RU2534194C1 - Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 - Google Patents
Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534194C1 RU2534194C1 RU2013130751/06A RU2013130751A RU2534194C1 RU 2534194 C1 RU2534194 C1 RU 2534194C1 RU 2013130751/06 A RU2013130751/06 A RU 2013130751/06A RU 2013130751 A RU2013130751 A RU 2013130751A RU 2534194 C1 RU2534194 C1 RU 2534194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- seal
- gaps
- permanent magnets
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений.The present invention relates to a sealing technique and can be used to seal non-magnetic shafts operating under differential pressure.
Известно магнитожидкостное уплотнение (Авторское свидетельство СССР №1283476, МПК F16J 15/40, 1987 г.), содержащее кольцевой постоянный магнит, полюсные приставки с конусными выступами, наборные шайбы с немагнитными прокладками между ними, при этом выступы соседних шайб примыкают к конусным выступам полюсных приставок разноименной полярности.A magnetically liquid seal is known (USSR Author's Certificate No. 1283476, IPC F16J 15/40, 1987) containing an annular permanent magnet, pole attachments with conical protrusions, stacked washers with non-magnetic gaskets between them, while the protrusions of adjacent washers adjoin the conical protrusions of the pole prefixes of opposite polarity.
Недостатком указанного уплотнения является отсутствие возможности регулирования максимально удерживаемого перепада давлений.The disadvantage of this seal is the inability to control the maximum held differential pressure.
Известно магнитожидкостное уплотнение (Авторское свидетельство СССР №1308803, МПК F16J 15/43, 1987 г.), принятое за прототип, в котором магнитная система состоит из постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами и разделенных полюсными приставками, поверхность последних, обращенная к валу, выполнена заподлицо с поверхностями магнитов, при этом на поверхностях полюсных приставок и вала, напротив магнитов, выполнены кольцевые канавки.A magnetically liquid seal is known (USSR Author's Certificate No. 1308803, IPC F16J 15/43, 1987), adopted as a prototype in which the magnetic system consists of permanent magnets facing each other with the same poles and separated by pole attachments, the surface of the latter facing the shaft is flush with the surfaces of the magnets, while ring grooves are made on the surfaces of the pole attachments and the shaft, opposite the magnets.
Недостатком указанного магнитожидкостного уплотнения является отсутствие возможности регулирования максимально удерживаемого перепада давлений.The disadvantage of this magneto-liquid seal is the inability to control the maximum held differential pressure.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в создании магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала с регулируемым максимально удерживаемым перепадом давлений.The technical result achieved by the invention is to create a magneto-liquid seal of a non-magnetic shaft with an adjustable maximum held differential pressure.
Технический результат достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала с регулируемой удерживающей способностью, содержащем магнитную систему в немагнитном корпусе, состоящую из кольцевых постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, охватывающую вал, магнитную жидкость в зазорах, кольцевые постоянные магниты образуют между собой зазоры и зазор с корпусом, а уплотнение снабжено механизмом регулирования величины зазоров между кольцевыми постоянными магнитами. Механизм регулирования величины зазоров между кольцевыми магнитами выполнен в виде гайки, размещенной на корпусе уплотнения с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения и втулки, расположенной между гайкой и крайним кольцевым постоянным магнитом магнитной системы.The technical result is achieved by the fact that in a magnetically liquid seal of a non-magnetic shaft with adjustable holding capacity, containing a magnetic system in a non-magnetic housing, consisting of ring permanent magnets facing each other by the same poles, covering the shaft, magnetic fluid in the gaps, ring permanent magnets form each other the gaps and the gap with the housing, and the seal is equipped with a mechanism for regulating the size of the gaps between the ring permanent magnets. The mechanism for controlling the magnitude of the gaps between the ring magnets is made in the form of a nut placed on the seal housing with the possibility of axial movement by means of a threaded connection and a sleeve located between the nut and the extreme ring permanent magnet of the magnetic system.
На чертеже показано предлагаемое уплотнение.The drawing shows the proposed seal.
Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала с регулируемой удерживающей способностью состоит из размещенной в немагнитном корпусе 1 магнитной системы, состоящей из кольцевых постоянных магнитов 2, обращенных друг к другу одноименными полюсами. Постоянные магниты 2 разделены между собой воздушными межполюсными зазорами 3 и установлены в корпусе 1 по скользящей посадке, внешние цилиндрические поверхности постоянных магнитов 2 образуют с корпусом кольцевой зазор 4. Магнитная система охватывает немагнитный вал 5 и образует с ним рабочий зазор 6. В рабочий зазор 6 и в кольцевой зазор 4 введена магнитная жидкость 7. На корпусе 1 выполнена резьба 8, на которой размещена гайка 9. Между гайкой 9 и крайним магнитом расположена втулка 10, выполненная из немагнитного материала.Magneto-fluid seal of a non-magnetic shaft with adjustable holding capacity consists of a magnetic system located in a non-magnetic housing 1, consisting of annular permanent magnets 2 facing each other with the same poles. Permanent magnets 2 are separated by air interpolar gaps 3 and installed in the housing 1 on a sliding fit, the outer cylindrical surfaces of the permanent magnets 2 form an annular gap with the housing 4. The magnetic system covers the non-magnetic shaft 5 and forms a working gap 6. With it, the working gap 6 and magnetic fluid 7 is introduced into the annular gap 4. A thread 8 is made on the housing 1, on which a nut 9 is placed. A sleeve 10 made of non-magnetic material is located between the nut 9 and the extreme magnet.
Уплотнение работает следующим образом. Постоянные магниты 2 в уплотнении служат источником магнитного поля. Магнитные потоки выходят из полюсов соседних магнитов в разделяющий их воздушный межполюсный зазор 3 и делятся на две части. Одна часть идет к рабочему зазору 6 между магнитами и валом, пересекает его, разделяется на две части, снова пересекает рабочий зазор 6 и, проходя по соседним воздушным межполюсным зазорам 3, входит в противоположные полюсы магнитов. Вторая часть магнитного потока по межполюсному зазору 3 идет к корпусу 1, пересекает кольцевой зазор 4, разделяется на две части, снова пересекает кольцевой зазор 4, проходит по соседним межполюсным зазорам 3 и входит в противоположные полюсы магнитов. В кольцевом зазоре 4 и рабочем зазоре 6 напротив воздушных межполюсных зазоров 3 создается магнитное поле высокой напряженности, куда втягивается магнитная жидкость 7 и образует герметичные кольцевые пробки с повышенным внутренним давлением. Каждая магнитожидкостная пробка способна воспринимать определенный перепад давлений, зависящий от максимальной напряженности поля в рабочем зазоре, и находится по формулеSealing works as follows. Permanent magnets 2 in the seal serve as a source of magnetic field. Magnetic fluxes exit from the poles of neighboring magnets into the air-to-pole gap 3 separating them and are divided into two parts. One part goes to the working gap 6 between the magnets and the shaft, crosses it, is divided into two parts, again crosses the working gap 6 and, passing through the adjacent air-gap interpolar gaps 3, enters the opposite poles of the magnets. The second part of the magnetic flux along the interpolar gap 3 goes to the housing 1, crosses the annular gap 4, is divided into two parts, again intersects the annular gap 4, passes through the adjacent interpolar gaps 3 and enters the opposite poles of the magnets. In the annular gap 4 and the working gap 6 opposite the air interpolar gaps 3 creates a magnetic field of high tension, where the magnetic fluid 7 is drawn and forms a sealed annular tube with high internal pressure. Each magneto-liquid plug is capable of perceiving a certain pressure drop, depending on the maximum field strength in the working gap, and is found by the formula
где µ0 - магнитная постоянная, M - намагниченность магнитной жидкости, Hмах - максимальная напряженность магнитного поля в рабочем зазоре, Hмин - минимальная напряженность магнитного поля в рабочем зазоре. Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов всех магнитожидкостных пробок, находящихся в рабочем зазоре 6. Магнитожидкостные пробки в кольцевом зазоре 4 исключают протечку уплотняемой среды между магнитами 2 и корпусом уплотнения 1. Магнитный поток, выходящий из соседних постоянных магнитов в воздушный межполюсный зазор 3, делится таким образом, что обеспечивает практически одинаковую напряженность поля в рабочем зазоре 6 и в кольцевом зазоре 4. Поэтому суммарная удерживающая способность магнитожидкостных пробок в рабочем зазоре 6 практически равна суммарной удерживающей способности магнитожидкостных пробок в кольцевом зазоре 4. Максимальная напряженность магнитного поля в кольцевом зазоре 4 и в рабочем зазоре 6 зависит от расстояния между соседними магнитами или от величины воздушных межполюсных зазоров 3. Чем меньше межполюсные зазоры 3, тем выше максимальная напряженность магнитного поля в кольцевом зазоре 4 и в рабочем зазоре 6, тем выше удерживающая способность каждой магнитожидкостной пробки. Чем больше межполюсные зазоры 3, тем ниже максимальная напряженность магнитного поля в кольцевом зазоре 4 и в рабочем зазоре 6, тем ниже удерживающая способность каждой магнитожидкостной пробки. Т.е. при изменении расстояния между постоянными магнитами меняется удерживающая способность уплотнения.where µ 0 is the magnetic constant, M is the magnetization of the magnetic fluid, H max is the maximum magnetic field strength in the working gap, H min is the minimum magnetic field in the working gap. The pressure differential held by the seal is determined by the sum of the drops of all the magneto-fluid plugs located in the working gap 6. The magneto-fluid plugs in the annular gap 4 prevent leakage of the medium being sealed between the magnets 2 and the seal housing 1. The magnetic flux coming from neighboring permanent magnets into the air-to-pole gap 3 , is divided in such a way that provides almost the same field strength in the working gap 6 and in the annular gap 4. Therefore, the total holding capacity of the magneto-liquid the robots in the working gap 6 is almost equal to the total holding capacity of the magneto-liquid plugs in the annular gap 4. The maximum magnetic field strength in the annular gap 4 and in the working gap 6 depends on the distance between adjacent magnets or on the size of the air interpolar gaps 3. The smaller the interpolar gaps 3, the higher the maximum magnetic field strength in the annular gap 4 and in the working gap 6, the higher the holding capacity of each magnetically liquid tube. The larger the interpolar clearances 3, the lower the maximum magnetic field strength in the annular gap 4 and in the working gap 6, the lower the holding capacity of each magnetically liquid tube. Those. when the distance between the permanent magnets changes, the holding capacity of the seal changes.
Постоянные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами, отталкиваются друг от друга. В корпусе уплотнения магниты от расхождения зафиксированы гайкой 9. Усилие от магнитов воспринимается гайкой 9 через втулку 10. При закручивании гайки 9 на корпус 1 уменьшаются величины межполюсных зазоров 3 и увеличивается удерживающая способность уплотнения, при выкручивании гайки 9 под действием сил отталкивания магниты расходятся, межполюсные зазоры 3 увеличиваются, удерживающая способность уплотнения уменьшается. Таким образом, закручивая или выкручивая гайку 9, меняют максимальную удерживающую способность уплотнения, настраивая на заданный максимально удерживаемый перепад давлений. Данное уплотнение кроме функции герметизации способно выполнять функцию предохранительного клапана в системах с повышенным внутренним давлением, предохраняя от разрушения корпус герметизируемого устройства при неконтролируемом колебании внутреннего давления. Магнитожидкостное уплотнение обладает свойством самозалечивания, т.е. при определенных обстоятельствах восстанавливать свою первоначальную удерживающую способность, что позволяет использовать его при многократных предохранительных прорывах.Permanent magnets facing each other with the same poles repel each other. In the seal housing, the magnets are locked from the divergence by a nut 9. The force from the magnets is absorbed by the nut 9 through the sleeve 10. When tightening the nut 9 on the housing 1, the values of the inter-pole gaps 3 decrease and the holding capacity of the seal increases, when the nut 9 is unscrewed by the repulsive forces, the magnets diverge, the polar the gaps 3 increase, the holding capacity of the seal is reduced. Thus, twisting or unscrewing the nut 9, change the maximum holding capacity of the seal, adjusting to a given maximum held pressure drop. This seal, in addition to the sealing function, is capable of performing the function of a safety valve in systems with increased internal pressure, preventing the housing of the device to be sealed from destruction under uncontrolled fluctuations in internal pressure. The magneto-liquid seal has the property of self-healing, i.e. under certain circumstances, restore its original holding ability, which allows it to be used for multiple safety breakthroughs.
