RU2781479C2

RU2781479C2 - Высокотемпературная муфта

Info

Publication number: RU2781479C2
Application number: RU2021120768A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Жубанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Виллина"
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-10-12

Abstract

Изобретение относится к магнитным муфтам центробежных насосов, используемых для перекачки текучих сред, преимущественно в нефтехимической промышленности при перекачке нефтепродуктов. Высокотемпературная муфта состоит из ведущей магнитной полумуфты, установленной на валу привода, и ведомой магнитной полумуфты, установленной на валу герметичного оборудования и герметизирующего экрана, разделяющего ведущую и ведомую полумуфты от внешней среды. В ведущей магнитной полумуфте по диаметру внутренней поверхности магнитов размещена защитная оболочка для предотвращения повреждения магнитов, при этом толщина защитной оболочки составляет от 0,5 до 1 мм, внутреннее пространство между магнитами и защитной оболочкой заполнено клеем, герметизирующий экран изготовлен из немагнитного материала, ведомая полумуфта состоит из корпуса, изготавливаемого из нержавеющего металла, магнитопровода, выполненного в виде полой цилиндрической конструкции, на внешней поверхности которого размещены постоянные магнитные ряды с установленными между магнитными рядами межмагнитными вставками из немагнитного материала, выдерживающего высокие температуры, причем магнитопровод в виде полой цилиндрической конструкции изготавливается из магнитного материала толщиной h1=от 12 до 17 мм, магниты в ведущей магнитной полумуфте и магниты в ведомой магнитной полумуфте расположены по 12 рядов, причем по окружности в полумуфтах установлено по 72 магнита соответственно, размещены равноудаленно по сопрягаемым диаметрам магнитных полумуфт, каждый ряд из расположеных 12 рядов магнитов набирается из нескольких магнитов в виде дугообразных брусков, при этом длина одного из магнитов составляет от 10 до 30 мм, толщина магнитов одинаковая, а ширина магнитов на ведомой муфте отличается от ширины магнитов на ведущей муфте в 1,5 раза, а в поперечном сечении магнитной муфты толщина постоянных магнитов полумуфты, установленной на приводном валу, составляет от 0,9 до 1,1 от толщины постоянных магнитов полумуфты, установленных на рабочем валу, оптимальное значение зависимости длины ряда L от среднего диаметра муфты d L/d находятся в соотношении от 0,7 до 1,5, зазор z между ведомой магнитной полумуфтой 2 и герметизирующем экраном 3 находится в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм, средний диаметр муфты находится по формуле d=(D1+D2)/2, где D1 - внешний диаметр ведомой полумуфты, а D2 - внутренний диаметр ведущей полумуфты. Изобретение направлено на повышение производительности, надежности работы насоса центробежного и уменьшение габаритов и веса магнитной муфты. 1 ил.

Description

Изобретение относится к магнитным муфтам центробежных насосов, используемых для перекачки текучих сред, преимущественно в нефтехимической промышленности при перекачке нефтепродуктов.

Известна магнитная муфта центробежного насоса , состоящая из двух полумуфт с постоянными магнитами и разделительной перегородкой, выполненной в виде стакана, охватывающего установленную на конце рабочего вала одну из полумуфт и охватываемого установленной на приводном валу другой полумуфтой, (см. патент на полезную модель RU №26612, кл. F04D 29/10, опубл. 10.12.2002).

Однако данная магнитная муфта центробежного насоса использует постоянные магниты, размер которых одинаковый, что приводит к увеличению веса и габаритов магнитной муфты насоса .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является магнитная муфта центробежного насоса (патент на полезную модель RU №193479). В ходе проведенных заявителем исследований было установлено, что представляется возможность повысить эффективность передачи энергии вращения приводного вала рабочему валу насоса за счет изменения элементов конструкции магнитной муфты.

Однако данный насос использует магнитную муфту, которая приводит к уменьшению передаваемой энергии вращения (крутящего момента) от приводного вала к рабочему валу насоса и не позволяет в полной мере поддерживать требуемые характеристики работы центробежного насоса при переменном и высокотемпературном режиме его работы.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного технического решения, является повышение производительности, надежности работы насоса центробежного и уменьшение габаритов и веса магнитной муфты.

Техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что Высокотемпературная муфта, состоящая из ведущей магнитной полумуфты, установленной на валу привода и ведомой магнитной полумуфты, установленной на валу герметичного оборудования и герметизирующего экрана разделяющего ведущую и ведомую полумуфту от внешней среды соответственно, отличающаяся тем, что в ведущей магнитной полумуфте по диаметру внутренней поверхности магнитов размещена защитная оболочка, для предотвращения повреждения магнитов, при этом, толщина защитной оболочки составляет от 0,5 до 1 мм, внутреннее пространство между магнитами и защитной оболочки заполнено клеем, герметизирующий экран изготовлен из немагнитного материала, ведомая полумуфта состоит из корпуса , изготавливаемого из нержавеющего металла, магнитопровода выполненного в виде полой цилиндрической конструкции, на внешней поверхности которого, размещены постоянные магнитные ряды, с установленными между магнитными рядами межмагнитных вставок из немагнитного материала, выдерживающего высокие температуры, причем магнитопровод в виде полой цилиндрической конструкции изготавливается из магнитного материала толщиной h1 = от 12 до 17 мм, магниты в ведущей магнитной полумуфте и магниты в ведомой магнитной полумуфте расположены по 12 рядов, причем по окружности в полумуфтах установлено по 72 магнита соответственно, размещены равноудаленно по сопрягаемым диаметрам магнитных полумуфт, каждый ряд из расположеных по 12 рядов магнитов набирается из нескольких магнитов 4, 5 в виде дугообразных брусков, при этом, длина одного из магнитов 4, 5 составляет от 10 до 30 мм, толщина магнитов одинаковая, а ширина магнитов на ведомой муфте отличается от ширины магнитов на ведущей муфте в 1,5 раза, что а в поперечном сечении магнитной муфты толщина постоянных магнитов полумуфты, установленной на приводном валу, составляет от 0,9 до 1,1 от толщины постоянных магнитов полумуфты, установленных ой на рабочем вал, оптимальное значение зависимости длины ряда L от среднего диаметра муфты d L/d находятся в соотношении от 0,7 до 1,5, зазор между ведомой магнитной полумуфтой 2 и герметизирующем экраном 3 (z находится в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм, средний диаметр муфты находится по формуле d=(D1+D2)/2.

Высокотемпературная магнитная муфта Villina-ММ предназначена, для бесконтактной передачи крутящего момента от электродвигателя к валу герметичного оборудования через герметизирующий экран из немагнитного материала, изготовленного в виде колпака.

Передача крутящего момента происходит во взрывоопасных, легко воспламеняющихся и химически агрессивных средах. Содержание примесей (не абразивного характера) в жидкостях не более 0,2%, размером не более 0,2 мм.

Температура продукта соприкасающегося с муфтой может варьировать в диапазоне от: +210…+400^°С, (кратковременно) в следствие указанного используются преимущественно самарий-кобальтовые магниты предназначенные для работы в условиях повышенных температур (до 350°С) (https://erga.ru/catalog/magnitnye-sistemy-i-ustroystva/magnitnye-mufty-mm/).

Состав изделия, устройство и принцип его работы.

Высокотемпературная магнитная муфта Villina-ММ состоит из следующих конструктивных элементов:

- ведущей магнитной полумуфты 1, устанавливаемой на валу привода,

- и ведомой магнитной полумуфты 2 устанавливаемую на валу герметичного оборудования ( на фиг. не показан),

-герметизирующего экрана 3 разделяющий ведущую 1 и ведомую полумуфту 2 соответственно,

Ведущая магнитная полумуфта 1 состоит из следующих сборочных элементов:

-корпуса 11, с установленными внутри по его внутренней окружности 11, постоянными магнитами 4,

-по диаметру внутренней поверхности магнитов 4 (условному) размещена защитная оболочка 8, для предотвращения повреждения магнитов из вне, при этом толщина защитной оболочки составляет от 0,5 до 1 мм.

-внутреннее пространство между магнитами 4 и защитной оболочки 9

-заполнено термостойким клеем 7.

Герметизирующий экран 3 изготовленного в виде колпака, предназначен для обеспечения герметичности оборудования.

Герметизирующий экран 3 изготовлен из немагнитного материала, например Стали 12Х18Н10Т или титана, с возможностью уменьшить или исключить потери энергии, возникающие из-за токов Фуко.

Толщину герметизирующего экрана 3 и материала, из которого герметизирующий экран изготовлен, выбирают в зависимости от внутреннего давления в герметичном оборудовании.

-Ведомая полумуфта 2 состоит из;

- корпуса 12 изготавливаемого из нержавеющего металла,

-магнитопровода в виде полой цилиндрической конструкции10, на внешней поверхности которого, размещены постоянные магнитные ряды 5, с установленными между магнитными рядами 5 межмагнитных вставок 6 из немагнитного материала выдерживающего высокие температуры.

Межмагнитные вставки 6 предназначены, для того чтобы при высоком внутреннем давлении, в герметичном оборудовании, не повреждалась защитная оболочка 9 прогибающаяся в пазы между магнитами 4.

