Магнитожидкостное уплотнение

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУ БЛИН (19) (11) (1) 4 F 16 J 15/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808307/25-08 (22) 05.11.84 (46) 30.04.86. Бюл. 11 16 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машино- строения (72) Е.В. Шатаев,,В.И. Перевозников, В.А. Земсков и Б.В. Корниенко (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1095002, кл. F 16 .Т 15/40, 1983. (54) (57) 1 ° МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее магнитный узел в виде постоянного магнита с полюсными наконечниками, ферромагнитную жидкость в уплотняемом зазоре, втулку вала, промежуточный элемент, размещенный между втулкой вала и корпусом, и подшипники, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повьппения надежности уплотнения в условиях радиально-угловых биений и осевых перемещений вала, оно снабжено аксиальноподвижным кольцом, установленным через вторичный уплотнительный элемент в корпусе и поджатым пружинами в сторону промежуточного элемента, а магнитный узел с подшипниками смонтирован и уплотнен по наружному диаметру в промежуточном элементе, кото рый выполнен в виде плавающего стакана, контактирующего одной торцовой поверхностью с аксиально-подвижным кольцом, а между другой торцовой поверхностью и корпусом установлен упругий элемент, при этом жесткость пружин меньше жесткости упругого элемента.

2. Уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем улучшения условий охлаждения, упругий элемент выполнен в виде эластичного кольца.

1227885

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения валов машин и аппаратов.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения в условиях радиально-угловых биений и осе» вых перемещений вала за счет размещения магнитного узла в плавающем стакане, одна торцовая поверхность которого контактирует с аксиальноподвижным поджатым кольцом, а другая поджата упругим элементом.

На фиг. 1 показано, уплотнение, разрез; на фиг.2 — вариант выполнения упругого элемента (узел 1 на фиг. 1) .

Магнитожидкостное уплотнение состоит из немагнитного корпуса 1, фланца 2, втулки 3, закрепленной на валу 4 винтом 5. В корпусе 1 размещен немагнитный плавающий стакан 6 с крьппкой 7, который .установлен через подшипники 8 и 9 скольжения на втулке 3. В плавающем стакане 6 размещены постоянный кольцевой магнит 10 с полюсными наконечниками 11, которые образуют совместно с втулкой 3 уплотняемый зазор 12, заполненный ферромагнитной жидкостью 13. На поверхностях полюсных наконечников 11 выполнены кольцевые канавки 14 для создания неоднородного магнитного поля.

Плавающий стакан 6 образует одной своей торцовой поверхностью подвижный герметичный контакт 15 с антифрикционным вкладышем 16 аксиальноподвижного кольца 17. Аксиально-подвижное кольцо 17 установлено герметично в кольцевой проточке 18 корпуса 1 и поджато пружинами 19 к торцовой поверхности плавающего стакана 6.

В крьппке 7 стакана 6 установлен упругий элемент 20, в качестве которого могут быть использованы пружины или эластичное кольцо 21, имеющее жесткость большую, чем жесткость пружин 19.

Использование кольца 21 в качестве упругого элемента позволяет герметично отделить выходное отверстие для вала во фланце уплотнения, предотвратить перетекание охлаждающей жидкости из камеры охлаждения, что дает воэможность подавать охлаждающую жидкость под давлением, улучшает охлаждение уплотнения.

Плавающий стакан 6 и аксиальноподвижное кольцо 17 зафиксированы от проворота штифтами 22 и 23. Средний диаметр эффективной площади:

5 аксиально-подвижного кольца 17 выполнен равным среднему диаметру уплотняемого зазора 12, что позволяет разгрузить подшипники уплотнений от осевых нагрузок, создаваемых уплотняемой средой, герметизация подвижных и неподвижных соединений осуществляется вторичными уплотнительными элементами 24-27. В корпусе 1 выполнены отверстия для подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Иагнитожидкостное уплотнение работает следующим образом.

Под действием перепада давлений

Ферромагнитная жидкость 13 выталкивается из уплотняемого зазора 12, однако под действием магнитной силы, которая действует на ферромагнитную жидкость 13 и пропорциональна градиенту магнитного поля в осевом направлении, ферромагнитная жидкость 13 удерживается в уплотняемом зазоре 12 между втулкой 3 и полюсными наконечниками

11 при неподвижном и вращающемся вале 4, обеспечивая таким образом, герметизацию системы в целом.

При радиальных смещениях вала 4 вместе с ним смещается и плавающий стакан 6. В результате этого смещения между центрами приложения гидравлических сил, действующих на аксиальноподвижное кольцо !7 и на плавающий стакан 6, в осевом направлении возникает плечо, обуславливающее появле40 ние опрокидывающего момента, который уравновешивается изменяющимся при этом соотношением усилий, развиваемых элементом 20 (21) и пружинами 19.

Поскольку жесткость упругих элементов 20 (21) в несколько раэ выше жесткости пружин 19, действующих на аксиально-подвижное кольцо 17, то даже при возникновении минимального опрокидывающего момента резко возрастают усилия от упругих элементов

20(21), компенсирующих его, что снижает усилия на подшипники 8 и 9 и уменьшает их износ. В то же время низкая жесткость пружин 19 обеспечивает компенсацию угловых биений вала

4 и неточностей монтажа уплотнения, тем самым повьш ается надежность уплотнения в целом.

1227885

Осевые перемещения вала 4 вызывают перемещение вместе с ним втулки 3 относительно магнитного узла, но работоспособность уплотнения при этом не нарушается, так как герметичность по валу 4 обеспечивается уплотнительным эластичным элементом

26, а по втулке 3 ;магнито-: жидкостным уплотнительным бло ком.

1227885

Составитель А.Бельцова

Техред И.Верес Корректор Е.Рошко

Редактор А. Гулько

Заказ 2277/38

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4