МАГНИТНАЯ МУФТА ДЛЯ ПРИВОДА ЛОПАСТНЫХ ГИДРОМАШИН

Полезная модель относится к области машиностроения и может применяться при создании герметичных лопастных гидромашин с приводом через магнитную муфту для перекачивания и перемешивания агрессивных, взрывоопасных и других жидкостей.
Известен герметичный центробежный насос, содержащий корпус с размещенными в нем рабочими колесами, приводимыми во вращение цилиндрической магнитной муфтой, наружная магнитная полумуфта которой соединена с приводным валом электродвигателя, а внутренняя - с рабочими колесами, причем полумуфты установлены коаксиально, разделены неподвижным герметизирующим экраном и выполнены многополюсными с чередованием полюсов [1].
Недостатком известного устройства является то, что на неподвижном герметизирующем экране происходит тепловыделение из-за возникновения вихревых токов в стенках экрана при вращении муфты. Перекачиваемая среда, которая отбирается с полости высокого давления насоса, подается в кольцевой канал между внутренней магнитной полумуфтой и неподвижным герметизирующим экраном, нагревается в канале. При этом по мере протекания по каналу абсолютное давление жидкости понижается, температура повышается, что может приводить к выделению из жидкости газа. Вероятность этого процесса повышается при наличии газа в перекачиваемой жидкости. Наличие газа в кольцевом канале приводит к перегреву магнитов и потере ими магнитных свойств. Магниты отделяются от внутренней магнитной полумуфты и происходит заклинивание ротора насоса, что приводит к отказу оборудования.
Снизить выделение газа в кольцевом канале удалось в техническом решении, где в кольцевой канал, образованный внутренней магнитной полумуфтой и неподвижным герметизирующим экраном, подается охлаждающая жидкость с низким давлением насыщенных паров из стороннего источника [2].
Недостатком этого устройства является необходимость в организации вспомогательного контура и подборе охлаждающей жидкости, совместимой по свойствам с перекачиваемой.
Последнее техническое решение является наиболее близким по технической сущности и поэтому принято в качестве прототипа.
Технической задачей полезной модели является снижение выделения газа в кольцевом канале при одновременном отказе от подачи охлаждающей жидкости из стороннего источника.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что во внутренней магнитной полумуфте выполняются каналы, по которым жидкость, имеющая температуру, равную температуре жидкости на входе в контур охлаждения магнитной муфты, подводится в кольцевой канал. Дополнительная порция жидкости, не нагретая при контакте с неподвижным герметизирующим экраном, позволяет снизить температуру и повысить давление в кольцевом зазоре, и тем самым уменьшить выделение газа из жидкости.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что для снижения объема газа, выделяющегося из жидкости при прохождении в кольцевом зазоре, выполнены радиальные каналы в корпусе внутренней магнитной полумуфты, при этом жидкость поступает в кольцевой канал, не нагреваясь от неподвижного герметизирующего экрана.
Возможен вариант полезной модели, в котором каналы, оси которых находятся в плоскости, перпендикулярной оси вращения магнитной муфты, выполнены под углом к неподвижному герметизирующему экрану, отличным от прямого.
Возможен вариант полезной модели, в котором каналы, оси которых находятся в плоскости, перпендикулярной оси вращения магнитной муфты, выполнены в нескольких плоскостях, перпендикулярных оси вращения магнитной муфты.
Приведенные отличительные особенности заявленной полезной модели в сравнении с прототипом позволяют отказаться от организации вспомогательного контура для снижения выделения газа в кольцевом зазоре.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фигуре 1 представлена схема предлагаемой магнитной муфты.
На фигуре 2 изображен разрез А-А по фигуре 1.
Магнитная муфта по фигуре 1 содержит концентрично расположенные внутреннюю магнитную полумуфту 1, наружную магнитную полумуфту 2 и неподвижный герметизирующий экран 3. Внутренняя магнитная полумуфта 1 оснащена по крайней мере двумя каналами 10 и 13, оси каналов 10 находятся по крайней мере в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения магнитной муфты. Внутренняя магнитная полумуфта 1 и наружная магнитная полумуфта 2 оснащены постоянными магнитами 4. Внутренняя магнитная полумуфта 1 выполнена в сборе с валом 5 и установлена в статоре 7. Наружная магнитная полумуфта 2 выполнена в сборе с валом 6 и установлена в опоре 8. В статоре 7 выполнен канал 9, по которому подается жидкость для охлаждения магнитной муфты. Кольцевой канал 11 образуется внутренней магнитной полумуфтой 1 и неподвижным герметизирующим экраном 3. В валу 5 выполнен канал 12, по которому жидкость отводится из контура охлаждения магнитной муфты.
Магнитная муфта по фигуре 1 работает следующим образом. С использованием какого-либо приводного устройства, не показанного на фигуре 1, приводится во вращение наружная магнитная полумуфта 2, выполненная в сборе с валом 6 и установленная в опоре 8. Наружная магнитная полумуфта 2 оснащена постоянными магнитами 4, которые формируют вращающееся магнитное поле. Неподвижный герметизирующий экран 3 выполнен из материала с низкими значениями магнитных свойств, что позволяет замкнуть магнитный поток магнитов 4 наружной магнитной полумуфты 2 через магниты 4 внутренней магнитной полумуфты 1, при этом за счет сил магнитного взаимодействия (сил притяжения) внутренняя магнитная полумуфта 1 вовлекается во вращательное движение вслед за наружной магнитной полумуфтой 2. В процессе вращения магнитной муфты в неподвижном герметизирующем экране 3 наводятся вихревые токи, что приводит к его нагреву. Охлаждающая жидкость, которая отбирается с области высокого давления, подается в через канал 9 в кольцевой канал 11 и отводится через канал 12 в полость низкого давления лопастной гидромашины. Одновременно охлаждающая жидкость, имеющая температуру, равную температуре жидкости на входе в контур охлаждения магнитной муфты, по каналам 10 и 13 подводится в кольцевой канал 11. Таким образом, задача по снижению выделения газа в кольцевом канале 11 решается без организации вспомогательного контура охлаждения.
Полезная модель может быть выполнена на известном металлообрабатывающем оборудовании.
Источники информации принятые во внимание:
1. Патент на изобретение №2395722 C1. МПК F04D 13/02, F04D 29/041. Герметичный центробежный насос. Опубл. 27.07.2010;
2. Ruhrpumpen SCE-M Pump, стр. 7, [Электронный ресурс] // ruhrpumpen.com: [сайт]. URL: http://www.ruhrpumpen.com/productos/SCE-M (дата обращения: 08.08.2016).