RU56531U1

RU56531U1 - MAGNET FLUID SEAL

Info

Publication number: RU56531U1
Application number: RU2006101308/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Сайкин
Original assignee: Михаил Сергеевич Сайкин
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации вращающихся валов в химическом и биологическом машиностроении, электротехнологическом и вакуумном оборудовании.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal rotating shafts in chemical and biological engineering, electrotechnological and vacuum equipment.

Техническим результатом предлагаемого устройства является возможность регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре уплотнения. Это достигается за счет использования дополнительного магнитного узла, который устанавливается на основной магнитный узел.The technical result of the proposed device is the ability to control magnetic induction in the working clearance of the seal. This is achieved through the use of an additional magnetic unit, which is installed on the main magnetic unit.

Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом. Рабочий магнитный поток замыкается по пути: постоянный магнит, полюс, рабочий зазор, вал, рабочий зазор, полюс, постоянный магнит и образует замкнутую магнитную цепь. Магнитная жидкость взаимодействует с полем постоянного магнита и удерживается в рабочем зазоре пондеромоторной силой, образуя препятствие для прохождения герметизируемой среды.Magneto-liquid seal operates as follows. The working magnetic flux closes along the path: a permanent magnet, a pole, a working gap, a shaft, a working gap, a pole, a permanent magnet and forms a closed magnetic circuit. Magnetic fluid interacts with the permanent magnet field and is held in the working gap by ponderomotive force, forming an obstacle to the passage of the sealed medium.

При установке дополнительного магнитного узла, состоящего из постоянного магнита и полюсных приставок, примыкающих к его торцевым поверхностям, увеличивается величина магнитного потока, проходящего через рабочий зазор, а значит и величина пондеромоторной силы, удерживающей магнитную жидкость в рабочем зазоре МЖУ. При этом возрастает рабочий перепад давлений МЖУ. Наличие дополнительного узла позволяет регулировать магнитный поток в рабочем зазоре δ.When installing an additional magnetic unit, consisting of a permanent magnet and pole attachments adjacent to its end surfaces, the magnitude of the magnetic flux passing through the working gap increases, and hence the magnitude of the ponderomotive force holding the magnetic fluid in the working gap of the MF. At the same time, the working differential pressure of the MFU increases. The presence of an additional node allows you to adjust the magnetic flux in the working gap δ.

Магнитные характеристики узлов можно подобрать таким образом, чтобы величина магнитной индукции в рабочем зазоре изменялась в широких пределах. Возможность регулирования магнитной индукции в The magnetic characteristics of the nodes can be selected so that the magnitude of the magnetic induction in the working gap varies over a wide range. Possibility of regulating magnetic induction in

рабочем зазоре позволяет производить настройку рабочих характеристик МЖУ, а именно перепада давлений и момента трения.working clearance allows you to configure the performance of the MFU, namely the pressure drop and the friction moment.

Кроме того, характеристики магнитных узлов можно подобрать таким образом, чтобы при отсутствии дополнительного магнитного узла значение магнитной индукции обеспечивало лишь удержание магнитной жидкости в рабочем зазоре до начала эксплуатации МЖУ. Это позволяет уменьшить расслоение магнитной жидкости и, тем самым, увеличить ресурс работы МЖУ. Перед началом эксплуатации производят монтаж дополнительного магнитного узла. Это позволяет увеличить магнитный поток в рабочем зазоре МЖУ и получить требуемые эксплуатационные характеристики.In addition, the characteristics of the magnetic nodes can be selected in such a way that, in the absence of an additional magnetic node, the value of the magnetic induction provides only the retention of the magnetic fluid in the working gap until the start of operation of the MF. This allows you to reduce the stratification of the magnetic fluid and, thereby, increase the life of the MFU. Before starting operation, an additional magnetic unit is installed. This allows you to increase the magnetic flux in the working gap of the MFU and obtain the required operational characteristics.

При использовании набора дополнительных магнитных узлов появляется возможность производить настройку МЖУ на перепад давлений в зависимости от требуемых условий эксплуатации.When using a set of additional magnetic units, it becomes possible to configure the MFU for a pressure differential depending on the required operating conditions.

Description

Известно магнитожидкостное уплотнение (МЖУ), принятое за прототип, которое состоит из корпуса, в котором установлен постоянный магнит, к торцевым поверхностям которого примыкают два полюса, охватывающие вал (А.С. СССР N 420836, Кл. F 16 J 15/54). Рабочий зазор, образованный между внутренними цилиндрическими поверхностями полюсов и валом заполнен магнитной жидкостью.Known magneto-liquid seal (MF), adopted for the prototype, which consists of a housing in which a permanent magnet is installed, two poles adjoining the shaft are attached to the end surfaces of the shaft (AS USSR N 420836, CL F 16 J 15/54) . The working gap formed between the inner cylindrical surfaces of the poles and the shaft is filled with magnetic fluid.

Недостатком данной конструкции являются отсутствие возможности регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре уплотнения заполненного магнитной жидкостью.The disadvantage of this design is the inability to control magnetic induction in the working clearance of a seal filled with magnetic fluid.

На рисунке 1 представлено устройство МЖУ. МЖУ состоит из основного магнитного узла, который включает в себя постоянный магнит 1, намагниченный в осевом направлении, полюса 2 и 3, которые соединены в магнитный узел немагнитной втулкой 4 посредством сварки. Механическая обработка узла осуществляется после его сборки, что гарантирует требуемую точность размеров полюсов 2 и 3. Магнитный узел устанавливается в корпус 5. Для удобства установки магнитного узла в корпус на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях корпуса 5 и полюса 2 выполнена резьба. Длина резьбы «L» Figure 1 shows the MFU device. MJU consists of a main magnetic unit, which includes a permanent magnet 1, magnetized in the axial direction, poles 2 and 3, which are connected to the magnetic unit by a non-magnetic sleeve 4 by welding. The mechanical processing of the assembly is carried out after its assembly, which guarantees the required accuracy of the sizes of poles 2 and 3. The magnetic assembly is installed in the housing 5. For ease of installation of the magnetic assembly in the housing, threads are made on the cylindrical surfaces of the housing 5 and the pole 2. Thread Length “L”

выбирается из конструктивных соображений для каждого конкретного случая. Остальные части поверхностей полюса 2 и корпуса 5 изготовлены по посадке, что гарантирует выполнение установочных размеров. Для предотвращения утечек среды между корпусом 5 и полюсом 2 установлено статическое уплотнение 6.selected from design considerations for each specific case. The remaining parts of the surfaces of the pole 2 and the housing 5 are made by landing, which ensures the installation dimensions. To prevent leakage of the medium between the housing 5 and the pole 2 installed a static seal 6.

Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом. Рабочий магнитный поток Ф_δ замыкается по пути: постоянный магнит 1, полюс 2, рабочий зазор δ, вал 7, рабочий зазор δ, полюс 3, постоянный магнит 1 и образует замкнутую магнитную цепь. Магнитная жидкость 8 взаимодействует с полем постоянного магнита и удерживается в рабочем зазоре пондеромоторной силой, образуя препятствие для прохождения герметизируемой среды.Magneto-liquid seal operates as follows. The working magnetic flux Φ _δ closes along the path: a permanent magnet 1, pole 2, a working gap δ, a shaft 7, a working gap δ, a pole 3, a permanent magnet 1 and forms a closed magnetic circuit. Magnetic fluid 8 interacts with the permanent magnet field and is held in the working gap by ponderomotive force, forming an obstacle to the passage of the sealed medium.

При установке дополнительного магнитного узла, состоящего из постоянного магнита 9 и полюсных приставок 10 и 11, примыкающих к его торцевым поверхностям, увеличивается величина магнитного потока Ф_δ, проходящего через рабочий зазор δ, а значит и величина пондеромоторной силы, удерживающей магнитную жидкость в рабочем зазоре МЖУ. При этом возрастает рабочий перепад давлений МЖУ. Наличие дополнительного узла позволяет регулировать магнитный поток в рабочем зазоре δ.When installing an additional magnetic unit, consisting of a permanent magnet 9 and pole attachments 10 and 11 adjacent to its end surfaces, the magnitude of the magnetic flux Φ _δ passing through the working gap δ increases, and hence the magnitude of the ponderomotive force holding the magnetic fluid in the working gap MFU. At the same time, the working differential pressure of the MFU increases. The presence of an additional node allows you to adjust the magnetic flux in the working gap δ.

