Комбинированное уплотнительное устройство вала

: лксм БРЕТЕНИ ИСАНИЕ М ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 872878, кл, Г 16 1 15/40, 1979.(54) КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВАЛА(57) Изобретение относится к машиностроению и м,б. использовано в уплотнениях подшипниковых узлов и защите их отпопадания воды, шлама и пыли при вращении и остановке вала, Цель изобретения -повышение надежности комбинированногоуплотнительного устр-ва вала, В корпусе 1 из магнитомягкого материала установлен магнитный узел в виде постоянного магнита 2 радиального намагничивания с полюсными наконечниками 3, Один из наконечников 3 установлен с уплотняемым зазором 5 квалу 4. Крышка б из магнитомягкого материала установлена на валу 4 и образует с узлом и выступами корпуса 1 лабиринт. заполненный магнитоактивным составом, Кольцевые зазоры 7 лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, торцовые зазоры 8 - магнитоактивной пастой, не взаимодействующими друг с другом и уплотняемой средой. Поверхность по крайней мере одного выступа выполнена зубчатого профиля, 1 э,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям подшипниковых узлов и защите их от попаданияводы, шлама и пыли при вращении и остановке вала.Известно лабиринтное уплотнение вращающегося вала, содержащее неподвижныйй с пазами на торцовой поверхности диски установленный на валу вращающийсядиск с выступами, причем в выступах выполнены радиальные пазы. в которых расположены пластины, а е неподвижном дискевыполнены тангенциальные каналы, соединяющие пазы с дренажем. Конструкцияданного уплотнения не обеспечивает герметичности от попадания извне во внутреннюю полость абразивных частиц грунта иводы,Известно также лабиринтное магнитожидкостное уплотнение вращающегосявала, в корпусе которого установлены постоянные магниты с наконечниками, образующими с валом полость, заполненнуюмагнитной жидкостью, при этом первый наконечник установлен с зазором на валу иобразует с ним одну ступень уплотнения, авторой наконечник вместе с расположенной на валу. крышкой - другую ступеньуплотнения, Это уплотнение обладаетбольшей герметичностью, но у него сохраняются недостатки магнитожидкостнсго уплотнения, а именно: разгерметизация егопри работе в области с повышенным температурным режимом (выше 100 С) в связи сиспарением жидкости; нестабильность работы уплотнения длительный период времени в связи с возможным расслоениеммагнитной жидкости,Кроме того, возможно проникновение атмосферной пыли е магнитную жидкость.Цель изобретения - повышение надеж. ности уплотнения.Указанная цель достигается тем, что вкомбинированном уплотнительном устройстве вала, содержащем установленные вкорпусе из магнитомягкого материала магнитный узел в виде постоянного магнитарадиального намагничивания с полюсныминаконечниками, один иэ которых установлен с уплотняемым зазором к валу, а такжекрышку из магнитомягкого материала, образующую с магнитным узлом и выступамикорпуса лабиринт, заполненный магнитоактивным составом, кольцевые зазоры лабиринта заполнены магнитоактивнойпорошковой композицией, а торцовые -магнитоактивной пастой, не взаимодействующие друг с другом и уплотняемой средой,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кроме того, поверхность по меньшей мере одного выступа, образующего кольцевой зазор лабиринта, выполнена зубчатого профиля,На чертеже изображено комбинированное уплотнительное устройство вала продольный разрез,Уплотительное устройство состоит из размещенного в корпусе 1 из магнитомягкого материала магнитного узла в виде постоянного магнита 2 радиального намагничивания с полюсными наконечниками 3, один из которых установлен на валу 4 с уплотнительным зазором 5, в котором размещена порошковая магнитоактизная композиция, На валу 4 также установлена и крышка б из магнитомягкого материала образующая с магнитным узлом и выступами корпуса 1 лабиринт, заполненный магнитоактиеным составом, причем кольцевые зазоры 7 лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, а торцовые 8 - магнитоактиеной пастой, не взаимодействующие друг с другом и уплот няемой средой В качестве магнитоактивной пасты могут быть использованы пасты с применением в качестве жидкой фазы кремнийорганической жидкости. полиметилсилоксана, полиэтилсилоксана, а также фторуглеродных масел. По торцовым поверхностям постоянного магнита 2 установлены немагнитные диски 9 и 10. Поверхность по меньшей мере одного выступа корпуса 1, образующего кольцевой зазор 7, выполнена зубчатого профиля, Корпус 1 устройства жестко закреплен на корпусе подшипникового узла 11.Уплотнительное устройство работает следующим образом,Под действием магнитного поля, создаваемого постоянным кольцевым магнитом 2, магнитный поток Ф устремляется по пути максимальной магнитной проницаемости и разветвляясь на несколько потоков Ф 1,Ф 2, Ф и т.