SU1702041A1

SU1702041A1 - Magnetoliquid seal

Info

Publication number: SU1702041A1
Application number: SU894641418A
Authority: SU
Inventors: Александр Геннадиевич Николаев; Сергей Александрович Красульников; Дмитрий Васильевич Орлов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и позвол ет повысить надежность магнитожидкостного уплотнени за счет восполнени магнитной жидкости и предотвращени растекани ее по валу. В немагнитном корпусе установлен кольцевой магнит 1 с полюсными наконечниками 2-5. Кольцевые канавки 18 на валу 6 под наконечниками 2 и 3 образуют с ними кольцевые полости, заполненные магнитной жидкостью. Диамагнитна втулка 8 установлена соосно с валом 6 с зазором относительно него, образу с наконечниками 2 и 3 кольцевые полости 10 и 11. Кольцевые диамагнитные вставки 12 и 13 образуют с наконечниками 4 и 5 кольцевые полости 16 и 17. заполненные резервной магнитной жидкостью . На поверхности вала 6 за канавками 18 выполнены проточки 19. 8 зоне наконечников 4 и 5 поверхность вала 6 выполнена конической с основанием конуса, расположенным со стороны проточек 19. На торцовых поверхност х вставок 12 и 13 и втулки 8, соприкасающейс с наконечниками 2-5 выполнены пазы 9. 14 и 15. 1 ил Ё VJ IS igThe invention relates to a sealing technique and makes it possible to increase the reliability of a magnetic-liquid seal by replenishing the magnetic fluid and preventing its spreading over the shaft. A ring magnet 1 with pole tips 2-5 is installed in a non-magnetic case. The annular grooves 18 on the shaft 6 under the tips 2 and 3 form with them annular cavities filled with magnetic fluid. The diamagnetic sleeve 8 is installed coaxially with the shaft 6 with a gap relative to it, forming annular cavities 10 and 11 with tips 2 and 3. Annular diamagnetic inserts 12 and 13 form annular cavities 16 and 17 filled with backup magnetic fluid with tips 4 and 5. The grooves 19 are made on the surface of the shaft 6 behind the grooves 18. 8, the area of the tips 4 and 5, the surface of the shaft 6 is made conical with a cone base located on the side of the grooves 19. grooves 9. 14 and 15. are made. 1 or VJ IS ig

Description

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и может быть применено в микробиологической , медицинской и других отрасл х народного хоз йства дл герметизации вращающихс валов с одновременным возвратно-поступательным движением вала вдоль оси вращени .The invention relates to a sealing technique and can be applied in microbiological, medical and other sectors of the national economy for sealing rotating rollers with simultaneous reciprocating movement of the shaft along the axis of rotation.

Цель изобретени - повышение надежности уплотнени и ресурса его работы за счет предотвращени растекани магнитной жидкости по валу и резервного запаса магнитной жидкости.The purpose of the invention is to increase the reliability of the seal and its service life by preventing the magnetic fluid from spreading along the shaft and the reserve reserve of the magnetic fluid.

На чертеже изображено уплотнение, разрез.The drawing shows the seal, cut.

Магнитожидкостное уплотнение содержит кольцевой магнит 1, основные полюсные наконечники 2 и 3 и дополнительные полюсные наконечники 4 и 5, охватывающие вал 6 с зазором, уплотн емым рабочей магнитной жидкостью 7. Между основными полюсными наконечниками концентрично валу 6 с зазором установлена Н-образна диамагнитна кольцева втулка 8 с щелевыми пазами 9 на торцовых поверхност х , соприкасающихс с полюсными наконечниками 2 и 3.The magneto-fluidic seal contains an annular magnet 1, main pole pieces 2 and 3, and additional pole pieces 4 and 5 covering the shaft 6 with a gap sealed by the working magnetic fluid 7. Between the main pole tips the H-shaped diamagnetic ring sleeve is installed concentrically to the gap shaft 6 8 with slotted slots 9 on the face surfaces in contact with the pole pieces 2 and 3.

Кольцева диамагнитна втулка 8 вместе с полюсными наконечниками 2 и 3 образует кольцевые камеры 10 и 11, служащие дл размещени резервной магнитной жидкости. Между валом 6 и кольцевыми полост ми дополнительных полюсных наконечников 4 и 5 соосно валу 6 с зазором установлены кольцевые диамагнитные вставки 12 и 13 с щелевыми пазами 14 и 15 на торцовых поверхност х, обращенных к основным полюсным наконечникам 2 и 3. Кольцевые диамагнитные втулки 12 и 13 вместе с дополнительными полюсными наконечниками 4 и 5 образуют кольцевые камеры 16 и 17, также служащие дл размещени резервной магнитной жидкости.The annular diamagnetic sleeve 8, together with the pole pieces 2 and 3, forms annular chambers 10 and 11 serving to accommodate a backup magnetic fluid. Between the shaft 6 and the annular cavities of the additional pole lugs 4 and 5 coaxially with the clearance of the shaft 6, annular diamagnetic inserts 12 and 13 are installed with slotted slots 14 and 15 on the end surfaces facing the main pole lugs 2 and 3. Ring diamagnetic sleeves 12 and 13, together with the additional pole pieces 4 and 5, form annular chambers 16 and 17, also serving to accommodate a backup magnetic fluid.

