1(54) МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЦЕГОСЯ ВАЛА
I
Изобретение относигс к уплотнительЬой технике и может быть использовано ь различных отрасл х народного хоз йства дл уплотнени вращающихс валов, машин и механизмов при наличии перепадов давлени .
Известна конструкци магнитно-жидкостных уплотнений, основу которой составл ет кольцевой магнит. По торцам магнита установлены полюсные наконечники, охватывающие уплотн емый вал с зазором , заполненным ферромагнитной жидкостью . При наличи давлени с одной стороны полюсного наконечника ферромагнитна жидкость смещаетс вдоль вала в осевом направлении, но удерживаетс в зазоре магнитной силой, возникающей при отклонении феиюмагнитной жидкости от положени равновеси под полюсным наконечником fl.
Недостатком известной конструкции уплотнени вл етс сплошное заполнение ферромагнитной жидкостью объема между уплотн емыми зазорами. Из самого приндипа действи магнитно-жидкостного уплотнени следует, что максимальное противодействие прилагаемому давлению достигаетс , когда ферромагнитна жидкость располагаетс лишь по одну сторону уплотн емого зазора. В случае наличи ферромагнитной нидкости по обе стороны зазора результирующа сила магнитного противодавлени уменьшаетс и при полной симметрии расположени жидкости относительно зазора стремитс к нулю.
Известно также, что ресурс магнитножидкостного уплотнени определ етс , прежде всего, устойчивостью ферромагнитной жидкости. При высоких окружных скорост х уплотн емого вала мощности потерь за счет в зкого трени в ферромагнитной жидкости составл ют сотни ватт и вызывают сильный разогрев ее. В результате испар етс жидкость...носитель и герметичность уплотнени нарушаетс .
Цель изобретени - повьпление удерживаемого перепада давлени и долговечности магнитно-жидкостных уплотнений. Указанна цель достигаетс тем, что объем меншу уплотн емыми зазорами заполн етс немагнитной жидкостью, несмешивающейс сферромагнитной жидкостью в зазорах, а к крайним зазорам подведены капилл ры дл подачи подпитывающей ферромагнитной жидкости, идентичной по составу с рабочей, но с намагниченностью 1-3 кА/м. Причем подпитывающа жидкость подаетс в капилл р под давлением, равным полусумме давлени в полост х, прилегающих к noftocTH с капилл ром. На чертеже изображено уплотнение, общий вид, в разрезе. Уплотнение имеет немагнитный кор- рус I, в котором установлены посто нные магниты 2, по торцам которых раз мещены полюсные наконечники 3. образую щие кольцевые зазоры с валом 4. запол- ненные рабочей ферромагнитной жидкостью 5. Межполюсные объемы заполнены немаг нитной жидкостью 6, а к крайним зазорам уплотнени изнутри подведены капилл ры 7 дл подвода подпитывающей ферромагнитной жидкости. Уплотнение работает следующим образом . При создании перепада давлений {р Р )ферромагнитна .жидкость в зазорах смещаетс из первоначального положени равновеси , в результате чего возникает противодействие прилагаемому перепаду давлений. Заполнение межполюсных объемов немагнитной жидкостью 6 позвол ет равномерно распредел ть нагрузку на все уплотн емые зазоры, обеспе 1ивает оптимальные услови дл противодействи прилагаемому перепаду давлени , улучшает теплоотвод, а также исключает возможность испарени жидкости носител из ферромагнитной жидкости во всех зазорах, за исключением крайних, имеющих контакт с внешней средой. Дл восполнени испар ющейс жидкости-носител из крайних зазоров служат капил л ры 7.. Процесс восполнени происходит следу щим образом. В первоначальный момент при создании перепада давлений в каждой из межп люсных полостей устанавливаетс давлени равное полусумме давлений в полост х, прилегающих к данной. Таким ,образом, .давлени в полости и капилл ре равны, и подпитываюша ферромагнитна жидкость из капилл ра не вытекает. В процессе ксплуатации происходит .испарение жидости-носител рабочей ферромагнитной жидкости, ее объем в зазоре уменьшает и в полости с капилл ром создаетс азрежение, что вызывает истечение из апилл ра некоторого количества подпиывающей ферромагнитной жидкости. Это стечение продолжаетс до тех пор, пока бъем рабочей ферромагнитной жидкости танет равен первоначальному,,и давление в капилл ре и полости вновь уравн етс . Таким образом, процесс осуществл етс автоматически. Испол1 зование в качестве подпитывающей жидкости слабого раствора рабочей ферромагнитной жидкости (с намагниченностью 1-.ЗкА/м) обеспечивает ее направленное течение из капилл ра в рабочий зазор уплотнени , в то врем как замена ее на чистую жидкость-носитель этого не обеспечивает. Таким образом, предлагаемое уплотнение за счет заполнени межполюсных объемов нетлагнитной жидкостью обеспечивает равномерную нагрузку на каждый уплотн ющий зазор и улучшение геплоотвода , а за счет капилл ров - автоматическую подпитку рабочих зазоров ферромагнитной жидкостью, тем самым достигаютс оптимальные услови работы уплотнени , повышаетс его долговечность и удерживаемый перепад давлений. формула изобретени Магнитно-жидкостное уплотнение вра;щающегос вала, состо щее из корпуса с установленным в нем кольцевым магнитом , по торцам которого размещены полюсные наконечники, охватывающие герметизируемый вал с рабочим зазором, заполненным рабочей ферромагнитной жидкостью, отличающеес тем, что, с целью увеличени удерживаемого перепада .гдавпени и долговечности, пространство между валом, полюсными наконечниками и магнитом заполнено немагнитной жидкостью, а к крайним рабочим зазорам подведены капилл ры дл подачи подпитывающей ферромагнитной жидкости. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР , № 34О814. к F 15/54. 1969.