Магнитожидкостное уплотнение вертикального вала Советский патент 1992 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при передаче движения в жидкие среды при верхнем расположении ввода вертикального вала.

Известны магнитожидкостные уплотнения вертикальных валов, содержащие установленный в корпусе постоянный магнит с полюсными приставками, образующими с валом уплотняемый магнитной жидкостью зазор.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является маг- нитожидкостное уплотнение вертикального зала, содержащее установленный в корпусе постоянный магнит с полюсными приставками, образующими с палом уплотняемый зазор заполненный маг нижем жидкостью,

а между уплотняемой средой и магнитной жидкостью образована газовая полость.

Недостатком этого уплотнения является то. что кольцевые канавки на торцевых поверхностях втулки, размещенной на валу, а на корпусе - выступы, входящие в канавки с зазором по периметру последней имеют наклонные поверхности, направленные от уплотняемого вала к уплотняемому зазору, т.е. конусные поверхности, у которых диаметр поверхности увеличивается по мере приближения к уплотняемому зазору, а в динамическом режиме дает увеличение центробежных сил по мере приближения поверхности к уплотняемому зазору. Это и позволяет жидкой среде под действием разности центробежных сил в разных точках образующей наклонной поверхности попадать в область уплотняемого зазора, так как уплотняемая жидкость стремится перемеактяД

ститься из области действия менее сильного центробежного поля в область действия большего центробежного поля.

Попадая в область уплотняемого зазора, жидкая среда вступает в контакт с магнитной жидкостью, смешивается с ней и вымывает носитель магнитной жидкости из рабочего зазора, что приводит к преждевременному выходу магнитожидкостного уплотнителя из строя.

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения при герметизации жидких сред при верхнем расположении ввода вала за счет исключения попадания уплотняемой жидкости среды в область уплотняемого зазора, смешивания ее с магнитной жидкостью и вымывания носителя магнитной жидкости из рабочего зазора в динамическом режиме работы уплотнения,

Указаннам цель достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении вертикальных валов, содержащих установленный в корпусе постоянный магнит с полюсными приставками, образующими с валом уплотняемый зазор, заполненный магнитной жидкостью, а между уплотняемой средой и магнитной жидкостью образована газовая полость, на корпусе с зазором относительно вала установлена крышка,, в которой образована газовая полость, при этом в крышке и на валу гьшолнены конические поверхности, основаниями обращенные в сторону уплотняемой среды, а со стороны меньшего диаметра конической поверхности вала в зоне газовой полости установлен отбойник, причем газовая полость отделена от уплотняемой среды перегородкой, установленной с зазором и уклоном относительно вала.

Для предотвращения расползания жид- кой среды по валу, до контакта с магнитной жидкостью, при вращении вала, последний имеет конусную поверхность, обращенную основанием конуса в сторону уплотняемой жидкой среды, а для защиты магнитной жидкости от брызг при интенсивном перемешивании жидкой среды на вершине усеченного конуса установлен отбойник, причем отбойник расположен в газовой среде.

Для предотвращения захвата газовой среды и уноса ее жидкой средой, например, в центробежных насосах, при интенсивном перемешивании жидкой среды, основание газовой полости закрыто перегородкой, имеющей незначительный наклон в сторону вала дли слива жидкой среды из газовой полости, Перегородка с валом образует кольцевой зазор, служащий для прохождения жидкой среды в газовую полость и из газовой полости.

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение.

В корпусе 1 установлены постоянный магнит 2 и полюсные приставки 3 и 4, охватывающие с зазором вал 5. Зазоры между полюсными приставками 3 и 4 и валом 5 заполнены магнитной жидкостью, образующей магнитожмдкостную пробку 6. Перед полюсной приставкой 3 расположена газо0 еая полость 7 с конусной крышкой 8. На валу имеется конусная поверхность 9 и отражатель 10. Основание газовой полости закрыто перегородкой 11, имеющей незначительный наклон в сторону уплотня5 емой среды. Между перегородкой 11 и валом 5 имеется кольцевой зазор 12.

При заполнении герметизируемой емкости жидкой средой 13 жидкая среда через кольцевой зазор 12 проходит а газовую по0 лость 7 и давлением, создаваемым в жидкой среде 13, сжимает газ, находящийся.в газовой полости 7, Давление з жидкой среде 13 через сжатый газ в газовой полости 7 передается на магнитожидкостнуго пробку 6, ко5 торая удерживается в зазоре между полюсными приставками 3 и 4 и валом 5 градиентным магнитным полем. Неоднородность магнитного поля создается выпол- иеиием кольцевых канавок 14 на

0 внутренних торцевых поверхностях приставок 3 и 4 или на валу 5.

Образовавшаяся газовая пробка 15 исключает контакт жидкой среды 13 с магни- тожидкостной пробкой б, а в динамическом

5 режиме - перемешивание магнитной жидкости с жидкой средой 13.

Конусная поверхность 9 -л отражатель 10 препятствуют попаданию жидкой среды 13 в динамическом режиме работы уплотне0 нил в область уплотняемого зазора, вступать в контакт е магнитной жидкостью, смешиваться с ней и вымывать носитель магнитной жидкости из рабочего зазора за счет увеличения центробежного поля от его

5 вершины к основанию.

В динамическом же режиме происходит интенсивное перемешивание жидкой среды 13 в области уплотнения с захватом газовой среды из полости 7 (например, в центробеж0 ных насосах). Для предотвращения интенсивного перемешивания жидкой среды в полости 7 основание полости 7 закрыто перегородкой 11. Конусные поверхности крышки 8 способствуют отеканию конденса5 та в полость 7, а наклон в перегородке 11 способствует вытеканмю жидкой среды 13 из полости 7.

Формула изобретения Магнитожидкостиое уплотнение вертикального вала, содержащее установленный

в корпусе магнитный узел в виде постоянного магнита с полюсными приставками, крышку корпуса, уплотняемые зазоры, заполненные магнитной жидкостью, и газовую полость между уплотняемой жидкой средой и магнитной жидкостью, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности уплотнения при вводе вала сверху, оно снабжено кольцевой перегородкой, установленной на крышке со стороны уплотняемой среды с гарантированным зазором и наклоном относительно вала, обеспечивающим слив жидкой среды, а также

0

установленным на валу отбойником, магнитный узел размещен на торцевой поверхности крышки, внутренняя поверхность последней выполнена конической с вершиной конуса со стороны полюсной приставки, газовая полость образована внутренней поверхностью крышки и валом, отбойник размещен в зоне газовой полости, при этом поверхность вала между отбойником и кольцевой перегородкой выполнена конической, обращенной основанием конуса в сторону уплотняемой среды.

Сущность изобретения: в корпусе установлен магнитный узел в виде постоянного магнита с полюсными приставками. Уплотняемые зазоры заполнены магнитной жидкостью. Кольцевая перегородка установлена на крышке корпуса со стороны уплотняемой среды с гарантированным зазором и наклоном относительно вала, обеспечивающим слив жидкой среды. Магнитный узел размещен на торцевой поверхности крышки, внутренняя поверхность к-рой выполнена конической с вершиной конуса со стороны полюсной приставки. Газовая полость образована внутренней поверхностью крышки и валом. Отбойник размещен в зоне газовой полости. Поверхность вала между отбойником и кольцевой перегородкой выполнена конической, обращенной основанием конуса в сторону уплотняемой среды. 1 ил.