Магнитожидкостное уплотнение

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1219854

<5114 F 16 J 15/40 асгсовзщ

1 1

° 1 Х!;,", . - (,t"j; g

И1 МПТЖд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3787512/25-08 (22) 04.09.84 (46) 23.03.86. Бюл. R ll (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72)В.И.Цветков, В.И.Перевозников, Э.Н.Гагарин, В.А.Земсков и В.В.Шибаров (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 916844, кл. F 16 J 15/40, 1979.

Патент Франции У 2356066, кл. F 16 J 15/40, опублик. 1978. (54)(57) МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее постоянный магнит с .полюсными наконечниками, установленный на валу или в корпусе, средство разгрузки уплотнения и магнитную жидкость в уплотняемых зазорах, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, .средство разгрузки уплотнения выполнено в виде винтовой пары и стояночного уплотнения, при этом винтовая пара образована закрепленной на валу втулкой и аксиально подпружиненным поршнем, герметично установленным в выполненной в корпусе кольцевой проточке, сообщенной каналом с уплотняемой средой, а стояночное уплотнение выполнено в виде эластичного элемента, установленного на входе в полость, образованную втулкой и полюсными наконечниками, и поджатого упругим элементом, закрепленным в корпусе.

1219854 2

10

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения валов аппаратов, находящихся под вакуумом или под избыточным давлением в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промьпапенности, Цель изобретения - повышение надежности уплотнения путем выполнения средства разгрузки уплотнения в виде винтовой пары с изменяющейся рабочей длиной в зависимости от давления уплотняемой среды и использования стояночного уплотнения, что дает возможность создавать противодавление перед рабочими зазорами магнитожидкостного уплотнения, отслеживающеедавлеяие уплотняемой среды, и поддерживать его величину при остановке вала.

На чертеже показано магнитожидкостное уплотнение, разрез.

В корпусе 1; выполненном из магнитного материала, установлен одним из полюсов постоянный кольцевой магнит 2 с полюсным наконечником 3, за,крепленным на другом его полюсе.. .На валу 4 через сменное калибровайное по толщине кольцо 5 герметично установлена втулка 6 с выполненным в ней заправочным каналом 7, закрытым пробкой 8. Втулка 6 закреплена на валу 4 винтом 9. Уступ 10, выполненный на торцовой поверхности полюсного наконечника 3, образует с уступом 11, выполненным на внутренней поверхности втулки 6, рабочий уплотяяемый зазор 12, заполненный магнитной жидкостью 13, поступающей по каналу 7. Выполнение заправочного канала 7 во втулке 6 позволяет производить периодическую подэаправку (подпитку) уплотнительяого зазора 12 магнитной жидкостью 13 без разборки уплотнения, что упрощает его эксплуатацию.

В цилиндрйческой кольцевой проточке 14 корпуса 1, связанной с уплотняемой средой каналом 15, герметично,установлен аксиально-подвижный поршень 16, образующий своей сопряженной цилиндрической поверхностью с наружной поверхностью втулки 6 гидродинамическую. винтовую пару 17 нагнетающего устройства, т.е. на сопряженных поверхностях поршня 16 и втулки 6 выполнена винтовая резьба

18 и 19 соответственно. Винтовая пара 17 разделяет внутреннее пространство уплотнения на две полости— внутреннкио 20 и внешнкио 21, заполненные немагнитной жидкостью, не смешивающейся с магнитной. Поршень 16 фиксируется от проворота шпонкой 22, установленной в пазу 23, выполненном в корпусе 1. Поршень 16 подпружинен пружинами 24, упирающимися своими торцами в опорную крьппку 25, выполненную из магнитного материала и установленную с возможностью аксиального перемещения относительно корпуса 1. Крышка 25 крепится к корпусу 1 с помощью винтов 26., Между крьппкой

25 и втулкой 6 имеется радиальный уплотняемый зазор 27, заполненный магнитной жидкостью 13. Для создания неравномерного магнитного поля яа торцовой поверхности уступа 10 полюсного наконечника 3 и на цилиндрической поверхности крьппки 25, образующих уплотняемые зазоры 12 и 27, выполнены кольцевые канавки, заполненные магнитной жидкостью 13. На корпусе 1 закреплен упругий элемент 28, например лепестковая пружина, поджи-, мающая эластичный элемент 29 (напри-: мер, резиновое кольцо круглого сечения) к коническим поверхностям 30 и

31, выполненным в корпусе 1 и на втулке 6 соответственно.

Герметичность разъемных и подвижных соединений обеспечивается уплотнительными элементами 32.

В корпусе 1 выполнены отверстия

33 и 34 для подачи и отвода немагнит" ной жидкости.

Величина рабочего уплотняемого зазора 12. устанавливается с помощью сменных кабированных по толщине колец 5.

Уплотнение работает следукпцим образом.

Корпус 1, кольцевой постоянный магнит 2 с полюсным наконечником 3, втулка 6 и опорная крьппка 25 образуют замкнутую через магнитную жидкость цепь, по которой проходит магнитный поток 1, создаваемый постоянным магнитом 2. Магнитная жидкость в уплотняемых зазорах 12 и 27 удерживается за счет магнитных сил, созда" ваемых магнитным полем. Кроме того, при вращении вала 4 во внутренней полости 20 перед рабочим уплотняемым зазором 12 создается противодавлеяие

Ф

3l б

ll

3

2Ф о

31

ВНИИПИ Заказ 309/46 Тираж 880 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 иемагнитной жидкости винтовой парой

17, производительность которой, а следовательно, и величина противодавления, зависят от ее рабочей длины.

Последняя, в свою очередь, зависит от давления уплотняемой среды. Например, при увеличении давления уплотняемой среды, она через канал 15 поступает в кольцевую цилиндрическую проточку 14 и, воздействуя на аксиально подвижный поршень 16, заставляет его перемещаться в полость 21 и сжимать пружины 24, увеличивая при этом рабочую длину винтовой пары 17.

При этом немагнитная жидкость нагнетается из полости 21 в полость 20.

Это вызывает повышение противодавления немагнитной жидкости перед рабочим уплотняемым зазором 12. При понижении давления уплотняемой среды поршень 16 под во;здействием пружин 24 перемещается в обратном направлении в кольцевую цилиндрическую проточку

14, уменьшая при этом рабочую длину винтовой пары 17 и снижая таким образом противодавление во внутренней по19854 4 ласти 20. Величина перемещения аксиально подвижного поршня 16 определяется жесткостью пружин 24, которая регулируется изменением положения аксиально подвижной опорной крышки

25 с помощью ввинчивания — вывинчивания винтов 26.

При остановке вала 4 напор, созда"

1б ваемый винтовой парой 17, падает, и эластичный элемент 29 стояночного уплотнения упругим элементом 28 герметично поджимается к коническим поверхностям 30 и 31 выполненным в

15 корпусе 1 и на втулке 6, предотвращая таким образом падения давления немагнитной жидкости во внутренней полости 20 ° При включении привода вала 4 винтовая пара 17 создает дав2н ление жидкости перед Входом во внутреннюю полость 20, под действием которого эластичный элемент 29 вместе с упругим элементом 28 отжимаются от конических поверхностей 30 и 31, от25 крывая при этом вход во внутреннюю полость 20 для немагнитной жидкости.