SU742657A1 - Магнитожидкостное уплотнение - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться во всех отраслях народного хозяйства для герметизации вращающихся валов при передаче движения в газовые или жидкостные среды с повышенным перепадом давления. ^s

Известны магнитожидкостные уплотнения вращающихся валов, предназначенные для герметизации газовых и жидкостных сред с повышенным перепадом давления, состоящие из кольцевых постоянных магнитов с полюсными наконечниками. Магнитная жидкость, омывая вал, находится в полости, образованной кольцевым магнитом и полюсными наконечниками. Неоднородное магнитное поле (градиент поля) ₎₅ создается за счет канавок или на валу,, или на полюсных наконечниках [1].

Известно также уплотнение, содержащее ряд кольцевых постоянных магнитов, намагниченных встречно, с полюсными наконечниками, об- _д разующие замкнутые полости под магнитную жидкость, омывающую варщающийся вал, и корпус из немагнитного материала, охватывающий постоянные магниты снаружи [2].

Подобная конструкция имеет завышенные размеры постоянных магнитов и уплотнения в целом, а также ограничивает выбор материалов для изготовления постоянных магнитов, так как в ней невозможно произвести намагничивание их в сборе с полюсными наконечниками. Известно, что при намагничивании постоянных магнитов с полюсными наконечниками (с арматурой) они развивают больший магнитный поток (индукцию) в сравнении с намагничиванием их без полюсных наконечников (без арматуры). Поэтому для обеспечения требуемой индукции в зазоре между полюсными наконечниками и вращающимся валом магниты имеют завышенные размеры, что приводит и к завышению размеров всего уплотнения.

Для уменьшения разницы магнитного потока, развиваемого постоянными магнитами, при намагничивании их отдельно и совместно с полюсными наконечниками, они изготавливаются из материалов, кривая размагничивания которых практически совмещается с характеристикой их магнитного возврата. К таким материалам относятся феррит бария различных марок. При3 742657 менение в таком уплотнении магнитов из литых магнитотвердых материалов, кривая размагничивания которых не совпадает с характеристикой их магнитного возврата, практически не имеет смысла.

Другим недостатком указанного уплотнения является невысокий компенсируемый перепад давления вследствие незначительного градиента поля в зоне середины внутренних полюсных наконечников между двумя встречно намагниченными магнитами. .

Цель изобретения - уменьшение габаритов уплотнения, расширение номенклатуры применяемых материалов для изготовления постоянных магнитов, а также расширение диапазона давления, удерживаемого на уплотнении.

Поставленная цель достигается тем, что в двухрядном уплотнении внешние полюсные наконечники соединены между собой. Во внутреннём полюсном наконечнике со стороны вращающегося вала образована канавка.

На фиг. .1 показано предлагаемое двухрядное магнитожидкостное уплотнение; на фиг.2 приспособление для намагничивания постоянных магнитов уплотнения в сборке с полюсными наконечниками.

Магнитожидкостное уплотнение включает два встречно намагниченных постоянных магнита 1 и 2 и полюсные наконечники 3, 4 и 5, образующие замкнутые полости 6 под магнитную жидкость 7, омывающую вращающийся вал 8. На поверхности полюсных наконечников со стороны вращающегося вала 8 выполнены канавки для создания градиента поля. Внешние полюсные наконечники 3 и 4 соединены между «гобой, а во внутреннем полюсном наконечнике 5 со стороны вращающегося вала 8 выполнена канавка 9. Для намагничивания постоянных магнитов совместно с их полюсными наконечниками последние в сборе устанавливаются в приспособление, выполненное в виде электромагнита так, что между его полюсами, с одной стороны, устанавливается внешний полюсный наконечник 4, а с другой —внутренний полюсный наконечник 5. Намагничивание магнитов 1 и 3 происходит через их полюсные наконечники.

