SU870815A1 - Магнито-жидкостное уплотнение вращающегос вала - Google Patents

Description

(54) МАГНИТНО-ЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

I

Изобретение относитс  к уплотнительной технике и может быть использовано дл  уплотнений вращающихс  валов.

Известно магнитно-жидкостное уплотнение вращающегос  вала, в котором установлен кольцевой магнит, с торцов которого закреплены полюсные наконечники, обра- зующие с ферромагнитной втулкой, надетой на вращающийс  вал, кольцевую щель под ферромагнитную жидкость 1.

На рабочей поверхности полюсных наконечников выполнены канавки треугольного профил , что увеличивает градиент магнитного пол , так что жидкость собираетс  в зонах максимальной индукции. При этом величина удерживаемого перепада давлени  пропорциональна числу зубцов. Канавки также могут быть выполнены на поверхности 5 ферромагнитной втулки, надетой на вращающийс  вал.

Положительным моментом в этом уплотнении  вл етс  увеличение перепада давлени  пропорционально числу зубцов.

К недостаткам предложенной конструк- 20 ции следует отнести невозможность применени  такого уплотнени  дл  валов, имеющих большой диаметр и больщую угловую

скорость вращени , так как в этом случае перепад давлени  от центробежных сил превысит перепад давлени  в магнитной жидкости .

Известно магнитно-жидкостное уплотнение вращающегос  вала, в корпусе которого установлен пакет посто нных кольцевых магнитов, охваченных полюсными наконечниками , образующими с втулкой, посаженной на вал, кольцевую проточку дл  ферромагнитной жидкости 2. Дл  повышени  уплотн ющей способности на валу установлены диски из материала с высокой магнитной проницаемостью, образующие лабиринт с кольцевой проточкой полюсных наконечников .

Преимуществом этого уплотнени   вл етс  наличие лабиринта, что приводит к возможности увеличени  угловой скорости и диаметра уплотн емого вала, так как при наличии лабиринта центробежные силы привод т не к уменьшению удерживаемого перепада давлени , а к его увеличению.

Однако при вращении уплотн емого вала и вместе с ним дисков, образующих с неподвижными канавками полюсных наконечников лабиринт, центробежные силы

возникают лишь в той части жидкости, котора  непосредственно примыкает к поверхности дисков. В этой же области наиболее сильны и магнитные силы, удерживающие жидкость. В той же части жидкости, котора  непосредственно к поверхности дисков не примыкает, центробежные и магнитные силы малы, так что при достаточной угловой скорости вращени  и больщих диаметрах вала жидкость вытекает и герметичность нарущаетс .

Целью изобретени   вл етс  сохранение герметичности при увеличенных угловых скорост х вращени  путем повышени  устойчивости положени  ферромагнитной жидкости .

Эта цель достигаетс  тем, что в магнитножидкостном уплотнении вращающегос  вала имеющем наружный корпус, в котором установлен кольцевой магнит, с торцов магнита закреплены наружные полючные наконечники , на внутренней поверхности которых выполнены канавки, и внутренний корпус, снаружи последнего закреплена ферромагнитна  втулка, с торцов втулки закреплены внутренние полюсные наконечники, на внешней поверхности которых выполнены выступы , образующие лабиринт с канавками наружных полюсных наконечников, частично заполненный ферромагнитной жидкостью, наружный корпус жестко св зан с уплотн емым валом, а внутренний корпус жестко св зан с втулкой, в которой проходит уплотн емый вал.

Така  конструкци  приводит к сохранению герметичности при увеличенных угловых скорост х вращени . В предлагаемом уплотнении вращаетс  не внутренн  , а наружна  часть лабиринта. При этом центробежные силы действуют на всю ферромагнитную жидкость кроме области, непосредственно прилегающей к неподвижным выступам внутренних наконечников, а в этой области наиболее сильнь магнитные силы. Таким образом, положение ферромагнитной жидкости становитс  более устойчивым, что обеспечивает возможность работы при более высоких угловых скорост х вращени .

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение.

Наружный корпус 1 жестко св зан с уплотн емым валом 2. В корпусе установлен кольцевой магнит 3. С торцов последнего смонтированы наружные полюсные наконечники 4, на внутренней поверхности которых выполнены канавки 5.

Внутренний корпус 6 жестко св зан с втулкой 7, в которой проходит вал 2. Снаружи корпуса 6 размещена ферромагнитна  втулка 8. С торцов последней установлены внутренние полюсные наконечники 9, на внещней поверхности которых выполнены выступы 10, образующие лабиринт с канавками 5. Кольцевые полости между выступами 10 и канавками 5 заполнены ферромагнитной жидкостью. Стрелками показан путь магнитного потока, создаваемого магнитом 3.

Между выступами 10 и канавками 5 образуютс  зоны с максимальным значением магнитной индукции, в которых собираетс  ферромагнитна  жидкость. Магнитные силы, действующие на жидкость, компенсируют

перепад давлени  в уплотнении при неподвижном состо нии вала 2. При вращении вала вместе с ним вращаетс  наружный корпус 1. На феррожидкость действуют центробежные силы, прижима  ее к поверхност м канавок 5. Центробежные силы, действующие на жидкость, компенсируют перепад давлени  в уплотнении при вращении вала 2. Так как вращение вала приводит к вращению внещней полости лабиринта, то положение жидкости  вл етс  устойчивым, что

приводит к сохранению герметичности при больших угловых скорост х вращени .

Таким образом, предложенное уплотнение позвол ет получить герметическое уплотнение вращающегос  вала при больших угловых скорост х вращени . В св зи с этим

обсто тельством данное уплотнение может быть применено, например, в конструкци х рудничных, взрывобезопасных электрических машин, благодар  чему могут быть снижены габариты герметизирующих оболочек этих

машин.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Магнитно-жидкостное уплотнение вращающегос  вала, имеющее наружный корпус , в котором установлен кольцевой магнит, с торцов магнита закреплены наружные полюсные наконечники, на внутренней поверхности которых выполнены канавки, и внутренний корпус, при этом снаружи последнего закреплена ферромагнитна  втулка, с торцов втулки закреплены внутренние полюсные наконечники, на внешней поверхности которых выполнены выступы, образующие с канавками наружных полюсных

   наконечников лабиринт, частично заполненный ферромагнитной жидкостью, отличающеес  тем, что, с целью сохранени  герметичности при увеличенных угловых скорост х вращени , наружный корпус жестко св зан с уплотн емым валом, а внутренний

   корпус жестко св зан с втулкой, в которой проходит уплотн емый вал.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3620584, кл. 308-171, опублик. 1971.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 368434, кл. F 16 J 15/44, 1973. J