Магнитожидкостное уплотнение
Изобретение м. б. использовано для уплотнения вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды. Цель изобретения - повышение долговечности магнитожидкостного уплотнения. В корпусе 9 размещен магнитный узел в виде постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2,3. Магнитопровод выполнен в виде двух колец 5,6, каждое из к-рых установлено с охватом цилиндричес77 4--U кой поверхности одного из наконечников 2,3 с образованием с ней уплотняемых зазоров, заполненных магнитной жидкостью 10.С кольцами 5,6 соединены концентричные им кольцевые элементы 7,8. Корпус 9 выполнен составным, охватывающим своими частями торцовые поверхности магнитопровода с образованием с ним пар трения. Между кольцами 5,6 с элементами 7,8 размещен упругий элемент в виде пружины 11,поджимающий их к корпусу 9. На каждом кольце 5,6 и соответствующем ему элементе 7,8 выполнены радиальные зубцы, направленные навстречу друг другу. Корпус 9 выполнен из неферромагнитного материала . В зоне зазоров действуют потоки рассеивания , величина к-рых на один-два порядка меньше основного потока, при этом перераспределения дисперсной фазы не происходит . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 9 to (Л о 4 оэ оо оо оз
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
ПРИ Il 2,3 с образованием с ней уплотняемых зазоров, заполненных магнитной жидкостью 10. С кольцами 5,6 соединены концентричные им кольцевые элементы 7,8. Корпус 9 выполнен составным, охватывающим своими частями торцовые поверхности магнитопровода с образованием с ним пар трения. Между кольцами 5,6 с элементами 7,8 размещен упругий элемент в виде пружины 11, поджимающий их к корпусу 9. На каждом кольце 5,6 и соответствующем ему элементе 7,8 выполнены радиальные зубцы, направленные навстречу друг другу. Корпус 9 выполнен из неферромагнитного материала. В зоне зазоров действуют потоки рассеивания, величина к-рых на один-два порядка меньше основного потока, при этом перераспределения дисперсной фазы не происходит. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 1643833 20 30 Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды. Цель изобретения — повышение долговечности уплотнения. На чертеже представлено уплотнение, разрез. Уплотнение содержит магнитный узел в виде постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, установленный на валу 4 из неферромагнитного материала, и магнитопровод в виде колец 5 и 6, охватывающих цилиндрические поверхности каждого полюсного наконечника 3 с образованием уплотняемых зазоров 6), 6, и двух кольцевых элементов 7 и 8, расположенных преимущественно соосно с кольцами 5 и 6, разъемный (составной) корпус 9, охватывающий торцовые поверхности колец 5 и 6 и кольцевых элементов 7 и 8 с образованием с ними пар трения, а также магнитную жидкость 10 в рабочих зазорах 6i — 6з, а также в уплотняемых стыках между каждым кольцом 5,6 с кольцевыми элементами 7 и 8 и корпусом 9. Каждое кольцо 5,6 с соответствующим кольцевым элементом 7,8 представляет собой неразборный узел. Для создания неравномерного магнитного поля в зоне зазоров 6i и 6z на полюсных наконечниках 2 и 3 выполнены кольцевые канавки. С целью создания неравномерного магнитного поля в зоне зазора 6з на кольцевом элементе 7 также выполнены кольцевые канавки. Для существенного уменьшения индукции магнитного поля в зоне уплотняемых стыков колец 5 и 6 с кольцевыми элементами 7 и 8 корпуса 9 на каждом кольце 5,6 и соответствующем ему кольцевом элементе 7,8 выполнены встречные радиальные зубцы с образованием зазоров 64 и 6 между ними, которые заполнены неферромагнитным материалом. Для обеспечения беззазорного стыка корпуса 9 с магнитопроводом между кольцами 5 и 6 с кольцевыми элементами 7 и 8 установлены пружины 11. Постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, кольца 5 и 6, кольцевые элементы 7 и 8, магнитная жидкость в зазорах 6i — 6з образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф. При прохождении потока Ф через зазоры 6i и 4 возникают радиальные усилия одностороннего притяжения, под действием которых кольца 5 и б притягиваются и залипают к полюсным наконечникам 2 и 3. В дальнейшем магнитный узел вращается на валу 4 вместе с кольцами 5 и 6 и соединенными с ними элементами 7 и 8. Радиальные встречные зубцы на кольцах 5 и 6 и кольцевых элементах 7 и 8 образуют неравномерное магнитное поле в зоне зазоров 64 и 6>. Последнее обеспечивает удержание магнитной жидкости 10 в зоне указанных зазоров и принудительную смазку контактирующих поверхностей магнитопровода и корпуса 9. Каждая пара трения образует торцовое уплотнение, совмещенное с магнитожидкостным, которые