RU1779861C - Vertical shaft magnetic fluid seal - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в корпусе установлен магнитный узел в виде посто нного магнита с полюсными приставками. Уплотн емые зазоры заполнены магнитной жидкостью . Кольцева  перегородка установлена на крышке корпуса со стороны уплотн емой среды с гарантированным зазором и наклоном относительно вала, обеспечивающим слив жидкой среды. Магнитный узел размещен на торцевой поверхности крышки , внутренн   поверхность к-рой выполнена конической с вершиной конуса со стороны полюсной приставки. Газова  полость образована внутренней поверхностью крышки и валом. Отбойник размещен в зоне газовой полости. Поверхность вала между отбойником и кольцевой перегородкой выполнена конической, обращенной основанием конуса в сторону уплотн емой среды. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: A magnetic assembly in the form of a permanent magnet with pole attachments is mounted in the housing. The sealing gaps are filled with magnetic fluid. An annular partition is mounted on the housing cover from the side of the sealing medium with a guaranteed clearance and tilt relative to the shaft, which ensures the discharge of the liquid medium. The magnetic assembly is placed on the end surface of the cover, the inner surface of the cut is made conical with the apex of the cone from the side of the pole attachment. The gas cavity is formed by the inner surface of the lid and the shaft. The chipper is placed in the zone of the gas cavity. The surface of the shaft between the chipper and the annular partition is made conical, facing the base of the cone in the direction of the medium being sealed. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к уплотнитель- ной технике и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства при передаче движени  в жидкие среды при верхнем расположении ввода вертикального вала.The invention relates to a sealing technique and can be used in all sectors of the national economy when transferring movement to liquid media at an upper location of a vertical shaft inlet.

Известны магнитожидкостные уплотнени  вертикальных валов, содержащие установленный в корпусе посто нный магнит с полюсными приставками, образующими с валом уплотн емый магнитной жидкостью зазор.Magneto-fluid seals of vertical shafts are known which comprise a permanent magnet mounted in the housing with pole attachments forming a gap sealed with magnetic fluid with the shaft.

Наиболее близким техническим решением , прин тым за прототип,  вл етс  маг- нитожидкостное уплотнение вертикального зала, содержащее установленный в корпусе посто нный магнит с полюсными приставками , образующими с палом уплотн емый зазор заполненный маг нижем жидкостью,The closest technical solution adopted for the prototype is a magnetic-liquid seal of a vertical hall containing a permanent magnet installed in the housing with pole attachments forming a sealing gap with a pallet filled with magician with lower liquid,

а между уплотн емой средой и магнитной жидкостью образована газова  полость.and a gas cavity is formed between the fluid being sealed and the magnetic fluid.

Недостатком этого уплотнени   вл етс  то. что кольцевые канавки на торцевых поверхност х втулки, размещенной на валу, а на корпусе - выступы, вход щие в канавки с зазором по периметру последней имеют наклонные поверхности, направленные от уплотн емого вала к уплотн емому зазору, т.е. конусные поверхности, у которых диаметр поверхности увеличиваетс  по мере приближени  к уплотн емому зазору, а в динамическом режиме дает увеличение центробежных сил по мере приближени  поверхности к уплотн емому зазору. Это и позвол ет жидкой среде под действием разности центробежных сил в разных точках образующей наклонной поверхности попадать в область уплотн емого зазора, так как уплотн ема  жидкость стремитс  перемеакт ДThe disadvantage of this seal is that. that the annular grooves on the end surfaces of the sleeve placed on the shaft, and on the body — the protrusions entering the grooves with a gap around the latter have inclined surfaces directed from the shaft to be sealed to the gap to be sealed, i.e. conical surfaces in which the diameter of the surface increases as it approaches the sealing gap, and in dynamic mode gives an increase in centrifugal forces as the surface approaches the sealing gap. This allows the liquid medium, under the action of the difference of centrifugal forces at different points of the generatrix of the inclined surface, to fall into the region of the sealable gap, since the liquid being compacted tends to remake D

ститьс  из области действи  менее сильного центробежного пол  в область действи  большего центробежного пол .move from the area of action of a less powerful centrifugal field to the area of action of a larger centrifugal field.

