RU2787069C1

RU2787069C1 - Vacuum magnetic-liquid seal of rotating shaft

Info

Publication number: RU2787069C1
Application number: RU2022120308A
Authority: RU
Inventors: Михаил Павлович Львов; Павел Николаевич Рудаков; Александр Вениаминович Торгашин; Владимир Александрович Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК")
Filing date: 2022-07-25
Publication date: 2022-12-28

Abstract

FIELD: sealing equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the field of sealing equipment; it can be used in industrial vacuum installations for sealing of rotating shafts. In a case tightly attached to a vacuum chamber, a vacuum magnetic-liquid seal of a shaft rotating on bearings is placed, consisting of a permanent magnet and two assembled pole tips, each of which consists of stationary outer and inner rings made of magnetically conducting material and having cylindrical protrusions in a lower part, inner sides of which with annular grooves applied to them are directed towards each other. At the same time, an inner movable ring rests against protrusions of rings, made of elastic non-compressible magnetically conducting material, having a cylindrical protrusion in a lower part, side surfaces of which form gaps of a constant value of 0.1 mm with vertices of annular grooves of cylindrical protrusions of rings, and on which magnetic liquid is collected. An inner cylindrical surface of the protrusion, in turn, forms a working gap of a variable value with vertices of annular grooves made on the shaft and filled with magnetic liquid. The permanent magnet with parts of pole tips, adjacent to it, and the rotating sealed shaft made of magnetically conducting steel form a closed magnetic circuit. An outer surface of the inner movable ring has a semicircular shape, a vertex of which forms a variable limiting gap with the inner cylindrical surface of the case, equal to 0.4 mm, when assembling the seal. At the same time, the formed variable free cavity in pole tips, through channels in the case, is connected to a sealed vacuum pipeline.

EFFECT: invention is aimed at an increase in the reliability, operational resource, and expansion of operational capabilities of a vacuum magnetic-liquid seal, when operating with different rotational frequencies and circular speeds of rotation of a shaft due to the creation of gradual automated adjustment of a value of a working gap and a friction moment in it.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в промышленных вакуумных установках для герметизации вращающихся валов.The invention relates to the field of sealing technology and can be used in industrial vacuum plants for sealing rotating shafts.

Существует магнитножидкостное уплотнение патент RU 64725, МПК: F16J 15/40, публ. 05.03.2007, состоящее из магнитного узла, включающего постоянный магнит, к поверхностям которого примыкают два полюса, охватывающие вал, при этом один полюс выполнен составным, причем его подвижная часть собрана из двух скрепленных между собой магнитопроводного и немагнитопроводного колец, а на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях неподвижной части составного полюса к немагнитопроводного кольца подвижной части составного полюса выполнена резьба.There is a magnetic fluid seal patent RU 64725, IPC: F16J 15/40, publ. 03/05/2007, consisting of a magnetic assembly, including a permanent magnet, to the surfaces of which two poles adjoin the shaft, while one pole is made composite, and its moving part is assembled from two magnetically conductive and non-magnetically conductive rings fastened together, and on facing each other The other cylindrical surfaces of the fixed part of the composite pole are threaded to the non-magnetically conductive ring of the movable part of the composite pole.

Недостатком данной конструкции является невозможность автоматического регулирования параметров магнитного поля и момента трения в рабочем зазоре уплотнения, при различной частоте оборотов и соответствующих им окружных скоростях вращения вала, которое необходимо для повышения надежности и ресурса работы уплотнения.The disadvantage of this design is the impossibility of automatic control of the parameters of the magnetic field and the moment of friction in the working gap of the seal, at different speeds and the corresponding circumferential shaft speeds, which is necessary to improve the reliability and service life of the seal.

Наиболее близким к предложенному является магнитожидкостное уплотнение авторское свидетельство N91343157 F16J 15/40; 2006 г., содержащее постоянный магнит с полюсными наконечниками, один из которых связан с корпусом упругим элементом с возможностью перемещения вдоль оси вала, а также оно снабжено магнитопроводной втулкой, установлена в корпусе, и немагнитным кольцом, постоянный магнит расположен на наружной поверхности неподвижного полюсного наконечника, контактирующей с подвижным полюсным наконечником, при этом последний выполнен из двух колец с немагнитным кольцом между их торцевыми поверхностями, образующих с магнитопроводной втулкой рабочий зазор, заполненный магнитной жидкостью.Closest to the proposed is magnetic fluid seal copyright N91343157 F16J 15/40; 2006, containing a permanent magnet with pole pieces, one of which is connected to the housing by an elastic element with the ability to move along the axis of the shaft, and it is also equipped with a magnetically conductive bushing, installed in the housing, and a non-magnetic ring, the permanent magnet is located on the outer surface of the fixed pole tip contacting with the movable pole tip, the latter being made of two rings with a non-magnetic ring between their end surfaces, forming a working gap filled with magnetic fluid with the magnetically conductive bushing.

Недостатком данной конструкции является невозможность создания плавного автоматического регулирования величины рабочего зазора и момента трения в нем при работе с разными частотами оборотов вала, необходимое для увеличения надежности и ресурса уплотнения.The disadvantage of this design is the impossibility of creating a smooth automatic control of the size of the working gap and the moment of friction in it when working with different shaft speeds, which is necessary to increase the reliability and life of the seal.

Цель изобретения - повышение надежности, ресурса работы и расширение эксплуатационных возможностей вакуумного магнитожидкостного уплотнения при работе с разными частотами оборотов и окружных скоростях вращения вала, за счет создания плавного автоматического регулирования величины рабочего зазора и момента трения в нем.The purpose of the invention is to increase the reliability, service life and expand the operational capabilities of a vacuum magnetic fluid seal when operating at different speeds and circumferential shaft speeds, by creating a smooth automatic control of the working gap and friction torque in it.

Поставленная техническая задача решается тем, что два полюсных наконечника выполнены сборными, состоящими из магнитопроводящих неподвижных внешнего и внутреннего колец, имеющих на нижней части цилиндрические выступы с нанесенными на их внутренней поверхности кольцевыми канавками, и направленными на встречу друг другу, при этом на эти выступы опирается внутреннее подвижное кольцо, изготовленное из упругого несжимаемого магнитопроводящего материала. В нижней части подвижного кольца имеется цилиндрический выступ боковые поверхности которого образуют с вершинами этих канавок постоянный зазор величиной 0,1 мм, заполненный магнитной жидкостью.The technical problem posed is solved by the fact that two pole pieces are made of prefabricated, consisting of magnetically conductive fixed outer and inner rings, having cylindrical protrusions on the lower part with annular grooves applied on their inner surface, and directed towards each other, while these protrusions are supported internal movable ring made of elastic incompressible magnetically conductive material. In the lower part of the movable ring there is a cylindrical protrusion, the side surfaces of which form a constant gap of 0.1 mm with the tops of these grooves, filled with magnetic fluid.

Внутренняя цилиндрическая поверхность выступа подвижного кольца образует с вершинами кольцевых канавок, выполненных на валу зазор изменяемой величины от 0,1 мм-0,5 мм, заполненный магнитной жидкостью. Внешняя поверхность подвижного кольца имеет полукруглую форму, вершина которой образуете внутренней цилиндрической поверхностью корпуса зазор изменяемой величины в пределах от 0,4 мм до 0 мм, образуя при этом с сопряженными поверхностями неподвижных внешнего и внутреннего колец полюсного наконечника герметичную свободную полость. Свободная полость соединена каналами, выполненными в корпусе с герметичным вакуумным трубопроводом оснащенным датчиком измерения давления, а через вакуумный электромагнитный клапан с постом вакуумной откачки рабочей камеры, а через вакуумный электромагнитный натекатель с атмосферой. При этом датчик измерения давления, электромагнитный клапан и электромагнитный натекатель подсоединены к блоку контроля и автоматического поддержания давления в свободной полости обеих полюсных наконечников.The inner cylindrical surface of the protrusion of the movable ring forms with the tops of the annular grooves made on the shaft a gap of variable size from 0.1 mm-0.5 mm, filled with magnetic fluid. The outer surface of the movable ring has a semicircular shape, the apex of which is formed by the inner cylindrical surface of the housing a gap of variable size in the range from 0.4 mm to 0 mm, while forming a sealed free cavity with the mating surfaces of the fixed outer and inner rings of the pole piece. The free cavity is connected by channels made in the housing with a sealed vacuum pipeline equipped with a pressure measurement sensor, and through a vacuum electromagnetic valve with a vacuum pumping station of the working chamber, and through a vacuum electromagnetic valve with the atmosphere. At the same time, the pressure measurement sensor, the electromagnetic valve and the electromagnetic valve are connected to the control unit and automatic pressure maintenance in the free cavity of both pole pieces.

Оба полюсных наконечника выполнены сборными, состоящими из магнитопроводящих неподвижных внешнего и внутреннего колец, имеющих части цилиндрические выступы, на внутренние стороны которых нанесены кольцевые канавки, при этом на эти выступы опирается внутреннее подвижное кольцо, изготовленное из упругого несжимаемого магнитопроводного материала в нижней части снабженное цилиндрическим выступом, боковые поверхности которого образуют с вершинами этих канавок зазоры величиной 0,1 мм., заполненные магнитной жидкостью, а внутренняя цилиндрическая поверхность выступа подвижного кольца образуете вершинами кольцевых канавок, выполненных на валу зазор изменяемой величины от 0,1 до 0,5 мм., заполненный магнитной жидкостью, а вершина внешней поверхности подвижного кольца, имеющая полукруглую форму образует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса зазор изменяемой величины от 0,4 до 0 мм., образуя при этом с сопряженными поверхностями неподвижных внешнего и внутреннего колец полюсного наконечника герметичную свободную полость.Both pole pieces are prefabricated, consisting of magnetically conductive stationary outer and inner rings, having parts of cylindrical projections, on the inner sides of which annular grooves are applied, while these projections support an internal movable ring made of an elastic incompressible magnetically conductive material in the lower part, equipped with a cylindrical projection , the lateral surfaces of which form gaps of 0.1 mm with the tops of these grooves, filled with magnetic fluid, and the inner cylindrical surface of the protrusion of the movable ring form the tops of the annular grooves made on the shaft a gap of variable size from 0.1 to 0.5 mm., filled with magnetic fluid, and the top of the outer surface of the movable ring, which has a semicircular shape, forms a gap of variable size from 0.4 to 0 mm with the inner cylindrical surface of the housing, while forming with the mating surfaces of the stationary outer and inner rings of the pole tip chnik a sealed free cavity.

Свободная полость соединена через каналы в корпусе с герметичным вакуумным трубопроводом оснащенным датчиком измерения давления, через вакуумный электромагнитный клапан с постом вакуумной откачки камеры, а через вакуумный электромагнитный натекатель с атмосферой, при этом вакуумный электромагнитный клапан, вакуумный электромагнитный натекатель и датчик измерения давления соединены с блоком контроля и автоматического поддержания заданного давления в свободной полости обеих полюсных наконечников.The free cavity is connected through channels in the housing with a sealed vacuum pipeline equipped with a pressure measurement sensor, through a vacuum electromagnetic valve with a chamber vacuum pumping station, and through a vacuum electromagnetic valve with the atmosphere, while the vacuum electromagnetic valve, the vacuum electromagnetic valve and the pressure measurement sensor are connected to the block control and automatic maintenance of the specified pressure in the free cavity of both pole pieces.

Предлагаемое вакуумное магнитожидкостное уплотнение представлено на фиг.1.The proposed vacuum magnetic fluid seal is shown in Fig.1.

1 - корпус1 - body

2 - вакуумная рабочая камера2 - vacuum working chamber

3 - вал3 - shaft

4 - постоянный магнит4 - permanent magnet

5 - внешнее неподвижное кольцо полюсного наконечника5 - outer fixed ring of the pole piece

6 - внутреннее неподвижное кольцо полюсного наконечника6 - inner fixed ring of the pole piece

7 - цилиндрические выступы на внутреннем и внешнем кольце7 - cylindrical projections on the inner and outer ring

8 - кольцевые канавки8 - annular grooves

9 - внутреннее подвижное кольцо полюсного наконечника9 - inner movable ring of the pole piece

10 - цилиндрический выступ внутреннего подвижного кольца10 - cylindrical protrusion of the inner movable ring

11 - магнитная жидкость11 - magnetic fluid

12 - свободная полость в полюсном наконечнике12 - free cavity in the pole piece

13 - каналы в корпусе13 - channels in the body

14 - вакуумный герметичный трубопровод14 - vacuum sealed pipeline

15 - датчик измерения давления15 - pressure measurement sensor

16 - вакуумный электромагнитный клапан16 - vacuum solenoid valve

17 - пост вакуумной откачки камеры17 - post vacuum pumping chamber

18 - вакуумный электромагнитный натекатель18 - vacuum electromagnetic leak

19 - блок контроля и автоматического поддержания давления в свободной полости полюсных наконечников19 - control unit and automatic maintenance of pressure in the free cavity of the pole pieces

20 - прижимной фланец20 - clamping flange

21, 23 - уплотнительные кольцевые прокладки21, 23 - O-rings

22 - подшипники22 - bearings

61 - зазор постоянной величины61 - constant clearance

62 - рабочий зазор переменной величины62 - variable working clearance

63 - зазор ограничительный.63 - restrictive clearance.

В корпусе 1, присоединенном герметично к вакуумной камере 2, размещено вакуумное магнитожидкостное уплотнение вала 3, вращающегося в подшипниках 22, состоящее из постоянного магнита 4 и двух сборных полюсных наконечников, каждый из которых состоит из неподвижных внешнего 5 и внутреннего 6 колец, изготовленных из магнитопроводного материала и имеющее цилиндрические выступы 7 в нижней части, внутренние стороны которых, с нанесенными на них кольцевыми канавками 8 направлены навстречу друг к другу. При этом на выступы 7 колец 5 и 6 опирается внутреннее подвижное кольцо 9, изготовленное из упругого несжимаемого магнитопроводного материала, в нижней части, имеющее цилиндрический выступ 10, боковые поверхности которого образуют зазоры 61 постоянной величины 0,1 мм. с вершинами кольцевых канавок 8 цилиндрических выступов 7 колец 5 и 6 на которых собирается магнитная жидкость 11. В свою очередь внутреннее цилиндрическая поверхность выступа 10 образует рабочий зазор переменной величины 62 с вершинами кольцевых канавок 8, выполненных на валу 3 и заполненных магнитной жидкостью 11. Постоянный магнит 4 с примыкающими к нему частями 5,6,9 полюсных наконечников и вращающемся уплотняемый вал 3, изготовленный из магнитопроводной стали составляют замкнутую магнитную цепь.In the housing 1, hermetically attached to the vacuum chamber 2, there is a vacuum magnetic fluid seal of the shaft 3, rotating in bearings 22, consisting of a permanent magnet 4 and two prefabricated pole pieces, each of which consists of a stationary outer 5 and inner 6 rings made of magnetically conductive material and having cylindrical protrusions 7 in the lower part, the inner sides of which, with annular grooves 8 applied to them, are directed towards each other. In this case, the inner movable ring 9, made of an elastic incompressible magnetic conductor material, rests on the ledges 7 of the rings 5 and 6, in the lower part, having a cylindrical ledge 10, the side surfaces of which form gaps 61 of a constant value of 0.1 mm. with the tops of the annular grooves 8 cylindrical protrusions 7 rings 5 and 6 on which the magnetic fluid 11 is collected. In turn, the inner cylindrical surface of the protrusion 10 forms a working gap of variable size 62 with the tops of the annular grooves 8 made on the shaft 3 and filled with the magnetic fluid 11. Constant magnet 4 with adjoining parts 5,6,9 of pole pieces and a rotating sealed shaft 3 made of magnetically conductive steel constitute a closed magnetic circuit.

