SU1439346A1

SU1439346A1 - Shaft magnetic-fluid seal

Info

Publication number: SU1439346A1
Application number: SU874224352A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иосифович Перевозников; Владимир Андреевич Земсков; Евгений Викторович Шатаев
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Изобретение относитс к уплот- нительной технике и может быть использовано дл герметизации валов машин и аппаратов. Целью изобретени вл етс повышение надежности уплотнени при угловых и осевых перемещени х вала путем создани подвижно- скольз щего контакта между буртом вала и полюсными наконечниками. НаThe invention relates to a sealing technique and can be used to seal the shafts of machines and apparatus. The aim of the invention is to increase the reliability of the seal with angular and axial movements of the shaft by creating a sliding-sliding contact between the shaft shoulder and the pole pieces. On

Description

слcl

NINi

со со соwith so with so

4four

л l

торцовых поверхност х бурта 10 втулки 11, установленной на валу 2, выполнены кольцевые проточки 12, соединенные между собой каналом 13,образующие с уЪругоэластичными элементами 14 полость,заполненную магнитной суспензией . Втулка 11 может быть установлена относительно вала с эксцентриситетом магнит 5 с полюсными наконечниками 6 - в дне стакана 4, а магнит 8 с полюсным наконечником 9 - на фланце 7. На торцовых поверхност х полюсных нако1The end surfaces of the collar 10 of the sleeve 11, mounted on the shaft 2, are provided with annular grooves 12 interconnected by a channel 13, which form a cavity filled with a magnetic suspension with the outer elastic elements 14. The sleeve 11 can be mounted with respect to the shaft with an eccentricity magnet 5 with pole pieces 6 in the bottom of the cup 4, and a magnet 8 with pole piece 9 on the flange 7. On the end surfaces of the pole pieces 1

Изобретение относитс к уплотни- ельной технике и может быть испольовано дл герметизации валов машин аппаратов.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal the shafts of machines of apparatuses.

Цель изобретени - повьппение наежности уплотнени при угловых биени х и осевьк перемещени х вала путем создани подвижно-скольз щего онтакта между буртом вала и полюсными наконечниками.The purpose of the invention is to increase the reliability of compaction at angular beats and axial movements of the shaft by creating a movable sliding contact between the shaft shoulder and the pole pieces.

На чертеже представлено магнито- идкостное уплотнение, разрез.The drawing shows a magneto-fluidic seal, a slit.

Немагнитный корпус 1 охватывает вал 2 и закрыт крьпакой 3. В корпусе 1 размещен цилиндрический стакан 4, в днище которого установлен посто нный кольцевой магнит 5 с полюсным наконечником 6. Стакан 4 герметично закрыт фланцем 7, на котором закреплен второй посто нный кольцевой магнит 8 с полюсным наконечником 9... Стакан 4 и фланец 7 выполнены из маг- нитом гкого материала. На торцовых поверхност х полюсных наконечников 6 и 9, обращенных к бурту 10 втулки 11, установленной на валу 2 выполнены кольцевые проточки. Втулка 11 выполнена из магнитом гкого материала и может быть установлена эксцентрично оси вращени вала 2 с эксцентриситетом е . На торцовых поверхност х бурта 10 выполнены кольцевые проточки 12, соединенные между собой каналами 13 и герметично закрытые упругоэластичными элементами 14, образующими Полость 15, заполненную ферромагнитной суспензией с высокой намагниченностью насыщени .The non-magnetic housing 1 encloses the shaft 2 and is closed with a flap 3. In the housing 1 there is a cylindrical tumbler 4, in the bottom of which a permanent ring magnet 5 with a pole tip 6 is mounted. the pole end 9 ... Glass 4 and the flange 7 are made of magnet of a soft material. On the end surfaces of the pole pieces 6 and 9 facing the collar 10 of the sleeve 11 mounted on the shaft 2 there are annular grooves. The sleeve 11 is made of a magnet of a soft material and can be installed eccentrically to the axis of rotation of the shaft 2 with an eccentricity e. On the end surfaces of the collar 10, there are annular grooves 12 interconnected by channels 13 and hermetically closed by elastic elastic elements 14 forming the cavity 15 filled with a ferromagnetic suspension with a high saturation magnetization.