Попада  в область уплотн емого зазора , жидка  среда вступает в контакт с магнитной жидкостью, смешиваетс  с ней и вымывает носитель магнитной жидкости из рабочего зазора, что приводит к преждевременному выходу магнитожидкостного уплотнител  из стро .Once in the area of the sealable gap, the liquid medium comes into contact with the magnetic fluid, mixes with it and flushes the magnetic fluid carrier out of the working gap, which leads to premature failure of the magneto-liquid sealant.

Цель изобретени  - повышение надежности уплотнени  при герметизации жидких сред при верхнем расположении ввода вала за счет исключени  попадани  уплотн емой жидкости среды в область уплотн емого зазора, смешивани  ее с магнитной жидкостью и вымывани  носител  магнитной жидкости из рабочего зазора в динамическом режиме работы уплотнени ,The purpose of the invention is to increase the reliability of the seal when sealing liquid media at the upper location of the shaft input by eliminating the ingress of the liquid being compacted into the region of the sealing gap, mixing it with magnetic fluid and washing the magnetic fluid carrier out of the working gap in the dynamic operating mode of the seal.

Указаннам цель достигаетс  тем, что в магнитожидкостном уплотнении вертикальных валов, содержащих установленный в корпусе посто нный магнит с полюсными приставками, образующими с валом уплотн емый зазор, заполненный магнитной жидкостью, а между уплотн емой средой и магнитной жидкостью образована газова  полость, на корпусе с зазором относительно вала установлена крышка,, в которой образована газова  полость, при этом в крышке и на валу гьшолнены конические поверхности , основани ми обращенные в сторону уплотн емой среды, а со стороны меньшего диаметра конической поверхности вала в зоне газовой полости установлен отбойник, причем газова  полость отделена от уплотн емой среды перегородкой, установленной с зазором и уклоном относительно вала.The goal is achieved in that in the magneto-liquid seal of the vertical shafts containing a permanent magnet mounted in the housing with pole attachments forming a sealable gap filled with magnetic fluid with the shaft, and a gas cavity is formed between the sealable medium and the magnetic fluid on the housing with a gap a cover is installed relative to the shaft, in which a gas cavity is formed, while in the cover and on the shaft there are conical surfaces with their bases facing the sealing medium, and from the sides A smaller diameter of the conical surface of the shaft in the zone of the gas cavity is equipped with a chipper, the gas cavity being separated from the medium being sealed by a partition installed with a clearance and slope relative to the shaft.

Дл  предотвращени  расползани  жид- кой среды по валу, до контакта с магнитной жидкостью, при вращении вала, последний имеет конусную поверхность, обращенную основанием конуса в сторону уплотн емой жидкой среды, а дл  защиты магнитной жидкости от брызг при интенсивном перемешивании жидкой среды на вершине усеченного конуса установлен отбойник, причем отбойник расположен в газовой среде .To prevent the liquid from spreading along the shaft before contact with the magnetic fluid when the shaft rotates, the latter has a conical surface facing the base of the cone towards the fluid being sealed, and to protect the magnetic fluid from splashes when the fluid is intensively mixed on top of the truncated a cone installed a chipper, and the chipper is located in a gas environment.

Дл  предотвращени  захвата газовой среды и уноса ее жидкой средой, например, в центробежных насосах, при интенсивном перемешивании жидкой среды, основание газовой полости закрыто перегородкой, имеющей незначительный наклон в сторону вала дли слива жидкой среды из газовой полости, Перегородка с валом образует кольцевой зазор, служащий дл  прохождени  жидкой среды в газовую полость и из газовой полости.In order to prevent entrainment of the gaseous medium and its entrainment by the liquid medium, for example, in centrifugal pumps, with intensive mixing of the liquid medium, the base of the gas cavity is closed by a partition having a slight slope towards the shaft along the length of the fluid discharge from the gas cavity. The partition with the shaft forms an annular gap, serving for passing a liquid medium into and out of the gas cavity.

