Высокоскоростное вакуумное магнитожидкостное уплотнение

 

ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ ВАКУУМНОЕ МАГНИТОЖВДКОСТНОЕ.. УПЛОТНЕНИЕ, со:держащее установленный в корпусе , кольцевой магнит с полюсными наконечниками, образующими с втулкой,-размещенной на валу, и выступом вала зазоры, заполненные магнитной жидкостью , при этом поверхности полюсного наконечника, обращенные к выступу, выполнены коническими, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем увеличения удерживаемого перепада давления, выступ на валу расположен со стороны высокого давления, а торцовые поверхности выступа выполнены коническими, причем полюсные наконечники расположены по одну сторону выступа , а поверхность выступа, обращенная к полюсному наконечнику, выполнена с одинаковой с ним конусностью и на ней выполнены зубцы, расположенные по спирали,, направление вьфезки которой противоположно на (Л правлению вращения вала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1173121 (5ц4 F 16 J 15/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H SXO CVOVV Ca TEJtICTaV (21) 3744322/25-08 (22) 25.05.84 (46) 15.08.85. Бюл.. ¹ 30 (72) В.В. Гойоскоков, К.Д.Данилов, M.Ï.Ëüâîâ, О.К.Курбатов, P.Ä.×åïûжова, Н.В.Гревцев и В.И.Хазов (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 773349, кл. F 16 J 15/40, 1979. (54)(57) ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ ВАКУУМНОЕ

МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ: УПЛОТНЕНИЕ, содержащее установленный в корпусе, кольцевой магнит с полюсными наконеч никами, образующими с втулкой, размещенной на валу, и выступом вала зазоры, заполненные магнитной жидкостью, при этом поверхности полюсного наконечника, обращенные к выступу, выполнены коническими, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем увеличения удерживаемого перепада давления, выступ на валу расположен со стороны высокого давления, а торцовые поверхности выступа выполнены коническими, причем полюсные наконечники расположены по одну сторону выступа, а поверхность выступа, обращенная к полюсному наконечнику, выполнена с одинаковой с ним конусностью и на ней выполнены зубцы, расположенные по спирали, направление вырезки которой противоположно направлению вращения вала.

1 1173

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации вращающихся валов.

Цель изобретения — повышение на- 5 дежности уплотнения путем увеличения перепада давления за счет выполнения торцовых поверхностей выступа вала и сопряженных с ним деталей уплотнения коническими. 10

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение.

Внутри корпуса 1 уплотнения расположен вал 2, магнитная система с постоянным магнитом 3 и полюсными на-15 конечниками 4 и 5. Вал 2 снабжен выступом 6, расположенным со стороны высокого давления, который может быть выполнен либо эа одно целое с валом

2, если последний выполнен из магнит-20 ного материала, либо на отдельной втулке 7 из магнитного материала, если вал выполнен из немагнитного материала. В последнем случае втулка герметизируется навалу припомощи резиновой прокладки8.Вал вращаетсяна высокоскоростных подшипниках 9,распо- . ложенных в атмосферной части устройства, Торцовые поверхности выступа 6 выполнены коническими, сопряженные с 30 ним поверхности полюсного наконечника

4 и немагнитные детали уплотнения также выполнены коническими. На внутренней кольцевой поверхности полюса

5, а также торцовой конической поверх-з ности выступа 6, обращенного к полюсному наконечнику, либо конусной поверхности полюсного наконечника 4 выполнены зубцы 10, при этом зубцы 10 на конусной .поверхности выступа 6 вы- 0 полнены по спирали, направление нарезки которой противоположно направлению врашения вала. Зазоры между конусной поверхностью выступа 6 и обращенной к ней конусной поверхностью наконечника 4, а также между валом и полюсом 5 составляют 0,1 — 0,2 мм и заполнены магнитной жидкостью.

Уплотнение работает следующим образом. 50

Кольцевой магнит 3, полюсные наконечники 4 и 5 и втулка 7 с выступом 6 образуют одноконтурную магнитную замкнутую цепь. Магнитная сила, возникающая в результате взаимодей- 55 и ствия магнитожидкостного кольца с м полем постоянного магнита 3, препятствует вытеканию магнитной жидкости

121 под действием перепада давления. Величина этой силы пропорциональна градиенту магнитного поля. Наличие на конусной поверхности выступа 6 зубцов 10 усиливает напряженность магнитного поля в зазоре между поверхностями выступа 6 и полюса 4 за счет создания неоднородности магнитного поля. На острие зубцов в зоне наибольшей напряженности магнитного поля будет концентрироваться магнитная жидкость, создавая при этом уплотняющее действие.

При вращении вала 2 магнитная жидкость под действием центробе>кных сил будет перемещаться в зазор между ког ническими поверхностями полюса 4 и выступа 6, образуя там зону уплотнения. В статическом положении магнитная жидкость в зоне уплотнения удерживается действующими на нее магнитными силами. При вращении ферромагнитная жидкость оказывается под действием магнитных и центробежных сил, запирающих ее в этом зазоре. 3а счет выполнения поверхностей выступа 6 и сопряженных с выступом частей уплотнения конусными и выполнение на конусной поверхности выступа зубцов 10 создается возможность более эффективного использования центробежных сил, так как создаваемые ими встречные потоки магнитной жидкости, направленные к вершине конусного выступа 6, образуют зону высокого давления и устраняют отрыв магнитной жидкости от уплотняемых поверхностей выступа.

Таким образом, уплотнительный эффект в зоне уплотнения создают как магнитные, так и центробежные силы, действующие на магнитную жидкость и образующие магнитогидродинамический затвор. За счет выполнения зубцов 10 на выступе 6 по спирали и при противоположном направлении ее нарезки с направлением вращения вала магнитная жидкость будет дополнительно подниматься навстречу действующему на уплотнение перепаду давлений. Полюсный наконечник 5 служит для замыкания магнитной цепи и дополнительно для улавливания частиц магнитной жидкости в случае их выброса из зоны уплотнения.

Конусная форма выступа 6 обуславливает появление осевой составляющей центробежной силы, которая позволяет в значительной мере увеличить выдерживаемый перепад давления.

1173121

Составитель А.Бельцова

Техред О.Неце Корректор О.Тигор

Редактор M.Ïåòðîâà

Заказ 5033/34 Тираж 898

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4