Магнитные характеристики узлов можно подобрать таким образом, чтобы величина магнитной индукции в рабочем зазоре δ изменялась в широких пределах: от 0,2 до 2,0 Тл. Диапазон регулирования зависит от характеристик материалов постоянных магнитов и сталей магнитопровода, размеров отдельных элементов магнитной цепи и свойств магнитной жидкости.The magnetic characteristics of the nodes can be chosen so that the magnitude of the magnetic induction in the working gap δ varies over a wide range: from 0.2 to 2.0 T. The control range depends on the characteristics of the materials of permanent magnets and magnetic steel, the dimensions of the individual elements of the magnetic circuit and the properties of the magnetic fluid.

Возможность регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре δ позволяет производить настройку рабочих характеристик МЖУ, а именно перепада давлений и момента трения.The ability to control magnetic induction in the working gap δ allows you to configure the performance of the MFU, namely the pressure drop and the friction moment.

Кроме того, характеристики магнитных узлов можно подобрать таким образом, чтобы при отсутствии дополнительного магнитного узла значение магнитной индукции обеспечивало лишь удержание магнитной жидкости в рабочем зазоре до начала эксплуатации МЖУ. Это позволяет уменьшить расслоение магнитной жидкости и, тем самым, увеличить ресурс работы МЖУ. Перед началом эксплуатации производят монтаж дополнительного магнитного узла. Это позволяет увеличить магнитный поток Ф_δ в рабочем зазоре МЖУ и получить требуемые эксплуатационные характеристики.In addition, the characteristics of the magnetic nodes can be selected in such a way that, in the absence of an additional magnetic node, the value of the magnetic induction ensures only the retention of the magnetic fluid in the working gap until the start of operation of the MF. This allows you to reduce the stratification of the magnetic fluid and, thereby, increase the life of the MFU. Before starting operation, an additional magnetic unit is installed. This allows you to increase the magnetic flux f _δ in the working gap of the MFU and obtain the required performance characteristics.

Основной и дополнительный магнитные узлы выполнены таким образом, что наружный диаметр основного узла соответствует размеру D-Δ, а внутренний диаметр дополнительного узла размеру D+Δ, что позволяет осуществлять быстрый монтаж и демонтаж дополнительного магнитного узла.The main and additional magnetic nodes are made in such a way that the outer diameter of the main node corresponds to the size D-Δ, and the inner diameter of the additional node to the size D + Δ, which allows for quick installation and dismantling of the additional magnetic node.

В основном и дополнительном магнитных узлах могут применяться постоянные магниты в форме колец, намагниченные в осевом направлении, или наборные магниты в форме пластин или дисков.In the primary and secondary magnetic units, ring-shaped permanent magnets magnetized in the axial direction or plate-shaped magnets or disk-shaped magnets can be used.

Такая конструкция МЖУ позволяет обеспечить настройку величины магнитного потока, тем самым добиться оптимальных параметров магнитного поля в рабочих зазорах уплотнения.This design MJU allows you to configure the magnitude of the magnetic flux, thereby achieving optimal parameters of the magnetic field in the working gaps of the seal.

Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для герметизации вращающихся валов в узлах электротехнологического и вакуумного оборудования, химических и биологических реакторов.The proposed design is advisable to use for sealing rotating shafts in the nodes of electrotechnological and vacuum equipment, chemical and biological reactors.

Claims

Magneto-liquid seal, consisting of a permanent magnet, two poles adjacent to the end surfaces, covering the shaft, characterized in that it has a main and additional magnetic nodes, while thread is made on the cylindrical surfaces of the housing and one of the poles of the main magnetic node and an additional magnetic unit, consisting of a permanent magnet and pole attachments, is installed on the main magnetic unit.