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

(54) МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды с повыщеннын лерепадом давления.

По основному авт. св. № 813060 известно магнитно-жидкостное уплотнение, выполненное в виде самоустанавливающегося на ферромагнитном валу магнитного узла, торцевые поверхности которого охватываются магнитопроводом. Поток образованный магнитом, в этом уплотнении разветвляется по двум цепям: одна его часть замыкается через вал, препятствуя вытеканию ферромагнитной жидкости из радиального зазора между валом и магнитным узлом, а другая - через магнитопровод, препятствуя вытеканию ферромагнитной жидкости из торцевых зазоров между магнитным узлом и магнитопроводом 1.

Недостатками известного уплотнения являются низкая технологичность, малая надежность, завыщенные масса и габариты, низкий удерживаемый перепад давления.

Первые два недостатка обусловлены тем, что известное уплотнение выполнено не в виде независимого агрегата, отдельно собираемого, подвергаемого обкатке, контрольным испытаниям и устанавливаемого в законченном виде в изделие.

Третий и четвертый недостатки обусловлены тем, что в каждом зазоре уплотнения протекает не весь поток, образованный постоянным магнитом, а только часть его.

Третий недостаток усугубляется еще и

10 тем, что вал должен быть выполнен из ферромагнитного материала с большой плотностью.

Целью изобретения является повышение надежности, технологичности и удерживае15мого перепада давлений при уменьшении габаритов и массы уплотнения.

Поставленная цель достигается тем, что магнитный узел установлен на валу через контактное уплотнение, магнитопровод вы20полнен в виде корпуса и самоустанавливающихся в нем колец.

При этом на одной из обращенных одна к другой поверхностей корпуса и колец могут быть выполнены кольцевые канавки.

На чертеже приведена конструкция уплотнения.

Уплотнение выполнено в виде отдельного агрегата и включает в себя магнитный узел в виде кольцевого постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2 и 3 в обойме 4, установленный на валу 5 из немагнитного материала через контактное уплотнение - резиновые кольца 6 и 7. Торцевые поверхности магнитного узла охвачены магнитопроводом, выполненным в виде корпуса 8 и самоустанавливающихся в нем колец 9 и 10.

Для исключения «залипания колец 9 и 10 к торцевым поверхностям магнитного узла, а также уменьшения потерь на уплотнении между полюсными наконечниками 2 и 3 и кольцами 9 и 10 установлены тела качения - шарики 11. Для создания неравномерного магнитного поля (градиента поля) в зазорах 6i и бг между кольцами и полюсными наконечниками на последних выполнены кольцевые канавки.

Для создания неравномерного магнитного поля в зазорах 6з и 64 между корпусом 8 и кольцами 9 и 10 аналогичные канавки выполнены на цилиндрической поверхности колец. Неравномерное магнитное поле в зазорах 6з и 64 может быть обеспечено выполнением кольцевых канавок в корпусе 8 при гладких цилиндрических поверхностях колец 9 и 10.

Рабочие зазоры 6i, 62, бз и 6 заполнены ферромагнитной жидкостью 12.

Уплотнение собирается отдельно от вала 5. Отдельно оно регулируется, подвергается обкатке и контрольным испытаниям. Затем его магнитньш узел через резиновые кольца 6 и 7 устанавливается на валу 5, а корпус 8 закрепляется к уплотняемому изделию.

Кольцевой магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, магнитопровод в виде корпуса 8 и колец 9 и 10 и рабочие зазоры бь бз, бз и 64, заполненные ферромагнитной жидкостью 12, образуют замкнутую магнитную цепь, соответствуюшую потоку Ф на чертеже.

При прохождении магнитного потока Ф через кольца 9 и 10, корпус 8 и рабочие зазоры бз и 64 возникает радиальное усилие, под действием которого кольца 9 и 10 притягиваются («залипают) к корпусу 8.

Магнитный поток Ф развивает также и осевую силу, под действием которой кольца 9 и 10 прижимаются через шарики 11 к полюсным наконечникам 2 и. 3.

Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ферромагнитной жидкости 12 с полем постоянного магнита 1, препятствует вытеканию ферромагнитной жидкости 12 под действием перепада давления из зазоров 6i, 62, 65 и 64. Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости 12, индукции в зазорах 5ь бг, бз и 64 и пропорциональна градиенту магнитного поля.

Предлагаемая конструкция уплотнения выполнена в виде независимого агрегата. Йослёднее позволяет повысить надежность и технологичность уплотнения. В сравнении с известным предлагаемое уплотнение позволяет также повысить удерживаемый перепаддавления при одинаковых размерах магнитов и уменьшить массу и габариты всего уплотнения при одинаковом удерживаемом перепаде давления. Эти преимущества обусловлены те.м, что в каждом зазоре уплотнения протекает весь поток, образованный постоянным магнитом, а не часть его, как в известном уплотнении. Уменьшение массы уплотнения обусловлено также и тем, что в уплотнении вал может быть выполнен из материалов с небольшой плотностью, например алюминиевых сплавов или титана.

Формула изобретения

Источники, информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 813060, кл. F 16 J 15/40, 1978. / / J 7