Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1990 года по МПК F16J15/43 

1

(61) 1448151

(21)4372423/23-29

(22)02.02.88

(46) 15.01.90. Бюл. № 2

(71)Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии

(72)А.Н. Николаев, С.А. Красуль- ников и Д.В. Орлов

(53)62-762 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 1448151, кл. F 16 J 15/40, 1987.

(54)МАПШТОХИДКОСТПОЕ УПЛОТНЕНИЕ

(57)Изобретение м.б. использовано для герметизации валов, имеющих высокую линейную скорость вращения

с одновременным возвратно-поступательным движением вала вдоль оси вращения. Цель изобретения - повышение надежности магнитожидкостного уплотнения. Диамагнитные втулки (В) 12, 13, 14 с перфорацией на цилиндрической поверхности установлены между основными. Кольцевые камеры 11 под хладагент диамагнитных элементов 10 размещены между основными полюсными наконечниками 2, 3. Полости, образованные наконечниками, и полости, образованные В 13, 14 с наконечниками 2, 3, 4, 5, заполнены магнитной жидкостью. На выступ 8 вала 7 и его торцовую поверхность на поверхности В 12, 13, 14, обращенных к валу 7, нанесено покрытие из антиадгезионного материала - фторопласта или сульфида молибдена. Тепло через отверстия в В 12, 13, 14 передается резервной магнитной жидкости и снимается хладагентом в камере 11. При выходе магнитной жидкости из строя и выбросе ее из зоны уплотнения резервная жидкость через отверстия в В 12, 13, 14 поступает в рабочий зазор. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

§

Изобретение может быть использовано для герметизации валов, имеющих высокую линейную скорость вращения с одновременным возвратно-поступательным движением вала вдоль оси вращения. Цель изобретения - повышение надежности магнитожидкостного уплотнения. Диамагнитные втулки (В) 12, 13, 14 с перфорацией на цилиндрической поверхности установлены между основными. Кольцевые камеры 11 под хладагент диамагнитных элементов 10 размещены между основными полюсными наконечниками 2, 3. Полости, образованные наконечниками, и полости, образованные В 13, 14 с наконечниками 2, 3, 4, 5, заполнены магнитной жидкостью. На выступ 8 вала 7 и его торцовую поверхность, на поверхности В 12, 13, 14, обращенных к валу 7, нанесено покрытие из антиадгезионного материала - фторопласта или сульфида молибдена. Тепло через отверстия в В 12, 13, 14 передается резервной магнитной жидкости и снимается хладагентом в камере 11. При выходе магнитной жидкости из строя и выбросе ее из зоны уплотнения резервная жидкость через отверстия в В 12, 13, 14 поступает в рабочий зазор. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

У

СЛ

со сь

to

со

INJ

«к/

ss п

Изобретение относится к уплотни- тельной технике и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающих- ся валов, имеющих высокую линейную скорость вращения с одновременным возвратно-поступательным движением вала вдоль оси вращения.

Целью изобретения является повы- шение надежности уплотнения за счет интенсификации теплоотвода от маг-- нитной жидкости и ее подпитки.

На фиг.1 показан общий вид магг нитожидкостного уплотнения в разре- зе; на фиг.2 и фиг.З - схема распределения магнитного потока между выступом вала и дополнительным полюсным наконечником в крайних положениях смещения вала.

Магнитожидкостное уплотнение содержит кольцевой магнит 1, основные полюсные наконечники 2 и 3 с дополнительными полюсными наконечниками 4 и 5, размещенными в немагнитном корпусе 6. На валу 7 выполнен выступ 8. Торец выступа 8 на валу 7 при осевых перемещениях последнего не выходит за габариты уплотнения, ограниченные наружными поверхнос- тями дополнительных полюсных наконечников 5 и 4. На поверхности полюсных наконечников 2 и 3, обращенной к выступу 8 вала 7, выполнены кольцевые канавки 9, образующие с выступом вала кольцевые полости А. Причем размер между наружными поверхностями дополнительных полюсных наконечников 4 и 5 больше размера между торцовыми поверхностями выступа 8 вала 7 на величину большую или равную величине осевого смещения вала 7, т.е.

1 а + Ь,

где а - расстояние между торцовыми

поверхностями выступа вала 1 - расстояние между наружными поверхностями дополнительных полюсных наконечников 4,3{

b - максимальная величина осевого смещения вала 7 ь Между полюсными наконечниками 2, 3 установлены кольцевые диамаг- нитные элементы 10, образующие с поверхностью полюсных наконечников 2,3 кольцевые камеры 11, сообщаю.