Магнитопровод в виде полой цилиндрической конструкции 10 изготавливается из магнитного материала толщиной h1 = от 12 до 17 мм, для возврата магнитного патока в направлении наружного диаметра ведущей магнитной полумуфты 1 и усиления магнитного поля между ведущей 1 и ведомой 2 магнитных полумуфт соответственно, из-за чего увеличивается передаваемый крутящий момент.

Защитная оболочка 9 на ведомой магнитной полумуфте 2 предназначена, для герметизации полости рядов магнитов и предотвращения их повреждения содержащими примесями в среде.

Ведомая магнитная полумуфта работает в среде например взрывоопасные среды, в химически агрессивных средах и т.д. омываемой ведомую магнитную полумуфту 2.

Крутящий момент передается от ведущей магнитной полумуфты 1 ведомой магнитной полумуфте 2 с помощью магнитных сил возникающих между постоянными магнитами 4 установлениями в обоих магнитных полумуфтах 1 и 2 соответственно.

Величина крутящего момента зависит как от свойств магнитов, так и их пространственного расположении в полумуфтах 1 и 2 соответственно.

Магниты 4 в ведущей магнитной полумуфте 1 и магниты 5 в ведомой магнитной полумуфте 2 расположены по 12 рядов, размещенны равноудаленнно по сопрягаемым диаметрам магнитных полумуфт 1 и 2 соответственно.

Каждый ряд из расположеных по 12 рядов магнитов набирается из нескольких магнитов 4, 5 в виде дугообразных брусков, длина одного магнита 4, 5 составляет от 10 до 30 мм.

Оптимальное значение зависимости длины ряда L от среднего диаметра муфты d L/d находятся в соотношении от 0,7 до 1,5.

Зазор z между ведомой магнитной полумуфтой 2 и герметизирующем экраном 3 (z находится в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм.) и зависит от вида оборудования в котором она используется, в соответствии с требованиями заказчика.

Средний диаметр муфты находится по формуле d=(D1+D2)/2, где D1 - внешний диаметр ведомой полумуфты, а D2 - внутренний диаметр ведущей полумуфты.

Ряд магнитов с северным полюсом на ведущей магнитной полумуфте 1 должен располагаться напротив соответствующего ряда с южным полюсом на ведомой магнитной полумуфте 2.

Claims

Высокотемпературная муфта, состоящая из ведущей магнитной полумуфты, установленной на валу привода, и ведомой магнитной полумуфты, установленной на валу герметичного оборудования и герметизирующего экрана, разделяющего ведущую и ведомую полумуфты от внешней среды соответственно, отличающаяся тем, что в ведущей магнитной полумуфте по диаметру внутренней поверхности магнитов размещена защитная оболочка для предотвращения повреждения магнитов, при этом толщина защитной оболочки составляет от 0,5 до 1 мм, внутреннее пространство между магнитами и защитной оболочкой заполнено клеем, герметизирующий экран изготовлен из немагнитного материала, ведомая полумуфта состоит из корпуса, изготавливаемого из нержавеющего металла, магнитопровода, выполненного в виде полой цилиндрической конструкции, на внешней поверхности которого размещены постоянные магнитные ряды с установленными между магнитными рядами межмагнитными вставками из немагнитного материала, выдерживающего высокие температуры, причем магнитопровод в виде полой цилиндрической конструкции изготавливается из магнитного материала толщиной h1 = от 12 до 17 мм, магниты в ведущей магнитной полумуфте и магниты в ведомой магнитной полумуфте расположены по 12 рядов, причем по окружности в полумуфтах установлено по 72 магнита соответственно, размещены равноудаленно по сопрягаемым диаметрам магнитных полумуфт, каждый ряд из расположеных 12 рядов магнитов набирается из нескольких магнитов в виде дугообразных брусков, при этом длина одного из магнитов составляет от 10 до 30 мм, толщина магнитов одинаковая, а ширина магнитов на ведомой муфте отличается от ширины магнитов на ведущей муфте в 1,5 раза, а в поперечном сечении магнитной муфты толщина постоянных магнитов полумуфты, установленной на приводном валу, составляет от 0,9 до 1,1 от толщины постоянных магнитов полумуфты, установленных на рабочем валу, оптимальное значение зависимости длины ряда L от среднего диаметра муфты d L/d находятся в соотношении от 0,7 до 1,5, зазор z между ведомой магнитной полумуфтой 2 и герметизирующем экраном 3 находится в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм, средний диаметр муфты находится по формуле d=(D1+D2)/2, где D1 - внешний диаметр ведомой полумуфты, а D2 - внутренний диаметр ведущей полумуфты.