Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J15/40 

1 Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающих ся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды с перепадом давления. Целью изобретения является повьше ние надежности и долговечности уплот нения путем создания равномерного уплотняемого зазора и уменьшения потерь на трение. На фиг.1 схематично изображено уплотнение; на фиг.2 - вид А на фиг, Магнитожидкостное уплотнение содержит магнитный узел в виде постоян ного магнита 1 с полюсными наконечни ками 2 и 3, установленный в неферромагнитном корпусе А, магиитопровод, выполненный в виде колец 5 и 6, охватывающих торцовые поверхности магнитного узла и ферромагнитный вал 7 магнитную жидкость 8 в уплотняемых зазорах 8 , 8д и торцовых зазорахмикрощелях между магнитным узлом и кольцами 5 и 6, Каждое кольцо 5 и 6 снабжено трем подшипниками 9 качения, расположенными под углом 120°. Через указанны подшипники 9 кольца 5 и 6 контактируют с валом 7, обеспечивая равномер ные по длине окружности зазоры о и Sj, Каждый подпгапник 9 установлен на оси 10, один конец которой размещен в кольце 5(6), а другой - в.крып ке 11, установленной и закрепленной на кольце 5(б). Для создания неравномерного магнитного поля в зоне зазоров 5, и 2 на кольцах 5 и 6 выполнены кольцевые канавки. Для создания неравномерного поля в зоне торцовых зазоров-микрощелей между магнитным узлом и кольцами 5 и 6 кольцевые канавки выполнены на торцовых поверхностях полюсных наконечников 2 и 3. Возможна конструкция уплотнения, в которой каждое кольцо 5(6) может быть снабжено четырьмя и более подшипниками 9 качения. Возможна также конструкция уплотнения, в которой подшипники качения могут быть установлены в подвижных относительно колец кронштейнах, позволяю(цих регулировать равномер-. ность радиального зазора между кольцами 5 (б) и валом 7. 03 Постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, кольца 5 и 6, вал 7 и магнитная жидкость 8 в уплотняемых зазорах образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф (фиг. 1) . При прохождении потока Ф через торцовые зазоры-микрощели между магнитным узлом и кольцами 5 и 6 возникает осевое усилие притяжения, под действием которого кольца 5 и 6 притягиваются и залипают на магнитном узле. При установке уплотнения на вал 7 и вращении вала кольца 5 и 6 самоустанавливаются на магнитном поле, перемещаясь в радиальном направлении относительно последнего. В дальнейшем магнитный узел и кольца 5 и 6 представляют собой единое целое. Однако в случае радиального биения вала 7 кольца 5 и 6 имеют возможность радиального перемещения отно- сительно магнитного узла на величину биения вала. При этом усилие сдвига Р, необходимое для радиального перемещения колец 5 и 6 относительно магнитного узла, может быть определено из следующего выражения Р f .Q, где f - коэффициент трения скольжения пары сталь по стали (материалы полюсных наконечников 2, 3 и колец 5, 6) при смазке контактирующих поверхностей магнитной жидкостью 8. Q - осевое усилие притяжения колец 5 и 6 к магнитному узлу. Магнитная сила, возникающая в ре зультате взаимодействия магнитной жидкости 8 с полем постоянного магнита 1, препятствует вытеканию жидкости 8 под действием перепада давления из торцовых зазоров-микрощелей между магнитным узлом и кольцами 5 и 6, а также зазоров 8 и $2 . Величина этой силы завлсит от магнитных характеристик жидкости 8, индукции в упомянутых зазорах и пропорциональна неравномерности магнитного поля в зоне этих зазоров. В уплотнении исключается вращение колец 5 и 6 относительно магнитного узла, что уменьшает собственные потери на трение в уплотнении, так как потери в нем определяются практически только трением в магнитной жидкости в зазорах о, и о.

Так как длина зазоров S, и S с помощью подшипникрэ качения 9 обеспечивается равномерной по длине окруягности колец 5, 6 и вала 7, то магнит-j ныв силы одностороннего притяжения колец 5 и 6 к валу 7 практически отсутствуют.

МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УЩЮТНЕНИЕ, содержащее магнитный узел, сое-, тоящий из постоянного магнита с полюсными наконечника ш, и размещенный 3 / сом . УЗ . -- 4Tfrt,, на валу или в корпусе магнитопровод а виде колец, охватывающих торцовые поверхности магнитного узла, подшипники качения и магнитную жидкость в уплотняемых зазорах, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и долговечности уппотнения, на каждом из колец установлено не менее трех подшипников качения, причем последние контактируют с корпусом или валом. 9 со эо 9 9 .l

видА

//

Фиг. Z