RU1809892C

RU1809892C - Piston seal

Info

Publication number: RU1809892C
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Кравцов; Владимир Алексеевич Комаров; Александр Михайлович Дудченко
Original assignee: Александр Иванович Кравцов
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1993-04-15

Abstract

Сущность изобретени : с двух сторон поршн установлены магнитные системы в виде посто нного магнита с полюсными наконечниками , образующими с цилиндром уплотн емые зазоры, заполненные магнитоакт ивным составом, Немагнитные кольцевые проставки установлены на торцевых поверхност х магнита. Магнит выполнен с радиальным намагничиванием, а уплотни- тельные элементы - в виде колец из магнитом гкого материала и размещены в канавках, выполненных в поршне между проставками. Магнитоактивный состав выполнен в виде порошкообразной композиции . В проставках имеютс сквозные радиальные отверсти , заполненные магни- тоактивным составом. Уплотнительные элементы выполнены в виде разрезных колец. 2 з.п.ф-лы. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: Magnetic systems are installed on both sides of the piston in the form of a permanent magnet with pole pieces forming sealing gaps filled with a magnetically active composition with a cylinder. Non-magnetic ring spacers are mounted on the end surfaces of the magnet. The magnet is made with radial magnetization, and the sealing elements are in the form of rings of a magnet of soft material and are placed in grooves made in the piston between the spacers. Magnetoactive composition is made in the form of a powder composition. Spacers have through radial holes filled with a magnetoactive compound. Sealing elements are made in the form of split rings. 2 C.p. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и может быть использовано дл уплотнени компрессоров. The invention relates to a sealing technique and can be used to seal compressors.

Целью изобретени вл етс повышение надежности уплотнени .The aim of the invention is to increase the reliability of the seal.

На чертеже представлено уплотнение поршн , разрез.The drawing shows a piston seal, section.

Устройство состоит из цилиндра 1, штока 2, на который надет поршень 3 с неразъемной втулкой 4. Втулка 4 выполнена методом заливки антифрикционного материала и служит направл ющей дл поршн 3. С двух сторон поршн установлены магнитные системы в виде посто нных магнитов 5 радиальной намагниченности с полюсными наконечниками 6, образующими с цилиндром 1 уплотн емые зазоры, Со стороны цилиндра 1 полюсные наконечники 6 имеют зубчатую поверхность. На торцевых поверхност х магнитов 5 установлены немагнитные кольцевые проставки 7 и 8, в которых по периметру выполнены сквозные радиальные отверсти 9, заполненныеThe device consists of a cylinder 1, a rod 2, on which a piston 3 with a one-piece sleeve 4. A sleeve 4 is made by pouring antifriction material and serves as a guide for the piston 3. On both sides of the piston there are magnetic systems in the form of permanent magnets 5 of radial magnetization with pole tips 6, forming sealing gaps with cylinder 1, On the side of cylinder 1, pole tips 6 have a toothed surface. On the end surfaces of the magnets 5, non-magnetic annular spacers 7 and 8 are installed, in which through the perimeter there are made radial holes 9 filled

магнитоактивной порошковой компози цией. Поршень снабжен стаканами 10, изготовленными из магнитом гкого материала и размещенными между штоком 2 и магнитом 5. Стаканы имеют со стороны уплотн емой среды выступы, охватывающие немагнитные проставки 8 и имеющие со стороны поверхности цилиндра 1 зубчатую поверхность. Поршень 3 со стаканами 10 крепитс на штоке 2 с помощью гайки 11. На поршне 3 между втулкой 4 и немагнитными проставками 7 в канавках, выполненных в поршне 2, установлены уплотнительные элементы в виде разрезных колец 12 из магнитом гкого материала. Поверхность колец 12 со стороны цилиндра 1 также выполнена зубчатой. В рабочих зазорах и в радиальных сквозных отверсти х 9 проставок 7 и 8 размещена порошкова магнитоактивна композици , обладающа герметизирующими и смазывающими свойствами.magnetically active powder composition. The piston is equipped with cups 10 made of a magnet of soft material and placed between the rod 2 and magnet 5. The cups have protrusions on the side of the medium being sealed, covering non-magnetic spacers 8 and having a gear surface on the side of the cylinder surface 1. The piston 3 with the cups 10 is mounted on the rod 2 with the nut 11. On the piston 3 between the sleeve 4 and the non-magnetic spacers 7 in the grooves made in the piston 2, sealing elements are installed in the form of split rings 12 made of magnetically soft material. The surface of the rings 12 from the side of the cylinder 1 is also gear. In the working gaps and in the radial through holes 9 of the spacers 7 and 8, a powder magnetically active composition is provided having sealing and lubricating properties.

Цилиндро-поршневой узел работает следующим образом.The cylinder-piston unit operates as follows.

(Л(L

СWITH

0000

о ю со чэoh yo che

N N

ыs

В процессе работы происходит частичный унос магнитоактивной порошковой композиции , содержащейс в рабочих зазорах. Содержаща с в отверсти х 9 суха порошкова магнитоактивна композици подаетс в рабочие зазоры благодар силе воздействи градиента магнитного пол на порошковую композицию. Величина этой силы значительна и зависит как от магнитной восприимчивости композиции, так и от градиента напр женно сти магнитного пил в рабочих зазорах.During operation, a partial ablation of the magnetically active powder composition contained in the working gaps occurs. The magnetically active composition containing dry powder in the openings 9 is fed into the working gaps due to the force of the magnetic field gradient acting on the powder composition. The magnitude of this force is significant and depends both on the magnetic susceptibility of the composition and on the gradient of the stress of the magnetic saws in the working gaps.

