МАГНИТОЖИДКОСТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА ДЛЯ СРЕД С МАГНИТНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована для герметизации вращающихся валов химического оборудования со средами, содержащими магнитные включения.
Известно магнитожидкостное уплотнение вала для сред с магнитным включениями (МЖУ), принятое за прототип, в котором средством защиты является магнитопроводная втулка с зубцом, обращенным к валу и образующим с ним зазор, а одна из полюсных приставок имеет выступ, причем на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях выступа магнитопроводной втулки и полюсной приставки выполнена резьба (RU N 83819, Кл. F16J 15/00).
Недостатком данной конструкции является возможность попадания магнитных включений в рабочий зазор МЖУ, что обусловлено используемым средством защиты, которое выполнено в виде магнитопроводной втулки с зубцом, обращенным к валу и образующим с ним рабочий зазор.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение эффективности извлечения магнитных включений. Это достигается за счет того, что средством защиты является отдельный магнитный узел, состоящий из постоянного магнита, к торцевым поверхностям которого примыкают две полюсные приставки, при этом, по крайней мере, на одной из них выполнен выступ, обращенный к торцевой поверхности другой полюсной приставки, а на вал посажено немагнитопроводное кольцо, расположенное внутри отдельного магнитного узла, который крепится к немагнитопроводной втулке, причем на обращенных друг к другу поверхностях полюсной приставки герметизатора и немагнитопроводной втулки выполнена резьба.
На рисунке 1 представлено устройство МЖУ для сред с магнитными включениями. МЖУ состоит из кольцевой магнитной системы, включающей в себя постоянный магнит 1, намагниченный в осевом направлении, к торцевым поверхностям которого примыкают полюсные приставки 2 и 3, образующие рабочий зазор 5 с вращающимся валом 4, который заполнен магнитной жидкостью 5.
Для исключения попадания в рабочий зазор 5 магнитных включений со стороны герметизируемой среды предусмотрено средство защиты в виде отдельного магнитного узла, состоящего из постоянного магнита 6, к торцевым поверхностям которого примыкают две полюсные приставки 7 и 8. На полюсной приставке 7 выполнен выступ, обращенный к торцевой поверхности полюсной приставки 8, образующей с ней зазор Δ. Величина этого зазора может отличаться от величины рабочего зазора δ. Выступы могут быть выполнены на обеих полюсных приставках и обращены друг к другу. Отдельный магнитный узел крепится к немагнитопроводной втулке 9, причем на ее внутренней цилиндрической поверхности и на обращенной к ней наружной цилиндрической поверхности полюсной приставки 3 выполнена резьба. На вал 4 посажено немагнитопроводное кольцо 10, расположенное внутри отдельного магнитного узла. Конструкция уплотнения выполнено таким образом, что зазор α, между полюсной приставкой 3 МЖУ и немагнитопроводной втулкой 9 отдельного магнитного узла, всегда меньше чем зазор γ, между полюсной приставкой 3 МЖУ и полюсной приставкой 7 отдельного магнитного узла.
В МЖУ могут применяться постоянные магниты в форме колец, намагниченные в осевом направлении, или наборные магниты, например, в форме пластин.
Магнитожидкостное уплотнение работает следующим образом.
δ
Рабочий магнитный поток Ф замыкается по пути: постоянный магнит 1, полюсная приставка 3, рабочий зазор 5, вал 4, рабочий зазор δ, полюсная приставка 2, постоянный магнит 1 и образует замкнутую магнитную цепь. Магнитная жидкость 5 взаимодействует с полем постоянного магнита и удерживается в рабочем зазоре δ пондеромоторной силой, образуя препятствие для прохождения герметизируемой среды.
Особенность предлагаемой конструкции МЖУ состоит в том, что в нем предусмотрено средство защиты в виде отдельного магнитного узла состоящего из постоянного магнита 6 к торцевым поверхностям которого примыкают две полюсные приставки 7 и 8, при этом, хотя одна из них имеет выступ, обращенный к торцевой поверхности другой полюсной приставки. Отдельный магнитный узел крепится к немагнитопроводной втулке 9. На вал посажено немагнитопроводное кольцо 10.
Δ
Магнитный поток Ф проходит по пути: постоянный магнит 6, полюсная приставка 8, зазор Δ, полюсная приставка 7, постоянный магнит 6.
Δ
Δ
Магнитные включения, попадая в зазор Δ, удерживаются в нем пондеромоторной силой, что исключает их попадание в рабочий зазор δ и контакт с магнитной жидкостью. Для увеличения потока Ф, а значит и пондеромоторной силы, действующей на магнитный включения, на вал посажено немагнитопроводное кольцо 10. Это снижает или полностью исключает прохождение магнитного потока Ф через вал 4.
Δ
Величина магнитного потока Ф и пондеромоторной силы может регулироваться за счет выбора материалов постоянных магнитов 6, а также выбора величины зазора Δ.
При наполнении зазора Δ магнитными включениями производится демонтаж отдельного магнитного узла, а магнитные включения удаляются из зазора Δ механическим путем.
Такая конструкция позволяет повысить надежность работы МЖУ при герметизации сред, содержащих магнитные включения.
Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для герметизации валов химических реакторов, к которым предъявляются жесткие требования по герметичности.