Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1986 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано для уплотнения валов аппара- тов, находящихся под вакуумом или под избыточным давлением в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промьполен- ности.

Цель изобретения - повьшение надежности уплотнения путем выполнения средства разгрузки уплотнения в виде винтовой пары с изменяющейся рабочей длиной в зависимости от давления уплотняемой среды и использования стояночного уплотнения, что дает возможность создавать противодавление перед рабочими зазорами магнитожид- костного уплотнения, отслеживающее - давление уплотняемой среды, и поддерживать его величину при остановке вала.

На чертеже показано магнитожид- костное уплотнение, разрез.

В корпусе 1,- выполненном из магнитного материала, установлен одним из полюсов постоянный кольцевой магнит 2 с полюсным наконечником 3, за- ,крепленным на другом его полюсе. На валу 4 через сменное калиброванное по толщине кольцо 5 герметично установлена втулка 6 с вьшолненным в ней заправочным каналом 7, закрытым пробкой 8. Втулка 6 закреплена на валу 4 винтом 9. Уступ 10, выполненный на торцовой поверхности полюсного наконечника 3, образует с уступом 11 выполненным на внутренней поверхности втулки 6, рабочий уплотняемый зазор 12, заполненный магнитной жидкостью 13, поступающей по каналу 7. Выполнение заправочного канала 7 во втулке 6 позволяет производить периодическую подзаправку (подпитку) уплотнительного зазора 12 магнитной жидкостью 13 без разборки уплотнения, что упрощает его эксплуатацию.

Б цилиндрической кольцевой проточке 14 корпуса 1, связанной с уплотняемой средой каналом 15, герметично установлен аксиально-подвижный поршень 16, образукиций своей сопряженной цилиндрической поверхностью с наружной поверхностью втулки 6 гидродинамическую винтовую пару 17 на- гнетакнцего устройства, т.е. на сопряженных поверхностях поршня 16 и втулки 6 выполнена винтовая резьба

5

0

5

18 и 19 соответственно. Винтовая пара 17 разделяет внутреннее пространство уплотнения на две полости - внутреннюю 20 и внешнюю 21, запол- ненные немагнитной жидкостью, не смешивающейся с магнитной. Порщень 16 фиксируется от проворота шпонкой 22, установленной в пазу 23, выполненном в корпусе 1. Поршень 16 подпружинен пружинами 24, упирающимися своими торцами в опорную крышку 25, выполненную из магнитного материала и установленную с возможностью аксиального перемещения относительно корпуса 1. Крьш1ка 25 крепится к корпусу 1 с помощью винтов 26., Между крьшкой 25 и втулкой 6 имеется радиальный уплотняемый зазор 27, заполненный магнитной жидкостью 13. Для создания неравномерного магнитного поля на торцовой поверхности уступа 10 полюсного наконечника 3- и на цилиндрической поверхности крьппки 25, образую- шцх уплотняемые зазоры 12 и 27, выполнены кольцевые канавки, заполненные магнитной жидкостью 13. На корпусе 1 закреплен упругий элемент 28, например лепестковая пружина, поджи , мающая эластичный элемеит 29 (напри- мер, резиновое кольцо круглого сечения) к коническим поверхностям 30 и 31, выполненным в корпусе 1 и на втулке 6 соответственно.

Герметичность разъемных и подвижных соединений обеспечивается уплот- нительными элементами 32.

В корпусе 1 выполнены отверстия 33 и 34 для подачи и отвода немагнитной жидкости.

Величина рабочего уплотняемого зазора 12. устанавливается с помощью сменных кабированных по толщине колец 5.

Уплотнение работает следующим образом.

Корпус 1, кольцеврй постоянный магнит 2 с полюсным наконечником 3, втулка 6 и опорная крьшпса 25 образуют замкнутую через магнитную жидкость цепь, по которой проходит магнитный поток ф, создаваемый постоянным магнитом 2. Магнитная жидкость в уплотняемых зазорах 12 и 27 удерживается за счет магнитных сил, созда- 5 ваемых магнитным полем. Кроме того, при вращении вала 4 во внутренней полости 20 перед рабочим уплотняемым зазором 12 создается противодавление

0

5

0

5

0

31

немагнитной жидкости винтовой парой 17, производительность которой, а следовательно, и величина противодавления, зависят от ее рабочей длины. Последняя, в свою очередь, зависит от давления уплотняемой среды. Например, при увеличении давления уплотняемой среды, она через канал 15 поступает в кольцевую цилиндрическую проточку 14 и, воздействуя на аксиально подвижный поршень 16, заставляет его перемещаться в полость-21 и сжимать пружины 24, увеличивая при этом рабочую длину винтовой пары J7. При этом немагнитная жидкость нагнетается из полости 21 в полость 20. Это вызывает повышение противодавления немагнитной жидкости перед рабочим уплотняемым зазором 12. При понижении давления уплотняемой среды поршень 16 под воздействием пружин 24 перемешается в обратном направлении в кольцевую цилиндрическую проточку 14, уменьшая при этом рабочую длину винтовой пары 17 и снижая таким образом противодавление во внутренней по19854

лости 20. Величина перемещения аксиально подвижного поршня 16 определяется жесткостью пружин 24, которая регулируется изменением положения 5 аксиально подвижной опорной крошки 25 с помощью ввинчивания - вывинчивания винтов 26,

При остановке вала 4 напор, срзда10 ваемый винтовой парой 17, падает, и эластичный элемент 29 стояночяого уплотнения упругим элементом 28 герметично поджимается к коническш поверхностям 30 и 31, выполненным в

15 корпусе 1 и на втулке 6, предотвращая таким образом падения давления немагнитной пщкости во внутренней полости 20. При включении привода вала 4 винтовая пара 17 создает дав20 ление жидкости перед Входом во внут- реннкяо полость 20, под действием которого эластичный элемент 29 вместе с упругнм элементом 28 отжимаются от конических поверхностей 30 и 31, от25 крывая при этом вход во внутреннюю полость 20 для немагнитной жидкости

ВНИИПИ Заказ 1309/46 Тираж 880 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4