SU804971A1 - Магнитно-жидкостное уплотнение - Google Patents

Description

(54) МАГНИТНО-Ь1ДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

1

Изобретение относитс  к уплотни-тельной технике и может быть использовано дл  уплотнени  вращающихс  валов машин и механизмов при нерпичий перепадов давлени .

Известно магнитно-жидкостное уплотнение , состо щее из кольцевого магнита, по торцам которого установлены полюсные наконечники, охватывающие герметизируемый вал с зазором , заполненным ферромагнитной жидкостью. При наличии давлени  с одной стороны полюсного наконечника ферромагнитна  жидкость смещаетс  вдоль вала в. осевом направлении, но удерживаетс  в зазоре магнитной силой ,, возникающей при отклонении ферромагнитной жидкости от положени  равновеси  под полюсным наконечником 1 .

Недостатком данного магнитно-жидкостного уплотнени   вл етс  снижение удерживаемого перепада давлений с ростом числа оборотов (окружных скоростей) уплотн емого вала и значительный нагрев ферромагнитной жидкости в рабочем зазоре вследствие большого тепловыделени  в ней из-за в зкого трени  (особенно при высоких окружных скорост х у плот1н емоГо вала - 70-100 м/с и более ). Экспериментальна  проверка . и теоретические оценки показывают , что, например, дл  валов дйг1метром 100 мм при окружных скорост х уплотн емого вала 70fl20 м/с даже дл  относительно невысокой в зкости ферромагнитной жидкости (пор дка 40-50 сП) потери на в зкое трение при рабочем зазоре между валом и полюсным н.аконечником 0,1 мм составл ет 1,5-2,5 кВт, причем величина этих -потерь пр мо пропорциональна квадрату частоты вращени  уплотн емого вала. Такое интенсивное тепловыделение приводит к резкому разогреву ферромагнитной жидкости в рабочем зазоре, ее интенсивному разложению и выходу уплотнени  из стро .

Уменьшение тепловой нагрузки на ферромагнитную жидкость-в зазоре возможно либо за счет принудительного

25 теплоотвода, либо за счет уменьшени  в зкого трени ,  вл ющегос  причиной тепловыделени . Первый путь значительно усложн ет конструкцию и эксплуатацию магнитно-жидкостного

30 уплотнени  и не всегда технически

возможен, а поэтому не  вл етс  оптмальным . Уменьшение в зкого трени  возможно за счет увеличени  величины зазора между полюсными наконечниKeiMH и валом, так как при этом уменшаетс  перепад скорости жидкости на единицу длины, т.е. и в зкое трение которое пропорционально указанному перепаду. Однако пр мое увеличение величины зазора ведет к резкому падению максимально удерживаемого перепада давлени , что также неэффективно .

Цель изобретени  - уменыление потерь на трение, увеличение скорости вращени  вала, удерживаемого перепада давлений и ресурса работы уплотнени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в рабочий зазор между вращающимс  валом и полюсным наконечником ввод т один или несколько дополнительных подвижных полюсных наконечников , установленных с возможностью его свободного вращени  вокр оси вала. При этом вместо одного рабочего зазора, заполненного ферромагнитной жидкостью, получаем два или более рабочих зазоров, а за оча того, что дополнительный полюсный наконечник может вращатьс  соосно валу, перепад скоростей жидкости на единицу величины одного зазора перераспредел етс  на два (или более ) зазора. Но, так как потери на в зкое трение пропорциональны квадрату частоты вра1цени  вала, то при использовании двух (или более ) рабочих зазоров вместо одного, суммарное тепловыделение в них будет значительно меньшее, чем в одном.

На чертеже приведено магнитножидкостное уплотнение, общий вид в разрезе.

Уплотнение состоит из немагнитнего корпуса 1 с установлёнтж в нем посто нным кольцевым магнитом 2, по торцам которого размещены полюсные наконечники 3 дополнительных подвижных полюсных наконечников 4, жестко св занных через немагнитные втулки 5 с наружными кольцами подшипников б, установленных на уплотн емом валу 7, и ферромагнитной жидкости, заполн ющей основные 8 и дополнительные 9 рабочие зазоры между подвижньвии полюсными наконечниками 4, валом 7 и полюсными наконечниками 3.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении вала 7 за счет в зкого трени  в зазоре 8 вращаетс  дополнительный подвижный полюсный наконечник 4, вследствие чего перепад скорости на единицу длины в двух зазорах (8 и 9) будет меньше.

1ем в одном зазоре известном магиитно-жидкостном у/1лотнении с неподвижными полюсными наконечниками. Это значительно уменьшает тепловыделение в уплотнении. Кроме того, при вращении дополнительного подвижного полюсного наконечника из-за уменьшени  относительных окружных скоростей между элементами, образующими рабочие зазоры, удерживаемый перепад давлений увеличиваетс .

таким образом предлагаемое уплотнение обеспечивает снижение потер на трение и тепловыделени , повышает удерживаемый перепад давлени , улучшает услови  работы ферромагнитной жидкости в зазоре, а, следовательно , и увеличивает долговечность и надежность уплотнени  в целом .

Количестао дополнительных подвижных полюсных наконечников может быть увеличено. Соответственно увеличитс  и количество дополнительных рабочих промежутков и соответственно уменьшаетс  перепад скоростей на единицу длины в каждом промежутке со зсемк вытекакиоими отсюда положительными эффектами. Кроме того,можно обеспечить известными методами на1фнмер за счет зубчатых, фрикционных , ременных и прочих перепад) Принудительное от вала врагдеиие промежуточных полюсных наконечников, что еще больше повышает эффективность устройства.

Claims (3)

1.Магиитнр-жидкостное уплотнение состо щее из корпуса с установлен8ЫМ в нем посто нным кольцевым магнитом , по торцам которого размещены полюсные наконечники, охватывающие герметизируемый вал с зазором, заполненным ферромагнитной жидкостью, отличающеес   тем, что,

с целью уменыиени  потерь на трение, увеличени  скорости вращени  вала, удерживаемого перепада давлени  и ресурса работы, в рабочий зазор ввод т , по меньшей мере, один дополнительный полюсный наконечник, установленный с возможностью его свободного вращени  вокруг оси вала.

2.Уплотнение по п. 1, отличающеес  тем, что дополнительный наконечник снабжен приводом принудительного вращени .

3.Уплотнение по п. 1 и 2, отличающеес  тем, что полюсный наконечник установлен на подшипниках.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР )В 420836, кл. F 16 7 15/54, 1972.

2 J