На валу 6 выполнены кольцевые канавки 18, кроме того, за ними на валу 6 выполнены кольцевые проточки 19 и 20, поверхность вала за которыми выполнена конической с основанием со стороны проточек .On the shaft 6 there are annular grooves 18, in addition, there are annular grooves 19 and 20 on the shaft 6, the shaft surface behind which is made tapered with the base on the side of the grooves.

Уплотнение работает следующим образом .Seal works as follows.

Кольцевой магнит 1, полюсные наконечники 2 и 3, дополнительные полюсные наконечники 4 и 5 вместе с валом 6 образуют замкнутую магнитную систему. Магнитные силы, возникающие в результате взаимодействи магнитной жидкости с полем посто нного магнита, преп тствуют вытеканию магнитной жидкости под действием перепада давлени и центробежных сил. При высоких линейных скорост х вращени Ring magnet 1, pole pieces 2 and 3, additional pole pieces 4 and 5 together with shaft 6 form a closed magnetic system. The magnetic forces resulting from the interaction of the magnetic fluid with the permanent magnet field prevent the magnetic fluid from flowing out under the action of pressure drop and centrifugal forces. At high linear speeds of rotation

вала, свыше 10 м/с, поддействием внутренних напр жений, возникающих в магнитной жидкости при воздействии магнитного пол и центробежных сил, избыточна магнитна shaft, over 10 m / s, due to the action of internal stresses arising in the magnetic fluid when exposed to a magnetic field and centrifugal forces, the excess magnetic

жидкость выт гиваетс из зоны магнитного пол вала 6 и основных полюсных наконеч никое 2 и 3 по проточкам 19 и 20, доходит до торцовых поверхностей проточек 19 и 20 и сбрасываетс в зазор между валом 6 и диа0 магнитными кольцевыми втулками 12 и 13. Часть магнитной жидкости под действием гидродинамической нагрузки выбрасываетс из зазора между валом 4 и диамагнитными втулками 12 и 13, но магнит5 ное поле между дополнительными полюсными наконечниками 4 и 5 и коническими поверхност ми вала 6 отклон ет выбрасываемую магнитную жидкость на коническую поверхность и под действием центробеж0 ных сил магнитна жидкость с нее сбрасываетс в уплотн емый зазор.the fluid is pulled out of the zone of the magnetic field of the shaft 6 and the main pole tips of any 2 and 3 through the grooves 19 and 20, reaches the end surfaces of the grooves 19 and 20, and is dropped into the gap between the shaft 6 and dia magnetic rings of the sleeves 12 and 13. Part of the magnetic fluid under the action of the hydrodynamic load is ejected from the gap between the shaft 4 and the diamagnetic sleeves 12 and 13, but the magnetic field between the additional pole pieces 4 and 5 and the conical surfaces of the shaft 6 deflects the ejected magnetic fluid to the conical surface rhnost and under the action of the magnetic forces tsentrobezh0 GOVERNMENTAL liquid from it is discharged into the sealing gap emy.

При отработке рабочей магнитной жидкости 7 несуща жидкость, не удерживаема магнитным полем, выбрасываетс центро5 бежными силами из уплотнени и ее местоWhen working out the working magnetic fluid 7, the carrier fluid, not held by the magnetic field, is ejected by centrifugal forces out of the seal and its place

занимает резервна магнитна жидкость, It takes reserve magnetic fluid,

увлекаема в рабочий зазор максимальнымenthralling in the working gap maximum

градиентом магнитного пол через пазы 9.magnetic field gradient through the slots 9.

14 и 15 в диамагнитной втулке 8 и вставках14 and 15 in the diamagnetic sleeve 8 and inserts

0 12 и 13 камер 10, 11, 16 и 17.0 12 and 13 chambers 10, 11, 16 and 17.

Таким образом, уплотнение позвол ет удерживать магнитную жидкость в зоне уплотнени при высоких скорост х вращени вала с одновременными возвратно-поступэ5 тельными движени ми последнего, автоматически замен ть отработанную магнитную жидкость, что повышает надежность и ресурс работы магнитожидкостного уплотнени .Thus, the seal makes it possible to keep the magnetic fluid in the seal zone at high rotational speeds of the shaft with simultaneous reciprocating movements of the latter, automatically replacing the spent magnetic fluid, which increases the reliability and service life of the magnetic-liquid seal.

Claims

Formula of invention

A magneto-fluidic seal containing an annular magnet mounted in a non-magnetic case with main and additional pole lugs, annular grooves on the shaft underneath the main pole lugs that form with the latter annular cavities filled with magnetic fluid, characterized in that. with the aim of

0 improving the reliability of compaction by replenishing the magnetic fluid and preventing it from spreading along the shaft, it is equipped with an annular diamagnetic sleeve mounted coaxially with the shaft with a gap

5 relative to it, which forms additional annular cavities with the main pole tips, and annular diamagnetic inserts, which form annular cavities with the additional pole tips;

ation and an additional annular cavity based on a cone located with a stockpiled backup magnetic liquid of the grooves, and on the end face, and on the shaft surface beyond the annular strengths of annular diamagnetic inserts and

grooves are made grooves, in the area of the pre-diamagnetic sleeve in contact with

complementary pole lugs in 5-pole lugs, the shaft surface is made conical.