Магнитожидкостное уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Г 16 ) 1 ЛЬСТВУ СВИ АВ Тде- ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР ОПИСАНИЕ(57) Изобретение м. б, использовано дляуплотнения вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостныесреды. Цель изобретения - повышение долговечности магнитожидкостного уплотнения,В корпусе 9 размещен магнитный узел ввиде постоянного магнита 1 с полюсныминаконечниками 2,3. Магнитопровод выполнен в виде двух колец 5,6, каждое изк-рых установлено с охватом цилиндричес,ЯО 1643833 А 1 кой поверхности одного из наконечников 2,3 с образованием с ней уплотняемых зазоров, заполненных магнитной жидкостью 10, С кольцами 5,6 соединены концентричные им кольцевые элементы 7,8. Корпус 9 выполнен составным, охватывающим своими частями торцовые поверхности магнитопровода с образованием с ним пар трения. Между кольцами 5,6 с элементами 7,8 размещен упругий элемент в виде пружины 11, поджимающий их к корпусу 9. На каждом кольце 5,6 и соответствующем ему элементе 7,8 выполнены радиальные зубцы, направленные навстречу друг другу. Корпус 9 выполнен из неферромагнитного материала. В зоне зазоров действуют потоки рассеивания, величина к-рых на один-два поря ка меньше основного потока, при этом пер распределения дисперсной фазы не происходит. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.51015 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды.Цель изобретения - повышение долговечности уплотнения.На чертеже представлено уплотнение, разрез,Уплотнение содержит магнитный узел в виде постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, установленный на валу 4 из неферромагнитного материала, и магнитопровод в виде колец 5 и 6, охватывающих цилиндрические поверхности каждого полюсного наконечника 3 с образованием уплотняемых зазоров 6, 6, и двух кольцевых элементов 7 и 8, расположенных преимущественно соосно с кольцами 5 и б, разъемный (составной) корпус 9, охватывающий торцовые поверхности колец 5 и 6 и кольцевых элементов 7 и 8 с образованием с ними пар трения, а также магнитную жидкость0 в рабочих зазорах 6 - 6 З, а также в уплотняемых стыках между каждым кольцом 5,6 с кольцевыми элементами 7 и 8 и корпусом 9.Каждое кольцо 5,6 с соответствующим кольцевым элементом 7,8 представляет собой неразборный узел.Для создания неравномерного магнитного поля в зоне зазоров 6 и 6 на полюсных наконечниках 2 и 3 выполнены кольцевые канавки,С целью создания неравномерного магнитного поля в зоне зазора 6 з на кольцевом элементе 7 также выполнены кольцевые канавки. Для существенного уменьшения индукции магнитного поля в зоне уплотняемых стыков колец 5 и 6 с кольцевыми элементами 7 и 8 корпуса 9 на каждом кольце 5,6 и соответствующем ему кольцевом элементе 7,8 выполнены встречные радиальные зубцы с образованием зазоров 64 и 6, между ними, которые заполнены неферромагнитным материалом.Для обеспечения беззазорного стыка корпуса 9 с магнитопроводом между кольцами 5 и 6 с кольцевыми элементами 7 и 8 установлены пружины 11.Постоянный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 и 3, кольца 5 и 6, кольцевые элементы 7 и 8, магнитная жидкость в зазорах 6 - 6 з образуют замкнутую магнитную цепь, соответствующую потоку Ф.Г 1 ри прохождении потока Ф через зазоры 6 и 6 возникают радиальные усилия одностороннего притяжения, под действием которых кольца 5 и 6 притягиваются и залипают к полюсным наконечникам 2 и 3. В дальнейшем магнитный узел вращается на валу 4 вместе с кольцами 5 и 6 и соединенными с ними элементами 7 и 8. Радиальные встречные зубцы на кольцах 5 и 6 и кольцевых элементах 7 и 8 образуют неравномерное магнитное поле в зоне зазоров 64 и 6. Последнее обеспечивает удержание магнитной жидкости 10 в зоне указанных зазоров и принудительную смазку контактирующих поверхностей магнитопровода и корпуса 9.Каждая пара трения образует торцовое уплотнение, совмещенное с магнитожидкостным, которые работают совместно, дополняя друг друга. В указанных торцовых уплотнениях магнитная жидкость 10 выполняет роль не только уплотнительного, но и смазочного материала,Так как принудительная смазка ферромагнитной жидкостью контактирующих поверхностей обеспечивает в, торцовом уплотнении полужидкостной режим трения, то потери на трение в уплотнении незначительны - коэффициент трения при выполнении торцовых поверхностей корпуса 9, контактирующих с магнитопроводом, из современных подшипниковых материалов приближается к коэффициенту трения качения.