работают совместно, дополняя друг друга . В указанных торцовых уплотнениях магнитная жидкость 10 выполняет роль не только уплотнительного, но и смазочного материала. Так как принудительная смазка ферромагнитной жидкостью контактирующих поверхностей обеспечивает в, торцовом уплотнении полужидкостной режим трения, то потери на трение в уплотнении незначительны — коэффициент трения при выполнении торцовых поверхностей корпуса 9, контактирующих с магнитопроводом, из современных подшипниковых материалов приближается к коэффициенту трения качения. Поток Ф препятствует вытеканию ферромагнитной жидкости 10 из зазоров 6i — 6a. Магнитная сила, препятствующая вытеканию жидкости 10 из зазоров 6i — 6q, зависит от магнитных характеристик жидкости 10, индукции в зазорах 6i — 6з и пропорциональные неравномерности магнитного поля в указанных зазорах. Наличие сильного неоднородного магнитного поля в уплотняемых зазорах приводит к тому, что под кромками зубцов происходит перераспределение концентрации дисперсной фазы — магнетита по объему магнитной жидкости, как коллоидного раствора, находящегося в рабочих зазорах 6 — 6з. Этот процесс в статическом состоянии уплотнения сопровождается вытеснением дисперсионной среды из ферромагнитной жидкости в зоне кромок зубцов. В зоне зазоров д и 6q по мере вытеснения дисперсионной среды из магнитной жидкости она стекает под действием сил тяжести в канавки между зубцами, а с крайних зубцов полюсных наконечников 2 и 3 — на торцовые поверхности указанных полюсных наконечников, а также на поверхности колец 5и б. Так как сталь, из которой изготовлены полюсные наконечники 2 и 3 и кольца 5 и 6, хорошо смачивается практически любой жидкостью, то дисперсионная среда, стекая с крайних зубцов, с течением времени полностью растекается по указанным поверхностям. После этого под действием сил тяжести и капиллярных сил дисперсионная среда по капиллярным каналам между частицами дисперсной фазы перетекает из канавок между зубцами и наружным поверхностям крайних зубцов полюсных наконеч1643833, Составитель А. Бельцова Редактор О. Головач Техред A. Кравчук Корректор А. Обручар Заказ 1229 Тираж 451 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ников и в дальнейшем также растекается по торцовым поверхностям полюсных наконечников 2 и 3 а также по цилиндрическим поверхностям колец 5 и 6.. Указанные процессы проявляются тем в большей степени, чем больше уплотнения находится в неподвижном состоянии, т.е. чем длительнее оно хранится. По мере уменьшения объемного содержания дисперс ионной среды в магнитной жидкости в зоне зазоров 61 — 6з повышается вязкость ферромагнитной жидкости без потери ее уплотняющей способности. Так как по указанным зазорам осуществлено статическое — неподвижное уплотнение, то повышение вязкости ферромагнитной жидкости в процессе хранения уплотнения не сказывается на момент его трения. Так как в зоне зазоров 64 и 6з действуют только потоки рассеивания, величина которых на один-два порядка меньше основного потока Ф, который проходит через указанные зазоры, то перераспределение концентрации дисперсной фазы — магнетита по объему магнитной жидкости 10, как коллоидного раствора, в торцовых уплотнениях не происходит. Следовательно, в торцовых уплотнениях отсутствуют процессы вытеснения дисперсионной среды из магнитной жидкости. Этим обеспечивается стабильность вязкости магнитной жидкости 10 в зоне торцовых уплотнений (зоне зазоров 64 и 6в), а следовательно, и стабильность собственного момента трения уплотнения в процессе как длительного его хранения, так и работы при воздействии перепада давления. Формула изобретения 1. Магнитожидкостное уплотнение, содержащее корпус, магнитный узел в виде 10 постоянного магнита с полюсными наконечниками, магнитопровод и магнитную жидкость в уплотняемых зазорах, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности уплотнения, оно снабжено упругим элементом, магнитопровод выполнен в виде двух колец, каждое из которых установлено охватывающим цилиндрическую поверхность одного из полюсных наконечников с образованием с ней уплотняемых зазоров, и соединенных с кольцами концентричных им кольцевых элементов, корпус выполнен составным, охватывающим своими частями торцовые поверхности магнитопровода с образованием с ними пар трения, а между кольцами с кольцевыми элементами размещен упругий элемент, поджимающий их к кор25 пусу. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что на кольце и соединенном с ним кольцевом элементе выполнены радиальные зубцы, направленные навстречу друг другу. 3. Уплотнение по и. 1, отличающееся 30 тем, что корпус выполнен из неферромагнитного материала.
