05 N3 05 N3
СО Изобретение относитс к уплотнительной технике и - может быть использовано дл обеспечени герметизации вращающихс валов. Известно магнитожидкостное уплотнение вращающегос вала, состо щее из установленного в корпусе кольцевого посто нного магнита с гладкими полюсными наконечниками , концентрически охватывающими вал, на который надета втулка с выполненными на ней выступами, расположенными напротив наконечников 1. Известно также магнитожидкостное уплотнение , содержащее корпус, посто нный магнит и полюсные- наконечники, концентрично охватывающие втулку, размещенную на валу с возможностью осевого перемещени , а зазоры, образованные зубцами полюсных наконечников и втулкой, заполнены магнитной жидкостью 2. Недостатком известных конструкций магнитожидкостных уплотнений вл етс невысока надежность работы уплотнений вследствие расслоени магнитной жидкости в нерабочем положении. Расслоение происходит при перемещении ферромагнитных частиц в жидкости под действием градиента напр женности магнитного пол под полюсные наконечники. Врем 1 расслоени магнитной жидкости определ етс из формулы ia ol-vH где i -динамическа в зкость жидкости; Vi -половина высоты потока магнитной жидкости; а - радиус частицы; «.о магнитна проницаемость вакуума; I - намагниченность жидкости; vH-градиент напр женности магнитного пол в зазоре. Из этой формулы следует, что при незначительной величине h и больщой v Н врем и в среднем составл ет дл существующих магнитных уплотнений 6 ч. Целью изобретени вл етс повыщение надежности работы уплотнени путем обеспечени регулировани напр женности магнитного пол в уплотн емых зазорах: Поставленна цель достигаетс тем, что в магнитожидкостном уплотнении, содержащем установленный в корпусе магнитный узел в виде посто нного магнита и полюсных наконечников и установленную на валу с возможностью осевого перемещени втулку , при этом уплотнительный зазор, образованный зубцами полюсных наконечников магнитного узла и втулки, заполнен магнитной жидкостью, втулка выполнена из двух частей, при этом на торцовых поверхност х втулок, направленных навстречу друг другу, имеютс конические бурты, соединенные при помощи упругого элемента, а между буртами и валом расположены шарики, причем верщины зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов полюсных наконечников магнитного узла. Кроме того, верщины зубцов втулок смещены относительно верщин зубцов полюсных наконечников магнитного узла на половину щага между зубцами. На фиг. 1 изображено магнитожидкостное уплотнение при неподвижном вале; на фиг. 2 - то же; при вращающемс вале. Магнитожидкостное уплотнение состоит из магнитного узла в виде посто нного магнита 1 и полюсных наконечников 2, установленного в корпусе 3, втулок 4, размещенных на валу 5 с возможностью осевого перемещени на шпонках 6. Зазор, образованный зубцами полюсных наконечников 2 магнитного узла и втулок 4, заполнен магнитной жидкостью 7. На торцовых поверхност х втулок 4, направленных навстречу друг другу, выполнены конические бурты 8, соединенные при помощи упругих элементов в виде пружин 9. В зазоре между буртами 8 и валом 5 расположены щарики 10. Осевое перемещение подвижных втулок 4 ограничено имеющимис на валу буртиками 11 и 12. Буртики 11 и 12 расположены на рассто нии от внещних краев втулок, равном смещению между верщинами полюсных наконеч НИКОВ корпуса и вала. Дл обеспечени герметизации вала в осевом направлении служат сильфоны 13 и 14, прикрепленные с одной стороны к втулкам 4, а с другой - к буртикам 15 на валу 5. Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом. При неподвижном вале 5 (фиг. 1) подвижные втулки 4 под действием усили пружин 9 прижимаютс к ограничивающим буртикам 11. При этом верщины зубцов полюсных наконечников 2 и втулок 4 занимают положение, соответствующее максимальной величине уплотн емого зазора и минимальной величине градиента магнитного пол vH. В рабочем состо нии при вращении вала (фиг. 2) щарики 10, наход щиес в зазоре между валом 5, под действием центробежной силы отбрасываютс от центра к периферии, воздействуют при этом на втулки 4, которые перемещаютс вдоль оси вала 5 до ограничивающих буртиков 12. При этом выступы на втулках 4 и полюсных наконечниках 2 занимают положение, соответствующее минимальной величине уплотн емого зазора и максимальной величине градиента магнитного пол vH, обеспечивающие удержание максимального расчетного перепада давлени . Такое конструктивное выполнение позвол ет использовать центробежную силу, возникающую при вращении вала, дл регулировани напр женности магнитного пол и в уплотн емых зазорах за счет осевого перемещени полюсных наконечников, расположенных на валу. Это обеспечиваетCO The invention relates to a sealing technique and can be used to provide sealing for rotating shafts. A magneto-fluidic seal of a rotating shaft is known, consisting of an annular permanent magnet installed in a housing with smooth pole pieces concentrically covering the shaft on which a sleeve is fitted with protrusions arranged on it opposite the tips 1. A magnetic fluid sealing is also known that includes a housing that is permanent magnet and pole-tips concentrically covering the sleeve placed on the shaft with the possibility of axial movement, and the gaps formed by the teeth