МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации вращающихся валов вакуумного, химического и биологического оборудования, например, для герметизации валов химических реакторов, к которым предъявляются жесткие требования по герметичности.
Известно вакуумное уплотнение вала с магнитной жидкостью (МЖУ), в корпусе которого установлен кольцевой постоянный магнит, образующий замкнутую полость под магнитную жидкость при этом с торцов кольцевого постоянного магнита установлены полюсные приставки (Авторское свидетельство СССР N 420836, МПК F16J 15/54, 1974 г.).
Недостатком указанного технического решения является отсутствие возможности регулирования параметров магнитного поля в рабочем зазоре МЖУ.
Известно магнитожидкостное уплотнение (Патент на полезную модель РФ N 113325, МПК F16J 15/54, 2012 г.), принятое за прототип, содержащее магнитный узел, состоящий из кольцевого постоянного магнита и двух полюсных приставок, концентрически охватывающих вал, причем одна из полюсных приставок является внешней и выполнена составной, а вторая внутренней и находится в объеме, образованном внешней полюсной приставкой, а между обращенными друг к другу торцевыми поверхностями одной из частей внешней полюсной приставки и внутренней полюсной приставкой установлен кольцевой постоянный магнит и между цилиндрическими поверхностями внешней и внутренней полюсных приставок находится немагнитопроводная втулка. На внутренних цилиндрических поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу, выполнены зубцы, Магнитная жидкость находится в зазоре между полюсными приставками и валом
Недостатком указанного технического решения является отсутствие возможности регулирования параметров магнитного поля в рабочем зазоре МЖУ без замены постоянного магнита имеющего другие энергетические характеристики. Кроме того, для замены магнита необходимо демонтировать одну их частей внешней полюсной приставки.
Техническим результатом предлагаемого устройства является расширение эксплуатационных возможностей МЖУ.
Технический результат достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении, содержащем магнитный узел, концентрически охватывающий вал, состоящий из внешней полюсной приставки, кольцевого постоянного магнита, немагнитопроводной втулки и внутренней полюсной приставки постоянный магнит намагниченный в радиальном направлении жестко соединен с внешним и внутренним магнитопроводными кольцами и установлен между полюсными приставками посредством резьбового соединения с возможностью осевого перемещения. Резьба выполнена на внешней цилиндрической поверхности внешнего магнитопроводного кольца и на обращенной к ней внутренней цилиндрической поверхности внешней полюсной приставки или резьба выполнена на внутренней цилиндрической поверхности внутреннего магнитопроводного кольца и на обращенной к ней внешней цилиндрической поверхности внутренней полюсной приставки. Постоянный магнит может быть выполнен сборным из пластин, установленных между внешним и внутренним магнитопроводными кольцами и намагниченных в радиальном направлении.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 и на фиг.2 приведено магнитожидкостное уплотнение в сборе, на фиг.3 представлен магнитный узел с постоянным магнитом в форме кольца, на фиг.4 представлен магнитный узел со сборным постоянным магнитом.
1
2
1
1
На чертеже (фиг.1) представлено МЖУ, которое состоит из магнитного узла, включающего постоянный магнит 1, намагниченный в радиальном направлении и жестко закрепленный между наружным магнитопроводными кольцом 2 и внутренним магнитопроводными кольцом 3, и установленого между внешней полюсной приставкой 5 и внутренней полюсной приставкой 6, концентрически охватывающими вал 4, на внутренних цилиндрических поверхностях полюсных приставок, обращенных к валу, выполнены зубцы. Внешняя полюсная приставка 5 образует рабочий зазор δ с валом 4. Внутренняя полюсная приставка 6 образует рабочий зазор δ c валом 4. Между полюсными приставками установлена немагнитопроводная втулка 7. Рабочие зазоры δ и δ заполнены магнитной жидкостью 8.
Возможны два варианта исполнения заявляемого МЖУ: резьба выполнена на внешней цилиндрической поверхности внешнего магнитопроводного кольца 2 и на обращенной, к ней внутренней цилиндрической поверхности внешней полюсной приставки 5 (на чертежах не показано) или резьба выполнена на внутренней цилиндрической поверхности внутреннего магнитопроводного кольца 3 и на обращенной к ней внешней цилиндрической поверхности внутренней полюсной приставки 6. (фиг.1, фиг.2) Постоянный магнит 1 может быть выполнен в форме кольца (фиг.3) или сборным из отдельных пластин 9 (фиг.4) установленных между внешним магнитопроводным кольцом 2 и внутренним магнитопроводными кольцом 3.
Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом,
δ
1
2
1
2
δ
δ
Рабочий магнитный поток Φ (фиг.1) замыкается по пути: постоянный магнит 1, внешнее магнитопроводное кольцо 2, внешняя полюсная приставка 5, рабочий зазор δ, вал 4, рабочий зазор δ, внутренняя полюсная приставка 6, внутреннее магнитопроводное кольцо 3, постоянный магнит 1 и образует замкнутую магнитную цепь. Магнитная жидкость 8 взаимодействует с полем постоянного магнита и удерживается в рабочих зазорах δ и δ пондеромоторной силой, образуя препятствие для прохождения герметизируемой среды. Выполнение резьбы на внешней цилиндрической поверхности внешнего магнитопроводного кольца 2 и на обращенной к ней внутренней цилиндрической поверхности внешней полюсной приставки 5 или выполнение резьбы на внутренней цилиндрической поверхности внутреннего магнитопроводного кольца 3 и на обращенной к ней внешней цилиндрической поверхности внутренней полюсной приставки 6 позволяет настраивать величину магнитного потока в рабочих зазорах МЖУ. Это достигается за счет того, что при вращении постоянного магнита 1, жестко закрепленного между внешним магнитопроводным кольцом 2 и внутренним магнитопроводным кольцом 3, можно регулировать зазор Δ, что изменяет величину магнитного потока, полученного с цилиндрических поверхностей постоянного магнита (фиг.2). В том случае, когда Δ=0, величина магнитного потока, полученного с цилиндрических поверхностей постоянного магнита, а значит и величина магнитного потока Φ максимальна. При увеличении Д магнитный поток постоянного магнита снижается, что приводит к уменьшению Φ.
1
2
δ
Это позволяет регулировать эксплуатационные характеристики МЖУ за счет изменения параметров магнитного поля в рабочих зазорах δ и δ, за счет изменения величины магнитного потока Φ, тем самым, подбирать наиболее рациональный режим работы. Кроме того, такая конструкция МЖУ позволяет полностью исключить контакт постоянных магнитов с герметизируемой средой, что особенно важно при герметизации агрессивных сред.
Таким образом, применение предлагаемого технического решения расширяет эксплуатационные возможности МЖУ за счет регулирования магнитного потока в рабочих зазорах и обеспечивает более эффективную защиту постоянного магнита от контакта с герметизируемой средой.