Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1989 года по МПК F16J15/43 

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации- вращающихся валов при передаче движения в газовы или жидкостные среды.

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения.

На фиг.1 показано уплс тнение, раз рез:, на фиг . 2 - сечение Л-А на фит , 1

Уплотнеш-ie включает магиитньм узе в виде постоянного магнита I с полюсными наконечникаьш 2 и 3, установленный в корпусе 4 из неферромаг}штного материала, кольцо 5, установленное н валу 6, и фер1)омагни1 liy-j . кпцкость 7 в зазорах S и О между полюсным; на конечника№1 2 и 3 и кольцом 3,

Для компенсации радиального биени вала 6 кольцо 5 установлено с возгЮЖ ностью радиального переглегдения. Герметизируется оно на налу 6 с помощью контактных уплотнений 8,

Для обеспечения минимальной силы, необходимой для радиального переме- 1цен1 я кольца 5, контактное уплотнение 8 может быть выполнено в виде кобинированного у)езино-фторопластоБО1 о уплотнения,

I

Возможен нариант уст нонки кол,ца 5 на валу 6 на си.пьфоне.

Дпя обеспечения равномерной а.иины зазоров 5, и 8 по всей длине окружности между цилиндрическими по- верхностями магнитнох о узла li гольця 5 устанокпены с натягом по н и.м ме-- таллические гибкие кольца 9, выполненные преимущественно из неферро- магнитного материала и расположенные равномерно по окружности с одинаковы шагом, что обеспечивается с помощью сепаратора 10. Для создания неравномерного магнитного поля в зазорах

8,

S,

на полюсных наконечниках

2 и 3 выполнены кольцевые канавки.

Возможна конструкция унло Г нений, в которой вместо металлических гибких колец 9 могут быть установлены ролики из неметаллического материала , например эбонита.

Также гюзможна конструкция уплотнения, в которой магнич ный узел tio жет быть установл€ н на валу 6. В этом случае кольцо Ь устанаипиБ - е - ся в корпусе А.

Гибкие Koi biia 9 (ЗЕ1леиы ме-л- ду магн:-1тным узлом и кс аьцг М 5 в с,ос

тонкий упругой деформации. Усилие, с которым каждое гибкое кольцо 9 при деформации воздействует одновременно на магнитный узел и на кольцо 5, можно определить из вьфажения

Р . ix.i , 0,137-z3

(1)

где о .f - упругая деформация гибкого кольца в радиальном направлении;

К - модуль упругости материала, из которого изготовлено гибкое кольцо I - момент инерции сечения гибкЪт о кольца;

/: - средний радиус сеч«; 1ип гибкого кольца.

, дс. йст вием равноиерно р .поло- a.uiibj: . - одинаковым шагом п-И: ., х кс- 9 xvijibno 5 самоустанавливается отнс1С1 гсльно магнитного узла так, чтобы усилия от упругих деформаций каждси о гибкого кольца бьши равны, т , е.

о р 1 :

(2)

гд Р, ,

Р и F JI - уошия от упругих дефор- ri.Li и иерного, второго и nfi л.;днего гибких колец. УcJinвиe (V) iJO3MOMHo только в

случае, когда

В, , ..... .,

: ,1

-п

(3)

S v ,,

х- % - упругие деформации первого, второго и последнего гибких колец.

Под действием равных по величине упругих деформаций Г11бких колец 9 кольцо 5 самоустанавливается на валу 6 так, что длина рабочих зазоров S и 6 по ь.;й длине окружности будет постоянной, т.е. кольцо 5 и магнитный узр.л устанавливаются коаксиальпо.

Кольцо 5, гибкие кольца 9 и магнитный узел вьтолняют функции двухрядного радиального подшипника каче- HLfHj п котором исключены радиальные

зазоры. Поэтому величина рабочих заР f

о, и 0|пПо всей длине окружности при вращении кольца 5 вместе с валом h остается неизменной.

Остаетс 1 она неизменной и при радиальном биении вала 6, в этом слу- к льцо 5 перемещается относитель5

но вала 6 на величину биения. При этом усилие сдвига N, необходимое для радиального перемещения кольца относительно вала, может быть оп- ределеио из следующего выражения:

N 2 f Q,

(4)

где f - коэффициент трения скольжения одного уплотнения по кол ЦУ 5i

Q - осевое усилие, с которым каждое уплотнение 8 прижимается к кольцу 5.

Так как усилие N воспринимается не одним, а всеми гибкими кольцами 9 то нагрузка, воспринимается при этом каждым гибким кольцом, весьма незначительна. Поэтому коаксиальное расположение магнитного узла и кольца 5 сохраняется и при радиальных биениях вала 6.

Постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, кольцо 5 и ферромагнитная жидкость 7 в зазорах О, и Oj образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ферромагнитной жидкости 7 с полем постоянного маг- нита 1, препятствует вытеканию жидкости 7 под действием перепада давления из уплотняемых зазоров &, и 8,. Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости 7, ин- дукции в указанных зазорах и пропорциональна неравномерности магнитного поля в зоне этих зазоров.

14«

Таким образом, за счет установки металлических гибких колец, кольцо, выполненное из ферромагнитного материала, и магнитный узел устанавливаются коаксиально, когда величина подвижных рабочих зазоров 8, и о, по всей длине окружности постоянная Этим достигается увеличение удерживаемого перепада давления, надежности уплотнения.

Формула изобретения

1.Магнитожидкостное уплотнение, содержащее магнитную систему, охватывающую вал, и ферромагнитную жидкость в уплотняемых рабочих зззорах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, оно снабжено устройством компенсации радиального биения вала.

2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что, устройство компенсации радиального биения вала выполнено в виде тонкостенных металлических колец, установленных между цилиндрическими поверхностями магнитной системы и элемента, образующего с ней радиальные рабочие зазоры, с натягом по ним.

3.Уплотнение по пп. 1 и 2, от - личающееся тем, что оно снабжено втулкой, установленной на валу с возможностью радиального перемещения и образованием рабочих зазоров .

А-Л

Изобретение может быть использовано для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды. Цель изобретения - повышение надежности магнитожидкостного уплотнения. Магнитная система охватывает вал 6. Ферромагнитная жидкость 7 находится в уплотняемых зазорах. Устройство компенсации радиального биения вала 6 выполнено в виде тонкостенных металлических колец 9, установленных между цилиндрическими поверхностями магнитной системы и элемента, образующего с ней радиальные рабочие зазоры, с натягом по ним. Втулка установлена на валу 6 с возможностью радиального перемещения и образованием зазоров. При постоянной величине зазоров по всей длине окружности достигается увеличение удерживаемого перепада давления. 2 з.п.ф-лы. 2 ил.

фиг. 2

ю