Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1988 года по МПК F16J15/43 

Изобретение относится к уплотни- тельной rexmiKB и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для гермети: ации валов,ра- бптаюлих в условиях перепада давления и высоких температур.

Цель изобре.тет1я - повышение надежности уплотнения герметизации сред с высокой температурой за счет интенсификации теплообмена охлаждающей системой i

На фиг.1 показано уплотнение,разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Магнитная система, состоящая из набора постоянных магнитов 1 и полюсных приставок 2, помещена в немагнитный корпус 3 И отделена от разогретой уплотняемой среды крышкой 4, изготовленной из теплоизоляционного материала. На валу 5 зафиксирована с помощью центрирующей насадки 6 втулка 7 с радиатором 8, образующая с магнитной системой рабочий зазор 9, заполненный магнитной жидкостью. Втулка 7 отделена от вала 5 полостью 10, которая сообщается с окружающей средой и Предотвращает передачу тепла от вала 5 к втулке 7.

Крьплка 4 корпуса образует с втулкой 7 и центрирующей насадкой 6 зазор 11, ограничивающий подвод тепла от разогретой уплотняемой среды к магнитной жидкости в рабочем зазоре 9. Центрирующая насадка 6 выполнена из теплоизоляционного материала,что исключает подвод тепла к магнитной жидкости от разогретого вала 5 через центрирующую насадку 6. Магнитожид- костное уплотнение снабжено системой охлаждения корпуса, крышки корпуса и втулки вала.

Система охлаждения втулки 7 выполнена в виде оребреннбго радиатора 8 и аксиально направленных ребер 12, расположенных на наружной поверхности корпуса 3 и направляющей-рубащки 13.

Система охлаждения крьшки 4 корпуса вьшолнена в виде полости 14, через которую прокачивается ох.паждающая жидкость, причем для лучшего охлаждения магнитной системы и уплотняемой - среды в зазоре 11 стенка 15 крышки 4 выполнена из материала с высокой теплопроводностью.

Уплотнение работает следующим образом.

В статическом режиме (вал не вращается) уплотняемая среда, например

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

перегретый до 130 С пар повышенного давления, воздействует на магнитожид- костное уплотнение. Магнитная система уплотнения отделена от пара крыи1кой 4, выполненной из теплоизоляционного материала, что препятствует нагреву магнитной системы.

Так как полость 10 сообщается с окружающей средой, холодный газ, циркулируя по полости, препятствует передаче тепла от вала 5 к втулке.Цир- кулируюгшй через полость газ, контактируя с внутренней поверхностью втулки 7, обеспечивает .отдачу тепла от втулки 7 в окружающую среду. Температура на поверхности втулки 7, образующей рабочий зазор с магнитной системой, составляет 50-60 С, т.е. температура в рабочем зазоре 9 ниже пороговой, при которой наступает процесс десорбции поверхностно-активного вегнества в магнитной жидкости. Снижение температуры магнитной жидкости достигается также ограничением контакта с- нею уплотняемой перегретой среды. Теплоизолирующая крывжа 4. образует зазор 11 с втулкой 7 и центрирующей насадкой 6, Уплотняемая среда, контактируя с.о стенками зазора., охлаждается, ее температура в зоне контакта с магнитной жидкостью близка к температуре поверхности втулки 7. Поэтому процесс старения жидкости существенно замедлен, что обуславливает повышенный ресурс работы узла. При снижении температуры в рабочем зазоре снижается и нагрев магнитной системы, улучшаются магнитные свойства используемых материалов, возрастает удерживаемый - уплотнением перепад давлений. При снижении температуры поверхности втулки 7 с 130°до удерживаемый магнитной системой перепад давлений возрастает на 28%.

Уменьпить температуру магнитной системы можно, интенсифицировав процесс теплоотдачи с ее поверхности. Ребра радиатора 8 и корпуса 3 увеличивают поверхность теплоотдачи и улучшают теплоотвод.