Предлагаемая конструкция уплотнения позволяет изготавливать магниты из литых магнитогвердых материалов, магнитные характеристики которых по индукции в 3-4 раза превосходят аналогичные характеристики ферритов бария, применяемых для изготовления магнитов в известном изобретении, что приводит к существенному уменьшению размеров постоянных магнитов и всего уплотнения Постоянный магнит 1, его полюсные наконечники 3 и 5, полость 6 и вал 8 образуют одну замкнутую магнитную цепь, а магнит 2 вместе с его полюсными наконечниками 4 и 5, другой полостью 6 и талом 8 - вторую замкнутую магнитную цепь. Магнитная сила, возникающая в результате взаимодействия магнитной жидкости 7 с полем постоянных магнитов 1 и 2, препятствует вытеканию жидкости под действием перепада давления. Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости, индукции в зазоре между поjq лгосными наконечниками и валом и пропорциональна градиенту магнитной индукции (магнитного поля) в аксиальном направлении. Проточка 9 во внутреннем полюсном наконечнике 5 образует дополнительную замкнутую по₁₅ лость под магнитную жидкость 7 и увеличивает градиент магнитной индукции (магнитного поля) в направлении толщины полюсного наконечника 5 и вместе с этим удерживаемый на уплотнении перепад давления практически 2Q в тех же размерах уплотнения. Соединение внешних полюсных наконечнико” ’ и 4 позволяет намагничивать постоянные магниты 1 и 2 в сборе с их полюсными наконечниками. Последнее приводит к увеличению магитной индукции в зазоре между полюсными наконечниками и валом в сравнении с намагничиванием магнитов отдельно от их полюсных наконечников особенно при изготовлении из литых магнитотвердых материалов, кривая' размагничивания которых 30 не совпадает с характеристикой их магнитного, возврата. В конечном итоге это приводит к уменьшению размеров постоянных магнитов и уплотнения в целом, а также расширяет номенклатуру применяемых материалов для из₃₅ готовления магнитов.

