Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1986 года по МПК F16J15/43 

f

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано для уплотнения валов машин и аппаратов.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения в условиях радиально-угловых биений и осе- вых перемещений вала за счет размещения магнитного узла в плавающем стакане, одна торцовая поверхность которого контактирует с аксиально- подвижным поджатым кольцом, а другая поджата упругим элементом.

На фиг. 1 показано, уплотнение, разрез; на фиг.2 - вариант выполнения упругого элемента (узел 1 на

фиг. 1).

Йагиктожидкостное уплотнение состоит из немагнитного корпуса 1, фланца 2, втулки 3, закрепленной на ва- лу 4 винтом 5. В корпусе 1 размещен немагнитный плавающий стакан 6 с крьшпсой 7, которьй установлен через подшипники 8 и 9 скольжения на втулке 3. В длаванлцем стакане 6 размеще- ны постоянный кольцевой магнит 10 с полюсными наконечниками 11, которые образуют совместно с втулкой 3 уплотняемый зазор 12, заполненный ферромагнитной жидкостью 13. На по- верхностях полюсных наконечников 11 вьшолнены кольцевые канавки 14 для создания неоднородного магнитного поля.

Плавающий стакан 6 образует одной своей торцовой поверхностью подвижный герметичный контакт 15 с антифрикционным вкладышем 16 аксиально- подвижного кольца 17. Аксиально-подвижное кольцо 17 установлено герметично в кольцевой проточке 18 корпуса 1 и поджато пружинами 19 к торцовой поверхности плавающего стакана 6

В крышке 7 стакана 6 установлен упругий элемент 20, в качестве которого могут быть использованы пружины или эластичное кольцо 21, имеющее жесткость большую, чем жесткость пружин 19.

Использование кольца 21 в качест- ве упругого элемента позволяет герметично отделить выходное отверстие для вала во фланце уплотнения, предотвратить перетекание охлаждающей жидкости из камеры охлаждения, что дает возможность подавать охлаждающую жидкость под давлением, улучшает охлаждение уплотнения,

10

278851

Плавающий стакан 6 и аксиально- подвижное кольцо 17 зафиксированы от проворота штифтами 22 и 23. Средний диаметр эффективной площади i аксиально-подвижного кольца 17 выполнен равным среднему диаметру уплотняемого зазора 12, что позволяет разгрузить подшипники уплотнений от осевых нагрузок, создаваемых , уплотняемой средой, герметизация подвижных и неподвижных соединений осуществляется вторичными уплотни- тельными элементами 24-27. В корпусе 1 вьтолнены отверстия для подвода t5 и отвода охлаждающей жидкости.

5 о

5

5

0

5

Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом.

Под действием перепада давлений . ферромагнитная жидкость 13 выталкивается из уплотняемого зазора 12, однако под действием магнитной силы, которая действует на ферромагнитную жидкость 13 и пропорциональна градиенту магнитного поля в осевом направлении, ферромагнитная жидкость 13 удерживается в уплотняемом зазоре 12 между втулкой 3 и полюсными наконечниками 11 при неподвижном и вращающемся вале 4, обеспечивая таким образом, герметизацию системы в целом.

При радиальных смещениях вала 4 вместе с ним смещается и плавакяций стакан 6. В результате этого смещения между центрами приложения гидравли-i ческих сил, действующих на аксиально- подвижное кольцо 17 и на плавающий стакан 6, в осевом направлении возникает плечо, обуславливающее появление опрокидьшаннцего момента, который уравновешивается изменяющимся при этом соотношением усилий, развиваемых элементом 20 (21) и пружинами 19. Поскольку жесткость упругих элементов 20 (21) в несколько раз вьш1е жесткости пружин 19, действующих на аксиально-подвижное кольцо 17, то даже при возникновении минимального опрокидьгеающего момента резко возрастают усилия от упругих элементов 20(21), компенсирующих его, что снижает усилия на подшипники 8 и 9 и уменьшает их износ. В то же время низкая жесткость пружин 19 обеспечивает компенсацию угловых биений вала 4 и неточностей монтажа уплотнения, тем самым повьш1ается надежность уплотнения в целом.

Осевые перемещения вала 4 вызывают перемещение вместе с ним втулки 3 относительно магнитного узла, но работоспособность уплотнения при этом не нарушается, так как герметичность по валу 4 обеспечивается уплотнительным эластичным элементом 26, а по втулке 3 ;магнито-- жидкостным уплотнительным бло - ком.

25

22

Редактор А.Гулько

Составитель А.Бельцова

Техред И.Верес Корректор Е.Рошко

Заказ 2277/38Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиг..