МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации вращающихся валов в химическом и биологическом машиностроении, электротехнологическом и вакуумном оборудовании.
Известно магнитожидкостное уплотнение (МЖУ), принятое за прототип, которое состоит из корпуса, в котором установлен постоянный магнит, к торцевым поверхностям которого примыкают два полюса, охватывающие вал (А.С. СССР N 420836, Кл. F 16 J 15/54). Рабочий зазор, образованный между внутренними цилиндрическими поверхностями полюсов и валом заполнен магнитной жидкостью.
Недостатком данной конструкции являются отсутствие возможности регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре уплотнения заполненного магнитной жидкостью.
Техническим результатом предлагаемого устройства является возможность регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре уплотнения. Это достигается за счет использования дополнительного магнитного узла, который устанавливается на основной магнитный узел.
На рисунке 1 представлено устройство МЖУ. МЖУ состоит из основного магнитного узла, который включает в себя постоянный магнит 1, намагниченный в осевом направлении, полюса 2 и 3, которые соединены в магнитный узел немагнитной втулкой 4 посредством сварки. Механическая обработка узла осуществляется после его сборки, что гарантирует требуемую точность размеров полюсов 2 и 3. Магнитный узел устанавливается в корпус 5. Для удобства установки магнитного узла в корпус на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях корпуса 5 и полюса 2 выполнена резьба. Длина резьбы «L»
выбирается из конструктивных соображений для каждого конкретного случая. Остальные части поверхностей полюса 2 и корпуса 5 изготовлены по посадке, что гарантирует выполнение установочных размеров. Для предотвращения утечек среды между корпусом 5 и полюсом 2 установлено статическое уплотнение 6.
δ
Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом. Рабочий магнитный поток Ф замыкается по пути: постоянный магнит 1, полюс 2, рабочий зазор δ, вал 7, рабочий зазор δ, полюс 3, постоянный магнит 1 и образует замкнутую магнитную цепь. Магнитная жидкость 8 взаимодействует с полем постоянного магнита и удерживается в рабочем зазоре пондеромоторной силой, образуя препятствие для прохождения герметизируемой среды.
δ
При установке дополнительного магнитного узла, состоящего из постоянного магнита 9 и полюсных приставок 10 и 11, примыкающих к его торцевым поверхностям, увеличивается величина магнитного потока Ф, проходящего через рабочий зазор δ, а значит и величина пондеромоторной силы, удерживающей магнитную жидкость в рабочем зазоре МЖУ. При этом возрастает рабочий перепад давлений МЖУ. Наличие дополнительного узла позволяет регулировать магнитный поток в рабочем зазоре δ.
Магнитные характеристики узлов можно подобрать таким образом, чтобы величина магнитной индукции в рабочем зазоре δ изменялась в широких пределах: от 0,2 до 2,0 Тл. Диапазон регулирования зависит от характеристик материалов постоянных магнитов и сталей магнитопровода, размеров отдельных элементов магнитной цепи и свойств магнитной жидкости.
Возможность регулирования магнитной индукции в рабочем зазоре δ позволяет производить настройку рабочих характеристик МЖУ, а именно перепада давлений и момента трения.
δ
Кроме того, характеристики магнитных узлов можно подобрать таким образом, чтобы при отсутствии дополнительного магнитного узла значение магнитной индукции обеспечивало лишь удержание магнитной жидкости в рабочем зазоре до начала эксплуатации МЖУ. Это позволяет уменьшить расслоение магнитной жидкости и, тем самым, увеличить ресурс работы МЖУ. Перед началом эксплуатации производят монтаж дополнительного магнитного узла. Это позволяет увеличить магнитный поток Ф в рабочем зазоре МЖУ и получить требуемые эксплуатационные характеристики.
При использовании набора дополнительных магнитных узлов появляется возможность производить настройку МЖУ на перепад давлений в зависимости от требуемых условий эксплуатации.
Основной и дополнительный магнитные узлы выполнены таким образом, что наружный диаметр основного узла соответствует размеру D-Δ, а внутренний диаметр дополнительного узла размеру D+Δ, что позволяет осуществлять быстрый монтаж и демонтаж дополнительного магнитного узла.
В основном и дополнительном магнитных узлах могут применяться постоянные магниты в форме колец, намагниченные в осевом направлении, или наборные магниты в форме пластин или дисков.
Такая конструкция МЖУ позволяет обеспечить настройку величины магнитного потока, тем самым добиться оптимальных параметров магнитного поля в рабочих зазорах уплотнения.
Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для герметизации вращающихся валов в узлах электротехнологического и вакуумного оборудования, химических и биологических реакторов.