Внешняя поверхность внутреннего подвижного кольца 9 имеет полукруглую форму, вершина которой образуете внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 переменный ограничительный размер 63 равный 0,4 мм при сборке уплотнения. При этом образованная переменная свободная полость 9 в полюсных наконечниках через каналы 13 в корпусе 1 соединена с герметичным вакуумным трубопроводом, оснащенным датчиком измерения давления 15, а через вакуумный электромагнитный клапан 16 с постом вакуумной откачки 17 вакуумной камеры 2, а через вакуумный электромагнитный натекатель с атмосферой. Электромагнитный вакуумный клапан 16, датчик измерения давления 15, электромагнитный вакуумный натекатель 18 соединены с блоком 19 контроля и автоматического поддержания заданной величины давления в свободной полости 12 обеих полюсных наконечников.The outer surface of the inner movable ring 9 has a semicircular shape, the top of which is formed by the inner cylindrical surface of the body 1 variable limiting size 63 equal to 0.4 mm when the seal is assembled. At the same time, the formed variable free cavity 9 in the pole pieces through channels 13 in the housing 1 is connected to a sealed vacuum pipeline equipped with a pressure measurement sensor 15, and through a vacuum solenoid valve 16 with a vacuum pumping station 17 of the vacuum chamber 2, and through a vacuum electromagnetic valve with the atmosphere . An electromagnetic vacuum valve 16, a pressure measurement sensor 15, an electromagnetic vacuum valve 18 are connected to a control unit 19 and automatic maintenance of a predetermined pressure value in the free cavity 12 of both pole pieces.

Герметизация магнитной системы в корпусе 1 осуществляется прижимным фланцем 20 и уплотнительными кольцевыми прокладками 21, 23.The sealing of the magnetic system in the housing 1 is carried out by a clamping flange 20 and sealing ring gaskets 21, 23.

Вакуумное магнитожидкостное уплотнение вращающегося вала работает следующим образом.Vacuum magnetic fluid seal rotating shaft works as follows.

Магнитная система фокусирует и направляет магнитный поток так, чтобы он пересек зазоры 62 между внутренней цилиндрической поверхностью выступа 10 подвижного кольца 9 с валом 3, вращающимся в подшипниках 22, а также зазоры 61 между боковыми поверхностями выступа 10 и внутренними сторонами выступов 7 внешнего 5 и внутреннего 6 неподвижных колец сборных полюсных наконечников. Под действием магнитного поля магнитная жидкость 11 собирается на вершинах кольцевых канавок 8 в местах, где напряженность магнитного поля максимальная, при этом образуются герметичные перемычки из магнитной жидкости 11, которые надежно уплотняют вращающийся вал 3 и цилиндрический выступ 10 подвижного кольца 9.The magnetic system focuses and directs the magnetic flux so that it crosses the gaps 62 between the inner cylindrical surface of the protrusion 10 of the movable ring 9 with the shaft 3 rotating in bearings 22, as well as the gaps 61 between the side surfaces of the protrusion 10 and the inner sides of the protrusions 7 of the outer 5 and inner 6 fixed rings of prefabricated pole pieces. Under the action of a magnetic field, the magnetic fluid 11 is collected on the tops of the annular grooves 8 in places where the magnetic field strength is maximum, while sealed jumpers from the magnetic fluid 11 are formed, which reliably seal the rotating shaft 3 and the cylindrical protrusion 10 of the movable ring 9.

Известно, что величина момента трения в магнитножидкостном уплотнении обратно пропорциональна величине рабочего зазора 62 между полюсными наконечниками и валом, заполненного магнитной жидкостью.It is known that the magnitude of the friction torque in the magnetic fluid seal is inversely proportional to the magnitude of the working gap 62 between the pole pieces and the shaft filled with magnetic fluid.

