Магнитно-жидкостное уплотнение

щ 8576 О 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Соцналнстическнк Республик(22) Заявлено 24.07.79 (2 ) 2800758/25-0с присоединением заявки Ио -ствениый ко СССРам изобрете открытий осуда мтет 23) Приорит ано 230881.Бюллетень М 31 публиков 53) УДК 62-Эб 2Дата опубликования описания 23,0 2) Авторы изобретен Е. Бибик и О. В. Бузновс 3Фнинградский ордена Октябрьской РЬщлюции:Й арденаудового Красного Знамени технологическйй-ннстцтутим. Ленсовета 1) Заявител ГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИ в сдвисус 5 чи на емы ще ма с л Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям с применением феррожидкости, и может быть использовано в устройствах с вращательным и поступательным движением валов преимущественно малых диаметров и гибких штоков.Известно. магнитно-жидкостное уплотнение, содержащее последовательность кольцевых постоянных магнитов, охваченных полюсными наконечниками, образующими вместе с валом уплотняющие зазоры, немагнитные втулки,.установленные между полюсными наконечниками, также ферромагнитную жидкость(суспензию), заполняющую все внутреннее пространство уплотнения и под действием неоднородного магнитного поля расслаивающуюся на твердую магнитную фазу, заполняктцую уплотняющие 20 зазоры, и немагнитную жидкость (среду), заполняющую межэазорное пространство 11.Недостатком известного уплотнении является невысокая уплотняющая способ- вость и зависимость ее от скорости и величины поступательного перемещения вала (штока вследствие постоянного перемешивания используемой ферромаг- ЗО нитной жидкост и ( пен зии) говом поле.Цель изобретения - повышение уплотнякщей способности и надежности работы при поступательном движении вала (штока) .Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-жидкостном уплотнении, в корпусе которого установлены кольцевые постоянные магниты, охваченные полюсными наконечниками, образующими вместе с налом (штоком) уплотнякщие зазоры, заполненные феррожидкостью, и диамагнитные втулки, расположенные между полюсвыми наконечниками, во внутренней полости размещены эластичные пористые вставки. При этом власти чные пористые вставки закреплены на полюсных наконечниках. Вставки, смаваемые феррожидкостью, закрепленыполюсных наконечниках, а смачивае немагнитной жидкостью, разделяюй феррожидкость, закреплены на диагнитных втулках.Введение эластичных пористых вставок, которые полностью или частично заполняют внутреннее пространство уплотняя и пропитываются феррожьщкотью и немагнитной жидкостью, позвояет увеличить уплотняющий эффект инадежность работы при поступательномдвижении вала (штока),На фиг. 1 показаны конструкциимагнитно-жидкостного уплотнения, вКоторых эластичные пористые вставкизакреплены на полюсных наконечниках;на фиг. 2 - во вс-й внутренней полости уплотнения; на фиг. 3 - уплотнение с эластичными пористыми вставками с различной смачиваемостью.В корпусе 1 уплотнения установленыкольцевые постоянные магниты с аксиальной намагниченностью 2, охваченныеполюсными наконечниками 3, которыеобразуют вместе с валом (штоком) 4уплотняющие зазоры, заполненные феррожидкостью 5. Для равномерного распределения приложенного давлениямежду уплотняющими зазорами все пространство заполнено немагнитной жидкостью б, не смешивающейся с применяемой феррожидкостью. Для исключения радиальной нагрузки на постоянные магниты и уменьшения полей рассеивания между полюсными наконечниками установлены диамагнитные втул-ки 7. Кольцевые постоянные магниты,полюсные наконечники, феррожидкость,заполняющая уплотняющие зазоры и валявляются элементами магнитной цепи(пунктиром показано направление магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами), Для предотвращения ЗОперемешивания феррожидкости и немагнитной жидкости при поступательномдвижении вала (штока) на полюсныхнаконечниках закреплены эластичныепористые вставки 8, пропитанные феррокидкостью, которые перекрывают весьуплотняющий зазор.Устройство работает следующим образом.Магнитная сила, создаваемая постоянным магнитом 2, уцерживает феррожидкость 5 в уплотняющем зазоре, образованном полюсными наконечниками 3и валом (штоком) 4 . Это позволяетпротивостоять приложенному перепаду 45давления. Для повышения уплотняющейспособности всего узла уплотненияпромежутки между уплотняющими зазорами заполняются немагнитной жидкостьюб, не смешивающейся с Феррожидкостью, щкоторая вследствие своей несжимаемости передает приложенное к ней давление и равномерно распределяет его между уплотняющими зазорами, Для исключения перемешивания феррожидкости инемагнитной жидкости при поступательном перемещении вала (.штока) на концах полюсных наконечников 3 закреплены эластичные пористые вставки 8,пропитанные феррожидкостью и перекрывающие полностью уплотняющие зазоры. 