Магнитная муфта
Изобретение относится к машиностроению, более точно к компрессоро- и насосостроению. Муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты, установленные концентрично одна другой и разделенные неметаллическим двухслойным экраном в форме купола с фланцем, герметично закрепленным на корпусе. Наружный слой разделительного экрана состоит из цилиндрической и донной части. Цилиндрическая часть образована закрепленной на концевых элементах неметаллической тканью, поверх которой формируется неметаллическое нитяное покрытие с последующей пропиткой компаундом. Концевые элементы с одной стороны закреплены неподвижно на фланце первого слоя разделительного экрана, а с другой - с донной частью. Донная часть изготовлена из металла. Концевые элементы изготовлены в виде металлических колец. Концевой элемент, установленный на донной части, меньше диаметром, чем концевой элемент, закрепленный на фланце внутреннего покрытия. Технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления разделительного экрана и уменьшении электромагнитных потерь. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области компрессоро- и насосостроения, а также других отраслей машиностроения с применением герметичных приводов, в частности к герметичным центробежным насосам с магнитной муфтой.
Известны магнитные муфты с постоянными магнитами, используемые в центробежных насосах, состоящие из ведущей и ведомой полумуфты с постоянными магнитами, разделенными разделительным узлом, выполненным в виде стакана из токонепроводящего материала и металлического фланца, герметично соединенного с корпусом (пат. RU №2130137, МПК F 16 D 27/00). Недостатком данной разработки является ограничение ее применяемости для герметизации полостей с большим перепадом давления.
Известна магнитная муфта с постоянными магнитами, состоящая из ведущей и ведомой полумуфт, установленных концентрично одна другой, разделенные двухслойным неметаллическим экраном, выполненным в виде купола с фланцем монококовой конструкции, герметично закрепленным на корпусе (рекламный лист фирмы "RICHTER CHEMIE-TECHNIK", Pastorenkcamp 31.D-41169 Monchenglad-bach, Germany). Данная конструкция имеет высокую трудоемкость изготовления двухслойного разделительного экрана и требует специального дорогостоящего оборудования.
Технической задачей данной разработки является снижение трудоемкости изготовления разделительного экрана, создание изделия, не требующего специального дорогостоящего оборудования, создание конструкции муфты, обеспечивающей отсутствие электромагнитных потерь, не требующей охлаждения экрана в диапазоне рабочих температур, позволяющей использовать ее при высоких давлениях в полости экрана, соизмеримых с металлическими конструкциями.
Данная задача решается за счет конструкции магнитной муфты, состоящей из ведущей и ведомой полумуфт, установленных концентрично одна другой и разделенных неметаллическим двухслойным экраном, герметично закрепленным на корпусе, причем наружный слой разделительного экрана выполнен из донной и цилиндрической частей, последняя в свою очередь изготовлена из закрепленного на концевых элементах неметаллического тканого материала, поверх которого наматывают нитяное покрытие, после чего проводится пропитка компаундом. Донная часть изготовлена из металла. Концевые элементы изготовлены в виде металлических колец.
Такая конструкция разделительного экрана универсальна, так как длину цилиндрической части можно варьировать исходя из размеров магнитных полумуфт. Волокна тканого материала и нитяного покрытия ориентированы по линиям действия нагрузок, а вместе с металлической донной частью и внутренним слоем составляют надежную, жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью от действия внутреннего давления с полным отсутствием вихревых токов. Высокая химическая стойкость обеспечивается внутренним слоем (полимерной оболочкой) двухслойной конструкции экрана.
На фиг.1 изображена магнитная муфта в разрезе, на фиг.2 - выносной элемент А.
Магнитная муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, концентрично расположенных одна другой, с постоянными магнитами 3 и 4, разделенными двухслойным разделительным экраном 5. Внутренний слой разделительного экрана выполнен в форме купола 6 с фланцем 7. Наружный слой состоит из цилиндрической 8 и донной 9 частей. Цилиндрическая часть 8 образована закрепленным на концевых элементах 10 и 11 тканым неметаллическим материалом 12, поверх которого намотаны неметаллические нити 13. Тканый материал 12 и нитяное покрытие 13 пропитываются компаундом для придания формы. Донная часть 9 изготовлена из металла. Концевые элементы 10 и 11 выполнены в виде колец разного диаметра, причем диаметр кольца концевого элемента 11, установленного на донной части 9, меньше диаметра кольца концевого элемента 10, закрепленного на фланце 7. Металлическая донная часть 9 устанавливается внутрь цилиндрической части с упором в кольцо 11 концевого элемента, после чего устанавливается на купол 6 внутреннего слоя разделительного экрана, а концевой элемент 10 и фланец 7 с помощью фланца 14 соединяется с корпусом (не показано). Диаметр донной части 9 больше внутреннего диаметра кольца концевого элемента 11.
Магнитная муфта работает следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1 вследствие взаимодействия магнитных потоков магнитов 3 и 4, проходящих через двухслойный разделительный неметаллический экран 5, осуществляется передача крутящего момента на вал (не показан) в герметизированной полости. Внутренняя поверхность двухслойного неметаллического разделительного экрана (куполообразная часть 6 и фланец 7) изготовлена из химически стойкого полимера типа фторопласта, цилиндрическая часть 8 наружного слоя неметаллического разделительно экрана изготовлена из арамидной ткани, закрепленной на металлических кольцах 10, 11, являющихся концевыми элементами, сверху которой формируется слой нитей из арамидного волокна, после чего пропитанные эпоксидным компаундом для сохранения формы. Металлические кольца 10 и 11 служат арматурой для намотки и упора для металлической донной части 9 и крепления к фланцу 7 с помощью кольца 14. Рабочая температура для экрана - от -40°С до +250°С в зависимости от материала оболочки, вида компаунда и давления в полости экрана. Толщина неметаллического защитного экрана 5 не превышает 2,5 мм.
Таким образом, разделительный двухслойный экран для магнитной муфты обладает невысокой трудоемкостью изготовления, не требующей специального дорогостоящего оборудования для его изготовления, а также высокой надежностью в эксплуатации при высоких давлениях и агрессивных средах, обеспечивая высокий КПД привода через магнитную муфту.
1. Магнитная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, установленные концентрично одна другой и разделенные неметаллическим двухслойным экраном в форме купола с фланцем, герметично закрепленным на корпусе, отличающаяся тем, что наружный слой разделительного экрана состоит из цилиндрической и донной части, причем цилиндрическая часть образована закрепленной на концевых элементах неметаллической тканью, поверх которой формируется неметаллическое нитяное покрытие с последующей пропиткой компаундом, а концевые элементы с одной стороны закреплены неподвижно на фланце первого слоя разделительного экрана, а с другой - с донной частью.
2. Магнитная муфта по п.1, отличающаяся тем, что донная часть изготовлена из металла.
3. Магнитная муфта по п.1, отличающаяся тем, что концевые элементы изготовлены в виде металлических колец.
4. Магнитная муфта по п.1, отличающаяся тем, что концевой элемент, установленный на донной части, меньше диаметром, чем концевой элемент, закрепленный на фланце внутреннего покрытия.