0

5 Q Q

5

0

5

щиеся с магистралями подачи и отвода охлаждающей среды. Между полюсными наконечниками 2,3 соосно с валом 7 установлена диамагнитная втулка 12 с отверстиями по всей поверхности, образующая вместе с кольцевыми диамагнитными элементами 10 и полюсными наконечниками 2,3 замкнутую кольцевую камеру Б, служащую для размещения резервной магнитной жидкости. Между выступом 8 и дополнительными полюсными наконечниками 4,5 также соосно с валом 7 установлены диамагнитные втулки 13, 14 с отверстиями по всей поверхности, образующие с полюсными наконечниками 4, 5 замкнутые кольцевые камеры В и Г, служащие также для размещения резервной магнитной жидкости. На поверхность выступа 8 и его торцовую поверхность, на поверхности диамагнитных втулок 12-14, обращенных к выступу 8, нанесено покрытие, обладающее незначительной адгезией к магнитной жидкости, например фторопласт, сульфид молибдена.

При больших линейных скоростях вращения вала, свыше 10 м/с под действием внутренних напряжений, возникающих в магнитной жидкости и при воздействии магнитного поля и центробежных сил, магнитная жидкость вытягивается из зоны максимального магнитного поля (рабочего зазора), доходит до TODUOB выступа 8, и сбрасывается с поверхности выступа 8 центробежными силами в зазор между выступом 8 и диамагнитными втулками 13, 14.

Часть магнитной жидкости под действием гидродинамической нагрузки выбрасывается из зазора между выступом 8 и диамагнитными втулками 13, 14 на вал 7, а магнитное поле, между дополнительными полюсными наконечниками 4, 5 и торцовыми поверхностями выступа 8, отклоняет выбрасываемую магнитную жидкость на полюсные наконечники 4, 5 и под действием максимального магнитного поля рабочего зазора она вновь попадает в рабочий зазор уплотнения.

Находящаяся в зазоре между выступом 8 и полюсными наконечниками 2, 3, диамагнитными втулками 12-14 магнитная жидкость подвергается разогреву за счет трения и движется в зазоре, увлекаемая движением вала 7.

Покрытие из материала, обладающего незначительной адгезией к магнитной жидкости на поверхностях выступа 8 и втулок 12-14, и отверстия по всей поверхности втулок 12-14 служат для уменьшения разогрева магнитной жидкости и отвода тепла от нее за счет увеличения поверхности трения жидкости по жидкости с одновременной активацией магнитной жидкости путем ее перемешивания при соударении со стенками отверстий в диамагнитных втулках 12-14. При перемешивании магнитная жидкость подвергается кавитации и мокрому измельчению, что способствует более эффективному диспергированию магнитной жидкости, в результате чего послед.- няя изменяет свои свойства, смещается ее величина поверхностного натяжения и увеличивается ее окислительно-восстановительный потенциал. Магнитная жидкость переходит в состояние, близкое к эмульсии, в которой более эффективно идет процесс эмульгирования, что благоприятствует более равномерному распределению ферромагнитных компонентов жидкости по ее объему. Твердая фаза магнитной жидкости становится более активной, меньше окисляется и не образует немагнитных окислов, так как сама магнитная жидкость насыщается свободными гидроксильными группами, старение жидкости замедляется.

Тепло через отверстия в диамагнитных втулках 12-14 передается резервной магнитной жидкости и снимается охлаждающей средой, находящейся в камере 11. При выходе магнитной жидкости из строя и выбросе

ее из зоны уплотнения резервная магнитная жидкость через отверстия в диамагнитных втулках 12-14 поступает в рабочий зазор уплотнения.

Надежность уплотнения повышается за счет уменьшения разогрева магнитной жидкости от трения, улучшения теплообмена активации магнитной жидкости путем перемешивания, замены отработанной магнитной жидкости на новую.

Формула изобретения

0

5

5

0

0 образованные основными полюсными наконечниками, диамагнитной втулкой и диамагнитными элементами, и полости, образованные диамагнитными втулками с основными и дополнительными полюсными наконечниками, заполнены магнитной жидкостью.

Редактор О. Спесивых

Составитель А. Бельцова,

ТехредЛ.Сердюкова Корректор Т. Малец

Заказ 96

Тираж 562

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. 2

Риг.з

Подписное