Магніторідинний герметизатор

1 Магніторідинний герметизатор, який містить кільцевий постійний магніт з полюсними наконечниками, один із яких виконано у вигляді приєднувального фланця, внутрішнє і зовнішнє немагнітні кільця, які встановлені між полюсними наконечниками і СПІВВІСНО з ними, і магнітну рідину в робочому зазорі між полюсними наконечниками й обхопленим ними валом, який відрізняється тим, що полюсні наконечники виконані з однаковим ЗОВНІШНІМ діаметром і обхоплені кільцевим шунтуючим магнітопроводом, рухливим в осьовому і кутовому напрямках щодо полюсних наконечників, причому на внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтуючого магнітопроводу виконано гвинтову різь, а на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наконечників і зовнішнього немагнітного кільця виконано відповідну гвинтову різь 2 Герметизатор по п 1, який відрізняється тим, що кільцевий шунтуючий магнітопровід обладнано приводом примусового обертання Винахід відноситься до ущільнювальної техніки і може бути використаний для герметизації обертових валів машин і устаткування Відомо про магніторідинний герметизатор (а с СРСР №773350, МПК F16J15/40, 1979), який містить аксіально-намагнічену магнітну систему, а регулювання магнітної індукції в робочому зазорі забезпечується за допомогою рухливого в осьовому напрямку щодо постійних магнітів полюсного наконечника, зв'язаного з нерухомим полюсним наконечником пружним герметичним елементом Проте даний герметизатор складно здійснити на практиці, він має збільшену довжину шляху основного магнітного потоку та додатковий паразитний зазор у магнітному ланцюгу герметизатора Відомо про магніторідинний герметизатор (а с СРСР №1168759, МПК F16J15/40, 1984), який містить аксіально-намагнічену магнітну систему, обхоплену шунтуючим и магнітопроводом, рухливим у радіальному напрямку, що забезпечує регулювання магнітної індукції в робочому зазорі Проте наявність шунтуючого магнітопровода складної геометричної форми вимагає високої точності його підгонки до сполучних елементів магнітної системи і значного механічного зусилля для його зміщення в радіальному напрямку Відомо про магніторідинний герметизатор (а с СРСР №1537941, МПК F16J15/40, 1988), який містить аксіально-намагнічену магнітну систему, обхоплену шунтуючим и магнітопроводом, рухливим в осьовому напрямку, що забезпечує регулювання магнітної індукції в робочому зазорі Проте наявність шунтуючого магнітопровода складної геометричної форми вимагає високої точності його підгонки до сполучних елементів магнітної системи, а наявність немагнітної втулки між полюсними наконечниками і шунтуючим магаїтопроводом не дозволяє цілком зашунтувати основний магнітний потік Як прототип обрано магніторідинний герметизатор (пат України №39552 F16J15/40 2000), у якому один з полюсних наконечників виконано у вигляді приєднувального фланця, між полюсними наконечниками і СПІВВІСНО З НИМИ встановлені вну трішнє і зовнішнє немагнітні кільця, причому внутрішнє кільце обхоплено постійним магнітом, а постійний магніт обхоплено ЗОВНІШНІМ кільцем Проте прототип має недостатню надійність в умовах чергування динамічних і тривалих зупиночних режимів експлуатації, яка обумовлена неможливістю регулювання магнітної індукції в робочому зазорі В основу винаходу поставлено задачу удосконалення магніторідинного герметизатора, зміна конструкції якого забезпечує регулювання магнітної індукції в робочому зазорі і підвищення за рахунок цього надійності експлуатації в умовах чергування динамічних і тривалих зупиночних режимів (О 1^ (О 00 48676 них наконечників, внаслідок чого частково шунтується основний магнітний потік У цьому випадку зменшуються значення магнітної індукції і градієнта напруженості магнітного поля в робочому зазорі Пропорційно зменшенню градієнта напруженості магнітного поля збільшується термін, за яким відбувається