Нагрев втулки 7 осуществляется передачей тепла через центрирующую насадку 6, выполнение последней из теплоизоляционного материала позволяет ограничить передачу тепла к маг пит- ной системе, уменьшить темт1е|)атуру последней и дополнительно повысить

удерживаемый перепад давлений. Эта же цель достигается, если в крышке . корпуса 4 выполнить полость 14, через которую будет прокачиваться охлаждающая жидкость. Отвод тепла от магн 1тной системы интенсифицируется так же, как и охлаждение уплотняемой среды в зазоре 11, если стенку 15 крышки 4, разделяющей полость и нитную систему, выполнить из материала с высокой теплопроводностью. При этом материал стенки 15 должен быть также немагнитным, что снизит потоки рассеяния. Охлаждающая жидкость, проходя через полость 14, охлаждает стенку 15. Уплотняемая среда, находясь в зазоре 11, контактирует со стенкой 15 и отдает ей тепло, ОхлажФормула изобретения

1, Магнитожидкостное уплотнение, содержащее размещенную в корпусе с крышкой магнитную систему с магнитной жидкостью в рабочих зазорах и систему охлаждения, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности уплотнения при герметизации сред с высокой температурой, оно снабжено центрирующей насадкой, размещенной на валу, втулкой с радиатором, установленной на насадке с

образованием с валом полости, сооб- щающё йся с внешней средой, при этом втулка охвачена магнитной системой, а крышка корпуса размещена со стороны уплотняемой среды с образованием

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано для герметизации валов. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения при герметизации сред с высокой температурой за счет интенсификации теплообмена охлаждающей системой. Магнитная система маг- нитожидкостного уплотнения, выполненная в виде набора постоянных магнитов 1 и полюсных приставок 2, помещена в немагнитный корпус 3 с крышкой 4 и образует рабочий зазор 9 с втулкой 7, установленной на центрирующей насадке 6 вала 5. На втулке 7 размещен радиатор 8, образующий с валом 5 полость 10, соединенную с внешней средой. На корпусе 3 для увеличения теплообмена выполнены аксиально расположенные ребра 12, корпус может быть дополнительно снабжен направляющей рубашкой 13, формирующей воздушный поток, улучшая теплоотвод от магнитной системы. Крьшгка 4, установленная со стороны уплотняемой среды, образует с насадкой 6 и втулкой 7 зазор, ограничивающий подвод тепла от уплотняемой среды к магнитной жидкости в рабочем зазоре 9. В крышке 4 может быть выполнена полость 14, соединенная с системой охлаждения, а стенка 15 крышки, контактирующая с магнитной системой, выполнена из немагнитного материала с высокой теплопроводностью. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. о (Л 4ib СО го 00 ю Фиг.1

25

денная стенка 15, располагаясь парал- 20 с втулкой и насадкой зазора, причем лельно вертикальной.части центрирующей насадки 6, способствует ее охлаждению, что дополнительно снижает температуру магнитной жидкости в рабочем зазоре 9 и магнитной системы в целом,

В динамике уплотнение работает так же, как и в статике. Однако при вращении вала интенсифицируется процесс теплоотдачи с вращающейся втулки. Кроме того, ребра радиатора 8 захватывают холодный воздух окружающей среды и прогоняют его вдоль корпуса уплотнения, способствуя его охлаждению. Рубашка 13, закрепленная на корпусе, способствует формированию воздушного потока и улучшению тепло- отвода от магнитной системы.

30

35

на корпусе и в крышке размещены элементы системы охлаждения,

2,Уплотнение поп,1,отлича ю щ е е с я тем, что элементы систе мы охлаждения корпуса вьтолнены в ви де аксиально размепхенных на его наружной поверхности ребер корпуса и направляющей рубашки, установленной на корпусе,

3,Уплотнение по п,1, отличающееся тем, что в крышке корпуса выполнена полость, соединенная с системой охлаждения, а стенка крьппки, контактирующая с магнитной системой, выполнена из немагнитного теплопроводного материала,

с втулкой и насадкой зазора, причем

на корпусе и в крышке размещены элементы системы охлаждения,

2,Уплотнение поп,1,отлича- ю щ е е с я тем, что элементы системы охлаждения корпуса вьтолнены в виде аксиально размепхенных на его наружной поверхности ребер корпуса и направляющей рубашки, установленной на корпусе,

3,Уплотнение по п,1, отличающееся тем, что в крышке корпуса выполнена полость, соединенная с системой охлаждения, а стенка крьппки, контактирующая с магнитной системой, выполнена из немагнитного теплопроводного материала,

5 Ю

/л

аг.2