Магнитожидкостное уплотнение

 

Использование: для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды. Сущность изобретения: втулка из немагнитного материала установлена на валу. Магнитный узел выполнен в виде двух постоянных магнитов с наружными и внутренними полюсными наконечниками . Между наружными наконечниками установлена обойма из немагнитного материала. Торцовые уплотняемые зазоры образованы наружными наконечниками и магнитопроводом, радиальные зазоры - втулкой и внутренними наконечниками. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 16 J 15/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(л)

М ,О

М (61) 813060 (21) 4820301/29 (22) 27.04.90 (46) 30.05.92. Бюл, М 20 (71) Центральное специализированное конструкторское бюро (72) Г.А.Лекомцев (53) 62-762 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 813060, кл. F 16 J 15/40, 1978. (54) МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды и является дополнительным к основному авт, св. М 813060, Цель изобретения — повышение надежности уплотнений.

На чертеже изображено уплотнение, разрез, Уплотнение включает магнитный узел в виде постоянных магнитов 1 и 2 с полюсными наконечниками 3, 4 и 5, 6, втулку 7 из магнитного материала, установленную на валу 8 и сопряженную по диаметру с внутренними полюсными наконечниками 4, 5 магнитного узла, магнитопровод 9, охватывающий торцовые поверхности наружных полюсных наконечников 3 и 6 магнитного узла и ферромагнитную жидкость 10 в уплотняемых зазорах д1, 0z, дэ, д4 .

Для уменьшения потерь на трение, исключения залипания полюсных наконечни„„5U 1737202 А2 (57) Использование: для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды. Сущность изобретения: втулка из немагнитного материала установлена на валу. Магнитный узел выполнен в виде двух постоянных магнитов с наружными и внутренними полюсными наконечниками. Между наружными наконечниками установлена обойма из немагнитного материала. Торцовые уплотняемые зазоры образованы наружными наконечниками и магнитопроводом, радиальные зазоры — втулкой и внутренними наконечниками. 1 ил. ков 3 и 6 на магнитопровод 9, а также обеспечения требуемой длины рабочих зазоров дэ и д4 на указанных полюсных наконечниках размещены вкладыши 11, 12 иэ антифрикционного материала, например. баббита, а магнитьный узел установлен в обойму 13 иэ немагнитного материала.

Для создания неравномерного магнитного поля в уплотняемых зазорах д1, д2, дз, д4 на цилиндрических поверхностях полюсных наконечников 4 и 5 со стороны втулки 7, а также торцовых поверхностях полюсных наконечников 3 и 6 выполнены кольцевые канавки.

Постоянные магниты 1 и 2 с полюсными наконечниками 3, 4 и 5, 6, магнитопровод 9, втулка 7 и ферромагнитная жидкость 10 в уплотняемых зазорах д1, д2, дэ, да образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф на чертеже.

При прохождении магнитного потока Ф через рабочие зазоры Î и дг возникает радиальное усилие, под действием которого полюсные наконечники 4 и 5 залипают на

1737202

55 втулке 7, выбирая зазоры д1 и д2 в одну сторону.

При прохождении потока Ф возникает также осевая сила, под воздействием которой магнитный узел в обойме 13. притягивается к одной из торцовых поверхностей магнитопровода 9 с усилием

Q = 4,06 Я(В1 — Вг ), (1) где Я вЂ” площадь поперечного сечения полюсных наконечников 3 и 6 в зоне зазоров дз и д4;

В1 и Bz — индукция магнитного поля в зазорах дз и д4 соответственно.

Потери на трение в подшипниковом узле "вкладыш 11 (12) магнитопровод 9" составляют

М=f(0+P) R, (2) где f — коэффициент трения скольжения пары "материал вкладыша 11 (12) — сталь" (материал магнитопровода 9);

P — усилие перепада давления, удерживаемого уплотнением, прижимающее магнитный узел в обойме 13 к торцовой поверхности магнитопровода;

R — средний радиус вкладыша 11.

Вследствие неравномерного распределения магнитного поля в зазорах дз и д4 изза канавок на полюсных наконечниках 3 и 6 ферромагнитная жидкость 10 всегда стремится проникнуть в зону контакта вкладыша 11 (12) с магнитопроводом 9, заполняя все имеющиеся между ними микрощели.

Поэтому в уплотнении со стороны зазоров дз и д4 имеет место полужидкостный режим трения, так как ферромагнитная жидкость, кроме уплотняющего назначения, выполняет еще и роль смазочного материала. Коэффициент трения скольжения f пары

"сталь-баббит" в режиме полужидкостного трения приближается к коэффициенту трения качения, Он меньше 0,01 — 0,025.

Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия ферромагнитной жидкости с полем постоянных магнитов 1 и 2, препятствует вытеканию под действием перепада давления из зазоров д1, д2, дз, д4.

Величина этой силы зависит от магнитных характеристик ферромагнитной жидкости, индукции в зазорах д, д, дз, д4 и пропорциональна градиенту магнитного поля в указанных зазорах, 5 по зазорам дз и д4 между магнитным узлом в обойме 13 и магнитопроводом 9 осуществлено подвижное соединение, передающее вращательное движение вала 8, а также радиальное его биение, 10 По зазорам д1 и Oz осуществлено также подвижное соединение, передающее осевые и угловые перемещения уплотняемого вала, Усилие сдвига, необходимое для осевого и углового перемещения втулки 7 с валом

8 относительно полюсных наконечников 4 и

5, может быть определено из выражения

= 2f1 Рм, (3) где f1 — коэффициент трения скольжения пары "сталь.по стали" (материал полюсных наконечников 4, 5 и втулки 7) при смазке контактирующих поверхностей ферромагнитной жидкостью 10;

P> — магнитная сила одностороннего притяжения втулки 7 к одному из полюсных наконечников 4 или 5.

Уплотнение представляет собой завершенный в конструктивном отношении агрегат, Собирается он отдельно от вала 8, отдельно регулируется, подвергается обкатке и контрольным испытаниям, что позволяет повысить надежность уплотнения.

Формула изобретения

Магнитожидкостное уплотнение по авт. св. ¹ 813060, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, оно снабжено втулкой из магнитного материала, установленной на валу, магнитный узел выполнен в виде двух постоянных

40 магнитов с наружными и внутренними полюсными наконечниками, между последними установлена обойма из немагнитного материала, а торцовые уплотняемые зазоры образованы наружными полюсными нэко45 нечниками магнитного узла и магнитопроводом, радиальные зазоры — втулкой и внутренними полюсными наконечниками.

1737202

35

45

Составитель А,Бельцова

Техред М,Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор А,Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1880 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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