Магнитожидкостное уплотнение

 

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации валов, работающих в условиях перепада давления . Целью изобретения является повышение надежности уплотнения в условиях изменяющейся частоты вращения вала путем изменения магнитной индукции в рабочих зазорах в соответствии с частотой вращения вала. Постоянный магнит 3 вьтолнен по крайней мере из двух частей и установлен с возможностью перемещения относительно полюсных приставок на упругих элементах 5, при этом части магнита заключены в каркас 4 из немагнитного антифрикционного материала. Полюсные приставки состоят из частей 7 и 8, выполненных из магнитопроводного и немагнитопроводного материалов. При вращении вала под действием центробежных сил магниты 3 перемещаются от вала по радиусу вдоль немагнитопроводных частей 8 полюсных приставок и занимают положение, соответствующее частоте вращения вала. При этом благодаря изменению толщины частей 8 уменырается сопротивление магнитному потоку, т.е. растет магнитная индукция в рабочем зазоре, а следовательно и перепад давления, удерживаемый уплотнением . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с S сл со О5 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1364812 А 1

F 16 J 15/40

1 . «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4109049/31-08 (22) 25.08.86 (46) 07.01.88,Бюл. y- 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) M.Ñ.Ñàéêèí, В.lO.Åãoðîâ, Ю.О.Михалев и С.Г«Лысенков (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1067279, кл. F 16 J 15/40, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 773348, кл. F 16 J 15/40, 1979. (54) ИАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано для герметизации валов, работающих в условиях перепада давления. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения в условиях изменяющейся частоты вращения вала путем изменения магнитной индукции в рабочих зазорах в соответствии с частотой вращения вала. Постоянный магнит 3 выполнен по крайней мере из двух частей и установлен с возможностью перемещения относительно полюсных приставок на упругих элементах 5, при этом части магнита заключены в каркас 4 из немагнитного антифрикционного материала. Полюсные приставки состоят из частей 7 и 8, выполненных иэ магнитопроводного и немагнитопроводного материалов. При вращении вала под действием центробежных сил магниты 3 перемещаются от вала по радиусу вдоль немагнитопроводных частей 8 полюсных приставок и занимают положение, соответствующее частоте вращения вала. При этом благодаря изменению толщины частей 8 уменьшается сопротивление магнитному потоку, т.е. растет магнитная индукция в рабочем зазоре, а следовательно и перепад давления, удерживаемый уплотне,Ф нием. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1364812

Постоянный магнит 3, полюсные приставки, состоящие из двух частей

7 и 8, рабочий зазор 3, заполненный магнитной жидкостью, корпус 1, закрытый крышкой 2, изготовленные из магнитопроводного материала, образуют замкнутую магнитную цепь.

Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия магнитной жидкости с полем постоянного магнита, препятствует вытеканию последней под действием перепада давлений.

Уплотнение работает следующим образом.

Перепад давлений, удерживаемый уплотнением в статическом режиме (скорость V=O), h P = I В где I — намагниченность насыщения э магнитной жидкости,  — индукция магнитного поля в рабочем зазоре.

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности, вакуумной технике, где требуется герметизация валов при передаче движения в газовые среды или вакуум.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения в условиях изме- 10 няющейся частоты вращения вала путем изменений магнитной индукции в рабочих зазорах в соответствии с частотой вращения вала.

На фиг.1 представлено уплотнение, 15 разрез, на фиг.2 и 3 — варианты исполнения уплотнения.

Корпус 1 с крышкой 2, изготовленные из магнитопроводной стали, охватывают постоянный магнит 3, состоя- 20 щий по крайней мере из двух частей, которые установлены с возможностью перемещения относительно полюсных приставок. Каждая иэ этих частей заключена в немагнитный каркас 4, вы- 25 полненный иэ анФйфрикционного материала, и соединена упругими элементами 5 с кольцом 6, охватывающим полюсные приставки. Каждая полюсная приставка состоит из двух частей: части 7, выполненной иэ магнитопроводного материала, и части 8 — иэ немагнитопроводного материала. Для предотвращения натекания давления по валу в немагнитопроводных частях полюсных приставок установлены статические уплотнители 9.

