Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов, пар возвратно-поступательного движения, фланцевых разъемов и т.п. The invention relates to a sealing technique and can be used to seal rotating shafts, pairs of reciprocating motion, flange connectors, etc.
Известно уплотнительное устройство, содержащее установленные в корпусе источник магнитного поля с полюсными наконечниками с выступами, торцовые поверхности которых выполнены наклонными к охватываемой поверхности, и упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитной проволоки, расположенные в рабочих зазорах [1]. Это устройство недостаточно надежно в эксплуатации. A sealing device is known that contains a magnetic field source installed in the housing with pole tips with protrusions, the end surfaces of which are inclined to the surface to be covered, and elastic sealing ring elements of magnetic wire located in the working gaps [1]. This device is not reliable enough to operate.
Целью изобретения является повышение надежности уплотнительного устройства. The aim of the invention is to increase the reliability of the sealing device.
Цель достигается за счет того, что в уплотнительном устройстве, содержащем установленные в корпусе и охватывающие цилиндрическую поверхность источник магнитного поля и полюсные наконечники с выступами, торцовые поверхности которых выполнены коническими, и упругие герметизирующие кольцевые элементы из магнитного материала с антифрикционным покрытием, расположенные в рабочих зазорах, герметизирующие элементы выполнены с сечением, соответствующим поверхностям, образующим рабочий зазор между выступами полюсных наконечников и уплотняемой поверхностью, при этом длина сечения и герметизирующего элемента вдоль уплотняемой поверхности выполнена не более длины проекции образующей конической поверхности выступа полюсного наконечника на образующую уплотняемой поверхности. The goal is achieved due to the fact that in the sealing device containing a magnetic field source and pole pieces with protrusions installed in the housing and covering the cylindrical surface, the end surfaces of which are conical, and elastic sealing ring elements made of magnetic material with antifriction coating, located in the working gaps the sealing elements are made with a cross section corresponding to the surfaces forming the working gap between the protrusions of the pole pieces and the seal surface, while the length of the section and the sealing element along the sealing surface is made no more than the projection length of the generatrix of the conical surface of the protrusion of the pole tip on the generatrix of the sealing surface.
Для обеспечения заполнения микропор и шероховатостей на сопрягаемых поверхностях, а также уменьшения коэффициента трения целесообразно дополнительно в рабочие зазоры помещать высокодисперсную герметизирующую и смазывающую композицию 7. To ensure the filling of micropores and roughnesses on the mating surfaces, as well as to reduce the coefficient of friction, it is advisable to additionally place a highly dispersed sealing and lubricating composition 7 in the working gaps.
На фиг.1-3 показано уплотнительное устройство. Figure 1-3 shows a sealing device.
Устройство работает следующим образом. Профиль герметизирующих элементов 5 из магнитопроводного материала повторяет профиль рабочих зазоров, образованных выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4, а прокладки 6 обеспечивают наличие между элементами 5, выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4 пространства с магнитной проницаемостью, равной μо. Толщина покрытий элементов 5 или стенок прокладок 6 определяет величину этого пространства, а также в конечном счете максимально возможный grad H. Благодаря тому, что максимальный grad H обеспечен по всей поверхности сопряжения элементов 5 с выступами наконечников 3 и уплотняемой поверхностью 4, достигается максимально возможная сила F, действующая на объемы V элементов 5, а, следовательно, и максимально возможный перепад давления Δ Р. Сила F магнитного воздействия направлена в сторону минимального зазора и поджимают элементы 5 с прокладкой 6 к сопрягаемым поверхностям 3 и 4, обеспечивая при этом герметизацию всего узла. Длина сечения герметизирующего элемента вдоль уплотняемой поверхности 4 не должна превышать длины проекции образующей конической поверхности выступа полюсного наконечника 3 на образующую уплотняемой поверхности 4. Это обусловлено тем, что, если длина элемента будет больше, то в случае многоступенчатого уплотнения на элемент будет воздействовать градиент магнитного поля, создаваемый последующим или предыдущим выступами. При этом сила воздействия, обусловленная этим градиентом, будет уменьшать удерживаемый элементом перепад давления.The device operates as follows. The profile of the sealing elements 5 of the magnetic material repeats the profile of the working gaps formed by the protrusions of the tips 3 and the sealing surface 4, and the gaskets 6 ensure that there is a space with a magnetic permeability of μ о between the elements 5, the protrusions of the tips 3 and the sealing surface 4. The thickness of the coatings of the elements 5 or the walls of the gaskets 6 determines the size of this space, as well as ultimately the maximum possible grad H. Due to the fact that the maximum grad H is provided over the entire interface between the elements 5 with the protrusions of the tips 3 and the sealing surface 4, the maximum possible force is achieved F acting on the volumes V of the elements 5, and, consequently, the maximum possible pressure drop Δ P. The force F of the magnetic action is directed towards the minimum clearance and the elements 5 with the gasket 6 are pressed against yagaemym surfaces 3 and 4, while providing sealing the entire assembly. The section length of the sealing element along the sealing surface 4 should not exceed the projection length of the generatrix of the conical surface of the protrusion of the pole piece 3 onto the generatrix of the sealing surface 4. This is due to the fact that if the length of the element is longer, then in the case of multi-stage sealing, the magnetic field gradient will influence the element created by subsequent or previous protrusions. In this case, the force of action due to this gradient will reduce the pressure drop held by the element.
Наличие прокладки V-образного сечения позволяет применять в качестве элемента 5 магнитные кольца без покрытия, а при предельном износе прокладок 6 просто их заменить. Если герметизирующие элементы 5 выполнять V-образного сечения (фиг. 3), причем так, чтобы толщина стенок элемента, прилегающих к уплотняемым поверхностям (наконечнику 5 и валу 4), уменьшалась в сторону увеличения рабочего зазора, то можно получить дополнительный эффект за счет поджатия стенок элемента 5 к полюсному наконечнику 3 и уплотняемой поверхности 4. Это достигается за счет того, что в данном случае более полно используется магнитный поток. Поскольку с увеличением зазора уменьшается магнитный поток, то при обеспечении переменной упругости стенок элементов 5 по их длине обеспечивается наиболее эффективное поджатие сопрягаемых поверхностей. The presence of V-shaped gaskets allows the use of uncoated magnetic rings as element 5, and with extreme wear of the gaskets 6, simply replace them. If the sealing elements 5 are V-shaped (Fig. 3), so that the wall thickness of the element adjacent to the sealing surfaces (tip 5 and shaft 4) is reduced in the direction of increasing the working gap, then you can get an additional effect due to preload the walls of the element 5 to the pole piece 3 and the sealing surface 4. This is due to the fact that in this case the magnetic flux is used more fully. Since with an increase in the gap the magnetic flux decreases, then, while providing a variable elasticity of the walls of the elements 5 along their length, the most effective compression of the mating surfaces is provided.
