Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1992 года по МПК F16J15/40 

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

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения путем обеспечения его работоспособности при выполнении вала как из магнитного, так и немагнитного материала.

На чертеже приведено уплотнение, разрез.

Уплотнение включает магнитный узел в виде постоянных магнитов 1 и 2 с полюсными наконечниками 3, 4 и 5, 6, сцентрированные на втулке 7 из магнитного материала на подшипниках 8 и 9, причем втулка 7 магнитно взаимодействует с одним из полюсных наконечников каждого магнита (полюсными наконечниками 4 и 5), образуя с ними радиальные рабочие зазоры 3i, 62 . а к другим

полюсным наконечникам 3 и 6 примыкают магнитные кольца 10 и 11, самоустанавливающиеся в корпусе 12 из магнитного материала и образующие торцовые рабочие зазоры (5з, $4. Уплотнения заполнены ферромагнитной жидкостью 13.

Втулка 7 установлена на валу 14, который может быть изготовлен как из ферромагнитного, так и н.еферомагнитного материала.

Для обеспечения центрирования магнитных узлов последние, а также подшипники 8 и 9 установлены в обойме 15 из немагнитного материала.

Для создания неравномерного магнитного поля в уплотняемых рабочих зазорах 5i, 5a, 5з, (54, (5s, (5fi на цилиндрической поверхности полюсных наконечников 4 и 5, магнитно взаимодействующих со втулкой 7, а также на внешних цилиндрических и торцовых поверхностях колец 10 и 11 выполнены кольцевые канавки.

XI

СО

VJ ю о

со

Для исключения залипания колец 10 и 11 к полюсным наконечникам 3 и 6, а также обеспечения требуемой длины рабочих зазоров 5з и 4 на указанных кольцах установлены вкладыши 16, 17 из антифрикционного немагнитного материала.

Для уменьшения потерь на трение при радиальном биении вала 14 между кольцами 10 и 11 установлена распорная втулка 18.

Постоянные магниты 1 и 2 с полюсными наконечниками 3, 4 и 5, б, втулка 7, кольца 10, 11, корпус 12 и ферромагнитная жидкость 13 в рабочих зазорах 5i, (52, 5з, (4, 5s, 5б образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф на чертеже.

При прохождении магнитного потока Ф через рабочие зазоры 5б и 3е возникают радиальные усилия, под действием которых кольца 10 и 11 залипают в корпусе, выбирая зазоры (5s и (Зб в одну сторону.

Магнитный поток развивает также и осевые усилия, под действием которых кольца 10 и 11 притягиваются к магнитному узлу.

Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ферромагнитной жидкости 13 с полем постоянных магнитов 1 и 2, препятствует вытеканию ее под действием перепада давления из зазоров 5i, 62, 5з, д$, д$, дб .

Величина этой силы зависит от магнитных характеристик ФЖ , индукции в рабочих зазорах и пропорциональна градиенту магнитного поля в зазорах.

По зазорам (5ч и да между втулкой 7 и полюсными наконечниками 4 и 5 осуществлено подвижное соединение, передающее вращательное движение втулки 7 с валом 14.

По зазорам (5з, дц, ds, дв между кольцами 10, 11 и корпусом 12. с одной стороны и

полюсными наконечниками 3 и 6, с другой стороны, осуществлены также подвижные соединения, передающие радиальные и осевые перемещения (биения) уплотняемого вала 14.

Таким образом, уплотнение работоспособно при выполнении вала как из магнитного, так и немагнитного материала. Это возможно благодаря тому, что втулка 7, установленная на валу 14, является элементом магнитной цепи, замыкающим поток, развиваемый постоянными магнитами 12. При установке втулки 7 на магнитный вал по нему магнитный поток Ф не проходит - он проходит по кратчайшему пути через втулку 7 (по пути наименьшего магнитного сопротивления) так, как это изображено на чертеже. Аналогичным образом магнитный поток / , развиваемый постоянными магнитами, проходит через втулку 7 и в случае установки ее на валу из немагнитного материала

Формула изобретения Магнитожидкостное уплотнение, содержащее магнитный узел, магнитопровод в виде двух самоустанавливающихся в корпусе из магнитного материала колец, образующих с корпусом радиальные рабочие зазоры, а с магнитным узлом - торцовые,

подшипники и ферромагнитную жидкость в рабочих зазорах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, оно снабжено втулкой из магнитного материала, установленной на валу, а магнитный узел выполнен в виде двух магнитов с полюсными наконечниками, установленных в обойму из немагнитного материала, при этом полюсные наконечники установлены с образованием радиальных рабочих зазоров с втулкой и торцовых - с кольцами, причем немагнитная обойма установлена на втулке через подшипники.

Использование: для герметизации вращающихся валов при передаче давления в газовые или жидкостные среды. Сущность изобретения: магнитопровод выполнен в виде двух самоустанавливающихся в корпусе из магнитного материала колец. Кольца образуют с корпусом радиальные рабочие зазоры, с магнитным узлом - торцовые. Зазоры заполнены ферромагнитной жидкостью. Втулка из магнитного материала установлена на валу. Магнитный узел выполнен в виде двух магнитов с полюсными наконечниками. Магниты установлены в обойму из немагнитного материала. Наконечники установлены с образованием радиальных рабочих зазоров с втулкой и торцовых-с кольцами. Обойма установлена на втулке через подшипник. 1 ил.