Магнитожидкостное уплотнение Советский патент 1980 года по МПК F16J15/40 F16J15/43 

(54) МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

I

Изобретение относится к уплотиительной те.хнике, в частности к .магнитожидкостным уплотнениям, применяе.мым для герметизации подвижных элементов, работающих в вакууме, газовых и биологических средах.

Известны различные конструкции магнитожидкостных уплотнений, имеюпхие опорный и уплотняюп1ий узлы, причем последний содержит кольцевой постоянный магнит с п(Г1юсами, обхватывающими вал. В качестве уплотнителя используется феррожидкость, заполняющая зазоры между валом и полюсами 1 .

Известно магнитожидкостное уплотнение, принятое в качестве прототипа, служащее для разделения сред с различными давлениями, например вакуума и атмоеферы. Оно состоит из корпуса, кольцевого магнита, образующего замкнутую полость под .магнитную жидкость,омывающую вал. С торцов кольцевого магнита установлены полюсные наконечники 2.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокий ресурс работы феррожидкости в уплотнении при вращении вала и ограничение величины удерживаемого перепада давления, так как в таких уплотпе}|иях не предусмотрено устройство, препятствующее образованию в феррожидкости круппых агрегатных соединений из магнитных частиц.

Целью изобретения является увеличение J ресурса работы феррожидкости в уплотнении, а также удерживаемого перепада давления.

Это достигается тем, что уплотнение снабжено стаканом и найбой из диэлектрического материала, установленных между корпусом и магнитной системой, при этом между полюсными наконечниками установлен металлический цилиндр, а наконечники и вал электрически соединены с генератором импульсных напряжений.

Металлический цилиндр, соединяющий полюсные накопечпики, может быть выполнен из немагнитного .материала.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.

.Магнитожидкостное уплотнение содержит полюсные наконечники 1 с расположенными па них кольцевыми канавками 2, заполненными немагнитным материалом. Полюсные наконечники соединены цилиндром 3 из немагнитного металлического материала. Кольцевой магнит 4 изолирован от корпуса 5 диэлектрическими стаканом 6 и шайбой 7, концентрически обхватывающими вращающийся вал 8, омываемый феррожидкостью 9. Через вывод 10 в полюсные наконечники 1, электрически соединенные немагнитным цилиндром 3, и уплотняемый вал 8 через щеточный контакт 11 подключаются к генератору 12 импульсных напряжений. Если уплотняемый вал будет соединен электрически через подщипники с корпусом, то щеточный контакт можно убрать и присоединить один вывод непосредственно к корпусу. Кольцевой магнит 4 и полюсные наконечники 1-, рабочие зазоры .между полюсными наконечниками и валом, заполненные феррожидкостью, а также участок вала 8 между полюсными наконечниками образуют замкнутую магнитную цепь. Взаимодействие магнитожидкостного кольца с магнитным полем в рабочем зазоре препятствует вытеканию феррожидкости под действием внешнего перепада давления. В процессе эксплуатации уплотнения в феррожидкости образуются агрегатные соединения из магнитных частиц, что в значительной степени снижает ресурс работы феррожидкости в уплотнении. В предлагаемом магнитожидкостном уплотнении для разрушения таких агрегатов используются электрические импульсы напряжения, получаемые от генератора импульсных напряжений и вызывающие пробой феррожидкости в рабочем зазоре. Импульсы напряжения подаются с ГИНа на рабочий зазор, заполненный феррожидкостью через полюсные наконечники, которые электрически соединены не.магнитным металлическим цилиндром 3, и вал. Амплитуда импульсов напряжения выбирается такой, чтобы феррожидкость в зазоре пробивалась под действием поданных импульсов. Электрическое соединение полюсных наконечников обеспечивает одинаковые условия пробоя феррожидкости в зазорах под наконечника.ми. Электрический пробой феррожидкости происходит в том месте, где имеется наименьшая электрическая прочность феррожидкости. Такие ослабленные в электрическом отношении места в феррожидкости возникают в процессе ее работы в уплотнении там, где в феррожидкости образуются крупные агрегаты из твердых магнитных частиц. Вследствие электрического разряда в феррожидкости происходит разрущение крупных агрегатных соединений из магнитных частиц на более мелкие частицы. Этот процесс продолжается непрерывно по мере подачи импульсов напряжения на рабочий зазор, заполненный феррожидкостью, в процессе эксплуатации магнитожидкостного уплотнения. Систематическое разрущение крупных агрегатов из магнитных частиц, которые образуются в процессе работы феррожидкости в магнитожидкостном уплотнении, обеспечиваемое импульсными электрическими разрядами, позволяет избежать образования крупных агрегатов в феррожидкости и повысить срок службы магнитожидкостного уплотнения, а также величину удерживаемого перепада давления. Результаты эксперимента показывают, что магнитожидкостные уплотнения, феррожидкость в которых подвергается обработке импульсными электрическими разрядами, обладают значительно большим ресурсом работы и выдерживают больший перепад давления. Формула изобретения 1. Магнитожидкостное уплотнение, в корпусе которого установлена магнитная система, состоящая из кольцевого магнита и полюсных наконечников, образующая замкнутую полость под феррожидкость, омывающую вал, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы и удерживаемого перепада давления, оно снабжено стаканом и шайбой из диэлектрического материала, установленных между корпусом и магнитной системой, при этом между полюсными наконечниками установлен металлический цилиндр, а наконечники и вал электрически соединены с генератором импульсных напряжений. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что металлический цилиндр, соединяющий полюсные наконечники, выполнен из немагнитного материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3620584, ют. 308-187, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 420836, кл. F 16 J 15/54, 1973. / 3 g 5