МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ НЕМАГНИТНОГО ВАЛА ПС37
MAGNETIC FLUID SEAL OF NON-MAGNETIC SHAFT PS37

Изобретение относится к уплотнительной технике и может использоваться для уплотнения немагнитных валов, работающих в условиях перепада давлений.
Известно магнитно-жидкостное уплотнение (Авторское свидетельство СССР №987242, МПК F16J 15/40, 1985 г.), содержащее кольцевой постоянный магнит, полюсы, образующие с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью, при этом уплотнение снабжено охватывающим магнитную систему магнитопроводом, который выполнен в виде установленной концентрично магниту и отделенной от него немагнитной проставкой втулки из магнитомягкого материала и примыкающих к ее торцам полюсных наконечников, образующих с полюсами магнитной системы и валом дополнительные рабочие зазоры.
Недостатками указанного магнитно-жидкостного уплотнения являются сложность конструкции и недостаточно невысокий удерживаемый перепад давлений. Последний недостаток обусловлен высокими потоками рассеяния магнитной системы.
Известно магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала (Фертман В.Е. Магнитные жидкости - естественная конвекция и теплообмен. - Мн.: «Наука и техника», 1978. - 207 с.), принятое за прототип, которое содержит постоянный магнит, полюсные приставки с концентраторами, охватывающие вал с зазором, при этом концентраторы разноименных полюсных приставок образуют между собой зазор, заполненный магнитной жидкостью.
Недостатками указанного магнитожидкостного уплотнения являются недостаточная удерживающая способность и большие габариты.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении удерживающей способности магнитожидкостного уплотнения немагнитного вала.
Технический результат достигается тем, что в магнитожидкостном уплотнении немагнитного вала, содержащем постоянный магнит, разноименные полюсные приставки с концентраторами, образующими между собой зазор, заполненный магнитной жидкостью, на поверхностях полюсных приставок и концентраторов, обращенных к немагнитному валу, выполнены кольцевые канавки, а магнитная жидкость введена в зазор между валом и полюсными приставками с концентраторами, канавки выполнены прямоугольной, треугольной или трапецеидальной формы, либо в сочетании.
На фиг.1 показано предлагаемое магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала.
Магнитожидкостное уплотнение немагнитного вала состоит из магнитной системы, содержащей кольцевой постоянный магнит 1, к полюсам которого примыкают полюсные приставки 2. Полюсные приставки 2 имеют концентраторы 3. Концентраторы разноименных полюсных приставок образуют между собой зазор 4, заполненный магнитной жидкостью 5. Магнитная система охватывает немагнитный вал 6 и образует с валом 6 рабочий зазор 7. На поверхностях полюсных приставок 2 и концентраторов 3, обращенных к немагнитному валу 6, выполнены кольцевые канавки 8 прямоугольной, треугольной, или трапецеидальной формы, либо в сочетании. В зазор 7 введена магнитная жидкость 9.
Уплотнение работает следующим образом. Постоянный магнит 1 в уплотнении служат источником магнитного поля. Создаваемый магнитом магнитный поток полюсными приставками 2 и концентраторами 3 подводится и концентрируется в зазоре 4. Поле высокой напряженности формирует из магнитной жидкости 5 магнитожидкостную пробку с повышенным внутренним давлением и удерживает ее в зазоре 4. Магнитожидкостная пробка перекрывает рабочий зазор 7 между магнитной системой и немагнитным валом и способна удерживать определенный перепад давлений. Значительная часть магнитного потока замыкается между поверхностями АБ и ВГ разноименных полюсных приставок. Канавки 8 перераспределяют данный магнитный поток, создавая неоднородное магнитное поле в зазоре 7. Из магнитной жидкости 9, введенной в зазор 7, формируется под воздействием неоднородного магнитного поля ряд магнитожидкостных пробок, перекрывающих зазор. Каждая магнитожидкостная пробка способна воспринимать определенный перепад давлений, зависящий от перепада индукции на ее свободных поверхностях.
Количество пробок в зазоре соответствует количеству выступов между канавками 8 на полюсных приставках. Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов всех магнитожидкостных пробок в зазоре 7.
Данное уплотнение в 1.8÷2.5 раза увеличивает удерживаемый перепад давлений по сравнению с прототипом. Конкретная величина дополнительного перепада давлений, удерживаемого пробками в зазоре 7, зависит от количества канавок, их размеров и формы.
Таким образом, предлагаемое уплотнение позволяет существенно повысить удерживаемый перепад давлений или при заданном перепаде снизить габариты уплотнения.