RU17961U1

RU17961U1 - MAGNETIC FLUID SEAL

Info

Publication number: RU17961U1
Application number: RU2000130276/20U
Authority: RU
Inventors: М.С. Сайкин
Original assignee: Сайкин Михаил Сергеевич
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2001-05-10

Abstract

Магнитожидкостное уплотнение, состоящее из неподвижного магнитопровода, установленного в корпус, и магнитного узла, состоящего из постоянного магнита и подвижного полюсного наконечника, отличающееся тем, что на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях неподвижного магнитопровода, изготовленного из стали, обладающей повышенной коррозионной стойкостью, и магнитного узла выполнена резьба, а толщина цилиндрической поверхности неподвижного магнитопровода, обращенного к магнитному узлу, выбирается из условия насыщения материала стали.Magnet-liquid seal, consisting of a fixed magnetic circuit installed in the housing, and a magnetic unit, consisting of a permanent magnet and a movable pole piece, characterized in that on the facing to each other cylindrical surfaces of the fixed magnetic circuit made of steel with high corrosion resistance and magnetic of the assembly is made a thread, and the thickness of the cylindrical surface of the fixed magnetic circuit facing the magnetic assembly is selected from the condition of saturation of the mother all steel.

Description

l)DeiSe2 6 Сайкин Михаил Сергеевич Магнитожидкостиое уплотнениеl) DeiSe2 6 Saykin Mikhail Sergeevich Magneto-fluid seal

Полезная модель относится к унлотните; ьной технике и может быть использована для герметизации вращающихся валов при разделении сред с перенадом давлений.A utility model refers to roll up; n technique and can be used to seal rotating shafts when separating media with pressure transfer.

Известно магнитожидкостное уплотнение состоящее из подвижной части, полюсного наконечника, вала, вьнюлненное с боковой конической поверхностью, постоянного маптота и немагнитного корпуса (А.С. СССР N 1278531 КЛ. F16J 15/40)Known magneto-liquid seal consisting of a movable part, a pole tip, a shaft, cured with a lateral conical surface, a permanent mastot and a non-magnetic body (AS USSR N 1278531 CL. F16J 15/40)

Недостатком данной конструкции является узкий диапазон регулирования функциональных характеристик, что связано с изменением магнитной индукции в рабочем зазоре только при пульсирующем перепаде давлений. Кроме того, рабочим зазором является лищь зазор образованный между подвижной частью и конической поверхностью вала, что приводит к неэффективному использованию ностоянного магнита.The disadvantage of this design is the narrow range of regulation of functional characteristics, which is associated with a change in magnetic induction in the working gap only with a pulsating pressure drop. In addition, the working gap is only the gap formed between the movable part and the conical surface of the shaft, which leads to inefficient use of the permanent magnet.

Известно магнитожидкостное уплотнение, состоятцее из неподвижного полюсного наконечника, постоянного магнита, нодвижного полюсного наконечника, связанного с корпусом упругим элементом и магнитопроводной втулки, установленной в корпусе ( А.С. СССР N 1343157КЛ. F16J15/40)..A magnetically liquid seal is known which consists of a fixed pole piece, a permanent magnet, a movable pole piece connected to the housing by an elastic element and a magnetic core installed in the housing (AS USSR N 1343157KL. F16J15 / 40) ..

Недостатком данной конструкции является потеря магнитной жидкости в рабочих зазорах уплотнения при движении подвижного полюсного наконечника относительно вала и icopnyca.The disadvantage of this design is the loss of magnetic fluid in the working clearance of the seal when the movable pole piece moves relative to the shaft and icopnyca.