of the pole n The tips and the sleeve are filled with magnetic fluid 2. A disadvantage of the known designs of magnetic fluid seals is the low reliability of the seals due to the separation of the magnetic fluid in the rest position. Stratification occurs when ferromagnetic particles move in a liquid under the action of the magnetic field intensity gradient under the pole tips. The time 1 of magnetic fluid separation is determined from the formula ia ol-vH where i is the dynamic viscosity of the fluid; Vi is half the height of the flow of magnetic fluid; a is the radius of the particle; “.O magnetic permeability of vacuum; I is the magnetization of the liquid; vH-gradient magnetic field intensity in the gap. From this formula, it follows that with a small amount of h and a large v H, time and on average is 6 hours for existing magnetic seals. The aim of the invention is to increase the reliability of the seal by ensuring that the magnetic field strength is controlled in the sealing gaps: by the fact that in a magneto-fluidic seal containing a magnetic unit installed in the housing in the form of a permanent magnet and pole pieces and mounted on the shaft with the possibility of axial movement of the sleeve, At the same time, the sealing gap formed by the teeth of the pole lugs of the magnet assembly and the sleeve is filled with magnetic fluid, the sleeve is made of two parts, while on the end surfaces of the sleeves directed towards each other, there are conical shoulders connected by an elastic element, and between the shoulders and balls are located in a shaft, and the teeth of the sleeves of the sleeves are offset relative to the teeth of the sleeves of the sleeves are shifted relative to the teeth of the pole tips of the magnetic assembly. In addition, the vertices of the teeth of the sleeves are offset relative to the vertices of the teeth of the pole tips of the magnet assembly by half the schaga between the teeth. FIG. 1 shows a magnetic fluid seal with a fixed shaft; in fig. 2 - the same; when rotating the shaft. The magnetic-liquid seal consists of a magnet assembly in the form of a permanent magnet 1 and pole lugs 2 installed in the housing 3, sleeves 4 placed on the shaft 5 with the possibility of axial movement on the keys 6. The gap formed by the teeth of the pole tips 2 of the magnet assembly and the sleeves 4, filled with magnetic fluid 7. On the end surfaces of the sleeves 4, directed towards each other, there are made conical shoulders 8 connected by means of elastic elements in the form of springs 9. In the gap between the shoulders 8 and the shaft 5 there are balls 10. The movement of the movable sleeves 4 is limited by the flanges 11 and 12 on the shaft. The flanges 11 and 12 are located at a distance from the outer edges of the sleeves equal to the displacement between the vertices of the pole tips of the housing and shaft NIKS. To ensure the shaft is sealed axially, there are bellows 13 and 14 attached on one side to the sleeves 4, and on the other side to the shoulders 15 on the shaft 5. The magnetic-fluid seal works as follows. When the shaft 5 is stationary (Fig. 1), the movable bushings 4 are pressed against the limiting flanges 11. Under the action of the force of the springs 9, the teeth of the pole pieces 2 and the sleeves 4 occupy a position corresponding to the maximum compacted gap and the minimum magnetic field gradient vH. In operation, when the shaft rotates (Fig. 2), the balls 10 located in the gap between the shaft 5, under the action of centrifugal force, are thrown from the center to the periphery, affecting the sleeves 4, which move along the axis of the shaft 5 to the limiting shoulder 12 In this case, the protrusions on the sleeves 4 and the pole tips 2 occupy a position corresponding to the minimum size of the sealing gap and the maximum value of the magnetic field gradient vH, which ensure the maximum calculated differential pressure is maintained. Such a constructive embodiment allows the use of centrifugal force arising from the rotation of the shaft to regulate the strength of the magnetic field and in the sealing gaps due to the axial movement of the pole pieces located on the shaft. It provides
уменьшение градиента v Н напр женности магнитного пол в зазоре между вершинами полюсных наконечников и увеличение половины высоты потока магнитной жидкости h в сто ночном положении из-за осевого сдвига вершин, что ведет к возрастанию времени t расслоени магнитной жидкости и,a decrease in the gradient of v H magnetic field intensity in the gap between the tops of the pole tips and an increase in half the height of the magnetic fluid flow h in the standing position due to the axial shift of the vertices, which leads to an increase in the time t of the magnetic fluid separation and,
следовательно, надежности работы уплотнени .therefore, reliable compaction performance.
Технико-экономическа эффективность изобретени заключаетс в повышении надежности работы уплотнени путем регулировани напр женности магнитного пол в уплотн емых зазорах.The technical and economic efficiency of the invention is to increase the reliability of the sealing operation by adjusting the magnetic field strength in the sealing gaps.