Таким образом, предлагаемое магнитожидкостное уплотнение позволяет не только обеспечить герметичность ввода вращения немагнитного вала, но и использовать его в качестве предохранительного клапана замкнутых систем, расширяет функциональные возможности уплотнений.Thus, the proposed magneto-liquid seal allows not only to ensure the tightness of the rotation input of the non-magnetic shaft, but also to use it as a safety valve of closed systems, expanding the functionality of the seals.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130751/06A RU2534194C1 (en) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130751/06A RU2534194C1 (en) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2534194C1 true RU2534194C1 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=53382962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013130751/06A RU2534194C1 (en) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534194C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620584A (en) * | 1970-05-25 | 1971-11-16 | Ferrofluidics Corp | Magnetic fluid seals |
SU934106A1 (en) * | 1980-11-03 | 1982-06-07 | Ивановский Ордена "Знак Почета" Энергетический Институт Им.В.И.Ленина | Magnetic liquid seal |
RU2011081C1 (en) * | 1990-02-28 | 1994-04-15 | Кравцов Александр Иванович | Method of assembly of magnetic seal |
US6672592B1 (en) * | 1999-07-09 | 2004-01-06 | Nok Corporation | Magnetic fluid seal |
RU2302573C2 (en) * | 2004-12-20 | 2007-07-10 | Ивановский государственный энергетический университет | Magneto-liquid shaft packing |
RU2458271C2 (en) * | 2010-04-26 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Magnetic fluid seal of non-magnetic shaft |
-
2013
- 2013-07-04 RU RU2013130751/06A patent/RU2534194C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620584A (en) * | 1970-05-25 | 1971-11-16 | Ferrofluidics Corp | Magnetic fluid seals |
SU934106A1 (en) * | 1980-11-03 | 1982-06-07 | Ивановский Ордена "Знак Почета" Энергетический Институт Им.В.И.Ленина | Magnetic liquid seal |
RU2011081C1 (en) * | 1990-02-28 | 1994-04-15 | Кравцов Александр Иванович | Method of assembly of magnetic seal |
US6672592B1 (en) * | 1999-07-09 | 2004-01-06 | Nok Corporation | Magnetic fluid seal |
RU2302573C2 (en) * | 2004-12-20 | 2007-07-10 | Ивановский государственный энергетический университет | Magneto-liquid shaft packing |
RU2458271C2 (en) * | 2010-04-26 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Magnetic fluid seal of non-magnetic shaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110210519A1 (en) | Ferrofluid sealing apparatus with small diameter used in low temperature | |
CN102252095B (en) | Seal method of magnetorheological fluid for elevator magnetorheological fluid brake and seal device | |
CN106015579B (en) | A kind of mechanically-sealing apparatus based on throttle structure active control | |
MX336175B (en) | Magneto-rheological damping assembly. | |
CA2926104C (en) | Hydraulic shock absorber | |
JP2021085528A (en) | Experimentation table for floating bearing by both magnetism and liquid | |
RU2534194C1 (en) | Magnetic fluid seal of nonmagnetic shaft with adjustable holding capacity ps39 | |
Ochoński | Dynamic sealing with magnetic fluids | |
JP5667480B2 (en) | Rod seal structure | |
JP2007271046A (en) | Magnetic viscous fluid damper | |
RU148871U1 (en) | COMBINED MAGNET-FLUID SEAL | |
RU2315218C1 (en) | Magnetic-liquid sealing of shaft | |
CN201714985U (en) | Magnetorheological fluid sealing device of elevator magnetorheological fluid brake | |
RU197088U1 (en) | MAGNET-LIQUID SHAFT SEAL | |
SU892075A1 (en) | Magnetic liquid sealing | |
RU2533610C1 (en) | Magnetic fluid seal of non-magnetic shaft ps38 | |
RU2531482C1 (en) | Magnetic fluid shaft seal ps36 | |
RU135048U1 (en) | COMBINED MAGNET-LIQUID SHAFT SEAL | |
US20210054936A1 (en) | Seal device | |
RU167895U1 (en) | MAGNET FLUID SEAL | |
CN205278386U (en) | Magnetic current changes square regulator | |
RU97179U1 (en) | MAGNET-LIQUID SHAFT SEAL FOR MEDIA WITH MAGNETIC INCLUSIONS | |
RU128269U1 (en) | MAGNET FLUID SEAL | |
RU2663438C1 (en) | Combined magneto-fluid seal | |
CN116292908A (en) | Magnetic fluid seal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160705 |