Уплотнительное устройство

(54) УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации валов, штоков, работающих в условиях перепада давления. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет увеличения числа ступеней уплотнения и уменьшения потоков рассеяния магнитного поля. Устройство состоит из корпуса 1, в котором ,размещены магниты 2 и 3 с полюсными наконечниками 4 и 5, впадины и выступы которых образуют с уплотняемой поверхностью вала 6 ряд кольцевых полостей 7 и рабочих зазоров, которые й заполнены порошкообразной высокодисперсной герметизирующей композицией. : Щ у 3 3С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпо изоБРятениям и откРцтиПРИ ГННТ СССР(71) Киевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектноконструкторского института техники,технологии и организации управлениястроительством предприятий нефтянойи газовой промышленностиl й Н,иЫ, где конструкции Композиция, заполняющая кольцевыеполости 7 является не магниткой, арабочие зазоры заполнены магнитоактивной высокодисперсной композицией.Ширина каждого выступа полюсного наконеч:и 1 ка определяется из определенЙзооретение Относится к уплотнительной технике и может быть исцользовано для герметизации валов, штоков, работа 1 ощих в условиях перепада даваенйя,Цель изооретения - повышение надежности устройства за счет увеличения числа ступеней уплотнения и ,:;еньшения потоков рассеяния магнит" ного поля.На фиг. показано устройство, разрез; .на фн 1.,2 - узел Х на фиг.1.В кор 1 Усераз 11 ещены постояне 1 ые магниты 2 и 3 с полюсными наконечни ками 4 и 5 впадины и выступы которых образуют с валом (или штоком) б ряд послецонательно чередующихся коль:. ценых полостей 7 н рабочих зазорон 8. Кольцевые полости 7 заполнены не магнитной порошко; бразной высокодис" персной композицией, а зазоры 8 за:.полнены нысо 1 годисперсной порошкообразной магнитоактивной композицией.По краям полюсных наконечников 4 и35 5 установлены кольца 9, образующие с наконечниками 4 и 5 буферные емкости 10 и 11 для намагничинающейся герметизирующей композиции. Фонарное кольцо 12 из немагнитного материала может служить для периодической подпитки необходимой высокодисперсной композиции через штуцер 13.Корпус 1 закрывается крышкой 14.Ширина выступа полюсного. наконечника определяется из соотношения и 50магнитная проницаемость вакуума:.минимальная и максимальная напряженность магнитного поля под высту 55 поммагнитная восприимчивость магнитоактинной ного соотношения. Поток, создаваемый магнитами 2 и 3, создает неоднородные магнитные поля, позволяющиеудерживать в рабочих зазорах магнитоактивную композицию, обладающую малым коэффициентом трения. 2 ил. 1 - намагниченность магнитоактивной композиции;б - поверхностное натяжениеуплотняемой средыф" кривизна формы пор магнитоактивной композицииК - коэффициент проницаемости магнитоактивкойкомпозиции при среднейналряженности поля в зазоре,Р - площадь сечения кольцевого зазора под выступом,- динамическая вязкостьуплотняемой среды,и - нормативно допустимыеутечки уплотняемой среды.Устройство работает следующим образом.Постоянные магниты 2 и 3 создают в полостях 7 сильные неоднородные магнитные поля, позволяющие удержи" вать в минимальных зазорах 8 (0,2- 0,5 мм) магнитоактивную высокодисперсную порошкообразную композицию (смазку), обладающую малым коэффициентом трения (К 1 = 0,04-0,0 б) .1 Таким образом, под выступом полюсно- Гго наконечника в зазоре 8 формируется магнитный герметизирующий "поршень, а в полостях 7 - немагнитный "поршень" из высокодисперсного порошка.Удерживание высоких перепадов давления ЬР в этом случае достигается за счет суммирования элементарных перепадов ЬР;," удерживаемьи высокодисперсной магнитоактивнои композиции в зазорах 8 под каждым выступом.Механизм герметизации осуществляется следующим образом. В состоянии равновесия (отсутствие ЬР) магнитоактивная композиция располагается строго под выступом (1, - ширина выступа) . В случае возникновения Ь Р520286 6наносится магнитоактивный порошок 7 бнсамоустанавливается но периметру из", за малого внутреннего трения), а поФтом в вертикальном положении узелодевается на вал. Немагнитный порошок заполняет постепенно полости (как в жидкость), а также возможен и другойспособ, когда полюсные наконечники щ выполнены в виде шайб с выступами икаждая шайба одевается на вал само,стоятельно,продвигая впереди себянемагнитный порошок с последующимподжатием и закреплением.15 При применении специально подобранных высокодисперсных композиций уплотнительное устройство можетработать с любыми агрессивными средами.20Формула изобретения 5(Р О) кольцевой х-й "поршень 1 измагнитоактивной композиции несколькосмещается в сторону меньшего давления, При этом благодаря возникновению магнитных сил "поршень" удерживает ЬР;, Остальной перепад ЬР - йР;передается вследствие упругих свойстнемагнитного "поршня" далее на магнитный (х+1)-й "поршень" и т,д. Использование порошковых материаловпозволяет полностью исипочить износконтактного элемента уплотнения инеобходимость периодической его замены, так, как это имеет место в манжетных, сальниковых, торцовых и др.уплотнениях,В качестве материала для высокодисперсных магнитоактивных перегородок - "поршней", могут быть исполь"зованы сухие магнитные смазки,Что касается "поршней" из немагнитного высокодисперсного.материала,то это могут быть твердые смазки,имеющие пластинчатую (гексагональную)структуру: графит, ВМ, МоБ , ИоБеи др.Размеры этих частичек должныбыть равны или меньше магнитоактивных частичек и не превышать 0,20,5 мкм. Использование этих материалов обеспечивает низкие коэффициентытрения (0,04-0,06), исключает увеличение потокОв рассеяния. магнитногополя, а также обеспечивает необходимое изменение напряженности магнитного поля.При сборке устройства сначала навыступы полюсных наконечников Э и 4 Уплотнительное устройство, содержащее установленные в корпусе источ ник магнитного поля с полюсными наконечниками и высокодисперсную порошкообразную магнитоактивную комнози;цию в рабочем зазоре, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью Зп повышения надежности работы устройства, на поверхности полюсных наконечников, обращенной к валу, выполнены выступы, образующие рабочие зазоры,а кольцевые полости, образованные впадинами полюсных наконечникови валом, заполнены высокодисперснойнемагнитной порошкообразной композицией.