Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1993 года по МПК F16J15/40 

СП

С

Использование: для герметизаций вращающихся валов при передаче давления в газовые или жидкостные среды. Сущность изобретения: полюсные наконечники магнитного узла охватывают вал из немагнитного материала. Уплотняемые зазоры заполнены ферромагнитной жидкостью. Кольцевой магнитопровод охватывает торцевые поверхности магнитного узла с образованием с полюсными н.аконечниками торцевых уплотняемых зазоров. Каждый постоянный магнит осевого намагничивания снабжен индивидуальными полюсными наконечниками. Кольцевая проставка из магнитного материала размещена между полюсными наконечниками магнитов и образует с ними и валом уплотняемые зазоры. Магниты установлены относительно друг друга разноименными полюсами. 1 ил.

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 - увеличение удерживаемого перепада давления известного МЖУ и обеспечение его работоспособности при осевых перемещениях и радиальном биении вала.

Уплотнение включает в себя магнитный узел, охватывающий вал 1 из немагнитного материала, магнитопровод 2, охватывающий торцевые поверхности магнитного узла, и ФЖ 3 в уплотняемых зазорах.

Магнитный узел содержит постоянные магниты 4 и 5. установленные относительно друг друга разноименными полюсами, с полюсами наконечниками 6, 7 и 8, 9 и кольцевую проставку 10 в зазоре между соседними полюсными наконечниками 7 и 8. Магнитный узел установлен в немагнитную обойму 11.

Для уменьшения потерь на трение при радиальном перемещении магнитного узла вместе с валом 1 при его радиальном биении в магнитопроводе 2 установлены подшипники скольжения 12 и 13. Для создания неравномерного магнитного поля в торцовых рабочих зазорах б j , 62 , 5з и дц на полюсных наконечниках 6, 7, 8, 9 и кольцевой проставке 10 выполнены встречные кольцевые зубцы.

Для создания неравномерного магнитного поля в рабочих зазорах 6$ и дв на магнитопроводе со стороны полюсных наконечников 6 и 9 выполнены кольцевые канавки. Возможна конструкция магнитного узла без кольцевой проставки 10 между соседними полюсными наконечниками 7 и 8.

Возможна также конструкция магнитного узла, в которой может быть три и более постоянных магнита.

00

ю VI

4 00

ел

20

Постоянные магниты 4 и 5, их полюсные наконечники 6,7 и 8, 9, кольцевая проставка 10, магнитопровод 2 и ФЖ 3 в рабочих зазорах 5i - 5б образуют три замкнутые цепи, соответствующие потокам Ф1, Ф2 и ФЗ на 5 чертеже.

Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ФЖ 3 с полем постоянных магнитов 4 и 5, препятствует вытеканию ФЖ из зазора между магнитным IQ узлом и валом, а также из зазоров (5s и 5б . Величина этой силы зависит от магнитных характеристик ФЖ, индукции в зазорах 5i - (5е и пропорциональна неравномерности (градиенту) магнитного поля в зоне ука- занных зазоров.

По радиальному зазору между магнитным зазором и валом 1 осуществлено подвижное соединение, передающее вращательное движение вала, а также осевые его перемещения.

По зазорам dg и д& осуществлено также подвижное соединение, передающее радиальные перемещения вала 1 вместе с магнитным узлом относительно магнито- провода 2.25

При осевых перемещениях уплотняемо- го вала зазор между ним и магнитным узлом в зоне зазоров остается неизменным. Поэтому осевые перемещения вала не влияют на перепад давления, удерживав- 30 мый МЖУ. При радиальном биении вала МЖУ не заклинивает. В нем магнитный узел вместе с валом перемещается в радиальном направлении относительно мэгнитопровоАа-35

Технико-экономический эффект предложенного технического решения в сравнении с прототипом заключается в увеличении удерживаемого им перепада давления, а также обеспечении его работоспособности .« при осевых перемещениях и радиальном биении вала.

В прототипе незначителен градиент магнитного поля между полюсными наконечниками, незначительно также количество рабочих зазоров между полюсными 5 наконечниками, определяющие перепад давления, удерживаемый МЖУ при.выполнении вала из немагнитного материала.

В предлагаемом МЖУ для увеличения градиента магнитного поля в зазоре между 50 магнитным узлом и валом на полюсных на0

Q

5

0

5

«

5

0

конечниках постоянных магнитов 4, 5 и кольцевой проставки 10 выполнены встречные кольцевые зубцы. Количества рабочих зазоров, в зоне которых образуется неравномерное (градиентное) магнитное поле, в нем увеличено за счет торцовых рабочих зазоров между соседними полюсными наконечниками 7, 8 и кольцевой проставки 10 между ними. Все это позволило увеличить перепад давления, удерживаемый МЖУ.

При незначительном осевом перемещении вала в прототипе зубцы на полюсных наконечниках, на которых выполнены кольцевые канавки ,оказываются над канавками на валу. В этом случае прототип не работоспособен даже при выполнении вала из магнитного материала.

В предлагаемом МЖУ при осевых перемещениях уплотняемого вала зазор между ним и магнитным узлом в зоне зазоров 1- 4 остается неизменным. Поэтому осевые перемещения вала не влияют на перепад давления, удерживаемый предлагаемым МЖУ.

При радиальном биении вала, большем величины зазора между валом и магнитным узлом, прототип заклинивает.

Предлагаемое МЖУ при радиальном биении вала не заклинивает. В нем магнитный узел вместе с валом перемещается в радиальном направлении относительно магнито- провода.

Формула изобретения . Магнитожидкосгное уплотнение, содержащее магнитный узел в виде ряда постоянных магнитов осевого намагничивания и полюсных наконечников, охватывающих вал из немагнитного материала, и ферромагнитную жидкость в уплотняемых зазорах, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевым магнитопровод, охватывающим торцевые поверхности магнитного узла с образованием с полюсными наконечниками торцевых уплотняемых зазоров, каждый магнит снабжен индивидуальными полюсными наконечниками, а также уплотнение снабжено кольцевой про- .ставкой из магнитного материала, размещенной между полюсными наконечниками магнитов и образующей с ними и валом уплотняемые зазоры, при этом магниты установлены относительно друг друга разноименными полюсами.

to я

8 5 $

/J