Магнитожидкостное уплотнение вала


 


Владельцы патента RU 2403477:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) (RU)

Изобретение предназначено для герметизации вращающихся валов в машиностроении. Магнитожидкостное уплотнение вала содержит постоянный магнит, полюсные приставки, магнитную жидкость в зазоре, подшипниковый узел. Полюсные приставки имеют кольцевой разрез на уровне наружной поверхности немагнитной втулки, при этом внутренние части полюсных приставок жестко соединены между собой через немагнитную втулку и корпусом подшипникового узла, а наружные части полюсных приставок и магнит образуют съемную магнитную систему. Внутренние части полюсных приставок и (или) немагнитная втулка имеют заправочные отверстия с заглушками. Съемная магнитная система, состоящая из магнита и наружных частей полюсных приставок, заключена в гильзу. Изобретение позволяет повысить технологичность сборки, монтажа и обслуживания магнитожидкостных уплотнений. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения вращающихся валов.

Широко известны магнитожидкостные уплотнения валов (авторское свидетельство СССР №420836, МКИ 2 F16J 15/40; авторское свидетельство СССР №881441, МКИ 2 F16J 15/40 и т.д.), в которых магнитная система, состоящая из кольцевого магнита с полюсными приставками, устанавливается по скользящей посадке в корпус и образует с валом кольцевую полость под магнитную жидкость, причем на поверхностях полюсных приставок и/или вала выполнены различные концентраторы - канавки, зубцы, выступы, перераспределяющие магнитный поток в рабочем зазоре. Недостатками данных уплотнений являются их невысокие удерживающая способность, надежность, ресурс из-за высокой неравномерности зазора.

Известно магнитожидкостное уплотнение вала (Патент РФ №2351829, МПК 7 F16J 15/53), содержащее постоянный магнит, полюсные приставки, магнитную жидкость в зазоре уплотнение - вал, подшипниковый узел, в котором полюсные приставки жестко соединены между собой через немагнитную втулку и корпусом подшипникового узла, размещенного на уплотняемом валу, а магнит и полюсные приставки заключены в съемную гильзу, в рабочем состоянии магнит и полюсные приставки заключены в гильзу, выполненную из немагнитного материала, а в складском состоянии - в гильзу, выполненную из магнитопроводящего материала, имеющую кольцевую проточку.

Недостатками данного уплотнения являются его невысокая технологичность сборки и обслуживания, сложность заправки уплотнения, что обусловлено отсутствием возможности полного снятия напряженности магнитного поля в зазоре.

Недостатки известных уплотнений обусловлены следующим. Процесс сборки магнитожидкостного уплотнения достаточно сложен из-за присутствия сил магнитного притяжения между собираемыми деталями. Кроме этого в процессе эксплуатации магнитожидкостного уплотнения ему периодически требуется ревизия - определяется состояние подшипников качения, сохранность рабочего зазора, отсутствие износа рабочих поверхностей и покрытий, производится замена магнитной жидкости. Демонтаж уплотнения, удаление старой магнитной жидкости, контроль и измерение параметров системы, сборку и установку уплотнения намного проще и удобнее выполнять, когда в устройстве отсутствует магнитное поле, т.к. магнитное поле препятствует удалению магнитной жидкости, притягивает и намагничивает измерительный инструмент, собирает на себя магнитный мусор и крепежный материал и т.д. Магнитное поле в зазоре уплотнения также препятствует свободному перемещению магнитной жидкости по зазору, что сказывается на качестве заправки.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении технологичности сборки, монтажа и обслуживания магнитожидкостных уплотнений. Это достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении вала, содержащем подшипниковый узел, постоянный магнит, полюсные приставки, жестко соединенные между собой через немагнитную втулку и с корпусом подшипникового узла, охватывающую их съемную гильзу с проточками, магнитную жидкость, полюсные приставки выполнены составными и имеют кольцевой разрез на уровне наружной поверхности немагнитной втулки, при этом внутренние части полюсных приставок жестко соединены между собой через немагнитную втулку и с корпусом подшипникового узла, а наружные части полюсных приставок и магнит заключены в гильзу и образуют съемную магнитную систему, кроме этого внутренние части полюсных приставок и (или) немагнитная втулка имеют заправочные отверстия с заглушками.

На чертеже показано предлагаемое магнитожидкостное уплотнение.