розшарування магнітної рідини У результаті швидкість розшарування стає несуттєвою для багатьох практичних застосувань магніторідинного герметизатора, і, таким чином, підвищується його надійність при чергуванні динамічних і тривалих зугашочних режимів експлуатації Обладнання кільцевого шунтуючого магнітопровода приводом примусового обертання (наприклад, за допомогою зубцюватих, фрикційних, ремінних та інших передач) забезпечує можливість плавного регулювання магнітної індукції в робочому зазорі за заданим законом, наприклад, у залежності від перепаду тисків, частоти обертання ваКільцевий шунтуючий магнітопровод обладнала, температури магнітної рідини в робочому но приводом примусового обертання зазорі і т і Крім того, стає можливою установка Порівняльний аналіз рішення, яке заявляєтьоптимального значення магнітної індукції в робося, із прототипом показує, що запропонований чому зазорі Оптимізація величини індукції магнітпристрій відрізняється від відомого тим, що ного поля в робочому зазорі магніторідинного гер- полюсні наконечники виконано з однаковим метизатора має важливе значення, тому що ЗОВНІШНІМ діаметром і обхоплено кільцевим шунзанижене значення магнітної індукції зменшує петуючим магнітопроводом, рухливим в осьовому і репад тисків, що утримується, а завищене - прикутовому напрямках щодо полюсних наконечників, зводить до магнітного насичення матеріалу конце- на внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтраторів магнітного потоку і знижує СТІЙКІСТЬ нтуючого магнітопровода виконано гвинтову різьмагнітної рідини бу, а на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наПоставлена задача вирішується тим, що в магніторідинному герметизаторі, який містить кільцевий постійний магніт з полюсними наконечниками, один із яких виконано у вигляді приєднувального фланця, внутрішнє і зовнішнє немагнітні кільця, які встановлені між полюсними наконечниками і співвісно з ними, і магнітну рідину в робочому зазорі між полюсними наконечниками й обхопленим ними валом, ВІДПОВІДНО до винаходу полюсні наконечники виконані з однаковим ЗОВНІШНІМ діаметром і обхоплені кільцевим шунтуючим магнітопроводом, рухливим в осьовому і кутовому напрямках щодо полюсних наконечників, причому на внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтуючого магнітопровода виконано гвинтову різьбу, а на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наконечників і зовнішнього немагнітного кільця виконано відповідну гвинтову різьбу конечників і зовнішнього немагнітного кільця виконано відповідну гвинтову різьбу, - кільцевий шунтуючий магнітопровод обладнано приводом примусового обертання Виконання полюсних наконечників з однаковим ЗОВНІШНІМ діаметром забезпечує можливість їхнього обхоплення кільцевим шунтуючим магнітопроводом Обхоплення полюсних наконечників кільцевим шунтуючим магнітопроводом, рухливим в осьовому і кутовому напрямках щодо полюсних наконечників, забезпечує можливість регулювання магнітної індукції в робочому зазорі шляхом осьового зміщення кільцевого шунтуючого магнітопровода щодо полюсних наконечників Виконання на внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтуючого магнітопровода гвинтової різьби, а на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наконечників відповідної гвинтової різьби забезпечує можливість одночасного зміщення кільцевого шунтуючого магнітопровода в осьовому і кутовому напрямках щодо полюсних наконечників При цьому забезпечується плавність регулювання магнітної індукції і зниження величини необхідного для зміщення механічного зусилля У динамічному режимі кільцевий шунтуючий магнітопровод знаходиться у висунутому положенні і не шунтує магнітний ланцюг герметизатора У цьому випадку магнітна індукція і градієнт напруженості магнітного поля в робочому зазорі мають максимальні значення При тривалому зупиночному режимі поступово відбувається