6 ОПрименение таких вставок значительноуменьшает сдвиговые усилия, действующие на феррожидкость при поступательном перемещении вала (штока) . Уплотняющая способность такого устройства 65 определяется как магнитными свойствами феррожидкости, так и ее способностью образовывать в магнитном поле линейные агрегаты из ферромагнитных частиц, которые параллельны линиям напряженности магнитного поля, и тем самым дополнительно противостоять приложенному давлению. В динамическом режиме работы упг;отнения (например, при вращении ваа) на феррожидкость действует сдвиговое усилие, которое разрушает линейные агрегаты. Это приводит к некоторому уменьшению уплотняющей способности в динамическом режиме (при поступательном или вращательном движении вала, вследствие разрушения линейных агрегатов.При полном разрушении агрегатов, которое происходит при скорости вращения вала 500-800 об/мин (в случае вращения вала), уплотняющая способность падает на 15-20- При наличии эластичных пористых вставок в уплотняющем зазоре, которые пропитывают - ся феррожидкостью, сдвиговые усилия, действующие на феррожидкость, уменьшаются, из-за чего уплотняющая способность практически не зависит от скорости перемещения или вращения вала.Для устранения. частичного перемешивания немагнитной жидкости и феррожидкости на границе их раздела и увеличения надежности работы магнитно- жидкостного уплотнения при возвратно- поступательном движении вала (штока) эластичные пористые вставки 8 закрепляются вдоль всей внутренней полости уплотнения на его неподвижной части (фиг. 2), В этом случае как феррожидкос -ь 5, так и немагнитная жидкость б находятся внутри эластичной пористой вставки, Такая конструкция практически исключает сдвиговое усилие, действующее как на феррожидкость, так и на немагнитную жидкость при поступательном движении вала. (штока), что обеспечивает надежность работы при больших осевых сдвиговых усилиях, действующих на вал (шток)Для увеличения уплотняющей способности устройства как при поступательном движении, так и при вращении вала (штока) эластичные пористые вставки 8, установленные в уплотняющем зазоре и в межзазорном пространстве изготовлены из различного материала (фиг. 3). Эластичные пористые вставки, установленные в уплотняющих зазорах, хорошо смачиваются феррожидкостью 5 и не смачиваются немагнитной жидкостью б, в то время как эластичные пористые вставки, установленные в межзазорном пространстве, хорошо смачиваются немагнитной жидкостью и не смачиваются феррожидкостью. Это позволяет добиться увеличения уплотняющей способности как в статике, так и в динамике за счет капиллярных сил, действуюфиг.8 Фиг. ) Составитель Г. ЦуренкоРедактор Н, Кончицкая Техред А,Бабинец КорректорС. Щомак Тираж 1006 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7205/60 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щих внутри эластичных пористых вставок, иэ-за хорошего смачивания их соответствующими жидкостями, а такжеза счет увеличения поверхностных сил,действующих на границе раздела междуферрожидкостью и немагнитной жидкостью,Полюсные наконечники могут иметькак прямоугольный, так и треугольныйпрофил, а также несколько выступов,образованных кольцевыми канавками(фиг. 1-3) .В качестве эластичных пористыхвставок могут быть использованы пористые полимерные материалы или металлические фетры, изготовленные иэнемагнитного материала. Применениеэластичных пористых вставок увеличивает трение незначительно, не более чем на 5-10.Предлагаемая конструкция позволяет уплотнить как вал, так и гибкий 20шток. Кроме того, увеличивает уплотняющую способность пропорциональноколичеству уплотняющих зазоров какв случае вращения, так и при поступательном движении вала (штока); увеличивает уплотняющую способностьза счет капиллярных сил и поверхностных сил раздела на границе между, феррожидкостью и немагнитной жидкостью по сравнению с известным на 1020; уменьшает зависимость уплотняющей способности от скорости движениявала (штока); обеспечивает устойчивуюработу как при вращении вала (штока),так и при его поступательном движении за счет уменьшения воздействияпульсирующего давления и уменьшения сдвиговых усилий, действующих на фер.рожидкость при вращении и при посту"пательном движении вала (штока); атакже расширяет область примененияпутем использования в конструкцияхс одновременным вращательным и поступательным движением вала (штока) . 1. Иагнитно-жидкостное уплотнение,в корпусе которого установлены кольцевые постоянные магниты, охваченныеполюсными наконечниками, образующимивместе с валом уплотняющие зазоры,заполненные феррожидкостью, а междуполюсными наконечниками установленыдиамагнитные втулки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияуплотняющей способности и повышениянадежности при воэвратно-поступательном движении вала, во вНутренней полости уплотнения размещены эластичныепористые вставки.2, Уплотнение по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вставкизакреплены на полюсных наконечниках.3. Уплотнение по. и, 1 и 2, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что вставки,смачиваемые феррожидкостью, закреплены на полюсных наконечниках, а вставки, смачиваемые немагнитной жидкостью;на диамагнитных втулках,Источники информациипринять 1 е во внимание при экспертизе1, Авторское свицетельство СССРР 340814, кл. Е 16 ) 15/54, 1972.1