Комбинированное уплотнительное устройство вала
Изобретение относится к машиностроению и м.б. использовано в уплотнениях подшипниковых узлов и защите их от попадания воды, шлама и пыли при вращении и остановке вала. Цель изобретения - повышение надежности комбинированного уплотнительного устр-ва вала. В корпусе 1 из магнитомягкого материала установлен магнитный узел в виде постоянного магнита 2радиального намагничивания с полюсными наконечниками 3. Один из наконечников 3установлен с уплотняемым зазором 5 к валу 4. Крышка 6 из магнитомягкого материала установлена на валу 4 и образует с узлом и выступами корпуса 1 лабиринт, заполненный магнитоактивным составом. Кольцевые зазоры 7 лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, торцовые зазоры 8 - магнитоактивной пастой, не взаимодействующими друг с другом и уплотняемой средой. Поверхность по крайней мере одного выступа выполнена зубчатого профиля . 1 з.п ф-лы, 1 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР с - " Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768455/29 (22) 15,12.89 (46) 30.12.91. Бюл. N 48 (75) А,И. Кравцов и В.И, Усенко (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 872878, кл. F 16 J 15/40, 1979. (54) КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВАЛА (57) Изобретение относится к машиностроению и м,б. использовано в уплотнениях подшипниковых узлов и защите их от попадания воды, шлама и пыли при вращении и остановке вала. Цель изобретения— повышение надежности комбинированного уплотнительного устр-ва вала. В корпусе I „„Я „„1702042 А1 из магнитомягкого материала установлен магнитный узел в виде постоянного магнита 2 радиального намагничивания с полюсными наконечниками 3. Один из наконечников 3 установлен с уплотняемым зазором 5 K валу 4. Крышка б из магнитомягкого материала установлена на валу 4 и образует с узлом и выступами корпуса 1 лабиринт. заполненный магнитоактивным составом, Кольцевые зазоры 7 лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, торцовые зазоры 8 — магнитоактивной пастой, не взаимодействующими друг с другом и уплотняемой средой. Поверхно:òü по крайней мере одного выступа выполнена зубчатого профиля. 1 э,п, ф-лы, 1 ил. 1702042 Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям подшипниковых узлов и защите их от попадания воды, шлама и пыли при вращении и остановке вала. Известно лабиринтное уплотнение вращающегося вала, содержащее неподвижныйй с пазами на торцовой поверхности диск и установленный на валу вращающийся диск с выступами, причем в выступах выполнены радиальные пазы. в которых расположены пластины, а в неподвижном диске выполнены тангенциальные каналы, соединяющие пазы с дренажем. Конструкция данного уплотнения не обеспечивает гер. метичности QT попадания извне во внутреннюю полость абразивных частиц грунта и воды. Известно также лабиринтное магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала, в корпусе которого установлены постоянные магниты с наконечниками, образующими с валом полость, заполненную магнитной жидкостью, при этом первый наконечник установлен с зазором на валу и образует с ним одну ступень. уплотнения. а второй наконечник вместе с расположенной на валу. крышкой — другую ступень уплотнения, Это уплотнение обладает большей герметичностью, но у него сохраняются недостатки магнитожидкостнсго уплотнения, а именно: разгерметизация его при работе в области с повышенным температурным режимом (выше 100 С) в связи с испарением жидкости; нестабильность работы уплотнения длительный период времени в связи с возможным расслоением магнитной жидкости. Кроме того, возможно проникновение атмосферной пыли в магнитную жидкость. Цель изобретения — повышение надеж. ности уплотнения. Указанная цель достигается тем, что в комбинированном уплотнительном устройстве вала, содержащем установленные в корпусе из магнитомягкого материала магнитный узел в виде постоянного магнита радиального намагничивания с полюсными наконечниками, один иэ которых установлен с уплотняемым зазором к валу, а также крышку из магнитомягкого материала, образующую с магнитным узлом и выступами корпуса лабиринт, заполненный магнитоактивным составом, кольцевые зазоры лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, а торцовые— магнитоактивной пастой, не взаимодействующие друг с другом и уплотняемой средой. Кроме того, поверхность по меньшей мере одного выступа, образующего кольцевой зазор лабиринта, выполнена зубчатого профиля, На чертеже изображено комбинированное уплотнительное устройство вала. продольный разрез, Уплот ительное устройство состоит из размещенного в корпусе 1 из магнитомягкого материала магнитного узла в виде постоянного магнита 2 радиального намагничивания с полюсными наконечниками 3, один из которых установлен на валу 4 с уплотнительным зазором 5, в котором размещена порошковая магнитоактизная композиция, На валу 4 также установлена и крышка 6 из магнитомягкого материала. образующая с магнитным узлом и выступами корпуса 1 лабиринт, заполненный магнитоактивным составом, причем кольцевые зазоры 7 лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, а торцовые 8 — магнитоактивной пастой, не взаимодействующие друг с другом и уплотняемой средой. B качестве магнитоактивной пасты могут быть использованы пасты с применением в качестве жидкой фазы кремнийорганической жидкости. полиметилсилоксана, полиэтилсилоксана, а также фторуглеродных масел. По торцовым поверхностям постоянного магнита 2 установлены немагнитные диски 9 и 10. Поверхность по меньшей мере одного выступа корпуса 1, образующего кольцевой зазор 7, выполнена зубчатого профиля, Корпус 1 устройства жестко закреплен на корпусе подшипникового узла 11. Уплотнительное устройство работает следующим образом. Под действием магнитного поля, создаваемого постоянным кольцевым магнитом 2, магнитный поток Ф устремляется по пути максимальной магнитной проницаемости и разветвляясь на несколько потоков Ф,Ф, Ф и т.