Изобретение позволяет намагничивать постоянные магниты в сборе с их полюсными наконечниками и увеличивать градиент магнит₄₀ ной индукции (магнитного поля) в направлении толщины внутреннего полюсного наконечника. Это уменьшает размеры постоянных магнитов и уплотнения в целом, расширяет номенклатуру применяемых материалов для изготов₄ ления постоянных магнитов и увеличивает удерживаемый на уплотнении перепад давления.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к машиностроению и может использоватьс  во всех отрасл х народного хоз йства дл  герметизации вращаюишхс  валов при передаче движени  в газовые или жидкостные среды с повышенным перепадом давлени . Известны магнитожидкостные уплотнени  вращающихс  валов, предназначенные дл  герметизации газовых и жидкостных сред с повышенным перепадом давлени , состо щие из кольцевых посто нных магнитов с полюсными наконечниками. Магнитна  жидкость, омыва  вал, находитс  в полости, образованной кольцевым магнитом и полюсными наконечниками Неоднородное магнитное поле (градиент пол ) создаетс  за счет канавок или на валу,, или па полюсных наконечниках 1. Известно также уплотнение, содержащее р д кольцевых посто нных магнитов, намагниченных встречно, с полюсными наконечниками, об разующие замкнутые полости под магнитную жидкость, омьшающую варщающийс  вал, и корпус из немагнитного материала, охватъшающий посто нные магниты снаружи 2, Подобна  констру1сци  имеет завышенные размеры посто ннрлх магнитов и уплотнени  в целом, а также ограничивает выбор материалов дл  изготовлени  посто нных магнитов, так как в ней невозможно произвести намагничивание их в сборе с полюсными наконечниками . Изъестко, что при намагничива ши посто нных магш;тов с полюсными наконечниками (с арматурой) они развивают больший магнитный поток (индг-кцию) в сравнении с намагничиванием их без полюсных наконечников (без арматуры). Поэтему дл  обеспечени  требуемой в зазоре между полюсными иаконечникадет и вращающимс  валом магниты имеют завышенные размеры, что приводит и к завышению размеров всего уплотнени . Дл  уменьшени  разниць магнитного потока, развиваемого посто нными магнитами, при намагничивании их отдельно и совместно с полюсными наконечниками, они изготавливаютс  из материалов, крива  размагнич1 вани  которых практически совмещаетс  с характеристикой их магнитного возврата. К таким материалам от- нос тс  феррит бари  различных марок. Применение в таком уплотнении магнитов из литых магнитотвердых материалов, крива  размагничивани  которых не совпадает с характеристикой их магнитного возврата, практически не имеет смысла. Другим недостатком указанного уплотнени   вл етс  невысокий компенсируемый перепад давлени  вследствие незначительного градиента пал  в зоне середины внутренних полюсных наконечников между двум  встречно намагниченными магнитами. . Цель изобретени  - уменьшение габаритов ртлотнени , расширение номенклатуры примен емых материалов дл  изготовлени  посто нных магнитов, а также расширение диапазона давлени , удерживаемого на уплотнении. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухр дном уплотнении внешние полюсные наконечники соединены между собой. Во внутреннем полюсном наконечнике со стороны вравдающегос  вала образована канавка. На фиг. .1 показано предлагаемое двухр дное магнитожидкостное уплотаение; на фиг.2 приспособление дл  намагничивани  посто нных магнитов уплотнени  в сборке с полюсными наконечниками. Магнитожидкостное уплотнение включает два встречно намагниченных посто нных магнита 1 и 2 и полюсные наконечники 3, 4 и 5, образующие замкнутые полости 6 под магнитную жидкость 7, омьшающую вращающийс  вал 8. На поверхности полюсных наконечников со стороны вращающегос  вала 8 вьшолнены канавки дл  создани  градиента пол . Внешние полюсные наконечники 3 и 4 соединены между 1Х1бой, а во внутреннем полюсном наконечнике 5 со стороны вращающегос  вала 8 вьшолнена канавка 9. Дл  намагничивани  посто нных магнитов совместно с их полюсными наконечишками последние в сборе устанавливаютс  в приспособление, выполненное в виде электро магнита так, что между его полюсами, с одной стороны, устанавливаетс  внешшш полюсньп наконечник 4, а с другой -внутренний полюс1НЫЙ наконечник 5. Намагничивание магнитов 1 и 3 происходит через их полюсные наконечПредлагаема  конструкци  уплотнени  позвол ет изготавливать магниты из литых маг:штотвердых материалов, магнитные характе;ристики которых по индукции в 3-4 раза превосход т аналогичные характеристики ферритов бари , примен емых дл  изготовлени  магнитов в известном изобретении, что приводит к существенному уменьшению размеров посто нных магнитов и всего уплотнени  Посто нный магнит 1, его полюсные наконечники 3 и 5, полость 6 и вал 8 образуют . одну замкнутую магнитную цепь, а магнит 2 вместе с его полюсныгти наконечниками 4 и 5, др)той полостью 6 и галом 8 - вторую замкнутую магнитную день. Магнитна  сила, возникающа  в результате взаимодействи  магнитной жидкости 7 с полем посто нных магнитов 1 и 2, преп тствует вытеканию жидкости под действием перепада давлени . Величина этой силы зависит от магнитных характеристик жидкости, индукции в зазоре между полюсными наконечниками и валом и пропорциональна градиенту магнитной индукции (магнитного пол ) в аксиальном направлении. Проточка 9 во внутреннем полюсном наконечнике 5 образует дополнительную замкнутую полость под магнитную жидкость 7 и увеличивает градиент магнитной индукции (магнитного пол ) в направлении толщины полюсного наконечника 5 и вместе с зтим удерживаемый на уплотнении перепад давлени  практически в тех же размерах уплотнени . Соединение внешних полюсных наконечнико и 4 позвол ет намагничивать посто нные млгниты 1 и 2 в сборе с их полюсными наконечниками. Последнее приводит к увеличению магитной индукции в зазоре между полюсными наконечниками и валом в сравнении с намагничиванием магнитов отдельно от их полюсных наконечников особенно при изготовлении из литых магнитотвердых материалов, крива  размагничивани  которых не совпадает с харшстеристикой их магнитного, возврата. В конечном итоге это приводит к уменьшению размеров посто нных магнитов и уплотнени  в целом, а также расшир ет номенклатуру примен емых материалов дл  изготовлени  магнитов. Изобретение позвол ет намагничивать посто нные магниты в сборе с их полюсными наконечниками и увеличивать градиент магнитной индукции (магнитного пол ) в направлении толщины внутреннего полюсного наконечника . Это уменьшает размеры посто нных магнитов и уплотнени  в целом, расшир ет номенклатуру примен емых материалов дл  изготовлени  посто нных магнитов и увеличивает удерн живаемый на уплотнении перепад давлени . Формула изобретени  1. Маг1штожкдкостное уплотнение, содержащее два встерчно намагниченных посто нных магнита с полюсными наконечниками, образующие замкнутые полости под магнитную жидкость , омьшающую вращающийс  вал, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  габаритов -и расширени  номенклатуры материалов магнитов, в нем внешние полюсные наконечники соедашены между собой.