Уплотнительное устройство

 

Использование: для герметизации вращающихся валов. Сущность изобретения: в корпусе установлены охватывающие цилиндрическую уплотняемую поверхность источник магнитного поля и полюсные наконечники с выступами. Торцовые поверхности выступов выполнены коническими. Упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитомягкого материала с антифрикционным покрытием расположены в рабочих зазорах. Герметизирующие элементы выполнены с сечением, соответствующим поверхностям, образующим рабочий зазор между выступами полюсных наконечников и уплотняемой поверхностью. Длина сечения элемента вдоль уплотняемой поверхности выполнена не более длины проекции образующей конической поверхности выступа наконечника на образующую уплотняемой поверхности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов, пар возвратно-поступательного движения, фланцевых разъемов и т.п.

Известно уплотнительное устройство, содержащее установленные в корпусе источник магнитного поля с полюсными наконечниками с выступами, торцовые поверхности которых выполнены наклонными к охватываемой поверхности, и упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитной проволоки, расположенные в рабочих зазорах [1]. Это устройство недостаточно надежно в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнительного устройства.

Цель достигается за счет того, что в уплотнительном устройстве, содержащем установленные в корпусе и охватывающие цилиндрическую поверхность источник магнитного поля и полюсные наконечники с выступами, торцовые поверхности которых выполнены коническими, и упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитного материала с антифрикционным покрытием, расположенные в рабочих зазорах, герметизирующие элементы выполнены с сечением, соответствующим поверхностям, образующим рабочий зазор между выступами полюсных наконечников и уплотняемой поверхностью, при этом длина сечения и герметизирующего элемента вдоль уплотняемой поверхности выполнена не более длины проекции образующей конической поверхности выступа полюсного наконечника на образующую уплотняемой поверхности.

Для обеспечения заполнения микропор и шероховатостей на сопрягаемых поверхностях, а также уменьшения коэффициента трения целесообразно дополнительно в рабочие зазоры помещать высокодисперсную герметизирующую и смазывающую композицию 7.

На фиг.1-3 показано уплотнительное устройство.

Устройство работает следующим образом. Профиль герметизирующих элементов 5 из магнитопроводного материала повторяет профиль рабочих зазоров, образованных выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4, а прокладки 6 обеспечивают наличие между элементами 5, выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4 пространства с магнитной проницаемостью, равной μ_о. Толщина покрытий элементов 5 или стенок прокладок 6 определяет величину этого пространства, а также в конечном счете максимально возможный grad H. Благодаря тому, что максимальный grad H обеспечен по всей поверхности сопряжения элементов 5 с выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4, достигается максимально возможная сила F, действующая на объемы V элементов 5, а, следовательно, и максимально возможный перепад давления Δ Р. Сила F магнитного воздействия направлена в сторону минимального зазора и поджимают элементы 5 с прокладкой 6 к сопрягаемым поверхностям 3 и 4, обеспечивая при этом герметизацию всего узла. Длина сечения герметизирующего элемента вдоль уплотняемой поверхности 4 не должна превышать длины проекции образующей конической поверхности выступа полюсного наконечника 3 на образующую уплотняемой поверхности 4. Это обусловлено тем, что, если длина элемента будет больше, то в случае многоступенчатого уплотнения на элемент будет воздействовать градиент магнитного поля, создаваемый последующим или предыдущим выступами. При этом сила воздействия, обусловленная этим градиентом, будет уменьшать удерживаемый элементом перепад давления.

Наличие прокладки V-образного сечения позволяет применять в качестве элемента 5 магнитные кольца без покрытия, а при предельном износе прокладок 6 просто их заменить. Если герметизирующие элементы 5 выполнять V-образного сечения (фиг. 3), причем так, чтобы толщина стенок элемента, прилегающих к уплотняемым поверхностям (наконечнику 5 и валу 4), уменьшалась в сторону увеличения рабочего зазора, то можно получить дополнительный эффект за счет поджатия стенок элемента 5 к полюсному наконечнику 3 и уплотняемой поверхности 4. Это достигается за счет того, что в данном случае более полно используется магнитный поток. Поскольку с увеличением зазора уменьшается магнитный поток, то при обеспечении переменной упругости стенок элементов 5 по их длине обеспечивается наиболее эффективное поджатие сопрягаемых поверхностей.

Формула изобретения

1. УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее установленные в корпусе и охватывающие цилиндрическую уплотняемую поверхность источник магнитного поля и полюсные наконечники с выступами, торцевые поверхности которых выполнены коническими, и упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитомягкого материала с антифрикционным покрытием, расположенные в рабочих зазорах, отличающееся тем, что герметизирующие элементы выполнены с сечением, соответствующим поверхностям, образующим рабочий зазор между выступами полюсных наконечников и уплотняемой поверхностью, при этом длина сечения и герметизирующего элемента вдоль уплотняемой поверхности выполнена не более длины проекции образующей конической поверхности выступа полюсного наконечника на образующую уплотняемой поверхности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен V-образного сечения, при этом толщина его стенок, прилегающих к уплотняемой поверхности и поверхности выступа полюсного наконечника, выполнена уменьшающейся с увеличением рабочего зазора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что антифрикционное покрытие выполнено в виде прокладки V-образного сечения, охватывающей герметизирующий элемент со стороны уплотняемой поверхности и поверхности выступа полюсного наконечника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3