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

1

Изобретение относится к йашиностроению, а более конкретно - к уплотнениям вращающихся валов.

Известно многорядное магнитное уплотнение вращающегося вала, содержащее магниты и полюсные наконечники, выполненные с возможностью осуществления ступенчатого изменения магнитной индукции в зазорах, заполненных магнитной жидкостью, от максимальной величины и индукции в середине уплотнения к минимальной - у полюсных наконечников крайних магнитов l.

Недостатком такого уплотнения является то, что наибольшая сила, противодействующая уплотняемому давлению, определяется только магнитны полем постоянных магнитов, раз-мещенных в середине уплотнения, поэтому данное уплотнение недостаточно надежно и эффективно.

Цель изобретения - повышение на-: дежности и эффективности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в уплотнении постоянный кольцевой магнит выполнен в виде ступенчатой магнитной втулки, неподвижно закрепленной на валу и по/вижно соединенной с магнитным стаканом, внутри которого размещены магнитные диски, между.которыми расположены диамагнитные несмачиваемые прокладки, в магнитных дисках выполнены радиальйые пазы, смененные относительно пазов смежных дисков, при этом на Магнитной втулке образован торцовый лабиринт с примыкакядим магнитным диском.

На.фиг. 1 схематически изображено предлагаемое магнитно-жидкостное уплотнение, продольный разрез/ на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Уплотнение состоит из ступенчатой магнитной втулки 1, жестко насаженной на вал 2. Магнитная втулка 1 подвижно соединена со стаканом 3, выполненным из магнитного материала.

В стакане 3 в чередующеся порядке набраны магнитные диски 4 и кольцевые диамагнитные прокладки 5. Магнитные диски 4 выполнены с радиальными пазами 6. Внутренняя кольцевая

поверхность магнитных дисков выполнена вибронакаткой для создания микрорельефа. Одна из торцовых поверхностей втулки 1 и примыкающая к ней поверхность магнитного диска 4 выполнены с проточками выступ-впгицина.

благодаря чему создается торцовый лабиринт 7, зазор которого заполнен магнитной жидкостью 8. Магнитная жидкость 8 находится также в зазоре между валом 2, магнитными дисками 4 и диамагнитными прокладками 5/ Диамагнитные прокладки 5 выполнены из немагнитного материала, несмачиваемого магнитной жидкостью 8. Все устройство крепится к корпусу 9 механизма при помощи крышки 10. Магнитные диски 4 и диамагнитные прокладки 5 от проворачивания закреплены при помощи шпонки 11. Полюсный наконечник лабиринта 7 закреплен на торце втулки 1 и выполнен ступенчатой формы для создания концентрации магнитного потока, поэтому на его выступах образуются кольцевые зоны насыщения, обеспечиваквцие. максимальное взаимодействие магнитного поля с магнитной жидкостью 8. К магниту 1 примыкает стопорное кольцо.

Работа устройства ос5т1ествляется следующим образом.

Магнитная втулка 1, магнитные диски 4, уплотняемый вал 2 и магнитная жидкость 8 создают замкнутую магнитную цепь. Уплотняющая способность обеспечивается за счет торцового лабиринта 7, в зазоре которого находится магнитная жидкость 8, взаимодействуквдая с магнитным полем, и за счет взаимодейс- вия магнитной жидкости 8 с магнитными дисками 4. Благодаря выполнению радиальных пазов 6 на каждом диске 4 и установке этих дисков со смещением пазов каждого диска по отношению пазов последукядег диска создается большое количество неупорядочных точечных магнитных полей, взаимодействующих с магнитной жидкостью, чем обеспечивается плотна пленка магнитной жидкости, удерживающаяся в зазоре, что способствует устранению непосредственного металлического контакта вала и элементов уплотнения. Этому же способствует установка диамагнитных колец. Применение диамагнитных колец позволяет в большей мере улучшить уплотняквдую способность за счет использования эффекта различного направления сил поверхностного натяжения в узких зазорах и капиллярах со смачиваемыми

1и несмачиваекыми поверхностями. Так, магнитные диски 4 выполнены из смачиваемого материала (смачиваемость обеспечивается за счет магнитного взаимодействия) , а кольца - из несмачиваемого материала. В результате дейс.твия капиллярных сил поверхностного натяжения появляется запирающий участок, удерживающий магнитную жидкость в искривленной торцовой поверхности. При этом смачиваемая

О часть (магнитные диски) выполнены со стороны высокого давления. В итоге магнитная жидкость располагается в зонах с различными условиями смачиваемости, а действующие на их

5 искривленную поверхность капиллярные силы оказываются направленными в одну и ту же сторону и складывгиотся.

Максимальный перепад давления 0 увеличивается пропорционально числу пар магнитных дисков и диамагнитных прокладок. Таким образом, обеспечивается надежная и эффективная герметизация.

Формула изобретения

Магнитно-жидкостное уплотнение, содержащее постоянные кольцевые магниты, охватывающие вал, и немагнитные втулки, а также магнитный уплотнитель в кольцевом зазоре между валом и кольцевыми магнитами, о т личающееся тем, что, с це-v лью повышения надежности и эффективности, постоянный кольцевой магнит выполнен в виде ступенчатой магнитной втулки, неподвижно закрепленной на валу и подвижно соединенной с магнитным стаканом, внутри которого размещены магнитные диски, между которыми расположены диамагнитные несмачиваемые прокладки,- в магнитных дисках выполнены радиальные пазы смещенные относительно пазов смежных дисков, при этом на магнитной втулке образован торцовый лабиринт с примыкающим магнитным диском.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №340814, кл. F 16 J 15/54, 05.06.72