Уплотнение устроено следующим образом. Магнитная система уплотнения состоит из постоянного магнита 1, двух полюсных приставок, каждая из которых имеет кольцевой разрез 2, который делит полюсную приставку на наружную 3 и внутреннюю 4 части. Постоянный магнит 1 может быть выполнен в виде кольца, цилиндров, призм и т.п., равномерно размещенных по окружности. Внутренние части полюсных приставок 4 жестко соединены между собой через немагнитную втулку 5 и корпусом подшипникового узла 6 в единое целое. Соединение внутренних частей полюсных приставок 4 и немагнитной втулки 5 может быть выполнено, допустим, с помощью сварки, клея и т.д. Внутренние части полюсных приставок 4 и (или) немагнитная втулка 5 имеют заправочные отверстия 7 с заглушками 8. На обращенных друг к другу поверхностях полюсных приставок и/или вала 9 выполнены концентраторы 10, это могут быть канавки, зубцы, выступы, перераспределяющие магнитный поток в рабочем зазоре 11. Зазор 11 между внутренними частями полюсных приставок 4 и валом 9 заполнен магнитной жидкостью 12. Магнит 1 и наружные части полюсных приставок 3 образуют съемную магнитную систему и заключены в гильзу 13. Уплотнение укомплектовано двумя гильзами 13, одна из которых выполняется из немагнитного материала, а вторая - из магнитопроводящего. Немагнитная гильза устанавливается, когда уплотнение находится в рабочем состоянии, а гильза из магнитопроводящего материала, когда производится сборка-разборка уплотнения или в период хранения на складе. Гильза 13, выполненная из магнитопроводящего материала, имеет кольцевую проточку 14, глубина которой определяет величину магнитного потока, проходящего через втулку, а следовательно, величину напряженности магнитного поля в рабочем зазоре.

Уплотнение работает следующим образом. Постоянный магнит 1 в уплотнении служит источником магнитного поля. Создаваемый им магнитный поток полюсными приставками, состоящими из частей 3 и 4, подводится к зазору 11 между полюсными приставками и вращающимся валом 9. Концентраторы 10 внутренних частей полюсных приставок перераспределяют рабочий магнитный поток в зазоре 11, и поле становится резко неоднородным. Магнитная жидкость 12 втягивается в зоны минимального зазора, где поле имеет максимальную напряженность, и образует герметичные пробки с повышенным внутренним давлением. Каждая магнитожидкостная пробка способна воспринимать перепад давлений, определяемый намагниченностью магнитной жидкости и перепадом напряженности магнитного поля в зазоре 11 под концентратором 10. Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов всех магнитожидкостных пробок под концентраторами.

В предлагаемом изобретении внутренние части 4 полюсных приставок жестко объединены между собой через немагнитную втулку 5 в единое целое, а также с корпусом 6 подшипникового узла. Получается одна неразъемная деталь, у которой посадочные поверхности подшипников и поверхности концентраторов 10 на полюсных приставках выполняются на токарном станке за одну установку. Это позволяет, по сравнению с известными уплотнениями (аналогами), повысить точность выполнения сопрягаемых поверхностей и их соосность, исключить из узла одно из имеющихся соединений сопрягаемых деталей (соединение между корпусом уплотнения и полюсными приставками) и при одних и тех же исходных параметрах более чем на треть повысить точность выполнения зазора и снизить эксцентриситет вала.

Кольцевой разрез 2 полюсных приставок позволяет повысить технологичность обслуживания уплотнения. Во-первых, упрощается сборка уплотнения. Перед монтажом уплотнения на вал съемная гильза 13, выполненная из магнитопроводящего материала, надевается на наружные части полюсных приставок и магнит 1. Магнитный поток системы замыкается через гильзу 13, после чего наружные части 3 полюсных приставок с магнитом, образующие съемную магнитную систему, без труда снимаются с неразборного узла, состоящего из внутренних колец 4 полюсных приставок, немагнитной втулки 5, корпуса подшипникового узла 6. Данный узел без магнитной системы легко монтируется на вал, т.к. отсутствуют силы магнитного притяжения. Через заправочные отверстия 7 в рабочий зазор 11 вводится магнитная жидкость 12, в отверстия ставятся заглушки 8. На неразборный блок надевается съемная магнитная система (магнит - наружные части полюсных приставок - гильза), после чего магнитопроводящая гильза 13 заменяется на немагнитную. В зазоре 11 создается рабочий магнитный поток, уплотнение готово к работе.