Магнитные силы, действующие в рабочих зазорах, превосход т другие действующие там же силы, например, гравитационные и газодинамические. Газова смесь (природный газ, песчинки, частицы воды, капли масла и т.д.) стрем тс в противоположную движению поршн сторону . Основной перепад давлени удерживаетс уплотнительными кольцами 12, которые выполнены разрезными из магни- том гкого материала. Причем давление газа задерживаетс не только уплотнительными кольцами 12, которые поджаты к полости цилиндра Л ввиду своей конструкции и пружинных свойств материала, но и в меньшей степени силами магнитных потоков Ф и Ф. Магнитный поток Ф1 замыкаетс через полюсный наконечник б, корпус цилиндра 1, стаканы 10, магнитный поток Фа замыкаетс через полюсные наконечники 6, корпус цилиндра 1, уплотнительные кольца 12, поршень 3 и стаканы 10. Такое замыка- ние магнитных полей происходит за счет того, что посто нные магниты с полюсными наконечниками 7 и 8, которые в сочетании с магнитрм гкими элементами и формируют направлени потоков магнитных полей. Под воздействием магнитных потоков Ф1 и Фа порошкова магнитна композици во врем хода поршн 3 поступает в нужном количестве из радиальных отверстий 9 в рабочие зазоры. При этом магнитоактивна композици , попада на поверхность цилиндра 1. выполн ет тем самым роль смазки . За счет эффекта левитации немагнитные частицы газовой смеси не могут попасть в рабочие зазоры, что исключает попадание абразива в зону трени .The magnetic forces acting in the working gaps are superior to other forces acting in the same place, for example, gravitational and gas-dynamic. The gas mixture (natural gas, grains of sand, water particles, droplets of oil, etc.) tends in the opposite direction to the movement of the piston. The main pressure drop is held by the o-rings 12, which are made split from a magnet of soft material. Moreover, the gas pressure is delayed not only by the sealing rings 12, which are pressed against the cylinder cavity L due to their design and spring properties of the material, but also to a lesser extent by the forces of the magnetic fluxes F and F. The magnetic flux F1 closes through the pole piece b, cylinder body 1, glasses 10, the magnetic flux Fa closes through the pole pieces 6, the cylinder body 1, the o-rings 12, the piston 3 and the glasses 10. This closure of the magnetic fields occurs due to the fact that the permanent magnets with the pole pieces 7 and 8, which, in combination with soft magnetic elements, form the directions of the fluxes of magnetic fields. Under the influence of magnetic fluxes F1 and Fa of the powder, the magnetic composition during the stroke of the piston 3 enters in the required quantity from the radial holes 9 into the working gaps. In this case, the magnetically active composition falling onto the surface of the cylinder 1. thereby fulfills the role of a lubricant. Due to the levitation effect, non-magnetic particles of the gas mixture cannot get into the working gaps, which excludes the abrasive from entering the friction zone.

Магнитный поток Фг Ф1, т.к. рабочие зазоры в местах трени уплотнительныхThe magnetic flux Фг Ф1, as work clearances in the areas of friction sealing

колец 12 намного меньше, чем рабочие зазоры , образованные выступами стаканов 10, полюсных наконечников б и внутренней поверхностью корпуса цилиндра 1, следовательно градиент магнитного пол имеет наибольшее значение в области зубчатой поверхности уплотнительных колец 12. Поэтому в процессе работы на уплотнительных кольцах образуетс слой порошковой магнитоактивной композиции, не пропускающей газовую смесь. Кроме того, выступы стаканов 10 во врем поступательного движени поршн 3 собирают свободную по- рошковую композицию, котора the rings 12 are much smaller than the working clearances formed by the protrusions of the glasses 10, the pole pieces b and the inner surface of the cylinder body 1, therefore, the magnetic field gradient has the greatest value in the area of the serrated surface of the sealing rings 12. Therefore, during operation, a layer of magnetic powder is formed on the sealing rings composition that does not allow gas mixture. In addition, the protrusions of the cups 10 during the translational movement of the piston 3 collect free powder composition, which

используетс в следующем поступательном движении поршн . Уплотнительные кольца 12 в местах разрезов имеет минимальный зазор и заполнены магнитоактивной композицией , поэтому в результате эффекта аблитерации унос композиции практически не происходит и необходимый запас ее в радиальных отверсти х 9 достаточен дл работы узла от ремонта до ремонта.used in the next translational movement of the piston. O-rings 12 in the places of cuts have a minimum gap and are filled with a magneto-active composition; therefore, as a result of the abliteration effect, entrainment of the composition practically does not occur and the necessary reserve in the radial holes 9 is sufficient for the unit to operate from repair to repair.

Claims

1. A piston seal, comprising magnetic systems mounted on both sides of the piston in the form of a permanent magnet with pole pieces forming, with the cylinder, sealing gaps filled with a magnetically active composition and sealing elements, characterized in that it is provided with a view to increasing the reliability of the seal non-magnetic ring spacers mounted on

the end surfaces of the magnet, which is made with radial magnetization, the sealing elements are made in the form of rings of a magnet of a soft material and placed in grooves made in the piston

between non-magnetic spacers, while the magnetically active composition is made in the form of a powder composition.

2. Sealing punch pop. 1, distinguished by the fact that non-magnetic spacers are provided with through radial holes filled with a magnetically active composition.

3. The piston seal according to claim 1, with the exception that the sealing elements are made in the form of split rings.

I a 7 8 10