Поток Ф препятствует вытеканию ферромагнитной жидкости 10 из зазоров 6 - 6 з. Магнитная сила, препятствующая вытеканию жидкости 10 из зазоров 6 - 6 з, зависит от магнитных характеристик жидкости 1 О, индукции в зазорах 6 - 6 з и пропорциональные неравномерности магнитного поля в указанных зазорах.Наличие сильного неоднородного магнитного поля в уплотняемых зазорах приводит к тому, что под кромками зубцов происходит перераспределение концентрации дисперсной фазы - магнетита по объему магнитной жидкости, как коллоидного раствора, находящегося в рабочих зазорах6 - 6 зЭтот процесс в статическом состоянии уплотнения сопровождается вытеснением дисперсионной среды из ферромагнитной жидкости в зоне кромок зубцов.В зоне зазоров д и 6 по мере вытеснения дисперсионной среды из магнитной жидкости она стекает под действием сил тяжести в канавки между зубцами, а с крайних зубцов полюсных наконечников 2 и 3 - на торцовые поверхности указанных полюсных наконечников, а также на поверхности колец 5 и б.Так как сталь, из которой изготовлены полюсные наконечники 2 и 3 и кольца 5 и 6, хорошо смачивается практически любой жидкостью, то дисперсионная среда, стекая с крайних зубцов, с течением времени полностью растекается по указанным поверхностям. После этого под действием сил тяжести и капиллярных сил дисперсионная среда по капиллярным каналам между частицами дисперсной фазы перетекает из канавок между зубцами и наружным поверхностям крайних зубцов полюсных наконеч1643833,Составитель А. БельцоваРедактор О. Головач Техред А. Кравчук Корректор А. ОбручарЗаказ 1229 Тираж 451 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ников и в дальнейшем также растекается по торцовым поверхностям полюсных наконечников 2 и 3 а также по цилиндрическим поверхностям колец 5 и 6.Указанные процессы проявляются тем в большей степени, чем больше уплотнения находится в неподвижном состоянии, т.е. чем длительнее оно хранится. По мере уменьшения объемного содержания дисперс ионной среды в магнитной жидкости в зоне зазоров 61 - 6 з повышается вязкость ферромагнитной жидкости без потери ее уплотняющей способности. Так как по указанным зазорам осуществлено статическое - неподвижное уплотнение, то повышение вязкости ферромагнитной жидкости в процессе хранения уплотнения не сказывается на момент его трения. Так как в зоне зазоров 64 и 6 з действуют только потоки рассеивания, величина которых на один-два порядка меньше основного потока Ф, который проходит через указанные зазоры, то перераспределение концентрации дисперсной фазы - магнетита по объему магнитной жидкости 1 О, как коллоидного раствора, в торцовых уплотнениях не происходит.Следовательно, в торцовых уплотнениях отсутствуют процессы вытеснения дисперсионной среды из магнитной жидкости. Этим обеспечивается стабильность вязкости магнитной жидкости 1 О в зоне торцовых уплотнений (зоне зазоров 64 и 65), а следовательно, и стабильность собственного момента трения уплотнения в процессе как длительного его хранения, так и работы при воздействии перепада давления.5формула изобретения 1. Магнитожидкостное уплотнение, содержащее корпус, магнитный узел в виде 10постоянного магнита с полюсными наконечниками, магнитопровод и магнитную жидкость в уплотняемых зазорах, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности уплотнения, оно снабжено упругим элементом, магнитопровод выполнен в виде двух колец, каждое из которых установлено охватывающим цилиндрическую поверхность одного из полюсных наконечников с образованием с ней уплотняемых зазоров, и соединенных с кольцами концентричных им кольцевых элементов, корпус выполнен составным, охватывающим своими частями торцовые поверхности магнитопровода с образованием с ними пар трения, а между кольцами с кольцевыми элементами размещен упругий элемент, поджимающий их к кор пусу.2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем,что на кольце и соединенном с ним кольцевом элементе выполнены радиальные зубцы, направленные навстречу друг друу.3, Уплотнение по и. 1, отличающееся ЗО тем, что корпус выполнен из неферромагнитного материала.