Дл предотвращени непосредственного контакта жестких полюсных наконечников 6 и 9, обращенных к бурту 10, выполнены кольцевые проточки, между корпусом 1 и стаканом 4 - полость 22 дл охлаждающей жидкости. Угловые и .осевые перемещени вала 2 отслеживаютс подвижно скольз щим контактом полюсных наконечников 6,9 с уйругоэластичными элементами 14, при этом контакт стабильно сохран етс за счет перераспределени объема магнитной суспензии по проточкам 12. 2з.п. 1ил.To prevent direct contact of the hard pole pieces 6 and 9 facing the shoulder 10, annular grooves are made, between the body 1 and the cup 4 there is a cavity 22 for the coolant. The angular and axial movements of the shaft 2 are tracked by a movably sliding contact of the pole tips 6.9 with the urugoelastic elements 14, while the contact is stably maintained due to the redistribution of the magnetic suspension volume through the bores 12. 2z.p. 1il

нечников 6 и 9 с жестким буртом 10 при возможных колебани х вала 2 относительно корпуса 1 в результате биений ширина кольцевых проточек 12nechnik 6 and 9 with a hard collar 10 with possible oscillations of the shaft 2 relative to the housing 1 as a result of beating the width of the annular grooves 12

выполнена больше ширины торцовьк поверхностей наконечников 6 и 9.made more than the width of the face surfaces of the tips 6 and 9.

Дл заправки полости 15 ферромагнитной суспензией в бурте 10 вьтол- нен канал 16 с пробкой 17. ПолюсныеFor filling the cavity 15 with a ferromagnetic suspension in the collar 10, channel 16 with a plug 17. is sealed. Pole

наконечники 6 и 9 образуют с упруго- эластичными элементами 14 рабочие зазо1й 1 18 дл магнитной жидкости 19, которой заполнен цилиндрический стакан 4. Дл заправки уплотнени магниткой жидкостью 19 во фланце 7 выполнен канал 20, закрытый пробкой 21. В полость 22, образованную корпусом 1, стаканом 4 и фланцем 7, через входное отверстие 23 подаетс охлаждающа жидкость. Подвижные и неподвижные соединени уплотнени герметизированы уплотнительными элементами 24 и 25.tips 6 and 9 form with elastic-elastic elements 14 workers Zazol 1 18 for magnetic fluid 19, which is filled with a cylindrical cup 4. To fill the seal with magnetic fluid 19 in the flange 7, a channel 20 is made closed by a stopper 21. In the cavity 22 formed by body 1 , a cup 4 and a flange 7, cooling fluid is supplied through the inlet 23. Movable and fixed seals are sealed with sealing elements 24 and 25.

Кольцевые посто нные магниты 5 и 8 с полюсными наконечниками 6 и 9, магнитна жидкость 19, упругоэластич- ные элементы 14, ферромагнитна суспензи , заполн юща кольцевые проточки 12 и канал 13, бурт 10 втулки 11, стакан 4 и фланец 7 образуют замкнутую магнитную цепь.Ring permanent magnets 5 and 8 with pole pieces 6 and 9, magnetic fluid 19, elastic-elastic elements 14, ferromagnetic suspension, filling ring grooves 12 and channel 13, shoulder 10 of sleeve 11, cup 4 and flange 7 form a closed magnetic circuit .

Магнитожидкостное уплотнение вала работает следующим образом.Magneto-fluid shaft seal works as follows.

Магнитна жидкость 19, взаимодей- .Magnetic liquid 19, interaction-.

ству с магнитным полем, создаваемым кольце.выми посто нными магнитами 5 и 8, удерживаетс в рабочем зазоре 18, т.е. между вращающимс валом 2 и неподвижным корпусом 1, образу приwith magnetic field created by the ring. permanent magnets 5 and 8, is held in the working gap 18, i.e. between the rotating shaft 2 and the fixed case 1, forming at

этом жидкостную пробку, компенсируюthis liquid tube, compensate

щую давление уплотн емой среды и обеспечива таким образом герметичность соединени .pressure of the medium to be compacted and thus ensuring the tightness of the connection.

Наличие в магнитной системе уплотнени герметичной полости, образованной сообщающимис между собой кольцевыми проточками 12 и упруго- эластичными элементами 14, заполненной магнитной суспензией, обеспечивает подвижно-скольз щий контакт полюсных наконечников 6 и 9 с упруго- эЛастичными элементами в рабочем зазоре при угловьт биени х и осевых перемещени х уплотн емого вала 2. При этом весь контакт стабильно сохран етс с полюсными наконечниками за счет перераспределени объема магнитной суспензии по сообщающимс кольцевым проточкам 12. Это обеспечивает стабильность магнитного потока , т.е. магнитной силы, удерживающей магнитную жидкость в рабочем зазоре , что гарантирует надежную герметизацию .The presence in the magnetic sealing system of an airtight cavity formed by interconnected annular grooves 12 and elastic-elastic elements 14 filled with magnetic suspension provides a moving-sliding contact of pole pieces 6 and 9 with elastic-elastic elements in the working gap at bend angles axial movements of the sealed shaft 2. At the same time, all contact is stably maintained with pole pieces due to the redistribution of the volume of the magnetic suspension along the communicating annular grooves 12 This ensures the stability of the magnetic flux, i.e. magnetic force that holds the magnetic fluid in the working gap, which ensures reliable sealing.

