Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала пс-40


 


Владельцы патента RU 2546377:

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

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения немагнитных валов. В магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем магнитную жидкость и магнитную систему, выполненную из постоянного магнита и втулки из магнитопроводящего материала с кольцевыми канавками, охватывающей вал с зазором, по торцам втулки расположены выступы, примыкающие к противоположным полюсам магнита, кольцевые канавки расположены на внешней цилиндрической поверхности магнитопроводящей втулки и имеют треугольное поперечное сечение, при этом между втулкой и постоянным магнитом размещена немагнитная проставка, а канавки заполнены диамагнитным материалом. Технический результат: повышение технологичности изготовления и повышение удерживающей способности уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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

Известно магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала (Фертман В.Е. Магнитные жидкости - естественная конвекция и тепломассообмен. Мн.: «Наука и техника», 1978, с.55, рис.21.б), содержащее кольцевой постоянный магнит, магнитные полюсы, которые концентрируют магнитное поле в кольцевом объеме между магнитными полюсами, примыкающими к немагнитному валу.

Его недостатком является низкая удерживающая способность. Это обусловлено тем, что уплотнение позволяет создать одно магнитожидкостное кольцо с невысокой удерживающей способностью.

Известно магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала (патент на изобретение РФ №2407936 C2, МПК F16J 15/53, 2010 г.), принятое за прототип, содержащее магнитную систему уплотнения, выполненную в виде втулки из магнитопроводящего материала, охватывающей вал с зазором, на поверхности втулки, обращенной к валу, выполнены кольцевые канавки, которые заполнены диамагнитным материалом, а по краям наружной поверхности втулки расположены выступы, примыкающие к противоположным полюсам магнита.

Недостатками уплотнения являются сложность изготовления втулки с кольцевыми канавками в виде ласточкина хвоста на внутренней поверхности, обращенной к валу, и невысокая удерживающая способность уплотнения. Сложность изготовления обусловлена трудностью выполнения канавок в виде ласточкина хвоста на внутренней поверхности втулки, в то время как зазор между остриями концентраторов должен быть меньше 1 мм. Невысокая удерживающая способность является следствием не очень удачного формирования магнитного поля в зоне расположения магнитожидкостной пробки.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении технологичности изготовления и в повышении удерживающей способности уплотнения.

Технический результат достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем магнитную жидкость и магнитную систему, выполненную из постоянного магнита и втулки из магнитопроводящего материала с кольцевыми канавками, охватывающей вал с зазором, по торцам втулки расположены выступы, примыкающие к противоположным полюсам магнита, кольцевые канавки расположены на внешней цилиндрической поверхности магнитопроводящей втулки и имеют треугольное поперечное сечение, при этом между втулкой и постоянным магнитом размещена немагнитная проставка, а канавки заполнены диамагнитным материалом.

На чертеже показана конструкция магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала. Втулка 1, выполненная из магнитопроводящего материала (Ст.3÷Ст.10), охватывает немагнитный вал 2 с зазором 3. На внешней цилиндрической поверхности втулки 1, выполнены кольцевые канавки 4. Толщина втулки между дном кольцевой канавки и внутренней поверхностью втулки незначительная и может составлять десятые доли миллиметра. Канавки 4 заполнены диамагнитным материалом. По торцам втулки расположены выступы 5, которые примыкают к разноименным полюсам постоянного магнита 6. Между постоянным магнитом 6 и втулкой расположена немагнитная проставка 7. В зазор между втулкой 1 и валом 2 введена магнитная жидкость 8, которая образует под воздействием магнитного поля герметичные кольца.

Уплотнение работает следующим образом. Постоянный магнит 6 в уплотнении служит источником магнитного поля. Создаваемый им магнитный поток выходит из северного полюса, проходит через примыкающий к нему выступ 5 втулки 1, проходит по втулке 1 и через противоположный выступ 5 замыкается на южный полюс магнита. Поперечное сечение втулки 1 в области канавок 4 мало, поэтому материал втулки 1 здесь входит в состояние насыщения, что вытесняет магнитный поток в рабочий зазор 2. За счет этого в рабочем зазоре напротив канавок 4 создается повышенная напряженность магнитного поля. Канавки 4 с поперечным сечением треугольной формы обеспечивают наибольшую максимальную напряженность магнитного поля в рабочем зазоре. В эти зоны с максимальной напряженностью магнитного поля втягивается магнитная жидкость 8 и образует герметичные кольца, перекрывающие зазор 3 и препятствующие прохождению через него уплотняемой среды. Каждое магнитожидкостное кольцо способно воспринимать перепад давлений, зависящий от напряженности поля в зазоре и магнитных свойств магнитной жидкости. Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов давлений всех магнитожидкостных колец в зазоре.

