Уплотнительное устройство

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации валов, штоков, работающих в условиях перепада давления. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет увеличения числа ступеней уплотнения и уменьшения потоков рассеяния магнитного поля. Устройство состоит из корпуса 1, в котором размещены магниты 2 и 3 с полюсными наконечниками 4 и 5, впадины и выступы которых образуют с уплотняемой поверхностью вала 6 ряд кольцевых полостей 7 и рабочих зазоров, которые заполнены порошкообразной высокодисперсной герметизирующей композицией. Композиция, заполняющая кольцевые полости 7, является не магнитной, а рабочие зазоры заполнены магнитоактивной высокодисперсной композицией. Ширина каждого выступа полюсного наконечника определяется из определенного соотношения. Поток, создаваемый магнитами 2 и 3, создает неоднородные магнитные поля, позволяющие удерживать в рабочих зазорах магнитоактивную композицию, обладающую малым коэффициентом трения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Р l6 3 15/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЯТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4380096/23-29 (22) 22.02.88 (46) 07. t1.89. Бюл. N 41 (71) Киевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектноконструкторского института техники, технологии и организации управления строительством предприятий нефтяной и газовой промышленности ,(72) А,И. Кравцов, П.А. Вислобицкий, Б.П. Пляцек, И.С. Лясковец, О.Ф. Вережак, Г.А. Бондаренко,.

Н.И. Вербицкий, Н.Н. Галян и В.С. Гальтяев (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 796593, кл. Р 16 J 15/24, 1979.

„,80„„1520286 А1

2 (54) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации валов, штоков, работающих в условиях перепада давления. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет увеличения числа ступеней уплотнения и уменьшения потоков рассеяния магнитного поля. Устройство-состоит из корпуса 1, в котором ,размещены магниты 2 и 3 с полюсными наконечниками 4 и 5, впадины и выступы которых образуют с уплотняемой поверхностью вала 6 ряд кольцевых полостей 7 и рабочих зазоров, которые Ф заполнены порошкообразной высокодисперсной герметизирующей композицией. : Щ

1520286 ного соотношения. Поток, создаваемый магнитами 2 и 3, создает неоднородные магнитные поля, позволяющие

5 удерживать в рабочих зазорах магнитоактивную композицию, обладающую малым коэффициентом трения. 2 ил.

НОГО ГIОЛЯ, На фиг I показано устройство, разрез ; .на ф и -2 — узел Х на фиг.l.

В корпусе I раз 1ещены постоянные магниты 2 и 3 с полюсными наконечни- 25 ками 4 и 5н впадины и выступы которых образуют с валом (или штоком) 6 ряд послецонательно чередующихся коль:цевых полостей 7 н рабочих зазорон

8. Кольцевые полости 7 заполнены неман нитной порошко; 5p.-..«.çíîé высокодис" персной композицией, а зазоры 8 за:полнены высо11одисперсной HopoKI .ooáразной магнитоактивной композицией.

По краям полюсных наконечников 4 и

35 установлены кольца 9, образующие с наконечниками 4 и 5 буферные емкости 10 и 11 для намагничинающейся герметизирующей композиции. Фонарное кольцо 12 из немагнитного материала 40 может служить для периодической подпитки необходимой высокодисперсной композиции через штуцер 13.

Корпус 1 закрывается крышкой 14.

Ширина выступа полюсного. наконечника определяется из соотношения

Н< 50 магнитная проницаемость

II/

Н, и H,) где ная напряженность магнитного поля под высту55

ПОМ магнитная восприимчивость магнитоактинной конструкции, Композиция, заполняющая кольцевые полости 7., янляется не магнитной, а рабочие зазоры заполнены магнитоактивной высокодисперсной композицией.

Ширина каждого выступа полюсного наконеч 11 ",а определяется из определен. ;„Обретение Относится к уплотнительной технике и может быть исцользовано для герметизации валов, штоков, работающих в условиях перепада давяения.