розшарування магнітної рідини під дією великого градієнта напруженості магнітного поля, який сягає в магніторідинних герметизаторах величини порядку 108 10 А/м2 Для запобігання цього процесу в період зупинки кільцевий шунтуючий магнітопровод змішують щодо полюс На фіг 1 схематично зображено магніторідинний герметизатор при висунутому положенні кільцевого шунтуючого магнітопровода, поздовжній розріз, на фіг 2 - магніторідинний герметизатор при частковому перекритті полюсних наконечників кільцевим шунтуючим магнітопроводом, поздовжній розріз Магніторідинний герметизатор містить кільцевий постійний магніт 1, полюсні наконечники 2 і З, які виконані з однаковим ЗОВНІШНІМ діаметром і обхоплені кільцевим шунтуючим магнітопроводом 4, рухливим в осьовому і кутовому напрямках щодо полюсних наконечників 2, 3, внутрішнє 5 і зовнішнє 6 немагнітні кільця, які встановлені між полюсними наконечниками 2, 3 і СПІВВІСНО з ними, і магнітну рідину 7 у робочому зазорі 5 між полюсними наконечниками 2, 3 і обхопленим ними валом 8 На внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтуючого магнітопровода 4 виконано гвинтову різьбу, а на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наконечників 2, 3 і зовнішнього немагнітного кільця 6 виконано відповідну гвинтову різьбу Кільцевий шунтуючий магнітопровід 4 обладнано приводом примусового обертання Магніторідинний герметизатор працює таким чином Магнітний потік створюється постійним магнітом 1 і замикається через полюсні наконечники 2, З і вал 8, утримуючи магнітну рідину 7 у робочому зазорі 5 і забезпечуючи герметизацію вала 8 як у динамічному, так і в зупиночному режимах роботи Регулювання магнітної індукції в робочому зазорі 5 здійснюється шляхом осьового зміщення кільцевого шунтуючого магнітопровода 4 щодо полюсних наконечників 2, 3 При висунутому положенні кільцевого шунтуючого магнітопровода 4 магнітна ш 48676 дукція і градієнт напруженості магнітного поля в робочому зазорі 5 мають максимальні значення (див фіг 1) При тривалому зупиночному режимі роботи кільцевий шунтуючий магнітопровід 4 зміщують щодо полюсних наконечників 2, 3 і частково шунтують основний магнітний потік (дав фіг 2), у результаті чого зменшуються магнітна індукція і градієнт напруженості магнітного поля Пропорційно зменшенню градієнта напруженості магнітного поля збільшується термін, за яким відбувається розшарування магнітної рідини 7 У результаті швидкість розшарування стає несуттєвої для багатьох практичних застосувань магніторідинного герметизатора, і, таким чином, підвищується його надійність при чергуванні динамічних і тривалих зупиночних режимів експлуатації Плавність регулювання магнітної індукції забезпечується виконанням гвинтової різьби на внутрішній бічній поверхні кільцевого шунтуючого магнітопровода 4 і суцільної відповідної різьби на ЗОВНІШНІХ бічних поверхнях полюсних наконечників 2, 3 і зовнішньо го немагнітного кільця 6 Обладнання кільцевого шунтуючого магнітопровода 4 приводом примусового обертання (наприклад, за допомогою зубцюватих, фрикційних, ремінних та інших передач) забезпечує можливість плавного регулювання магнітної індукції в робочому зазорі 5 за заданим законом, наприклад, у залежності від перепаду тисків, частоти обертання вала 8, температури магнітної рідини 7 у робочому зазорі б і т і Крім того, стає можливою установка оптимального значення магнітної індукції в робочому зазорі 5 Внутрішнє немагнітне кільце 5 захищає внутрішню порожнину герметизатора від магнітної рідини 7 Використання винаходу дозволяє підвищити надійність магніторідинного герметизатора в порівнянні з прототипом та іншими відомими пристроями в умовах чергування динамічних і тривалих зупиночних режимів роботи за рахунок регулювання магнітної індукції в робочому зазорі й установки оптимального її значення ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71