RU2296903C2 - Magnetic fluid shaft seal - Google Patents

Magnetic fluid shaft seal Download PDF

Info

Publication number
RU2296903C2
RU2296903C2 RU2005100117/06A RU2005100117A RU2296903C2 RU 2296903 C2 RU2296903 C2 RU 2296903C2 RU 2005100117/06 A RU2005100117/06 A RU 2005100117/06A RU 2005100117 A RU2005100117 A RU 2005100117A RU 2296903 C2 RU2296903 C2 RU 2296903C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
shaft
magnetic fluid
seal
magnetic
Prior art date
Application number
RU2005100117/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005100117A (en
Inventor
Сергей Михайлович Перминов (RU)
Сергей Михайлович Перминов
Максим Сергеевич Перминов (RU)
Максим Сергеевич Перминов
Юрий Яковлевич Щелыкалов (RU)
Юрий Яковлевич Щелыкалов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина"
Сергей Михайлович Перминов
Максим Сергеевич Перминов
Юрий Яковлевич Щелыкалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина", Сергей Михайлович Перминов, Максим Сергеевич Перминов, Юрий Яковлевич Щелыкалов filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина"
Priority to RU2005100117/06A priority Critical patent/RU2296903C2/en
Publication of RU2005100117A publication Critical patent/RU2005100117A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296903C2 publication Critical patent/RU2296903C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: magnetic fluid shaft seal comprises ring magnetic system that embraces the shaft and is made of permanent magnet and pole members with teeth that abuts against it. The teeth are formed by ring grooves. The space between the teeth and shaft is filled with a magnetic fluid. The shaft has teeth similar to the teeth of the pole members. The teeth of the pole members are shifted in the axial direction by half of the tooth with respect to the teeth on the shaft.
EFFECT: enhanced reliability.
4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения вращающихся валов.The present invention relates to sealing technology and can be used in mechanical engineering for sealing rotating shafts.

Известно магнитожидкостное уплотнение вала SU 420836, содержащее немагнитный корпус, кольцевой постоянный магнит, полюсные приставки, на обращенных к валу поверхностях которых выполнены кольцевые канавки под диамагнитный наполнитель. Его недостатком является невысокая удерживающая способность и надежность.Known magnetic fluid shaft seal SU 420836, containing a non-magnetic housing, an annular permanent magnet, pole attachments, on the surfaces of the shaft facing which the annular grooves are made for a diamagnetic filler. Its disadvantage is its low holding capacity and reliability.

Известно магнитожидкостное уплотнение вала SU 653470. Уплотнение вала содержит постоянный магнит и установленные концентрично уплотняемому валу полюсные приставки, между которыми помещена магнитная жидкость. На обращенных друг к другу поверхностях полюсных приставок и вала выполнены канавки с двумя боковыми образующими в осевом сечении, причем выступы на валу расположены напротив выступов на полюсных приставках.It is known magnetic SU shaft seal SU 653470. The shaft seal contains a permanent magnet and mounted on a concentrically sealed shaft pole attachments between which magnetic fluid is placed. On the surfaces of the pole consoles and the shaft facing each other, grooves are made with two lateral generatrices in axial section, the protrusions on the shaft opposite the protrusions on the pole consoles.

Недостатками уплотнения являются: невысокая удерживающая способность, следовательно, низкая надежность. Это обусловлено недостаточно эффективной формой рабочей зоны магнитожидкостного уплотнения.The disadvantages of the seal are: low holding capacity, therefore, low reliability. This is due to the insufficiently effective form of the working zone of the magneto-liquid seal.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении удерживающей способности магнитожидкостного уплотнения и его надежности. Это достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении вала, содержащем кольцевую магнитную систему, охватывающую вал, включающую постоянный магнит и примыкающие к нему полюсные приставки с зубцами, образованными кольцевыми канавками, где зазор между зубцами и валом заполнен магнитной жидкостью, вал имеет зубцы, аналогичные зубцам полюсных приставок как по форме, так и их образованию, причем зубцы полюсных приставок смещены в осевом направлении на половину зубового деления относительно зубцов на валу.The technical result achieved by the invention is to increase the holding capacity of the magneto-liquid seal and its reliability. This is achieved by the fact that in a magnetically liquid shaft seal containing an annular magnetic system, covering the shaft, including a permanent magnet and adjacent pole attachments with teeth formed by annular grooves, where the gap between the teeth and the shaft is filled with magnetic fluid, the shaft has teeth similar to teeth pole consoles both in shape and their formation, and the teeth of the pole consoles are displaced in the axial direction by half of the tooth division relative to the teeth on the shaft.

