Магнитно-жидкостное уплотнениевращающегося вала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических, Республик

<,806964 (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено14.05.79 (2l ) 2768778i25 р8 (5t)M. Кл.

F 16 У 15/40 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Йеудвратеевньй «еиктет

СССР пю Медеи кзебретеннк в вткритвй. Опубликовано 2д.02.8у. Бюллетень М 7 (53) УДК 62-762(088 8) Дата опубликования описания 25.02 81

А. А. Ждановский, В. К. Рахуба, В. Б. Самойлов, В. E. Фертман и М. А. Леперсон (72) Авторы изобретения

Институт тепло- и масаообмена им. А. В. Лыкова

АН Белорусской ССР (7!) Заявитель (54) МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к уплотнитеаь ной технике и может быть использовано

h различных отраслях народного хозяйства для уплотнения вращающихся валов. машин и механизмов при наличии перепадов давления.

Известна конструкция магнитно-жидкостных уплотнений, основу которой составляет кольцевой магнит. По торцам магнита установлены полюсные наконечники, о охватывающие уплотняемый вал с зазором, заполненным ферромагнитной жидкостью. При наличии давления с одной стороны полюсного наконечника ферромагнитная жидкость смещается вдоль вала в осевом направлении, но удерживается в зазоре магнитной силой, возникающей при отклонении ферромагнитной жидкости от положения равновесия под полюсным наконечником 1), Недостатком известной конструкции уплотнения является сплошное заполнение ферромагнитной жидкостью объема между

Уплотняемыми зазорами. Из самого принцийа действия магнитно-жидкостного уплотнения следует, что максимальное противодействие прилагаемому давлению достигается, когда ферромагнитная жидкость располагается лишь по одну сторону уплот няемого зазора. В случае наличия ферромагнитной жидкости по обе стороны зазора результирующая сила магнитного противодавления уменьшается и при полной симметрии расположения жидкости относительно зазора стремится к нулю.

Известно также, что ресурс магнитножидкостного уплотнения определяется, прежде всего. устойчивосгью ферромагнитной жидкости. При высоких окружных скоростях уплотняемого вала мощности потерь за счет вязкого трения в ферромагнитной жидкости составляют сотни ватт и вызывают сильный разогрев ее.

И результате испаряется жидкость-носител ь и герметичность уплотнения нарушается.

Цель изобретения — повышение удерживаемого перепада цавления и ao»rose ности магнитно-жидкостных уплотнений.

806964 эксплуатации происходит испарение кидкости-носителя рабочей ферромагнитной жидкости, ее объем в зазоре уменьшается и в полости с капилляром создается разрежение, что вызывает истечение иэ капилляра некоторого количества подпитывающей ферромагнитной жидкости. Это истечение продолжается до тех пор, пока объем рабочей ферромагнитной жидкости станет равен первоначальному, и давление в капилляре и полости вновь уравняется. Таким образом, процесс осуществляется автоматически.

Использование в качестве подпитывающей жидкости слабого раствора рабочей ферромагнитной жидкости (с намагниченностью 1-3 кА/м) обеспечивает ее направленное течение из капилляра в рабочий зазор уплотнения, в то время как замена ее на чистую жидкость-носитель этого не обеспечивает.

Таким образом, предлагаемое уплотнение за счет заполнения межполюсных объемов немагнитной жидкостью обеспечивает равномерную нагрузку на каждый уплотняющий зазор и улучшение теплоотвода, а за счет капилляров — автоматическую подпитку рабочих зазоров ферромагнитной жидкостью, тем самьгм достигаются оптимальные условия работы уплотнения, повышается его долговечность и удерживаемый перепад давлений.

Магнитно-жидкостное уплотнение вращающегося вала, состоящее из корпуса с установленным в нем кольцевым магнитом, по торцам которого размещены попюсные наконечники, охватывающие герметизируемый вал с рабочим зазором, заполненным рабочей ферромагнитной жидкостью, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью увеличения удерживаемого перепада (давления и долговечности, пространство между валом, полюсными наконечниками и магнитом заполнено немагнитной жидкостью, а к крайним рабочим зазорам подведены капилляры для подачи подпитывающей ферромагнитной жидкости.

i 4

Указанная цель достигается тем, что объем между уплотняемыми зазорами заполняется немагннтной жидкостью, несмешивающейся с ферромагнитной жидкостью в зазорах, а к крайним зазорам подведены капилляры для подачи подпитывающей -ферромагнитной жидкости, идентичной по составу с рабочей, но с намагниченностью 3, — 3 кА/м. Причем подпитывакяцая жидкость подается в капилляр под 16 давлением, равным полусумме давления в полостях, прилегающих к полости с капилляром.

На чертеже изображено уплотнение, общий вид, в разрезе.

Уплотнение имеет немагнитный кор- пус 1 в котором установлены постоян/ ные магниты 2, но торцам которых размещены полюсные наконечники 3, образующие кольцевые зазоры с валом 4. заполненные рабочей ферромагнитной жидкостью

5. Межполюсные объемы заполнены немагнитной жидкостью 6, а к крайним зазорам уплотнения изнутри подведены капилляры 7 для подвода подпитывающей ферромагнитной жидкости.

Уплотнение работает следующим образом.

При создании перепада давлений (Р р )ферромагнитная;жидкость в

1 зазорах смещается из первоначального положения равновесия, в результате чего возникает противодействие прилагаемому перепаду давлений. 3аполнение межполюсных объемов немагнитной жидкостью 6 позволяет равномерно распределять на- З5 ф о р м у л а и э о б р е т е н и я грузку на все уплотняемые зазоры, обеспечивает оптимальные условия для противодействия прилагаемому перепаду давления, улучшает теплоотвод, а также исключает возможность испарения жидкости40 носителя иэ ферромагнитной жидкости во. всех зазорах, за исключением крайних, имеющих контакт с внешней средой; Для восполнения испаряющейся жидкости-носителя из крайних зазоров служат капил-, ляры 7.

Процесс восполнения происходит следующим образом.

9 первоначальный момент при создании перепада. давлений в каждой иэ межпо- 50 пюсных полостей устанавливается давление, равное полусумме давлений в полостях, прилегающих K данной. Tamm o6pasoM,,давления в полости и капилляре равны, и принятые во внимание при экспертизе подпитываюшая ферромагнитная жидкость 5 1,. Авторское свидетельство СССР из капилляра не .вытекает. В процессе % 34081.4, кл F- 16 3 l.5/54. 1969.

80696.4

Составитель! Ю. Королев

Редактор И Николайчу Те ред А. Ач Корректор Я. Рокко

Заказ 232/56 Ч ираж 1017 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4