Поэтому путем плавной автоматической установки необходимой величины рабочего зазора 62, соответствующей заданной частоте оборотов вала 3, создается оптимальный режим работы уплотнения, при котором момент трения и нагрев магнитной жидкости минимальны.Therefore, by smoothly automatically setting the required value of the working gap 62, corresponding to the specified speed of the shaft 3, an optimal seal operation mode is created, in which the friction torque and heating of the magnetic fluid are minimal.

При установленной при сборке минимальным рабочем зазоре 62 равным 0,1 мм., момент трения при вращении вала 3 будет максимальным, что приведет к сильному нагреву магнитной жидкости 11 и уменьшит срок ее службы и ресурс работы уплотнения.With the minimum working gap 62 set during assembly equal to 0.1 mm, the friction torque during rotation of the shaft 3 will be maximum, which will lead to strong heating of the magnetic fluid 11 and reduce its service life and the life of the seal.

Установка заданной величины рабочего зазора 62 осуществляется за счет перемещения внутреннего подвижного кольца 9 между внутренними поверхностями неподвижных колец 5 и 6 в радиальном направлении к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1.The set value of the working gap 62 is set by moving the inner movable ring 9 between the inner surfaces of the fixed rings 5 and 6 in the radial direction towards the inner cylindrical surface of the housing 1.

Перемещение подвижного кольца 9 происходит под действием на него перепада давлений атмосферного воздуха и пониженного давления в свободной полости 12, созданного с помощью поста вакуумной откачки 17 камеры 2.The movement of the movable ring 9 occurs under the action of a pressure drop of atmospheric air and a reduced pressure in the free cavity 12, created using the vacuum pumping station 17 of the chamber 2.

За счет разницы давлений внутренний диаметр подвижного кольца 9 будет увеличиваться, передвигая кольцо 9 в радиальном направлении, увеличивая свой внешний диаметр полукруглой формы, при этом сохраняя размеры своего поперечного сечения постоянным.Due to the difference in pressure, the inner diameter of the movable ring 9 will increase, moving the ring 9 in the radial direction, increasing its outer diameter of a semicircular shape, while maintaining its cross-sectional dimensions constant.

Величина перемещения подвижного кольца 9 возможна в пределах величины ограничительного зазора 63 от 0,4 мм. до 0 мм. При выравнивании давления в свободной полости и атмосферного воздуха подвижное кольцо 9 под действием силы упругости вернется в исходное положение, при котором рабочий зазор 62 будет 0,1 мм.The amount of movement of the movable ring 9 is possible within the limiting gap 63 of 0.4 mm. up to 0 mm. When equalizing the pressure in the free cavity and atmospheric air, the movable ring 9 will return to its original position under the action of the elastic force, at which the working gap 62 will be 0.1 mm.

При движении подвижного кольца 9 герметизация уплотнения в зазоре постоянной величины 61 равной 0,1 мм. осуществляется с помощью магнитной жидкости 11, размещенной на остриях кольцевых канавок 8, допускающей радиальное смещение в пределах 0,4 мм. без разгерметизации.When the movable ring 9 moves, the sealing in the gap of a constant value 61 is equal to 0.1 mm. is carried out with the help of magnetic fluid 11, placed on the tips of the annular grooves 8, allowing radial displacement within 0.4 mm. without depressurization.

Установка пониженного давления в свободной полости 12 и поддержание его значение на постоянном уровне обеспечивается с помощью автоматической системы управления, состоящей из блока контроля и автоматического поддержания давления 19 с соединенным с ним датчиком измерения давления 15;Setting the reduced pressure in the free cavity 12 and maintaining its value at a constant level is provided by an automatic control system consisting of a control unit and automatic pressure maintenance 19 with a pressure measurement sensor 15 connected to it;

- вакуумным электромагнитным клапаном 16- vacuum solenoid valve 16

- вакуумным электромагнитным натекателем 18.- vacuum electromagnetic valve 18.

