Магніторідинний герметизатор

1 Магніторідинний герметизатор, який містить приєднувальний фланець, полюсні наконечники, що обхоплені радіальнонамагніченими постійними магнітами, ЗОВНІШНІ полюси яких з'єднані між собою магнітопровідними елементами, немагнітні кільцеві елементи, що чергуються з полюсними наконечниками і герметично з'єднані з ними, і магнітну рідину в робочому зазорі між полюсними наконечниками й обхопленим ними валом, який відрізняється тим, що зовнішню поверхню полюсних наконечників виконано у вигляді багатогранника, ПОСТІЙНІ магніти виконані у вигляді магнітних поясів, 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 Р16Л 5/40, 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 і додатковий паразитний зазор Крім того, дана схема регулювання магнітної індукції непридатна для радіально-намагнічених магнітних систем Відомо про магніторідинний герметизатор (а с СРСР № 1168759, МПК F16J15/40, 1984), який містить аксіально-намагнічену магнітну систему, що обхоплена шунтуючим и магнітопроводом, набраних з окремих призматичних магнітів, встановлених на гранях багатогранника, магнітопровідні елементи виконані у вигляді окремих пластин, які з'єднують ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ протилежних призматичних магнітів з різних магнітних поясів, причому ПОСТІЙНІ магніти і магнітопровідні елементи виконані знімними 2 Герметизатор за п 1, який відрізняється тим, що на контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця і одного з полюсних наконечників, а також полюсних наконечників і немагнітних кільцевих елементів виконані взаємовідповідні кільцеві посадочні елементи 3 Герметизатор за пп 1, 2, який відрізняється тим, що приєднувальний фланець і немагнітні кільцеві елементи виконані у вигляді ПІДШИПНИКІВ ковзання 4 Герметизатор за пп 1, 2, 3, який відрізняється тим, що в немагнітних кільцевих елементах виконані наскрізні отвори для заправки магнітною рідиною рухливим у радіальному напрямку, а регулювання магнітної індукції в робочому зазорі забезпечується зміщенням шунтуючого магнітопровода щодо магнітної системи 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 Крім того, дана схема регулювання магнітної індукції непридатна для радіально-намагнічених магнітних систем Відомо про магніторідинний герметизатор (а с СРСР № 1537941, МПК F16J15/40, 1988), який містить аксіально-намагнічену магнітну систему, що обхоплена шунтуючим и магнітопроводом, рухливим в осьовому напрямку, а регулювання магнітної індукції в робочому зазорі забезпечується зміщенням шунтуючого магнітопровода щодо магнітної системи Проте наявність шунтуючого магнітопровода складної геометричної форми вимагає високої точності його 47792 підгонки до сполучних елементів магнітної системи, а наявність немагнітної втулки між полюсними наконечниками і шунтуючим магнітопроводом не дозволяє цілком заглушувати основний магнітний потік Крім того, дана схема регулювання магнітної індукції непридатна для радіально-намагнічених магнітних систем Як прототип обрано магніторідинний герметизатор (ас СРСР № 1213815, МПК F16J15/40, 1983), який містить приєднувальний фланець, полюсні наконечники, що обхоплені радіально-намагніченими кільцевими постійними магнітами, і немагнітні кільцеві елементи, що чергуються з полюсними наконечниками і герметично з'єднані з ними Внутрішні полюси постійних магнітів примикають до полюсних наконечників, а ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ з'єднані між собою за допомогою магнітопровідних елементів Проте прототип має недостатню надійність в умовах чергування динамічних і тривалих зупиночних режимів експлуатації, що обумовлено 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 Поставлена задача вирішується тим, що в магніторідинному герметизаторі, який містить приєднувальний фланець, полюсні наконечники, що обхоплені радіально-намагніченими постійними магнітами, ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ ЯКИХ з'єднані між собою магнітопровідними елементами, немагнітні кільцеві елементи, що чергуються з полюсними наконечниками і герметично з'єднані з ними, і магнітну рідину в робочому зазорі між полюсними наконечниками й обхопленим ними валом, ВІДПОВІДНО ДО винаходу зовнішню поверхню полюсних наконечників виконано у вигляді багатогранника, ПОСТІЙНІ магніти виконані у вигляді магнітних поясів, набраних з окремих призматичних магнітів, встановлених на гранях багатогранника, магнітопровідні елементи виконані у вигляді окремих пластин, які з'єднують ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ протилежних призматичних магнітів з різних магнітних поясів, причому ПОСТІЙНІ магніти і магнітопровідні елементи виконані знімними На контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця і одного з полюсних наконечників, а також полюсних наконечників і немагнітних кільцевих елементів виконані взаємоВІДПОВІДНІ кільцеві посадочні елементи Приєднувальний фланець і немагнітні кільцеві елементи виконані у вигляді ПІДШИПНИКІВ ковзання У немагнітних кільцевих елементах виконані наскрізні отвори для заправки магнітною рідиною Порівняльний аналіз рішення, яке заявляється, із прототипом показує, що запропонований пристрій відрізняється від ВІДОМОГО ТИМ, ЩО зовнішню поверхню полюсних наконечників виконано у вигляді багатогранника, ПОСТІЙНІ магніти виконані у вигляді магнітних поясів, набраних з окремих призматичних магнітів, встановлених на гранях багатогранника, магнітопровідні елементи виконані у вигляді окремих пластин, які