Магнитно-жидкостное уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/43 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды с перепадом давления. Известны магнитно-жидкостные уплотнения вращающихся валов, содержащие кольцевой постоянный магнит, охватывающий вал и образующий с поверхностью вала полость, заполненную неразрывным слоем ферромагнитной жидкости, в которых специальными винтовыми нарезками на валу, либо системой каналов и щелей создается принудительная циркуляция ферромагнитной жидкости, позволяющая в некоторой степени увеличить теплоотвод из рабочего зазора 1. Недостатком этих уплотнений является сплощное заполнение герметизируемой полости ферромагнитной жидкостью, в результате чего происходит резкое снижение удерживаемого перепада давления, так как в этом случае противодействие приложенному давлению может оказать лищь один полюс магнитожидкостного уплотнения. Наиболее близко к предлагаемому изобретению по техническому рещению магнитножидкостное уплотнение, содержащее магнитные втулки, образующие с валом кольцевые полосы, заполненные ферромагнитной жидкостью, причем, с целью тепловвода используется эффект размагничивания ферромагнитной жидкости при нагреве ее до точки Кюри 2. Сплощное заполнение уплотняемого зазора означает наличие у данной конструкции недостатков. Кроме того, использование эффекта размагничивания ферромагнитной жидкости при нагреве дополнительно снижает удерживаемый перепад давления и надежность уплотнения в целом, так как при размагничивании ферромагнитной жидкости ум.еньщается сила взаимодействия ее с магнитным полем магнита, что может быть причиной разгерметизации уплотнения. Сама система циркуляции ферромагнитной жидкости также обладает малой надежностью, так как не является замкнутой, и поэтому не исключает возможности попадания газа на ее каналы. Целью изобретения является интенсификация теплоотвода из зазора уплотнения и повыщение надежности конструкции. Эта цель достигается тем, что рабочая ферромагнитная жидкость заполняет лищь

уплотняемые зазоры, образованные поверхностью полюсных наконечников, обращенной к валу и поверхностью вала, теплоотвод осуществляется через каналы, выполненные в полюсных наконечниках, соединенные трубопроводами с холодильником, причем один из выходов каждого канала расположен в зоне уплотняемого зазора, а каналы и трубопроводы образуют замкнутую систему, заполненную охлаждающей ферромагнитной жидкостью, точка Кюри которой заключена в интервале температур статического и динамического режима уплотнения. Точка Кюри рабочей ферромагнитной жидкости должна быть выше температуры динамического режима уплотнения.

На чертеже изображен общий вид магнитно-жидкостного уплотнения, разрез.

Уплотнение состоит из немагнитного корпуса, установленного в нем кольцевого постоянного магнита 2, по торцам которого размещены полюсные наконечники 3, охватывающие концентрично вал 4 с зазором, уплотняемым рабочей ферромагнитной жидкостью .5. В-полюсных наконечниках 3 выполнены каналы 6, которые трубопроводами 7-9 сообщаются с холодильником 10, образуя замкнутую систему, заполненную охлаждающей ферромагнитной жидкостью. Герметизация помадочных зазоров деталей уплотнения обеспечена прокладками 11.

Уплотнение работает следующим образом.

В статическом режиме (т. е. вал не вращается) охлаждающая жидкость неподвижна по причине равновесия сил магнитного взаимодействия в системе. При вращении вала 4 тепло, выделяющееся в рабочей ферромагнитной жидкости 5, распространяется по полюсным наконечникам 3, нагревая находящуюся в каналах б охлаждающую ферромагнитную жидкость, которая при достижении точки Кюри теряет магнитные свойства. В результате этого в зоне уплотняемого зазора нарущается равновесие сил магнитного взаимодействия охлаждающей ферромагнитной жидкости в каналах 6 и трубопроводах 7 с магнитным полем уплотняемого зазора и жидкость из трубопроводов 7 увлекается в каналы 6. Нагретая жидкость из каналов 6 по трубопроводам 9 поступает в холодильник 10 и далее по трубопроводам 8 и 7 вновь поступает в каналы 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение интенсифицирует теплоотвод из зоны рабочего зазора, увеличивает надежность системы циркуляции и уплотнения в целом.

Формула изобретения

Магнитно-жидкостное уплотнение, в корпусе которого установлен кольцевой магнит с примыкающими к его торцам полюсными наконечниками, охватывающими вал с зазором, заполненным рабочей ферромагнитной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплоотвода из зазора уплотнения и повышения надежности, в полюсных наконечниках выполнены каналы, соединенные трубопроводом с системой охлаждения и заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью, при этом один из выходов каждого канала расположен в зоне уплотняемого зазора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 494553, кл. F 16 J 15/54, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 616188, кл. F 16. J 15/54, 1976.