Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1991 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для герметизации вращения валов, машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения путем регулирования величины магнитного поля в рабочих зазорах.

На фиг.1 изображено предлагаемое магнитожидкостное уплотнение, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - уплотнение в разрезе при измененном положении подвижной части полюсной приставки; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З; на

фиг.5 - пример выполнения магнитожидкостного уплотнения торцового типа при выполнении корпуса из магнитного материала.

В немагнитный корпус 1 установлена охватывающая уплотняемый вал 2 кольцевая магнитная система, магнит которой выполнен наборным из отдельных постоянных магнитов 3 шириной (т, расположенных по окружности с промежутками {п.с между ними, и полюсных приставок 4, по меньшей мере одна из которых выполнена составной из внутренней 5 и наружной 6 частей, расположенных коаксиально относительно одна другой, при этом наружная часть 6

О СП

о о о

установлена с возможностью вращения относительно оси уплотнения. Между полюсными приставками размещен подшипник скольжения 9, взаимодействующий с вытачками 7 и 8 на их торцовых поверхностях. А на торцовой поверхности наружной части б полюсной приставки, прилегающей к магнитам 3, выполнены пазы 10, причем количество пазов, их длина и ширина Спр, расстояния между пазами Рп.з, их количество соответственно равны количеству и размерам магнитов, и расстояниям между ними (tm tnp, fn.c tn.3, lm п.з). Магнитожидкост- пое уплотнение может быть снабжено приводом вращения 11 наружной части б и датчиком давления 12, причем действие привода вращения 11 coi лосовано с показаниями датчика давления 12. Магниты 3 могут быть выполнены в форме цилиндров, параллепипедов или сегментов,

Уплотнение работает следующим образом,

Когда рабочий перепад давлений максимален, пазы 10 на торцовой поверхности наружной части б находятся напротив промежутков между магнитами 3 и последние полностью контактируют с торцовой поверхностью наружной части 6. Магнитный поток Ф| проходит по пути: постоянные магниты 3, наружная часть 6 полюсной приставки, внутренняя часть 5, рабочий зазор бьвал 2, рабочий зазор 52,полюснзл приставка 4 и магншы 3. Поскольку сопротивление прохождению магнитного потока Ф} оказывают только рабочие зазоры 3i и «За.то величина его максимальна и достаточна для удержания максимального рабочего перепада давлений.

Ферромагнитная жидкость удерживается в рабочих зазорах 5i и &i магнитным полем Ф.

Когда перепад давлений отсутствует или очень мал, подвижная наружная часть G полюсной приставки плавно поворачивается до тех пор, пока пазы 10 не окажутся напротив постоянных магнитов 3. При этом между магнитами 3 и торцовой поверхностью наружной части 6 образуется зазор cb, равный глубине nasa 10.

Магнитный поток Ф2проходит по пути: постоянные магниты 3. зазор 5з,наружная часть 6. внутренняя часть 5, рабочий зазор д,вап 2, рабочий зазор 5а,полюс ая приставка 4 и магниты 3. Поскольку величина зазора (5з 5i + 62, то ф «Фь

Величину магнитного поля Фг выбирают такой, чтобы магнитная сила, удерживающая ферромагнитную жидкость в рабочих зазорах, была больше силы тяжести. При

0

5

0

5

0

5

0

автоматической регулировке величины магнитного поля в в рабочих зазорах сигнал с датчика давления 12 поступает на привод вращения 11, который поворачивает подвижную часть полюса 6 в соответствии с величиной давления.

Уплотнение целесообразно применять для герметизации машин и механизмов, при работе которых кратковременно повышается давление, с длительными перерывами в работе и снятием давления, а также при пульсирующем давлении.

При герметизации механизмов, в которых кратковременно повышается давление, уплотнение должно выдерживать максимальный перепад давлений. Поэтому величину магнитного поля в рабочих зазорах повышают, а это, в свою очередь, вызывает повышенное расслоение ферромагнитной жидкости, время которого можно определить следующим образом:

b

0

5

t

(1)

2 а I А В где g - ускорение силы тяжести;

у) динамическая вязкость дисперсионной среды в ферромагнитной жидкости;

h - половина высоты зазора;

а - радиус магнишой частицы в жидкости;

В - индукция магнитного поля.

I - намагниченность жидкости.

Расслоение магнитной жидкости приводит к потере герметичности и увеличению собственного момента трения уплотнения. С этими характеристиками связана надежность уплотнений. Выход из строя уплотнения характеризуется разгерметизацией или достижением собственного момента трения величины выше допустимой.

Таким образом, предлагаемая конструкция магнитожидкостног о уплотнения позволяет значительно увеличить время до расслоения ферромагнитной жидкости и соответственно повышает его надежность.

Формула изобретения

1. Магнитожидкостное уплотнение, содержащее охватывающую вал магнитную систему, выполненную и виде магнита с полюсными приставками, и подшипник скольжения, установленный между полюсными приставками, взаимодействующий с выполненными в них проточками, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, магнит выполнен в виде отдельныхзлеменгов, равномерно расположенных по окружности на расстоянии друг от друга, а по меньшей мере одна из полюсных приставок выполнена в виде двух коак- сиальио расположеных внутренней части и

наружной, установленной с возможностью вращения относительно оси уплотнения, и на ее торцовой поверхности со стороны магнита выполнены пазы, совпадающие по ширине и длине с соответствующими размерами поперечного сечения элементов магнита, в количестве, равном их числу, при

этом расстояние между пазами и элементами магнита равно ширине последних.

2. Магнитожидкостное уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено приводом вращения наружной части полюсной приставки и связанным с ним датчиком давления.

Изобретение м.б. использовано для герметизации вращающихся валов машин и механизмов. Цель изобретения - повышение надежности магнитожидкостного уплотнения путем регулирования величины магнитного поля в рабочих зазорах. Магнитная система, охватывающая вал 2, выполнена в виде магнита 3 с полюсными приставками 4. Подшипник 9 скольжения установлен между приставками 4 и взаимодействует с выполненными в них проточками 7, 8. Магнит 3 выполнен в виде отдельных элементов, равномерно расположенных по окружности на расстоянии друг от друга. По меньшей мере одна из приставок 4 выполнена в виде двух коаксиально расположенных внутренней 5 и наружной 6 частей. Часть 6 установлена с возможностью вращения относительно оси и на ее торцовой поверхности со стороны магнита 3 выполнены пазы, совпадающие по длине и ширине с соответствующими размерами поперечного сечения элементов магнита 3, в количестве, равном их числу. Расстояние между пазами и элементами равно ширине последних. С приводом вращения части 6 связан датчик давления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

У, / .

/ -

//У, v / // //

/ / / / /// / /

/ / / f /

1 /

4

-

, - -XXJ

i/ - - 71/

х

,4: I

VV

с

Фиг. 2

з ю -s I

Ю

6 П

I/

Фиг.3

ФигЛ

Фиг. 5