Конструкция данного уплотнения отличается простотой и технологичностью изготовления. Выполнение канавок 4 с треугольной формой поперечного сечения на внешней цилиндрической поверхности втулки 1 проще и технологичнее, чем выполнение канавок на внутренней поверхности втулки в форме ласточкиного хвоста. Канавки 4 можно не заполнять диамагнитным материалом. Но заполнение канавок диамагнитным материалом снижает магнитный поток, замыкающийся между стенками канавки, повышая напряженность поля в уплотняемом зазоре, а следовательно, удерживающую способность уплотнения. Использование диамагнитного материала с упругими механическими свойствами увеличивает механическую жесткость и прочность втулки 1, что повышает технологичность сборки и упрощает обслуживание уплотнения. Проставка 7 из немагнитного материала обеспечивает дополнительную жесткость втулке 1, повышая технологичность сборки и переборки уплотнения, а также надежность уплотнения.

Выполнение втулки 1 с кольцевыми канавками на внешней цилиндрической поверхности позволяет более эффективно сформировать магнитное поле в рабочем зазоре уплотнения и повысить его максимальную удерживающую способность. Численное моделирование магнитного поля магнитной системы предлагаемого уплотнения показало, что она позволяет повысить максимальный удерживаемый перепад давлений в 1,8÷2.1 раза по сравнению с прототипом при использовании одного и того же магнита.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить технологичность изготовления уплотнения и его максимально удерживаемый перепад давлений.

1. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала, содержащее магнитную жидкость и магнитную систему, выполненную из постоянного магнита и втулки из магнитопроводящего материала с кольцевыми канавками, охватывающей вал с зазором, а по торцам втулки расположены выступы, примыкающие к противоположным полюсам магнита, отличающееся тем, что кольцевые канавки расположены на внешней цилиндрической поверхности магнитопроводящей втулки и имеют треугольное поперечное сечение, а между втулкой и постоянным магнитом размещена немагнитная проставка.

2. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала по п.1, отличающееся тем, что канавки заполнены диамагнитным материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к конструкции системы обеспечения газом «сухих» газодинамических уплотнений (СГУ) центробежных компрессоров.

Изобретение относится к устройству для уплотнения вала винта морского судна. Устройство уплотнения вала винта морского судна включает узел уплотнения, закрывающий фланец для узла уплотнения, прокладку для установки между узлом уплотнения и для уплотнения вала винта.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений. Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала содержит магнитную систему, помещенную в немагнитный корпус и 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.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-поршневой двигатель содержит корпус, ротор с цилиндрическим уступом, камеру сгорания, топливную форсунку, воздушный компрессор высокого давления и рекуперативный теплообменник для нагрева воздуха после компрессора теплом отходящих газов.

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

Изобретение относится к устройству для динамической уплотнительной системы, предназначенной для погружного насоса (1), содержащему, по меньшей мере, один подводящий трубопровод (7), проходящий в направлении динамической уплотнительной системы, первое клапанное устройство (8), установленное в подводящем трубопроводе (7), и второе клапанное устройство (12), установленное таким образом, что в открытом положении оно открывает первый перепускной трубопровод (13), который проходит от точки на подводящем трубопроводе (7), расположенной между первым клапанным устройством (8) и насосом (1), и источником низкого давления, расположенным в области насоса (1), с тем, чтобы понизить давление барьерной текучей среды в уплотнительной системе.

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано в уплотнительных устройствах опор валков прокатных станов. .

Изобретение относится к валково-роликовым мельницам для размола угля. .

Изобретение относится к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации уплотнений сосудов и агрегатов преимущественно для нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике. Магнитожидкостное уплотнение содержит подвижный фланец и корпус с установленными на них постоянными магнитами, образующими элементы магнитной системы, зазор между которыми заполнен магнитной жидкостью. На подвижном фланце жестко и герметично установлен немагнитный элемент с каналами, расположенный в зазоре с магнитной жидкостью и способный перемещаться в магнитной жидкости, заполняющей зазор между элементами магнитной системы, при превышении перепада давления с возможностью сброса давления через каналы, а при последующем увеличении перепада давления и перемещении немагнитного элемента и выхода из зазора с магнитной жидкостью с возможностью сброса давления через каналы и образовавшийся зазор между торцевой частью немагнитного элемента и магнитной жидкостью с последующим возвращением немагнитного элемента в исходное положение. Изобретение повышает надежность уплотнения. 1 ил.

Изобретение относится к комбинированному уплотнению вала. Уплотнение содержит размещенные в корпусе магнитожидкостное и торцовое уплотнения, причем первое выполнено в виде постоянного магнита с полюсными приставками и ферромагнитной жидкостью в рабочих зазорах. В зоне магнитожидкостного уплотнения установлены закрепленные на валу подвижная втулка и неподвижная втулка из пористого материала с кольцевыми канавками на внутренней поверхности. С торцом подвижной втулки создается торцовое уплотнение а со стороны высокого давления установлен подвижный элемент, выполненный в виде сильфона, к одному из торцов которого жестко и герметично прикреплена неподвижная втулка, а другой конец его установлен жестко и герметично относительно корпуса. Изобретение увеличивает компенсируемый перепад давления. 2 ил.
Наверх