На фиг.1 показана конструкция уплотнения, на фиг.2 - форма зубца и положение магнитожидкостных пробок в зазоре, на фиг.3 - положение магнитожидкостных пробок в зазоре известных уплотнений, на фиг.4 - графическое представление распределения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре известного и предлагаемого уплотнений.Figure 1 shows the design of the seal, figure 2 - the shape of the tooth and the position of the magneto-liquid plugs in the gap, figure 3 - the position of the magneto-fluid plugs in the gap of known seals, figure 4 is a graphical representation of the distribution of magnetic field strength in the working gap of the known and proposed seals.

Уплотнение устроено следующим образом. В корпусе 1 установлен постоянный магнит 2 с примыкающими к нему полюсными приставками 3. На поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу 4, расположены прямоугольные зубцы 5. На поверхности вала под полюсными приставками также расположены зубцы 6, аналогичные зубцам полюсных приставок как по форме, так и их образованию, причем зубцы полюсных приставок смещены в осевом направлении на половину зубового деления относительно зубцов на валу. Магнитная жидкость, введенная в рабочий зазор, образует отдельные магнитожидкостные пробки 7 (фиг.2), расположенные в области кромок зубцов.The seal is arranged as follows. In the housing 1, a permanent magnet 2 is installed with adjacent pole attachments 3. On the surfaces of the pole attachments facing the shaft 4, there are rectangular teeth 5. On the shaft surface under the pole attachments there are also teeth 6, similar to the teeth of the pole attachments both in shape and and their formation, and the teeth of the pole attachments are displaced in the axial direction by half of the tooth division relative to the teeth on the shaft. Magnetic fluid introduced into the working gap forms separate magneto-fluid plugs 7 (Fig. 2) located in the region of the edges of the teeth.

Уплотнение работает следующим образом. Постоянный магнит 2 в уплотнении служит источником магнитного поля. Создаваемый им магнитный поток полюсными приставками 3 подводится к зазору между полюсными приставками и валом. Зубцы полюсов 5 и вала 6 перераспределяют магнитный поток в зазоре, и поле становится резко неоднородным. Магнитная жидкость втягивается магнитным полем в зоны, где поле имеет максимальную напряженность и образует герметичные пробки с повышенным внутренним давлением. Зоны с максимальной напряженностью поля находятся между кромками зубцов полюсных приставок и вала. Каждая магнитожидкостная пробка способна воспринимать перепад давлений, который определяется по формуле:Sealing works as follows. The permanent magnet 2 in the seal serves as a source of magnetic field. The magnetic flux created by it by the pole attachments 3 is brought to the gap between the pole attachments and the shaft. The teeth of the poles 5 and shaft 6 redistribute the magnetic flux in the gap, and the field becomes sharply inhomogeneous. The magnetic fluid is drawn by the magnetic field into the areas where the field has maximum tension and forms sealed plugs with increased internal pressure. Zones with maximum field strength are located between the edges of the teeth of the pole attachments and the shaft. Each magneto-liquid plug is capable of perceiving a pressure drop, which is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где μ0 - магнитная постоянная,where μ 0 is the magnetic constant,

М - намагниченность магнитной жидкости,M is the magnetization of the magnetic fluid,

Н - напряженность магнитного поля в зазоре,N is the magnetic field strength in the gap,

Нmax и Hmin - максимальная и минимальная напряженности магнитного поля на границах магнитожидкостной пробки в момент удержания ею максимального перепада давлений.H max and H min - the maximum and minimum magnetic field strengths at the boundaries of the magnetofluidic plug at the moment it holds the maximum pressure drop.

Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов давлений всех магнитожидкостных пробок под зубцами.The pressure drop held by the seal is determined by the sum of the pressure drops of all the magneto-liquid plugs under the teeth.

Если сравнить распределения напряженности магнитного поля в рабочих зазорах уплотнений (фиг.4), то увидим, что на каждое зубовое деление предлагаемого уплотнения, приходится два пика и два минимума напряженности магнитного поля, по сравнению с одним пиком и минимумом в прототипе. Поэтому в предлагаемом уплотнении под каждым зубцом образуется две магнитожидкостные пробки вместо одной, существующей в известных уплотнениях. Если шаг зубового деления в том и другом случае выполнить одинаковым, то удерживаемый перепад давлений практически удваивается по сравнению с прототипом.If we compare the distribution of the magnetic field strength in the working clearances of the seals (Fig. 4), then we see that for each tooth division of the proposed seal, there are two peaks and two minima of the magnetic field strength, compared with one peak and a minimum in the prototype. Therefore, in the proposed seal under each tooth two magneto-liquid plugs are formed instead of the one existing in known seals. If the pitch of the tooth division in both cases is the same, then the differential pressure that is kept is almost doubled compared to the prototype.