Более технологичным становится и процесс дозаправки уплотнения магнитной жидкостью. Иногда при эксплуатации уплотнения в технологическом оборудовании могут возникать аварийные режимы, когда давление повышается выше допустимого. Магнитожидкостное уплотнение пробивается, срабатывая как ограничительный клапан, при этом из зазора выбрасывается часть магнитной жидкости. Чтобы восстановить работоспособность уплотнения, выброшенную магнитную жидкость нужно компенсировать. В предлагаемом уплотнении для этого не требуется выполнять его полную разборку, достаточно, как было описано выше, удалить съемную магнитную систему и через заправочные отверстия 7 ввести в зазор магнитную жидкость 12, после чего возвратить магнитную систему на место.

В предлагаемом уплотнении более технологичен и процесс ревизии уплотнения, во время которой определяется состояние подшипников качения, отсутствие износа рабочих поверхностей и покрытий, производится замена магнитной жидкости. Демонтаж уплотнения, удаление старой магнитной жидкости, контроль и измерение параметров системы, последующая сборка и установка уплотнения намного упрощается, когда в устройстве отсутствует магнитное поле, т.к. магнитное поле препятствует удалению магнитной жидкости, притягивает и намагничивает измерительный инструмент, собирает на себя магнитный мусор, крепежный материал и т.д. Присутствие магнитного поля в зазоре уплотнения также препятствует свободному перемещению магнитной жидкости по зазору, что сказывается на качестве заправки.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить технологичность сборки, монтажа и обслуживания магнитожидкостных уплотнений.

Магнитожидкостное уплотнение вала, содержащее постоянный магнит, полюсные приставки, охватывающую их гильзу, магнитную жидкость в зазоре, подшипниковый узел, причем полюсные приставки жестко соединены между собой через немагнитную втулку и с корпусом подшипникового узла, а магнит и полюсные приставки заключены в съемную гильзу, отличающееся тем, что полюсные приставки выполнены составными и имеют кольцевой разрез на уровне наружной поверхности немагнитной втулки, при этом внутренние части полюсных приставок жестко соединены между собой через немагнитную втулку и с корпусом подшипникового узла, а наружные части полюсных приставок и магнит заключены в гильзу и образуют съемную магнитную систему, кроме этого внутренние части полюсных приставок и (или) немагнитная втулка имеют заправочные отверстия с заглушками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения вращающихся валов. .

Изобретение относится к способам герметизации и может применяться в машиностроении для герметизации зазора между двумя поверхностями, одна из которых выполнена из немагнитного, а вторая из магнитопроводящего материалов.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано в выходном контроле производств уплотнительных устройств или режимных испытаниях при научных исследованиях.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для использования в выходном контроле производств уплотнительных устройств или режимных испытаниях при научных исследованиях.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для уплотнения вращающихся валов. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для заправки магнитожидкостных уплотнений вращающихся валов. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для герметизации вращающихся валов. .

Изобретение относится к конструкциям уплотнений между подвижными относительно одна другой поверхностями