Цель изобретения = повышение над жности устройства за счет увеличеНня Чисн -! i."I", IIeIIЕй УПЛОТНЕНИЯ И у:;еньшения па1:оков рассеяния магнитвакуума:. минимальная и максимальI — намагниченность магнитоактивной композиции, - поверхностное натяжение уплотняемой среды," — кривизна формы пор магнитоактивной композиции

K - коэффициент проницаемости магнитоактивной композиции при средней налряженности поля в зазоре1

à — площадь сечения кольцевого зазора под выступом, — динамическая вязкость уплотняемой среды, q — нормативно допустимые утечки уплотняемой среды.

Устройство работает следующим обназом.

Постоянные магниты 2 и 3 создают в полостях 7 сильные неоднородные магнитные поля, позволяющие удерживать в минимальных зазорах 8 (0 20,5 мм) магнитоактивную высокодисперсную порошкообразную композицию

{смазку), обладающую малым коэффициентом трения (К н = 0,04-0,06) .

1Таким образом, под выступом полюсноГ.. го наконечника в зазоре 8 формируется магнитный герметизирующий "поршень, а в полостях 7 — немагнитный

"поршень" из высокодисперсного порошка.

Удерживание высоких перепадов давления h,Ð в этом случае достигается за счет суммирования элементарных перепадов 5P;," удерживаемьи высокодисперсной магнитоактивнои композиции в зазорах 8 под каждым выступом.

Механизм герметизации осуществляется следующим образом. В состоянии равновесия (отсутствие 1 Р) магнитоактинная композиция располагается строго под выступом (1, - ширина выступа) . В случае возникновения $ P

520286 6 наносится магнитоактивный порошок Гбн самоустанавливается но периметру из", за малого внутреннего трения), а поФ том в вертикальном положении узел одевается на вал. Немагнитный порошок заполняет постепенно полости (как. в жидкость), а также возможен и другой способ, когда полюсные наконечники щ выполнены в виде шайб с выступами и каждая шайба одевается на вал само,стоятельно,продвигая впереди себя немагнитный порошок с последующим поджатием и закреплением.

При применении специально подобранных высокодисперсных композиций уплотнительное устройство может работать с любыми агрессивными средами.

20 4

Формула изобретения

Б 1 (Р > О) кольцевой i-й "поршень из магнитоактивной композиции несколько смещается в сторону меньшего давления. При этом благодаря возникновению магнитных сил "поршень" удерживает ЬР; . Остальной перепад b,P — 6.Р; передается вследствие упругих свойст немагнитного "поршня" далее на магнитный (х+1)-й "поршень" и т.д. Использование порошковых материалов позволяет полностью искюпочить износ контактного элемента уплотнения и необходимость периодической его заме ны, так, как это имеет место в манжетных, сальниковых, торцовых и др. уплотнениях.

В качестве материала для высокодисперсных магнитоактивных перегородок — "поршней", могут быть использованы сухие магнитные смазки.

Что касается "поршней" из немагнитного высокодисперсного.материала, то это могут быть твердые смазки, имеющие пластинчатую (гексагональную) структуру: графит, BN NoS, NoSe и др.Размеры этих частичек должны быть равны или меньше магнитоактивных частичек и не превышать 0,20,5 мкм. Использование этих материалов обеспечивает низкие коэффи: иенты трения (0,04-0,06), исключает увеличение потоков рассеяния. магнитного поля, а также обеспечивает необходимое изменение напряженности магнитного поля.

При сборке устройства сначала на выступы полюсных наконечников Э и 4

Уплотнительное устройство, содержащее установленные в корпусе источник магнитного попа с полюсными наконечниками и высокодисперсную порошкообразную магнитоактивную комнози; цию в рабочем зазоре, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

З0 повышения надежности работы устройства, на поверхности полюсных наконечников, обращенной к валу, выполнены выступы, образующие рабочие зазоры,а кольцевые полости, образованные впадинами полюсных наконечников и валом, заполнены высокодисперсной немагнитной порошкообразной композицией.