Ущільнюючий пристрій

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов в компрессорах, насосах и др уги х машинах. Известно торцовое уплотнение [1], содержащее подвижное и неподвижное кольца трения, а также промежуточное кольцо трения с коническим роликом. Недостатком такого уплотнения является то. что по мере износа конических поверхностей неподвижного и вращающи хся колец трения происходит износ роликов и промежуточного кольца трения. При полном износе конических поверхностей происходит раскрытие зазора между неподвижным, вращающимся и промежуточным кольцами трения, что приводит к утечке уплотняемой среды. Наиболее близким к заявляемой конструкции является торцовое уплотнение [2], содержащее подвижное и неподвижное кольца трения, постоянный магнит с кольцевыми магнитопроводами, взаимодействующими с магнитоактивным смазывающим и герметизирующим составом. Недостатком этой конструкции является то, что при больших скоростях даже при наличии смазки происходит интенсивный износ колец трения, следовательно, уменьшается надежность и долговечность уплотнения. В основу изобретения поставлена задача создания новой конструкции уплотнительного устройства, обладающего повышенной надежностью и долговечностью. Эта задача решается за счет того, что в уплотнительном устройстве, содержащем кольца трения, установленные в корпусе, постоянный магнит с кольцевыми магнитопроводами и герметизирующий смазывающий магнитоактивный состав, дополнительно установлены втулки, выполненные из магнитного материала, два кольца трения направлены под углом к поверхности трения третьего кольца с образованием полости, заполненной магнитоактивным составом, при этом одно из первых колец установлено жестко на валу, другое кольцо выполнено в виде части кольцевого магнитопровода, а третье кольцо трения установлено плавающим на валу между втулками, ограничивающими его осевое и радиальное перемещение. Поверхность плавающего кольца трения, обращенная к двум другим кольцам трения, выполнена вогнутой, а поверхности последних, контактирующие с ним, выполнены ответными. При этом поверхность плавающего кольца трения в зоне контакта с другими кольцами трения покрыта износостойким немагнитным материалом. В этом уплотнении контактное давление всех трех колец обеспечивается за счет замыкания через них магнитного потока, при этом благодаря тому, что двакольца трения направлены к третьему под углом, обеспечивается равномерность контактного давления. Размещенный в полости, образованной тремя кольцами трения, магнитоактивный состав при вращении жестко установленного на валу кольца подается в зону контакта этих колец, что обеспечивает проскальзывание плавающего кольца, уменьшение его скорости и, следовательно, снижение износа контактирующих поверхностей. Вогнутая поверхность плавающего кольца и ответная ей поверхность двух других колец трения необходимы, чтобы обеспечивался постоянный контакт колец трения при осевых перемещениях. Покрытие поверхности плавающего кольца трения в зоне его контакта с другими кольцами трения износостойким немагнитным материалом дополнительно повышает долговечность уплотнения. Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображено уплотнительное устройство, продольный разрез, на фиг. 2 -плавающее кольцо трения прямоугольной формы; на фиг. 3 - плавающее кольцо с вогнутой внутренней поверхностью. Уплотнительное устройство состоит из корпуса 1, в котором установлен постоянный магнит 2 с кольцевыми магнитопроводами 3 и 4. На вращающемся валу 5 жестко установлено кольцо 6, выполненное из магнитопроводного материала, другое кольцо 7 выполнено в виде части кольцевого магнитопровода 3 и является неподвижным. Кольца 6 и 7 направлены к поверхности третьего кольца 8 под углом и образуют полость 9, заполненную герметизирующим и смазывающим магнитоактивным составом 10. Третье кольцо 8 установлено плавающим между втулками 11 и 12, ограничивающими его осевое и радиальное перемещения, и выполнено из магнитопроводного материала. Плавающее кольцо 8 может иметь в сечении прямоугольную (фиг. 2) или, в случае осевых перемещений, вогнутую со стороны колец 6 й 7 поверхности (фиг. 3), при этом во втором случае поверхности колец 6 и 7, контактирующие с кольцом 8, выполнены ответными. В зоне контакта с кольцами б и 7 плавающее кольцо 8 может быть покрыто износостойким немагнитным материалом. Магнитопровод 4, обращенный к валу 5, выполнен зубчатым. Полости, образованные зубьями магнитопровода 4 также выполнены магнитоактивным составом 10. Для концентрации магнитного поля в области контакта колец трения и на оконечностях зубьев магнитопроводов 3 и 4, последние разделены немагнитогтроводными проставками 13. Для периодической подпитки полости 9 герметизирующим и смазывающим магнитоактивным составом 10 служит канал 14. Уплотнение работает следующим образом. Контактное давление неподвижного 7 и вращающегося вместе с валом 5 кольца 6, а также плавающего кольца трения 8 обеспечивается за счет замыкания через них магнитного потока Ф, исходящего от магнита 2. Градиент магнитного поля. который формируется благодаря тому, что неподвижное кольцо трения 7 и вращающееся кольцо трения 6 в зоне, примыкающей к плоскости кольца трения 8, направлены под углом a , обеспечивает равномерность контактного давления. При вращении жестко установленного на валу кольца 6 магнитоактивный состав 10 подается в зону контакта колец 6, 7 и 8. Если подвижное кольцо трения 6, установленное на ваду 5, вращается со скоростью V . то плавающее кольцо трения 8 за счет проскальзывания из-за наличия в плоскости контакта магнитоактивного V герметизирующего и смазывающего состава 10 будет вращаться со скоростью, близкой к . В связи с тем, что 2 скорость вращения плавающего кольца 8 из-за проскальзывания уменьшается, то соответственно значительно в меньшей степени будет иметь место и износ контактирующи х поверхностей. Втулка 11 ограничивает радиальное перемещение кольца 8 при биениях вала или подшипника. При гидравлических ударах, резком повышении давления и раскрытия уплотнения для ограничения осевого перемещения кольца 8 устанавливается втулка 12. Если при работе уплотнения исключаются осевые перемещения вала. то концевые поверхности колец 6 и 7 могут выполняться с площадками в виде колец трения, перпендикулярными оси вращения вала и параллельными плоскости трения кольца 8 (фиг. 2). Вслучае, если имеется возможность осевого перемещения вала, то поверхность кольца 8, обращенная к кольцам 6 и 7, должна быть выполнена вогнутой, а кольца 6 и 7 должны выполняться с кривизной, соответствующей вогн утой поверхности кольца 8 (фиг. 3). В этом случае при осевом перемещении вала будет обеспечиваться постоянный контакт колец трения 6, 7 и 8. Кроме того, для увеличения надежности и долговечности уплотнения поверхность кольца трения 8, контактирующую с кольцами трения 6 и 7. покрывают износостойким немагнитным материалом. Толщина покрытия определяется величиной контактного давления колец трения, обеспечиваемого за счет замыкания магнитного потока Ф. Таким образом, заявляемая конструкция уппотнительного устройства по сравнению с известными более надежна и долговечна.