Магнитно-жидкостное уплотнениеВРАщАющЕгОСя ВАлА Советский патент 1981 года по МПК F16J15/40 F16J15/43 

1(54) МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЦЕГОСЯ ВАЛА

I

Изобретение относигся к уплотнительЬой технике и может быть использовано ь различных отраслях народного хозяйства для уплотнения вращающихся валов, машин и механизмов при наличии перепадов давления.

Известна конструкция магнитно-жидкостных уплотнений, основу которой составляет кольцевой магнит. По торцам магнита установлены полюсные наконечники, охватывающие уплотняемый вал с зазором, заполненным ферромагнитной жидкостью. При наличия давления с одной стороны полюсного наконечника ферромагнитная жидкость смещается вдоль вала в осевом направлении, но удерживается в зазоре магнитной силой, возникающей при отклонении феиюмагнитной жидкости от положения равновесия под полюсным наконечником fl.

Недостатком известной конструкции уплотнения является сплошное заполнение ферромагнитной жидкостью объема между уплотняемыми зазорами. Из самого приндипа действия магнитно-жидкостного уплотнения следует, что максимальное противодействие прилагаемому давлению достигается, когда ферромагнитная жидкость располагается лишь по одну сторону уплотняемого зазора. В случае наличия ферромагнитной нидкости по обе стороны зазора результирующая сила магнитного противодавления уменьшается и при полной симметрии расположения жидкости относительно зазора стремится к нулю.

Известно также, что ресурс магнитножидкостного уплотнения определяется, прежде всего, устойчивостью ферромагнитной жидкости. При высоких окружных скоростях уплотняемого вала мощности потерь за счет вязкого трения в ферромагнитной жидкости составляют сотни ватт и вызывают сильный разогрев ее. В результате испаряется жидкость...носитель и герметичность уплотнения нарушается.

Цель изобретения - повьпление удерживаемого перепада давления и долговечности магнитно-жидкостных уплотнений. Указанная цель достигается тем, что объем меншу уплотняемыми зазорами заполняется немагнитной жидкостью, несмешивающейся сферромагнитной жидкостью в зазорах, а к крайним зазорам подведены капилляры для подачи подпитывающей ферромагнитной жидкости, идентичной по составу с рабочей, но с намагниченностью 1-3 кА/м. Причем подпитывающая жидкость подается в капилляр под давлением, равным полусумме давления в полостях, прилегающих к noftocTH с капилляром. На чертеже изображено уплотнение, общий вид, в разрезе. Уплотнение имеет немагнитный кор- рус I, в котором установлены постоянные магниты 2, по торцам которых раз мещены полюсные наконечники 3. образую щие кольцевые зазоры с валом 4. запол- ненные рабочей ферромагнитной жидкостью 5. Межполюсные объемы заполнены немаг нитной жидкостью 6, а к крайним зазорам уплотнения изнутри подведены капилляры 7 для подвода подпитывающей ферромагнитной жидкости. Уплотнение работает следующим образом. При создании перепада давлений {р Р )ферромагнитная .жидкость в зазорах смещается из первоначального положения равновесия, в результате чего возникает противодействие прилагаемому перепаду давлений. Заполнение межполюсных объемов немагнитной жидкостью 6 позволяет равномерно распределять нагрузку на все уплотняемые зазоры, обеспе 1ивает оптимальные условия для противодействия прилагаемому перепаду давления, улучшает теплоотвод, а также исключает возможность испарения жидкости носителя из ферромагнитной жидкости во всех зазорах, за исключением крайних, имеющих контакт с внешней средой. Для восполнения испаряющейся жидкости-носителя из крайних зазоров служат капил ляры 7.. Процесс восполнения происходит следу щим образом. В первоначальный момент при создании перепада давлений в каждой из межп люсных полостей устанавливается давлени равное полусумме давлений в полостях, прилегающих к данной. Таким ,образом, .давления в полости и капилляре равны, и подпитываюшая ферромагнитная жидкость из капилляра не вытекает. В процессе ксплуатации происходит .испарение жидости-носителя рабочей ферромагнитной жидкости, ее объем в зазоре уменьшаетя и в полости с капилляром создается азрежение, что вызывает истечение из апилляра некоторого количества подпиывающей ферромагнитной жидкости. Это стечение продолжается до тех пор, пока бъем рабочей ферромагнитной жидкости танет равен первоначальному,,и давление в капилляре и полости вновь уравняется. Таким образом, процесс осуществляется автоматически. Испол1 зование в качестве подпитывающей жидкости слабого раствора рабочей ферромагнитной жидкости (с намагниченностью 1-.ЗкА/м) обеспечивает ее направленное течение из капилляра в рабочий зазор уплотнения, в то время как замена ее на чистую жидкость-носитель этого не обеспечивает. Таким образом, предлагаемое уплотнение за счет заполнения межполюсных объемов нетлагнитной жидкостью обеспечивает равномерную нагрузку на каждый уплотняющий зазор и улучшение геплоотвода, а за счет капилляров - автоматическую подпитку рабочих зазоров ферромагнитной жидкостью, тем самым достигаются оптимальные условия работы уплотнения, повышается его долговечность и удерживаемый перепад давлений. формула изобретения Магнитно-жидкостное уплотнение вра;щающегося вала, состоящее из корпуса с установленным в нем кольцевым магнитом, по торцам которого размещены полюсные наконечники, охватывающие герметизируемый вал с рабочим зазором, заполненным рабочей ферромагнитной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью увеличения удерживаемого перепада .гдавпения и долговечности, пространство между валом, полюсными наконечниками и магнитом заполнено немагнитной жидкостью, а к крайним рабочим зазорам подведены капилляры для подачи подпитывающей ферромагнитной жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР , № 34О814. кя F 15/54. 1969.