Таким образом, предлагаемое магнитожидкостное уплотнение позволяет увеличить удерживаемый перепад давлений практически вдвое и тем самым повысить надежность уплотнения.Thus, the proposed magneto-liquid seal allows you to increase the held differential pressure almost doubled and thereby increase the reliability of the seal.

Claims (1)

Магнитожидкостное уплотнение вала, содержащее кольцевую магнитную систему, охватывающую вал, включающую постоянный магнит и примыкающие к нему полюсные приставки с зубцами, образованными кольцевыми канавками, где зазор между зубцами и валом заполнен магнитной жидкостью, отличающееся тем, что вал имеет зубцы, аналогичные зубцам полюсных приставок как по форме, так и их образованию, причем зубцы полюсных приставок смещены в осевом направлении на половину зубцового деления относительно зубцов на валу.A magnetically liquid shaft seal comprising an annular magnetic system enclosing the shaft, including a permanent magnet and adjacent pole attachments with teeth formed by annular grooves, where the gap between the teeth and the shaft is filled with magnetic fluid, characterized in that the shaft has teeth similar to the teeth of pole attachments both in shape and in their formation, moreover, the teeth of the pole attachments are displaced in the axial direction by half of the tooth division relative to the teeth on the shaft.
RU2005100117/06A 2005-01-11 2005-01-11 Magnetic fluid shaft seal RU2296903C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100117/06A RU2296903C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Magnetic fluid shaft seal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100117/06A RU2296903C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Magnetic fluid shaft seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005100117A RU2005100117A (en) 2006-06-20
RU2296903C2 true RU2296903C2 (en) 2007-04-10

Family

ID=36713705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100117/06A RU2296903C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Magnetic fluid shaft seal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296903C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102588607A (en) * 2012-04-06 2012-07-18 哈尔滨工业大学 Magnetic fluid single-pole sealing device based on tooth space structure
CN102606745A (en) * 2012-04-06 2012-07-25 哈尔滨工业大学 Magnetic fluid multi-pole multi-level sealing device based on toothed groove structure
RU2558727C2 (en) * 2013-12-30 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Magnetic fluid shaft seal ps 41
CN106151526A (en) * 2016-08-15 2016-11-23 广西科技大学 A kind of split-type labyrinth type device for sealing magnetic fluid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102588607A (en) * 2012-04-06 2012-07-18 哈尔滨工业大学 Magnetic fluid single-pole sealing device based on tooth space structure
CN102606745A (en) * 2012-04-06 2012-07-25 哈尔滨工业大学 Magnetic fluid multi-pole multi-level sealing device based on toothed groove structure
RU2558727C2 (en) * 2013-12-30 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Magnetic fluid shaft seal ps 41
CN106151526A (en) * 2016-08-15 2016-11-23 广西科技大学 A kind of split-type labyrinth type device for sealing magnetic fluid

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005100117A (en) 2006-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108006230A (en) A kind of hybrid magnetic fluid seal apparatus
CN107956881A (en) A kind of alternating expression device for sealing magnetic fluid
RU2296903C2 (en) Magnetic fluid shaft seal
CN107882999B (en) Magnetic source embedded magnetic fluid sealing device
CN113090760B (en) Magnetic liquid sealing device
CN107906207A (en) A kind of series parallel type device for sealing magnetic fluid
CN113653805B (en) Magnetic liquid sealing device
RU2458271C2 (en) Magnetic fluid seal of non-magnetic shaft
CN206320302U (en) The device for sealing magnetic fluid for rotating and reciprocatingly sliding
RU2315218C1 (en) Magnetic-liquid sealing of shaft
RU2302573C2 (en) Magneto-liquid shaft packing
RU2353840C1 (en) Shaft magnetic fluid seal
RU2474033C1 (en) Magnetic gear
RU2296900C2 (en) Magnetic fluid shaft seal
CN108266533A (en) A kind of staggered magnetic fluid sealing structure
RU111367U1 (en) MAGNET REDUCER
CN206320304U (en) Concentric multiaxis magnetic fluid sealing structure
CN207584029U (en) A kind of alternating expression device for sealing magnetic fluid
RU2531070C1 (en) Magnetic liquid seal of shaft with reduced friction torque
SU892075A1 (en) Magnetic liquid sealing
RU135048U1 (en) COMBINED MAGNET-LIQUID SHAFT SEAL
RU2340821C1 (en) Magnetic fluid shaft packing
RU2533610C1 (en) Magnetic fluid seal of non-magnetic shaft ps38
SU987242A1 (en) Magnetic liquid sealing
RU2296901C2 (en) Self-charged magnetic fluid shaft seal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090112