсные наконечники и ферромагнитная жидкость создают замкнутую цепь. Магнитная сила, препятствующая вытеснению жидкости под действием перепада давления, возникает в результате взаимодействия магнитожидкостного кольца с полем магнита 16. Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости и пропорциональна градиенту магнитного поля между валом и полюсными наконечниками. Наличие шариков на оболочках 2 позволяет создавать колебательные движения вала 7, предохраняя заклинивНние-и механические разрушения всего уплотнения. Подпитка ферромагнитной жидкости осуществляется с помощью системы 4 подачи жидкости, а выдавливание этой жидкости в зазор производится подачей давления газа 5 и деформацией оболочек 2 с помощью гайки.15 через втулки 9 и вкладыши 10. Сферические поверхности 11 и 12 вкладышей 10 обеспечивают пространственные колебательные движения -вала 7, при этом оболочки 2 деформируются, а шток 18 перемещается в пазу 22 тяги 19. Пружинное устройство 21 и башмак 20 через шток 18 фиксируют положение вала 7 при колебаниях. Вал также имеет возможность совершать вращательное и возвратнопоступательное движение с помощью механизмов (на чертеже не показаны) по поверхностям магнита 16, манжет 17 и в подашпниках 23 скольжения. Для уменьшения потерь ферромагнитной жидкости в устройстве предус мотрена манжета 13. Для откачки и накачки газа из внутреннего объема вала 7 используется канал 24.

Повышение надежности уплотнения вала, совершающего сложное пространственное движение, достигается установкой йшриков в утолщенной части упругих оболочек, а также введением cHCTeNH, поэволякицей осуществлять колебания с одновременным поджатием оболочек и использованием Оферических поверхностей во вкладышах и тяге.

1. ВАКУУМНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПОДВИЖНОГО ВАЛА, содержащее корпус, полюсные наконечники, выполненные из упругого магнитопроводного материала, образукяцие с охватываемым валом зазор, заполненный ферромагнитной жидкостью, и магнит, отличающееся тем, что, с целью повымения надежности уплотнения вала, совершающего сложное пространственное движение, упругие полюсные наконечники выполнены в виде полуторовых опозйтно расположенных оболочек, Образующих полость. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе выполнены каналы для подачи газа в упомянутую полость. 3.Уплотнение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения дополнительного углового перемещения вала, оболочки охвачены поджимнмли втулками с вкладышами, имеющими выпукло-вогнутые сферические поверхности.