Понижение давления в свободной полости осуществляется через герметичный трубопровод 14 с помощью поста вакуумной откачки 17 вакуумной рабочей камеры 2 при открытом электромагнитном клапане 16. Напуск атмосферного воздуха в свободную полость осуществляется при открытии вакуумного электромагнитного натекателя 18. Измерение давления в свободной полости происходит с помощью датчика измерения давления 15.The pressure in the free cavity is reduced through a sealed pipeline 14 using a vacuum pumping station 17 of the vacuum working chamber 2 with an open solenoid valve 16. Atmospheric air is admitted into the free cavity when the vacuum electromagnetic valve 18 is opened. pressure 15.

Таким образом подбором величины пониженного давления в свободной полости 12 определяется величина перепада давления, действующего на внутреннее подвижное кольцо 9 составного полюсного наконечника, при которой будет оптимальная величина рабочего зазора 62, соответствующая заданной частоте оборотов вала 3, при которой момент трения и нагрев магнитной жидкости 11 минимальным.Thus, by selecting the magnitude of the reduced pressure in the free cavity 12, the magnitude of the pressure drop acting on the internal movable ring 9 of the composite pole piece is determined, at which the optimal value of the working gap 62 will be, corresponding to the specified speed of the shaft 3, at which the friction torque and heating of the magnetic fluid 11 minimal.

Существенные преимущества предложенного вакуумного магнитожидкостного уплотнения вращающегося вала:Significant advantages of the proposed vacuum magnetic fluid seal of a rotating shaft:

- обеспечение плавного автоматического регулирование величины рабочего зазора и момента трения в уплотнении при вращении вала с разной частотой оборотов;- ensuring smooth automatic control of the working clearance and friction torque in the seal when the shaft rotates at different speeds;

- повышение надежности и ресурса работы;- increase of reliability and service life;

- расширение эксплуатационных возможностей уплотнения.- expansion of operational possibilities of sealing.

Данное изобретение с наибольшим эффектом можно использовать для герметизации вращающихся валов в вакуумные объемы. Например, в электронном машиностроении в установках вакуумного напыления, ионного легирования, которые применяются в технологических процессах изготовления авиационной и космической техники.This invention with the greatest effect can be used for sealing rotating shafts in vacuum volumes. For example, in electronic engineering in installations for vacuum deposition, ion alloying, which are used in technological processes for the manufacture of aviation and space technology.

Claims

1. Vacuum magnetic fluid seal of a rotating shaft, containing a permanent magnet with movable pole pieces and magnetic fluid in the working gaps, characterized in that both pole pieces are assembled, consisting of magnetically conductive stationary outer and inner rings, having cylindrical protrusions in the lower part, on the inner the sides of which are marked with annular grooves directed towards each other, while these protrusions are supported by an internal movable ring made of an elastic incompressible magnetic-conductive material, provided in the lower part with a cylindrical protrusion, the side surfaces of which form gaps of 0.1 mm with the tops of these grooves, filled with magnetic fluid, and the inner cylindrical surface of the protrusion of the movable ring forms with the tops of the annular grooves made on the shaft, a gap of variable size from 0.1 mm - 0.5 mm, filled with magnetic fluid, and the top of the outer surface of the movable ring The ring, which has a semicircular shape, forms a gap of variable size from 0.4 to 0 mm with the inner cylindrical surface of the housing, while forming a sealed free cavity with the mating surfaces of the stationary outer and inner rings of the pole piece.

2. Vacuum magnetic fluid seal of a rotating shaft according to claim 1, characterized in that the free cavity in the pole pieces is connected through channels in the housing with a sealed vacuum pipeline equipped with a pressure measurement sensor, through a vacuum solenoid valve with a post of the vacuum system for pumping out the chamber, and through a vacuum an electromagnetic valve with atmosphere, wherein the vacuum electromagnetic valve, the vacuum electromagnetic valve and the pressure measurement sensor are connected to the control unit and automatically maintain the set pressure in the free cavity of both pole pieces.