При этом постоянные магниты 3 примыкают к немагнитопроводным частям S полюсных приставок., причем к той их части, где сопротивление магнитному потоку наибольшее. При вращении вала перепад давлений, удерживаемый уплотнением уменьшается. Однако при вращении вала под действием центробежных сил постоянные магниты 3 перемещаются от вала по радиусу вдоль немагнитопроводных частей 8 полюсных приставок и занимают положение, соответствующее частоте вращения вала. Толщина немагнитопроводных частей полюсных приставок постепенно уменьшается, а следовательно, уменьшается сопротивление магнитному потоку, т.е. происходит рост магнитной индукции в рабочем зазоре, а следовательно, и перепада давлений, удерживаемого уплотнением. При максимальной частоте вращения вала, на которую рассчитано уплотнение, постоянные магниты 3 занимают положение, при котором сопротивление магнитному потоку минимально, а значение магнитной индукции в рабочем зазоре максимально. При остановке вала постоянные магниты эанимают первоначальное положение под действием силы упругих элементов 5.

Регулирование индукции в рабочем зазоре уплотнения в соответствии с частотой вращения вала, значительно повышает надежность работы уплотнения, так как при низких скоростях вращения вала магнитная жидкость находится в слабых магнитных полях, что способствует сохранению ее свойств стабильными в течение более длительного промежутка времени. Повышение магнитной индукции в рабочих зазорах происходит кратковременно в аварийных ситуациях, при резком увеличении частоты вращения вала. Уплотнение остается работоспособным. Выполнение немагнитопроводных частей 8 полюсных приставок со скосом способствует плавному регулированию магнитной индукции в рабочих зазорах уплотнения при изменяющейся частоте вращения вала. Применение антифрикционных каркасов, в которые помещены магниты, способствует уменьшению трения при перемещении магнитов при изменении частоты вращения вала.

В вариантах уплотнения (фиг.2 и 3) регулирование магнитной индукции

13648 в рабочем зазоре осуществляется ступенчато.

В устройстве может быть дополнительный постоянный магнит 10 (фиг.3) контактирующий с магнитопроводными

5 частями 7 полюсных приставок. Поток, создаваемый этим магнитом, достаточен для удержания магнитной жидкости в рабочем зазоре уплотнения до критической частоты вращения вала ° При достижении этой частоты начинают действовать магниты, которые перемещаются вдоль полюсных приставок под действием центробежных сил. При умень-15 шении частоты вращения вала ниже критической, магниты возвращаются в первоначальное положение.

Применение предлагаемой конструкции целесообразно при таких условиях, когда может произойти кратковременный заброс по частоте вращения вала, например аварийный режим работы электродвигателя при обрыве цепи обмотки возбуждения. При использовании иэ- 25 вестной конструкции уплотнения необходимо постоянное поддержание индукции в зазоре высокой для обеспечения работоспособности уплотнения при кратковременном увеличении частоты вращения вала, что приводит к

12 4 коагуляции магнитной жидкости и снижению надежности работы уплотнения. формула и з о б р е т е н и я

1. Магнитожидкостное уплотнение, содержащее магнитную систему в виде кольцевого постоянного магнита с полюсными приставками, установленного на валу и образующего с магнитопроводными корпусом и крышкой замкнутую полость, и магнитную жидкость в рабочих зазорах, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения на" дежности уплотнения в условиях изменяющейся частоты вращения вала, оно снабжено упругими элементами, а постоянный магнит выполнен по крайней мере из двух частей и установлен с воэможностью перемещения относительно полюсных приставок на упругих элементах, при этом полюсные приставки выполнены иэ двух частей — иэ магнитопроводного и немагнитопроводного материалов, причем магнитопроводный материал расположен со стороны рабочих зазоров.

2. уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено кольцевыми элементами из немагнитного и антифрикционного материала, охватывающими части магнита.

1Зб4812

Составитель А. Бельцова 1 е

Редактор Н.Тупица

Заказ 6555/29 1 i раж 784 Подписное

ВНИШ1И Государств< нного комитета СССР по делам изобретешш и открытий

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

Производ твенно †полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная, 4