Магнитно-жидкостное уплотнение

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„,Щ„„12) 3297

151> g Г 16 J 15/40

О1 1ИОАНИЕ ИЗОБРЕЛ ЕНИЯ

H А BTOPCHGMV СВйДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3729624/25-08 (22) 05.01.84 (46) 23.02.86. Бюл. ¹ 7 (7l) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72) 3. H. Гагарин, В. В. Шибаров и В. И. Цветков (53) 62.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СС(:P № 1099159, кл. F 16 J 15/40, 1983. (54) (57) l. МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ

УПЛОТНЕ NE, содержащее постоянные кольцевые магниты, установленные последовательно в корпусе и поджатые в осевом направлении подпружиненной втулкой, и магнитную жидкость в уплотняемых зазорах, о.-.ичаюцееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения за счет повышения удержиьаемого перепада давления, оно снабжено обоймамп, установленными на каждом м;.гни ге по наружному и внутреннему диаметрам и уплотненными по валу и корпусу поочередно магнитной жидкостью и уllлотнительнt |ми элементами, причем магниты установлены с торцовыми зазорами н наè,>: алены одноименными полюсамн друг к д1 у гll

2. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, г. G со стороны высокого давления установлен гидрозатвор, заполненный защитной жидкое Гью.

3. Уплогнение llo пп. 1 и 2, oTRll÷àþи неся тем, что в качестве защитной жид- Я кости используется магнитная жидкость.

12

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения валов и аппаратов в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения путем повышения удер>киваемого перепада давления за счет выполнения торцово-лабиринтного пакета из постоянных магнитов, размещенных в обоймах.

На чертеже изображено магнитно-жидкостное уплотнение, разрез, при выполнении каркаса и вала из немагнитного материала (вариант I) и из магнитного материала (вариант 11).

Уплотнение состоит из постоянных кольцевых магнитов 1, которые обхвачены обоймами 2 и 3 по наружному и внутреннему диаметрам соответственно и размещены в корпусе 4. Обоймы 2 и 3 уплотнены относительно корпуса 4 и вала 5 поочередно магнитной жидкостью 6 (в зазорах 7 и 8) и уплотнительнымп элементами 9, в качестве которых могут быть использованы, например, резиновые кольца или манжеты.

Торцы постоянных магнитов установлены один навстречу другому одноименными

Iол!Осями и образу!От ме>кдy собой плоские кольцевые зазоры 10, в которых 1аходится магнитная жидкость 6.

Постоянные магниты 1 с обоймами 2 и 3 и зазорами 7, S и 10 образуют торцоволабиринтный пакет, поджимасмый нажимпой втулкой 11 и пру>киной 12.

Со стороны высокого давления на валу 5 может быть установлена магнитная втулка 13 и стакан 14, уплотненный по валу 5 с помощью круглого резинового кольца 115, которые образуют гидрозатвор, 1 идрозатвор может быть заполнен защитной 16 или магнитной жидкостью или комбинацией защитной и магнитной жидкостей, Уплотнение работает следующим образом.

Корпус 4, вал 5 и торцово-лабиринтный пакет с втулками 11 и 13 образуют магнитопроводную систему, распадающук1ся на отдельные замкнутые магнитные цепи. При этом магнитные цепи, образованные магнитной жидкостью 6 II зазорах 7 и 8, валом 5 или корпусом 4 и обоймами 2, представляют собой магнитные цепи обычных магkIIITo-жидкостных уплотнений.

Основной уплотняющий эффект обеспешвяется торцово-лабирпнтным пакетом за счет преодоления магнитных сил и сил гидравлического сопротивления зазоров 10 магнитной жидкостью 6. Благодаря тому, что постоянные магниты 1 в торцово-лабиринтном пакете одноименными полюсами II3правлены один навстречу другому, обоймы

2 If 3 II магниты 1 отталкиваются друг от друга, занимая на валу 5 и корпусе 4

13297

l5

50 определенное поло>кение, характеризующееся величиной зазоров 10, которые в зависимости от регулируемого усилия пружины

12 при сокращении осевого размера пакета могут быть сколь угодно малыми. При этом магнитная жидкость 6 вытесняется из зазоров 10 в чередующиеся по валу 5 и корпусу 4 зазоры 7 и 8, ограниченные уплотнительными резиновыми кольцами 9, образуя отдельные чередующиеся замкнутые магнитные цепи, замыкающиеся через магнитный вал 5 или магнитный корпус 4. Давление

l магнитной жидкости 6 в зазорах 7 и 8 определяется величиной поля постоянных магнитов 1 и обеспечивает первоначальный уплотняющий эффект уплотняемых зазоров между валом 5 и корпусом 4.

При вращении вала 5 возникающие угловые и радиальные биения компенсируются за счет сямоустяновки обойм 2 и 3 благодаря силам мап1нтного их отталкивания и имею1цимся степеням свободы в зазорах 7 и 8, а также в эластичных круглых резиновых кольцах !5. В дальнейшем, при подаче

;Iàâëåíèÿ в аппарат, магнитная жидкость 6, находящаяся в гидрозатворе между валом 5 и магнитной втулкой 13, а также в зазо1>ах

7 и 8 может быть выдавлена из торцоволябиринтного пакета только через зазоры

10, прп этом необходимо преодолеть сопротивление магнитных сил и сил суммарного гидравлического сопротивления зазоров 10.

Поскольку магнитная жидкость 6, находящаяся в зазорах 7 и 8, иракти1ески несжимяема, то при сокращении осевых размеров торцово-лабиринтного пакета, т. е, при выдавливании магнитной жидкости 6 из .азоров 7 II 8, зазоры 10 также уменьшаются и заполняются магнитной жидкос гью 6, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивле11ие уплотнения. При этом во избежание осевой подвижки торцово-лабиринтного пакета в целом усилие пру>кины 12, действующее на на>кимную втулку 11, должно быть по мере роста уплотняемого давления увеличено до полного исключения утечки магнитной жидкости 6 из уплотнения и осевой подвижки нажимной втулки 11, которая в других вариантах исполнения мо>кет быть и жестко фиксировяш1ой относительно корпуса 4.

Таким образом, создается упругий с самоустанявливя101цичися магнитными элемеllтами торцово-лабиринтный пакет мягнитн0жидкостного уплотнения, удерживаемый перепад давления в котором обеспечивается за счет преодоления суммарных сил магнитного и гидравлического сопротивления

11РИХОжДЕНИЧО ПОтОКа МаГНИтНОй >КИДКОСтИ ЧЕрез регулируемые зазоры и в зависимости от величины этих зазоров может бьгп, значительно увеличен.

ВНИИПИ Зак 13 770!49 Тираж 880 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4