Кл. F16J 15/40 Объект - устройство Cl. F16J 15/40 Object - device

корпусе и связанный с ним упругим элементом. Рабочая поверхность полюсного наконечника выполнена ступенчатой и образует с валом рабочий зазор заполненный магнитной жидкостью. Постояпный магнит и второй полюсный наконечник находятся в сепараторе и образуют зазор с диском, установленным на валу ( А.С. СССР N 1721349, кл. F16J 15/40).case and associated elastic element. The working surface of the pole piece is stepped and forms a working gap filled with magnetic fluid with the shaft. The permanent magnet and the second pole piece are located in the separator and form a gap with a disk mounted on the shaft (AS USSR N 1721349, class F16J 15/40).

Недостаток данной консфукции состоит в том, что регулирование функниональных характеристик магнитожидкостного унлотнения возможно только нри изменении перепада давлений. Кроме того, для использования такого уплотнения необходимо предусмотреть на герметизируемом валу коническуто и торцевую поверхности, что значительно сужает области применения данной конструкции.The disadvantage of this confusion is that the regulation of the functional characteristics of the magneto-liquid compression is possible only when the pressure drop changes. In addition, to use such a seal, it is necessary to provide a conical and end surface on the shaft to be sealed, which significantly narrows the scope of this design.

Технштеским результатом предлагаемого устройства является расширение функциональнь1х возможностей уплотнения за счёт того, что на обращённых друг к другу цилиндрическртх поверхностях неподвижного магнитопровода и подвижтюго магнитного узла выполнена резьба, что позволяет регулировать величину магнитной индукции в рабочем зазоре магтн1тожидкостного уплотнения, тем самый изменяя функциональные характеристики, что важно при использовапии уплотнения для разных условиях эксплуатации.The technical result of the proposed device is to expand the functionality of the seal due to the fact that threads are made on the cylindrical surfaces of the fixed magnetic circuit and the movable magnetic assembly, which allows you to adjust the magnetic induction in the working gap of the magnetic liquid seal, thereby changing the functional characteristics, which is important when using seals for different operating conditions.

В магнитожидкостном уплотнении на обращённых друг к другу цилиндрических новерхностях ненодвижного магнитопровода и подвижного магнитного узла, состоящего из постоянного магнита и полюсного наконечника выполнена резьба, что позволяет регулировать величину магнитной индукции в рабочргх зазорах магнитожидкостного унлотнения. Кроме того, толщина цилиндрической поверхности неподвижного магнитопровода, обращённого к магнитному узлу выбирается исходя из условия насыщения материала стали, причём подвижная часть магнитопровода защищена от воздействия впещпей среды неподвижртои частью выполненной из магнитопроводной стали с повыщентюй коррозионной стойкостью.A thread is made in the magneto-liquid seal on the cylindrical surfaces of the non-moving magnetic core and the moving magnetic unit, which consists of a permanent magnet and a pole piece, facing each other, which makes it possible to adjust the magnitude of the magnetic induction in the working gaps of the magneto-liquid vaporization. In addition, the thickness of the cylindrical surface of the fixed magnetic circuit facing the magnetic assembly is selected based on the saturation condition of the steel material, and the moving part of the magnetic circuit is protected from exposure to a stationary medium part made of magnetic conductor steel with increased corrosion resistance.

На фиг. 1 представлена конструкция мапштожидкостного унлотнения. Оно состоит из ненодвижного магнитопровода 1, установленного в корнус 2, изготовленный из немагнитонроводного материала. Подвижный магнитный узел состоит из постоянного магнита 3 и полюсной нриставки 4, причём на обращённых друг к другу цилиндрических поверхностях ненодвижного магнитонровода 1 и полюсной приставки 4 выполнена резьба «А. Рабочий зазор «5, образованный между обращёнными друг к другу поверхностями неподвижного магнитопровода 1 и магнитопроводной втулки 5, расположенной на валу 6 заполнен магнитной жидкостью 7, которая удерживается в нём полем постоянного магнита 3.In FIG. 1 shows the design of a fluid-fluid compression. It consists of a fixed magnetic core 1 installed in the corne 2, made of non-magnetic material. The movable magnetic unit consists of a permanent magnet 3 and a pole extension 4, and the thread “A.” is made on the cylindrical surfaces of the fixed magnetic core 1 and pole attachment 4 facing each other. The working gap "5 formed between the facing each other of the surfaces of the fixed magnetic core 1 and the magnetic core 5 located on the shaft 6 is filled with magnetic fluid 7, which is held in it by the field of a permanent magnet 3.

