Магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала Советский патент 1987 года по МПК F16J15/43 

1295

тичные элементы V-образной формы сечения. Магнитный узел, содержащий постоянный магнит 3 и полюсные на-. конечники 4 с запрессованными в них подшипниками 5 скольжения, устанавливается в корпусе, выполненном в виде стакана с центральным отверстием в дне для втулки а вала 9, через упругоэластичные элементы 2. Последние размещены между поверхностями торцовых радиальных выточек, выполненных в основании 7 и дне стакана 1, и ответных выступов на торцовых

1

Изобретение относится к магнито- жидкостным уплотнениям,-применяемым для герметизации валов аппаратов, работающих в условиях перепада давлений газовых, парогазовых, биологи ческих и других сред.

. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения в условиях осе- ,вых и радиально-угловых биений вала за счет установки магнитного узла че рез упруго-эластичные элементы V-образной формы сечения.

На чертеже изображено предлагаемо уплотнение, разрез.

. Магнитожидкостное уплотнение сое- тоит из секций, выполненных в виде стаканов 1, в каждом из которых на упруго-эластичных элементах 2 V-образной формы установлен магнитный узел, состоящий из постоянного магни та 3 и полюсных наконечников 4, с запрессованными в них подшипниками 5 скольжения, крышки 6, основания 7, втулки 8 и вала 9.

В дне стаканов 1 выполнены отверстия 10 под втулку 8 и вал 9. Подшипники 5 скольжения выполнены из антифрикционного коррозионно-стойкого немагнитного материала, втулка 8 - из магнитомягкого материала. Каждый магнитный узел скреплен с внешней стороны немагнитной оболочкой 11. Втулка В имеет хвостовик 12, который входит в кольцевой паз 13 основания 7 и образует с ним лабиринт, сообщающийся через контрольный канал

5

поверхностях магнитного узла. Во время работы вал 9 передает вращение с радиально-угловымн движениями через подшипники 5 скольжения на магнитный узел, который совершает вместе с ним эти двшкения, компенсируя свои перемещения за счет упругой деформации элементов 2. Последние также отслеживают и осевые перемещения вала 9. Выполнение элемента 2 V-образной

формы сечения обеспечивает легкость его деформации, что увеличивает демпфирующий эффект. 1 ил.

0

-5 0

5

5

0

14 с атмосферой. Ь крышке 6 выполнен; заправочный канал 15,

Кольцевые зазоры 16 между радиальными поверхностями полюсных наконечников 4 5 обращенных к втулке 8, и последней заполнены ферромагнит- ной жидкостью 17„ В полюсных наконечниках 4 выполнены кольцевые проточки 18, которые позволяют повысить удерживаемый перепад давления.

Элементы 2 размещены между поверхностями торцовых радиальных выточек, выполненных в основании 7 и дне стакана 1, и ответных выступов на торцовых поверхностях магнитного узла.

Втулка 8 соединена с валом 9 винтом 19 для передачи вращающего момента от вала 9 к втулке 8. Неподвижные соединения уплотнены упругими эластичными кольцами 20 круглого сечения и манжетой 21. В корпусных секциях выполнены отверстия 22 и 23 для подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Магнчтожидкостное уплотнение работает следующим образом.

Магнитный поток, создаваемый постоянными магнитами 3, проходит от северного полюса через полюсный наконечник 4, ферромагнитную жидкость 17, втулку 8, ферромагнитную жидкость 17, полюсный наконечник 4 и замыкается на южньш полюс постоянного магнита 3. Вытеканию магнитной жидкости под действием перепада давлений препятствует магнитная сила - сила взаимодействия градиентного магнитного поля

312

с магнитной фракцией жидкости. Равномерное магнитное поле постоянного магнита преобразуется в зазоре в градиентное благодаря зубдеобразным поверхностям полюсных наконечников 4 При прорыве уплотняемой среды из аппарата через зазоры 16, образованные зубдами и втулкой 8, она поступает в кольцевую проточку 18, где происходит выравнивание в них давлений. При достижении определенной величины этого перепада происходит самозалечивание прорыва ферромагнитного кольца жидкости. Таким образом, происходит прорьш и постепенное заполнение кольцевых полостей до наступления полной компенсации удерживаемого перепада давления.

Во время работы вал 9 передает вращение с радиально-углоными движениями через подшипники 5 скольжения на магнитный узел, который совершает вместе с ним эти движения, компенсируя свои перемещения за счет упругой деформации элементов 2, Выполнение упруго-эластичного элемента V-образ- ной формы сечения обеспечивает .легкость деформации его губок, что увеличивает их демпфирующий эффект.

При работе уплотнения происходит изменение (потеря) магнитных свойств ферромагнитной жи дкостг в результате ее старения из-за температурных и механических воздействий, поэтому производят перезаправку уплотнения ка- чественной ферромагнитной жидкостью без разборки аппарата через заправочный канал 15 .и кор.тролируют по выходу ее через контрольный канал 14

Кольцевой паз 13 основания 7 може заполняться ткидкостью, нейтральной к

Составитель А.Бельцова Редактор И.Горная Техред л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ 602/41 Тираж 812Подписное

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

54

ферромагнитной жидкости, которая улавливает (абсорбирует) и нейтрализует агрессивные компоненты уплотняемой среды.

Насадка уплотнения заключается в установке нужного количества взаимозаменяемых уплотняющих магнитных узлов, необходимого для компенсации рабочего давления в уплотняемом аппарате.

Формула изобретения

Магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала, содержащее установленный в корпусе магнитный узел, состоящий из постоянного магнита и полюсных наконечников, втулку, установленную на валу и образзтощую с магнитным узлом рабочий зазор, заполненный магнитной жидкостью, основание и крьшку корпуса, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения в условиях осевых и радиально-угловых биений вала, корпус выполнен в виде стакана с центральным отверстием в дне, в основании корпуса и дне стакана со стороны магнитного узла выполнены радиальные выточки, а на торцовых поверхностях магнитного узла выполнены ответные выступы, и между поверхностями выточек и выступов установлены упруго- эластичные элементы V-образной формы сечения, при этом магнитный узел снабжен немагнитной оболочкой, охватывающей его с наружной стороны, и установлен на втулке вала через подшипники скольжения, выполненные из немагнитного материала.

Изобретение относится к магни- тожидкостным уплотнениям и может быть использовано для герметизации валов аппаратов, работающих в условиях перепада давлений. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения в условиях осевых и радиально- угловых биений вала за счет установки магнитного узла через упругоэлас/9 J5 i (Л Vj /4