Группа изобретений относится к машиностроению и предназначена для определения удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации без нарушения их работоспособности. В способе неразрушающего контроля на входе магнитожидкостной системы герметизации создают плавно возрастающее давление, а в замкнутом пространстве между полюсными приставками фиксируют момент начала роста давления. По удвоенной разности давлений на входе и в замкнутом пространстве между полюсными приставками определяют максимальную удерживающую способность магнитожидкостной системы герметизации. В первом варианте исполнения устройства магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным в замкнутой полости между полюсными приставками, а во втором варианте магнитожидкостная система герметизации дополнительно снабжена измерителем давления, расположенным вне замкнутой полости между полюсными приставками и соединенным с ней каналом (каналами), внутренние объемы измерителя давления и каналов предельно ограничены. Технический результат заключается в повышении надежности способа контроля максимальной удерживающей способности магнитожидкостной системы герметизации. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации подвижных друг относительно друга деталей. Магнитожидкостное уплотнение вала обеспечивает повышение надежности уплотнения за счет уменьшения трения между вращающимся валом и щетками. Уплотнение содержит кольцевой немагнитный корпус, магнитную систему, состоящую из постоянного магнита, немагнитной кольцевой втулки, разделяющей две полюсные приставки, кольцевого составного магнитопровода и магнитной жидкости, образующих замкнутое магнитное кольцо, создающее магнитные пробки в зазоре. Полюсные приставки, обращенные к валу, выполнены в виде щеток, проволочки которых являются концентраторами напряженности магнитного поля. Для разделения полюсных приставок используется кольцевая немагнитная втулка, внутри которой выполнены заправочные каналы. Температура магнитной жидкости снижается системой охлаждения. Часть корпуса уплотнения и составного магнитопровода сделана съемной, обеспечивая без полной разборки уплотнения свободный доступ к постоянному магниту, щеткам и каналу заправки уплотнения магнитной жидкостью, что позволяет повысить технологичность заправки магнитной жидкостью, процессы сборки, монтажа и обслуживания уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения немагнитных валов. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала, содержащее магнитную систему, включающую постоянный магнит с полюсными наконечниками и магнитную жидкость, снабжено ограничителем свободной поверхности магнитной жидкости, установленным между полюсными наконечниками, выполненным из немагнитного материала в виде кольцеобразного элемента, торцевые поверхности которого повторяют форму примыкающих поверхностей полюсных наконечников. Технический результат: уменьшение расхода магнитной жидкости при сохранении технических характеристик уплотнения. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения содержит магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и полюсных приставок, охватывающих вал и образующих с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. Образующие зазор поверхности полюсных приставок и/или вала имеют концентраторы магнитного потока, выполненные в виде зубцов или выступов с закругленными кромками. Поверхности полюсных приставок, концентраторов и вала, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты пластическому поверхностному деформированию твердосплавным, керамическим или алмазным выглаживателем. Технический результат: уменьшение момента трения, момента страгивания, разогрева и увеличение ресурса работы магнитожидкостного уплотнения. 5 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения магнитных и немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. Магнитожидкостное уплотнение вала, содержащее магнитную систему, состоящую из обращенных друг к другу одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов и полюсных приставок, поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями магнитов, охватывающую вал и образующую с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу, и вала напротив магнитов выполнены канавки. Магнитная система выполнена в виде единого блока и закреплена неподвижно через торцевую поверхность на промежуточном диске. Уплотнение дополнительно снабжено втулкой, которая размещена на валу, охватывает магнитную систему снаружи и образует с ней зазор, заполненный магнитной жидкостью. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к втулке, и на поверхности втулки напротив магнитов выполнены кольцевые канавки. Технический результат: повышение удерживающей способности магнитожидкостных уплотнений. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем постоянный магнит, разноименные полюсные приставки с концентраторами, образующими между собой зазор, заполненный магнитной жидкостью, на поверхностях полюсных приставок и концентраторов, обращенных к немагнитному валу, выполнены кольцевые канавки, а магнитная жидкость введена в зазор между валом и полюсными приставками с концентраторами, канавки выполнены прямоугольной, треугольной, трапецеидальной или другой формы, либо в сочетании. Технический результат: повышение удерживающей способности магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала с регулируемой удерживающей способностью, содержащем магнитную систему в немагнитном корпусе, состоящую из кольцевых постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, охватывающую вал, магнитную жидкость в зазорах, кольцевые постоянные магниты образуют между собой зазоры и зазор с корпусом. Уплотнение снабжено механизмом регулирования величины зазоров между кольцевыми постоянными магнитами. Механизм регулирования величины зазоров между кольцевыми магнитами выполнен в виде гайки, размещенной на корпусе уплотнения с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения и втулки, расположенной между гайкой и крайним кольцевым постоянным магнитом магнитной системы. Технический результат заключается в создании магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала с регулируемым максимально удерживаемым перепадом давлений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для уплотнения вращающихся валов. В магнитожидкостном уплотнении вала, содержащем кольцевую магнитную систему с полюсными приставками, образующими с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью, полюсные приставки и/или вал имеют прямоугольные зубцы, вершины зубцов в аксиальном сечении имеют форму полуокружности, диаметр которой равен ширине зубца, при этом высота зубца больше его ширины. Технический результат: повышение удерживаемого перепада давлений. 2 ил.
Наверх