Статические уплотнения 8 предназначены для предотвращения утечек унлотняемой среды между неподвижными сопрягаемыми деталями.Static seals 8 are designed to prevent leakage escapes between fixed mating parts.

Толщина «Д неподвижного магнитопровода выбирается из условия его насыщения. Она зависит от материала стали и магнита, а также от величины рабочего зазора «5, которые могут изменяться в достаточно широких пределах. Гак индукция магнитного насыщения для стали 20X13 составляет 1,78 Тл., а для стали К) - 2,12 Т л. Константинов О.Я. Магнитная технологическая оснастка.-Л.: Машиностроение; Ленинградское отделение - 1974.-383 С.. Остаточная индукция Вг и коэрцитивная сила 11с Г1остоянтн51х магнитов находятся ещё в более широких нределах. Так для широко используемых в магнитожидкостных унлотнениях анизотропных ферритобариевых магнитов Вг 0,3-0,4 Тл, Ис 160-240 кА/м f Постоянные магниты. Справочник./ Под ред д.т.н. профессора Пятина Ю.М - М.: Энергия, 1980.488 С, сплава неодим-л елезо-бор Bi-- 0,7-1,3 Тл, Не- 450-900 кА/м Магниты на основе снлава неодим-железо-бор марки Ч36Р. Технические условия ТУ 48-0531-384-88; Введ. 01.10.88 - Пышменский опытный завод « Гиретмет. Величина рабочего зазора «5 в осрювном определяется технологией изготовления сопрягаемых деталей, качеством сборки и может составлять от 0,1 до 0,5 мм.The thickness Д D of the stationary magnetic circuit is selected from the condition of its saturation. It depends on the material of steel and magnet, as well as on the size of the working gap «5, which can vary over a fairly wide range. Hook magnetic saturation induction for steel 20X13 is 1.78 T., And for steel K) - 2.12 T l. Konstantinov O.Ya. Magnetic technological equipment.-L .: Mechanical engineering; Leningrad branch - 1974.-383 C .. The residual induction of Br and the coercive force 11c of the H1-constant51x magnets are still in wider ranges. So, for anisotropic ferrite-barium magnets widely used in magneto-liquid gaskets, Vg 0.3-0.4 T, Is 160-240 kA / m f Permanent magnets. Handbook./ Ed. By Doctor of Technical Sciences Professor Pyatina Yu.M. - M .: Energy, 1980.488 C, neodymium-l iron-boron alloy Bi-- 0.7-1.3 T, He- 450-900 kA / m Magnets based on the neodymium-iron-boron alloy Ch36R brands. Specifications TU 48-0531-384-88; Enter 10/01/88 - Pyshmen experimental plant “Giretmet. The size of the working gap "5 in the axial is determined by the manufacturing technology of the mating parts, the build quality and can be from 0.1 to 0.5 mm.

Магнитожидкостиос уплотнение работает следующим образом.Magnetic fluids with a seal operates as follows.

Если нерепад давлеиий между герметизируемым объёмом и внешней средой отсутствует, то значение магииттюй индукции в рабочем зазоре унлотнения «6 минимальное. Магнитное ноле необходимо лишь для удержания магттитиой жидкостр в рабочем зазоре. В этом случае подвижиый магнитный узел заттимает такое положение при котором величина зазора «t, а значит сопротивление магнитному потоку максимальны. Большая часть магнитного потока рассеивается. Значение потока Фй в рабочем зазоре, а зиачит и магнитная индукция В5 незначительны.If there is no pressure drop between the volume to be sealed and the external environment, then the value of the magnetic induction in the working clearance gap 6 6 is minimal. Magnetic zero is necessary only to keep the magnettia liquid in the working gap. In this case, the movable magnetic unit obscures the position at which the gap «t, which means that the resistance to magnetic flux is maximum. Most of the magnetic flux is scattered. The value of the flux Fi in the working gap, and the magnitude and magnetic induction B5 are negligible.

