Магнитно-жидкостное уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/43 

а

ГС

со I Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды с повышенным перепадом давления. Целью изобретения является повышение удерживаемого перепада давления и згменьшения массы за счет исключения магнитных радиальных усилий, воздействующих на вал. На чертеже изображено предлагаемое магнитно-жидкостное уплотнение. Магнитно-жидкостное уплотнение включает в себя корпус 1, в котором установлен кольцевой постоянный магнит 2 с полюсными наконечниками 3 и 4, вал 5 и два магнитопровода 6 и 7 на нем, охватывающие торцевые поверх ности полюсных наконечников 3 и 4. Магнитопроводы 6 и 7 соединяются меж ду собой посредством закрепленных на них резьбовых втулок 8 и 9, выполненных из немагнитного материала. Для создания неравномерного магнитного поля в зазорах § и S между магнитопроводами 6 и 7 и пол5дсными наконечниками 3 и 4 на торцевых поверхностях преимущественно полисных наконечников вьшолнены кольцевые ка навки, образующие замкнутые полости под ферромагнитную жидко сть 10. Для создания неравномерного магнитного о -р. поля в зазоре о между уплотняемым валом 5-.к магнитопроводами 6 и 7 на внутренней цилиндрической поверх ности последних также выполнены кол цевые канавки, заполненные ферромаг нитной жидкостью. Неравномерное маг нитное поле в зазоре может быть обе печено вьтолнением кольцевых канавок на валу 5 при гладких внутренни цилиндрических поверхностях. Для исключения залипания торце вых поверхностей полюсных наконечников 3 и 4 на Магнитопроводы 6 и 7 а также уменьшения потерь на уплотнение между магнитопроводами и полю ными наконечниками установлены элементы трения качения - шарики II. При больших окружных скоростях вращения вала 5 в качестве элементов 32 трения целесообразно использовать подшипники скольжения. В качестве таковых может быть втулка 12 из немагнитного антифрикционного материала, выступающая над полюсными нако печниками 3 и 4 на величину зазора б и S . 3 качестве смазки в этом случае выступает ферромагнитная жидкость 10. Кольцевой магнит 2, полюсные наконечники 3 и 4, магнитопроводы 6 и 7, вал 5 и ферромагнитная жидкость 10 образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф на чертеже. Устройство работает следующим образом. Под действием радиального усилия ff,ad Магнитопроводы 6 и 7 притягиваются(залипают) к валу 5, выбирая весь зазор 8 в одну сторону.В дальнейшем вал 5 вращается вместе с магнитопроводами 6 и 7. Магнитный поток развивает также и осевую силу Рде ОД действием которой один из магнитопроводов прижимается к полюсному наконечнику 3 или,4. Если давление окружающей среды меньше давления в корпусе уплотняемого устройства (справа на чертеже), то магнитопровод 6 будет прижат к полюсному наконечнику 4. Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ферромагнитной жидкости 10 с полем постоянного магнита 2, препятствует вытеканию жидкости 10 под действием перепада давления из зазоров д , S и 8 . Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости 10, индукции в зазорах S , S и Sj и пропорциональна градиенту магнит- ,ного поля. При воздействии механических нагрузок надежность работы уплотнения практически не изменяется, так как Магнитопроводы 6 и 7 под действием радиального усилия Р-ра.з вращаются вместе с валом 5. Этому также способствует и то, что Магнитопроводы 6 и 7 под действием осевого усилия от перепада давления не имеют возможности осевого перемещения относительного вала 5.

I. МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее магнитный узел в виде постоянного магнита с полюсными наконечниками, магнитопровод, магнитную жидкость в рабочих зазорах, уплотняемый вал, проходящий через корпус, отличающееся тем, что, С целью повьппения удерживаемого перепада давления и уменьшения массы, магнитопровод вы полнен в виде двух самоустанавливак щихся на валу колец,, а магнитный узел установлен в корпусе. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся .тем, что в зазоре между магнитопроводом и валом на одном из них вьшолнены кольцевые канавки. 3.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что с обеих сторон магнитного узла установлены тела качения. (Л с