д, обеспечивает надежную работу устройства. Магнитный поток Ф1 проходит от полюса N магнита 2 через корпус 1 через магнитоактивную порошковую композицию и магнитоактивную пасту, размещенные соответственно в кольцевых 7 и торцовых 8 зазорах лабиринта, крышку б, вал 4, рабочий зазор 5. заполненный магнитоактивной порошковой композицией и через полюсный наконечник 3 с зубчатым профилем, замыкается на полюс S магнита 2. Под действием магнитного поля, образованного вышеописанной замкнутой системой, в рабочем зазоре 5 формируется 1702042 первая ступень уплотнения из магнитоактивной композиции, которая одновременно является и магнитоактивным смазывающим составом с коэффициентом трения 0,06— 0,08. 5 При больших контактных нагрузках на валы, особенно в работе прокатных станов, имеет место прогиб вала и возможны прямые контакты вала 6 с полюсным наконечником 3. В этом случае магнитоактивная 10 порошковая композиция работает в качестве смазки, исключая возникновение всякого рода эадиров. Заслон иэ магнитоактивной порошковой композиции под воздействием напря- 15 женности магнитного поля достигает наибольшей своей плотности в области минимального зазора (дмин) между притуплением вершин зубчатой поверхности полюсного наконечника 3 и уплотняемой 20 поверхностью вала 4. Перепад давлений, удерживаемый магнитоактивной порошковой композицией M î J s (Н макс Н мин), где ,и, — магнитная постоянная в вакууме; 25 Js — намагниченность насыщения магнитоактивной порошковой композиции; Нмакс Нмин соответственно максимальная и минимальная напряженность магнитного поля в минимальном и макси- 30 мальном зазорах; при д„„„Н.стремится к Н»кс; при д»кс Н стремится к Н„и, Значит при Н»«АР< достигает своего максимального значения. Магнитный поток Ф2 проходит от полюcaN магнита 2 через тело корпуса 1, через зубчатые поверхности первого выступа корпуса 1, кольцевые 7 и торцовые 8 полости лабиринта, заполненные порошковой маг- 40 нитоактивной композицией и магнитоактивной пастой соответственно, через крышку 6, вал 4, рабочий зазор 5, заполненный магнитоактивной порошковой композицией, через полюсный наконечник 3 и за- 45 мыкается на полюс S магнита 2. Под действием магнитного поля. образованного замкнутой системой, формируется вторая ступень уплотнения из магнитоактивной порошковой композиции в кольцевом зазоре 7 лабиринта первого выступа корпуса, достигающая наибольшей плотности на притуплениях зубчатой поверхности выступа ввиду значительного увеличения Н grad по сравнению с торцовой частью 8 лабиринта. Магнитный поток Фз проходит через корпус 1, через зубчатые поверхности второго выступа корпуса 1, кольцевые 7 и торцовые 8 полости лабиринта, крышку 6, вал 4, рабочий зазор 5 с магнитоактивной порошковой композицией и через полюсный наконечник 3 замыкается на полюс S магнита 2. Как и в предыдущем случае под действием магнитного поля в кольцевой части лабиринта второго выступа корпуса 1 из магнитоактивной порошковой композиции формируется третья ступень уплотнения. Наибольшей плотности уплотнение магнитоактивной композиции будет достигать при прочих равных условиях в рабочем зазоре 5 ввиду суммирования в нем трех потоков Ф1, Ф2 и + при замыкании на полюс S магнита 2. Магнитоактивная паста будет удерживаться в торцовых зазорах 8 лабиринта магнитным полем, создаваемым потоками рассеивания, а также ступенями уплотнения, созданными магнитоактивной порошковой композицией в кольцевых зазорах 7. Заполнение торцовых зазоров 8 магнитоактивной пастой, не взаимодействующей с магнитоактивной порошковой композицией и уплотняемой средой значительно улучшает работу уплотнения. В устройстве с применением маг нитоактив ной пасты и магнитопорошковой композиции имеет место эффект левитации немагнитных абразивных частиц над поверхностью пасты и порошка. Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения исключает возможность попадания частиц грунта, пыли, воды во внутреннюю полость подшипникового узла, что многократно повышает герметичность и надежность его работы. Формула изобретения 1. Комбинированное уплотнительное устройство вала, содержащее установленные в корпусе из магнитомягкого материала магнитный узел в виде постоянного магнита радиального намагничивания с полюсными наконечниками, один из которых установлен с уплотняемым зазором к валу, а также установленную на валу крышку из магнитомягкого материала. образующую с магнитным узлом и выступами корпуса лабиринт, заполненный магнитоактивным составом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, коль цевые зазоры лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, а торцовые — магнитоактивной пастой. не взаимодействующие друг с другом и уплотняемой средой. 1702042 Составитель А. Бельцова Техред М,Моргентал Корректор Т, Малец Редактор Н. Шитев Заказ 4527 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2. Устройствопоп.1,отличающееся тем, что поверхность по меньшей мере одного выступа. образующего кольцевой зазор лабиринта, выполнена зубчатого профиля.
