Комбинированное магнитожидкостное уплотнение
COMBINED MAGNETO-FLUID SEAL

В технике широко известны сальниковые уплотнения, используемые для герметизации различных соединений, в том числе вращающихся валов. Основным недостатком таких уплотнений является износ сальниковой набивки и вследствие этого потеря герметичности уплотнения, что вызывает необходимость замены сальниковой набивки. Это характерно при герметизации валов насоса консольного типа (КМ), которые должны находиться в постоянном рабочем состоянии, в том числе и при стоянке вала в так называемом дежурном режиме. Такого вида насосы широко распространены в технике и в текстильной промышленности.
Известно также комбинированное магнитожидкостное уплотнение А.С. СССР №996370 м кл. F16J 15/54, которое является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому уплотнению, содержащее сальниковый герметизатор, деформируемый нажимной втулкой, установленной на вращающемся валу и магнитожидкостное уплотнение, установленное в корпусе. Недостатком этого уплотнения является уменьшение компенсируемого давления вследствие проникновения продуктов износа сальника и его пропитки, проникновения их в зону расположения магнитной жидкости, являющейся основным уплотнительным элементом магнитожидкостного уплотнения.
Цель изобретения - повышение компенсируемого перепада давления.
Поставленная цель достигается тем, что магнитожидкостное уплотнение установлено на двух втулках одна из которых нажимная для сальникового уплотнения окружена неподвижным полюсом магнитожидкостного уплотнения, другая, которая вращается совместно с валом, имеет вращающийся полюс подвижный в осевом направлении и на этом полюсе магнитожидкостного уплотнения установлен кольцевой постоянный магнит, при этом торцовые части втулок нажимной и вращающейся, обращенные к кольцевому постоянному магниту его внутреннему диаметру, образуют пространство для установки торцового уплотнения. На фиг. 1 изображено комбинированное уплотнение. Уплотнение состоит из следующих элементов: корпуса 1; водяного насоса, на фланец которого помещен неподвижный корпус магнитожидкостного уплотнения 2, внутри корпуса расположен магнитопровод магнитожидкостного уплотнения, состоящий из неподвижного магнитопровода 3, между внутренней поверхностью корпуса и обращенной к ней поверхностью неподвижного магнитопровода образована полость «а» для размещения в ней нажимной втулки 4, являющейся одновременно внутренним магнитопроводом магнитожидкостного уплотнения и, которая не вращается совместно с валом.
Подвижный магнитопровод 5 закреплен на втулке 6 с помощью шпонки 7 или другого соединения, допускающего возможность осевого перемещения подвижного магнитопровода. На подвижном магнитопроводе установлен кольцевой постоянный магнит 8 жестко и герметично.
Втулка, на которой закреплен подвижный магнитопровод и неподвижный магнитопровод образуют полость «б» для расположения торцового уплотнения. Торцевое уплотнение создается поверхностью нажимной втулки, обращенной к втулке, вращающейся, совместно с валом 9 уплотнения и втулкой или ее частью.
В корпусе водяного насоса устанавливается сальниковая набивка 10. Зазоры между неподвижным магнитопроводом и нажимной втулкой, полость «а», зазор между постоянным магнитом и торцовой поверхностью неподвижного магнитопровода обращенной к постоянному магниту, полость «б» и зазор между подвижным магнитопроводом и корпусом магнитожидкостного уплотнения заправляются магнитной жидкостью 11.
Работает комбинированное магнитожидкостное уплотнение следующим образом: при вращении вала его герметизация обеспечивается сальниковой набивкой 10, ферромагнитной жидкостью 11 и торцовым уплотнением.
Уплотняемая среда, например, вода может проходить под действием перепада давления через зазор между сальниковой набивкой 10 и валом 9, а также через зазор между сальниковой набивкой и корпусом водяного насоса 1. Утечка в этом направлении уменьшается за счет гидродинамических сопротивлений указанных зазоров и других сил, возникающих при установке сальниковой набивки.
В процессе работы уплотнения утечка может возрасти за счет износа сальниковой набивки, что предотвращается деформацией ее с помощью нажимной втулки и пропитки материала сальниковой набивки. Далее на пути утечки установлено магнитожидкостное и торцовое уплотнение. Следовательно, возрастает компенсируемое давление. Компенсируемое давление магнитожидкостным уплотнением возрастает также за счет осевого перемещения подвижного магнитопровода 5 на втулке 6. В этом случае возрастает магнитная энергия, отдаваемая постоянным магнитом 8 в зазоры магнитожидкостного уплотнения, заполненные магнитной жидкостью. Это происходит при износе сальниковой набивки 10. Сальниковая набивка изнашивается как при работе уплотнения, так и при его дежурном режиме за счет воздействия на ее микронеровностей вала при его вращении, а также за счет процессов старения.