д, обеспечивает надежную работу устройства, Магнитный поток Ф 1 проходит от полюса й магнита 2 через корпус 1 через магнитоактивную порошковую композицию и магнитоактиеную пасту, размещенные соответственно в кольцевых 7 и торцовых 8 зазорах лабиринта, крышку б, вал 4, рабочий зазор 5. заполненный магнитоактивной порошковой композицией и через полюсный наконечник 3 с зубчатым профилем, замыкается на полюс Я магнита 2.Под действием магнитного поля, образованного вышеописанной замкнутой системой, в рабочем зазоре 5 формируетсяпервая ступень уплотнения из магнитоактивной композиции, которая одновременноявляется и магнитоактивным смазывающимсоставом с коэффициентом трения 0,06 -0,08. 5При больших контактных нагрузках навалы, особенно в работе прокатных станов,имеет место прогиб вала и возможны прямые контакты вала б с полюсным наконечником 3. В этом случае магнитоактивная 10порошковая композиция работает в качестве смазки, исключая возникновение всякогорода эадиров,Заслон иэ магнитоактивной порошковой композиции под воздействием напряженности магнитного поля достигаетнаибольшей своей плотности в области минимального зазора (дмин) между притуплением вершин зубчатой поверхностиполюсного наконечника 3 и уплотняемой 20поверхностью вала 4,Перепад давлений, удерживаемый магнитоактивной порошковой композициейЛРм= ио 3 з (Нмакс - Нмин), где,ио - магнитная постоянная в вакууме; 25ЗБ - намагниченность насыщения магнитоактивной порошковой композиции;Нмакс, Нмин соответственно максимальная и минимальная напряженностьмагнитного поля в минимальном и максимальном зазорах;при ди,Н.стремится к Нас,при дас Н стремится к Нин,Значит при Нмакс ЬРм достигает своегомаксимального значения. 35Магнитный поток Ф 2 проходит от полюса М магнита 2 через тело корпуса 1, череззубчатые поверхности первого выступа корпуса 1, кольцевые 7 и торцовые 8 полостилабиринта, заполненные порошковой магнитоактивной композицией и магнитоактивной пастой соответственно, через крышкуб, вал 4, рабочий зазор 5, заполненныймагнитоактивной порошковой композицией, через полюсный наконечник 3 и замыкаетСя на полюс Я магнита 2,Под действием магнитного поля, образованного замкнутой системой, формируется вторая ступень уплотнения из магнитоактивной порошковой композиции в кольцевом зазоре 7 лабиринта первого выступа корпуса, достигающая наибольшей плотности на притуплениях зубчатой поверхности выступа ввиду значительного увеличения Н 9 габ по сравнению с торцовой частью 8 лабиринта,Магнитный поток Фз проходит через корпус 1, через зубчатые поверхности второго выступа корпуса 1, кольцевые 7 и торцовые 8 полости лабиринта, крышку б, вал 4, рабочий зазор 5 с магнитоактивной порошковой композицией и через полюсный наконечник 3 замыкается на полюс 5 магнита 2,Как и в предыдущем случае под действием магнитного поля в кольцевой части лабиринта второго выступа корпуса 1 из магнитоактивной порошковой композиции формируется третья ступень уплотнения.Наибольшей плотности уплотнение магнитоактивной композиции будет достигать при прочих равных условиях в рабочем зазоре 5 ввиду суммирования в нем трех потоков Ф 1, Ф 2 и ф при замыкании на полюс Я магнита 2.Магнитоактивная паста будет удерживаться в торцовых зазорах 8 лабиринта магнитным полем, создаваемым потоками рассеивания, а также ступенями уплотнения, созданными магнитоактивной порошковой композицией в кольцевых зазорах 7 Заполнение торцовых зазоров 8 магнитоактивной пастой, не взаимодействующей с магнитоактивной порошковой композицией и уплотняемой средой значительно улучшает работу уплотнения, В устройстве с применением маг нитоактив ной пасты и магнитопорошковой композиции имеет место эффект левитации немагнитных абра зивных частиц над поверхностью пасты ипорошка.Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения исключает возможность попадания частиц грунта, пыли, воды во внутреннюю полость подшипникового узла, что многократно повышает герметичность и надежность его работы. Формула изобретения 1. Комбинированное уплотнительное устройство вала, содержащее установленные в корпусе из магнитомягкого материала магнитный узел в виде постоянного магнита радиального намагничивания с полюсными наконечниками, один из которых установлен с уплотняемым зазором к валу. а также установленную на валу крышку из магнитомягкого материала. образующую с магнитным узлом и выступами корпуса лабиринт, заполненный магнитоактивным составом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, коль цевые зазоры лабиринта заполнены магнитоактивной порошковой композицией, а торцовые - магнитоактивной пастой, не взаимодействующие друг с другом и уплотняемой средой.1702042 Составитель А. БельцоваТехред М,Моргентал Корректор Т, Малец Редактор Н. Шитев Заказ 4527 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, 1 о, Гагарина, 101 2, Устройствопоп.1,отличающеесятем, что поверхность по меньшей мере одного выступа. образующего кольцевой зазор лабиринта, выполнена зубчатого профиля,