з'єднують ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ протилежних призматичних магнітів з різних магнітних поясів, ПОСТІЙНІ магніти і магнітопровідні елементи виконані знімними, на контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця і одного з полюсних наконечників, а також полюсних наконечників і немагнітних кільцевих елементів виконані взаємоВІДПОВІДНІ кільцеві посадочні елементи, приєднувальний фланець і немагнітні кільцеві елементи виконані у вигляді ПІДШИПНИКІВ ковзання, у немагнітних кільцевих елементах виконані наскрізні отвори для заправки магнітною рідиною Виконання зовнішньої поверхні полюсних наконечників у вигляді багатогранника забезпечує можливість застосування в магнітній системі призматичних постійних магнітів з високим значенням енергетичного добутку Виконання постійних магнітів у вигляді магнітних поясів, набраних з окремих призматичних магнітів, встановлених на гранях багатогранника, дозволяє варіювати в широких межах КІЛЬКІСТЬ магнітів у магнітних поясах, а також їхні ЛІНІЙНІ розміри за всіма трьома вимірами При цьому знімаються обмеження на діаметр вала, характерні для монолітних кільцевих постійних магнітів Виконання магнітопровідних елементів у вигляді окремих пластин, які з'єднують ЗОВНІШНІ ПОЛЮСИ протилежних призматичних магнітів з різних магнітних поясів, дозволяє замкнути магнітний ланцюг герметизатора по найкоротшому шляху і з використанням мінімальної КІЛЬКОСТІ магнітомя'кого матеріалу для виготовлення магнітопровідних елементів Крім того, застосування магнітопровідних елементів у вигляді окремих пластин не потребує їхньої ретельної підгонки до сполучних елементів магнітного ланцюга і забезпечує можливість їхнього знімання Виконання постійних магнітів і магнітопровідних елементів знімними забезпечує можливість регулювання магнітної індукції в робочому зазорі шляхом видалення/додавання постійних магнітів і/або магнітопровідних пластин у магнітній системі герметизатора У динамічному режимі в магнітному ланцюзі герметизатора міститься максимальна КІЛЬКІСТЬ ПОСТІЙНИХ магнітів і магнітопровідних пластин 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, що досягає в магніторідинних герметизаторах величини порядку 109 А/м2 Для запобігання цього процесу в період зупинки з магнітної системи видаляють частину постійних магнітів і/або магнітопровідних пластин У цьому випадку зменшуються значення магнітної індукції і 47792 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 зупиночних режимів експлуатації Виконання на контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця і полюсного наконечника, а також полюсних наконечників і немагнітних кільцевих елементів взаємовід повід них кільцевих посадочних елементів забезпечує їхнє герметичне з'єднання між собою з підвищеною жорсткістю в радіальному напрямку Виконання приєднувального фланця і немагнітних кільцевих елементів у вигляді ПІДШИПНИКІВ ковзання забезпечує зменшення ексцентриситету вала Виконання наскрізних отворів у немагнітних кільцевих елементах для заправки магнітною рідиною збільшує ресурс роботи герметизатора На фіг 1 схематично зображено магніторідинний герметизатор, поздовжній розріз, на фіг 2 - перетин А-А на фіг 1 Магніторідинний герметизатор містить приєднувальний фланець 1, полюсні наконечники 2, зовнішню поверхню яких виконано у вигляді багатогранника, немагнітні кільцеві елементи З, що чергуються з полюсними наконечниками 2 і герметично з'єднані з ними, радіально-намагнічені пояси, набрані з окремих призматичних магнітів 4, які встановлені на гранях багатогранника, а їхні ЗОВНІШНІ полюси з'єднані між собою окремими магнітопровідними пластинами 5, і магнітну рідину 6 у робочому зазорі 8 між полюсними наконечниками 2 і обхопленим ними валом 7 ПОСТІЙНІ магніти 4 і магнітопровідні пластини 5 виконані знімними На контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця 1 і одного з полюсних наконечників 2, а також полюсних наконечників 2 і немагнітних кільцевих елементів З виконані взаємо-від повід ні кільцеві посадочні елементи Приєднувальний фланець 1 і немагнітні кільцеві елементи 3 виконані у вигляді ПІДШИПНИКІВ ковзання Заправні отвори 8 у немагнітних кільцевих елементах 3 заглушені гвинтами 9 Магніторідинний герметизатор працює таким чином Магнітики потік створюється постійними магнітами 4 і замикається через полюсні наконечники 2, магнітопровідні пластини 5 і вал 7, утримуючи магнітну рідину 6 у робочому зазорі 6 і забезпечуючи герметизацію вала 7 як у динамічному, так і в зупиночному режимах роботи Регулювання магнітної індукції в робочому зазорі 8 здійснюється шляхом видалення/додавання постійних магнітів 4 і/або магнітопровідних пластин 5 у магнітній системі герметизатора Підвищення жорсткості герметизатора в радіальному напрямку забезпечується виконанням взаємо-від повід них кільцевих посадочних елементів на контактуючих між собою поверхнях приєднувального фланця 1 і одного з полюсних наконечників 2, а також полюсних наконечників 2 і немагнітних кільцевих елементів 3 Заправка магнітною рідиною 6 здійснюється через заправні отвори 8, які виконані в немагнітних кільцевих елементах 3 і заглушені гвинтами 9 Використання винаходу дозволяє підвищити надійність магніторідинного герметизатора в порівнянні з прототипом і іншими відомими пристроями в умовах чергування динамічних і тривалих зупиночних режимів експлуатації за рахунок регулювання магнітної індукції в робочому зазорі Фіг. 2 47792 A-A Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71