При повышении перепада давлений необходимо увеличить магнитную индукцию Вб в рабочем зазоре уплотнения. Для этого уменьшается зазор «t, что приводит к спижению потока рассеяния Фз и повышению рабочего потока Ф5 и, как следствие, индукгщи В5 в рабочем зазоре уплотнения. Это осуществляется за счёт вращения но резьбе «А подвижного магиипюго узлаWith an increase in pressure drop, it is necessary to increase the magnetic induction Wb in the working clearance of the seal. To do this, the clearance «t decreases, which leads to a decrease in the scattering flux Фз and an increase in the working flux Ф5 and, as a result, inductance В5 in the working clearance of the seal. This is due to the rotation but the thread “A of the rolling magic knot

Наибольшее значение магнитной иидукции в рабочем зазоре «8 достигается нри , т.к. зазор между иеподвижн 1тм магиитопроводом 1 и постоянным магиитом 3 отсутствует.The greatest value of magnetic iduction in the working gap 8 8 is achieved by NR, because there is no gap between the fixed 1m magnetic circuit 1 and the permanent magnetic 3.

Нри снижении перепада давлеиий в герметизируемом объёме увеличивают зазор «t, что приводит к сгитжептпо магнитной индукции в рабочем зазоре уплотнегшя.While decreasing the pressure drop in the volume to be sealed, the gap «t is increased, which leads to magnetic induction in the working clearance of the seal.

Таким образом в магнитожидкостиом уплотнении можно нодбирать необходимое для удержания рабо гего перепада давлений значение маг титной индукции, что важно для новторнократковременного и кратковременной режимов работы герметизируемого узла.Thus, in a magnetically liquid seal, it is possible to select the value of the magnetic induction necessary to maintain the working pressure drop, which is important for the short and short term operating modes of the sealed unit.

Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для герметизации валов химических и биологических аппаратов. По условиям технологического цикла повьипение давлеиия до максимальной величины или откачка до вакуума нроисходит кратковременно, поэтому целесообразно производить регулирование магнитной индукции в рабочем зазоре.The proposed design is advisable to use for sealing shafts of chemical and biological apparatus. According to the conditions of the technological cycle, raising the pressure to the maximum value or pumping out to vacuum occurs for a short time, so it is advisable to regulate the magnetic induction in the working gap.

Кроме того, неподв1гл(пь1й магнитопровод всегда находится со стороны герметизируемого объёма и гг готавливается из стали с повышенной коррозионной стойкостью, например стали 20X13, что позволяет защитить гюдвижный мапштопровод с постоянным магнитом от возможного воздействия герметизируемой среды и также расширяет функциональнряе возможности уплотнения. Патентообладатель/ /М.С.Сайкин/In addition, it is not resistant (the fifth magnetic circuit is always located on the side of the volume to be sealed and it is made of steel with increased corrosion resistance, for example, steel 20X13, which protects the movable core with a permanent magnet from possible exposure to the encapsulated medium and also extends the functionality of the seal. Patent holder / / M.S.Saykin /

Claims

Magnet-liquid seal, consisting of a fixed magnetic circuit installed in the housing, and a magnetic unit, consisting of a permanent magnet and a movable pole piece, characterized in that on the facing to each other cylindrical surfaces of the fixed magnetic circuit made of steel with high corrosion resistance and magnetic of the assembly is made a thread, and the thickness of the cylindrical surface of the fixed magnetic circuit facing the magnetic assembly is selected from the condition of saturation of the mother all steel.