Кроме того, подвижно-скольз щий упругий контакт бурта 10 втулки 11 вращающегос вала 2 с неподвижными детал ми уплотнени в рабочем зазоре компенсирует неточности изготовлени этих деталей и отклонени в размерной цепочке при их монтаже.In addition, the moving-sliding elastic contact of the collet 10 of the sleeve 11 of the rotating shaft 2 with stationary sealing parts in the working gap compensates for the inaccuracies in the manufacture of these parts and the deviations in the dimensional chain during their installation.

Заполнение герметичной кольцевой полости, образованной кольцевыми проточками , вьтолненными на торцовых поверхност х бурта втулки, и упруго эластичными элементами, магнитной суспензией, котора имеет высокую намагниченность насыщени ,увеличивае силы магнитного прит жени суспензии полюсным наконечникам через упруго- эластичные элементы, т.е. создает между ними подвижно-скольз щий контакт , что исключает разгерметизацию соединени при радиально-угловых и осевых биени х вала, т.е. повьшает надежность работы уплотнени .Filling the sealed annular cavity formed by annular grooves, filled on the end surfaces of the sleeve collar, and elastically elastic elements, magnetic suspension, which has a high saturation magnetization, increasing the magnetic force of the suspension to the pole tips through the elastic elements, i.e. creates between them a sliding-sliding contact, which eliminates the depressurization of the joint with radial-angular and axial shaft beats, i.e. increases the reliability of compaction.

Эксцентрична устаиочка втулки 1t относительно вала 2 так же, как и наличие кольцевых канавок -на торцовых поверхност х полюсных наконечников , обеспечивает интенсивное перемешивание магнитной жидкости и магнитной суспензии при работе уплотнени , что способствует ее активации, пре- 0 дотвращает агрегатирование и структурирование магнитных частиц а ней.The eccentric arrangement of the sleeve 1t relative to the shaft 2, as well as the presence of annular grooves on the end surfaces of the pole pieces, provides intensive mixing of the magnetic fluid and magnetic suspension when the seal is working, which contributes to its activation, prevents the aggregation and structuring of magnetic particles. her.

Форм у л а изобретени Formula inventions

5 1. Магнитожидкостное уплотнение вала, содержащее размещенные в корпусе посто нные магниты и полюсные наконечники с кольцевьвчи проточками rta торцовых поверхност х, образующих ра0 бочие зазоры с буртом втулки, установленной на валу, и магнитную жидкость , отличающеес тем, что, с целью повьпиени надежности уплотнени при угловых и осевых пере5 мещени х вала, оно снабжено, упруго- эластичными элементами, на торцовых поверхност х бурта выполнены сообщающиес между собой кольцевые проточ5 1. Magnetic-liquid shaft seal containing permanent magnets and pole lugs placed in the housing with ring-shaped grooves of the rta end surfaces forming working gaps with the collar of the sleeve mounted on the shaft, and magnetic fluid, characterized in that, in order to ensure reliability seals with angular and axial movements of the shaft shaft, it is provided with elastic elements, on the end surfaces of the collar are interconnected annular flow

ки, образующие с упругоэластичными элементами полости, нитной суспензией.ki, forming with elastic elastic elements of the cavity, the nitric suspension.

заполненные магfilled magician

2. Уплотнение по п.1, о т; л и ч а- ю щ е е с тем, что втулка установлена с эксцентриситетом относительно оси вращени вала.2. The seal according to claim 1, about t; L and aa y with the fact that the sleeve is installed with an eccentricity relative to the axis of rotation of the shaft.

3. Уплотнение по п.1, о т ю щ е е с тем, что корпус3. The seal according to claim 1, about the fact that the body

л и ч а- выполненl and h a- executed

составным, включающим охватывающую часть и стакан с фланцем, размещенные в ней, а магниты с полюсными наконечниками устан овлены на дне стакана и торце фланца, причем между охватьгеающей частью корпуса и стаканом образована полость дл охлаждающей жидкости .a composite including a female part and a glass with a flange placed in it, and the magnets with pole pieces are mounted on the bottom of the glass and the end of the flange, with a cavity for cooling liquid formed between the cooling part of the body and the glass.

Claims

15 1 · Magneto-fluid shaft seal containing permanent magnets and pole pieces with annular grooves and end surfaces that form working gaps with the collar of the sleeve mounted on the shaft and magnetic fluid, characterized in that, in order to increase the reliability of the seal when angular and axial movements of the shaft, it is equipped with elastically elastic elements, annular grooves communicating with each other, forming with elasto-elastic, are made on the end surfaces of the shoulder

30 cavity elements filled with magnetic suspension.

2. The seal according to claim 1, characterized in that the sleeve is installed

35 Lena with eccentricity relative to the axis of rotation of the shaft.

3. The seal according to claim 1, characterized in that the housing is made

40 component comprising a female part and a cup with a flange placed therein, and magnets with pole tips are mounted on the bottom of the cup and the end of the flange, and a cavity for cooling liquid is formed between the female part of the body and the cup.