На чертеже изображено предлагаемое уплотнение.The drawing shows the proposed seal.

В корпусе 1 установлены посто нный магнит 2 и полюсные приставки 3 и 4, охватывающие с зазором вал 5. Зазоры между полюсными приставками 3 и 4 и валом 5 заполнены магнитной жидкостью, образующей магнитожмдкостную пробку 6. Перед полюсной приставкой 3 расположена газо0 еа  полость 7 с конусной крышкой 8. На валу имеетс  конусна  поверхность 9 и отражатель 10. Основание газовой полости закрыто перегородкой 11, имеющей незначительный наклон в сторону уплотн 5 емой среды. Между перегородкой 11 и валом 5 имеетс  кольцевой зазор 12.A permanent magnet 2 and pole prefixes 3 and 4 are installed in the housing 1, and they cover the shaft 5 with a gap. The gaps between the pole prefixes 3 and 4 and the shaft 5 are filled with magnetic fluid, which forms a magneto-capacitive plug 6. A gas cavity 7 s is located in front of the pole prefix 3. conical cover 8. On the shaft there is a conical surface 9 and a reflector 10. The base of the gas cavity is closed by a partition 11 having a slight inclination towards the sealing medium 5. An annular gap 12 is provided between the baffle 11 and the shaft 5.

При заполнении герметизируемой емкости жидкой средой 13 жидка  среда через кольцевой зазор 12 проходит а газовую по0 лость 7 и давлением, создаваемым в жидкой среде 13, сжимает газ, наход щийс .в газовой полости 7, Давление з жидкой среде 13 через сжатый газ в газовой полости 7 передаетс  на магнитожидкостнуго пробку 6, ко5 тора  удерживаетс  в зазоре между полюсными приставками 3 и 4 и валом 5 градиентным магнитным полем. Неоднородность магнитного пол  создаетс  выпол- иеиием кольцевых канавок 14 наWhen filling a sealed container with a liquid medium 13, the liquid medium passes through the annular gap 12 and the gas cavity 7 and the pressure generated in the liquid medium 13 compresses the gas in the gas cavity 7. Pressure from the liquid medium 13 through the compressed gas in the gas cavity 7 is transmitted to a magnetically liquid plug 6, which is held in the gap between the pole attachments 3 and 4 and the shaft 5 by a gradient magnetic field. The inhomogeneity of the magnetic field is created by the implementation of the annular grooves 14 on

0 внутренних торцевых поверхност х приставок 3 и 4 или на валу 5.0 internal end surfaces of attachments 3 and 4 or on shaft 5.

Образовавша с  газова  пробка 15 исключает контакт жидкой среды 13 с магни- тожидкостной пробкой б, а в динамическомThe gas plug 15 formed from the gas excludes the contact of the liquid medium 13 with the magneto-fluid plug b, and in the dynamic

5 режиме - перемешивание магнитной жидкости с жидкой средой 13.5 mode - mixing magnetic fluid with a liquid medium 13.

Конусна  поверхность 9 -л отражатель 10 преп тствуют попаданию жидкой среды 13 в динамическом режиме работы уплотне0 нил в область уплотн емого зазора, вступать в контакт е магнитной жидкостью, смешиватьс  с ней и вымывать носитель магнитной жидкости из рабочего зазора за счет увеличени  центробежного пол  от егоThe conical surface of the 9-l reflector 10 prevents the liquid medium 13 from entering the dynamic sealing mode in the dynamic mode of operation, make contact with the magnetic fluid, mix with it and wash the magnetic fluid carrier out of the working gap by increasing the centrifugal field from it

5 вершины к основанию.5 peaks to the bottom.

В динамическом же режиме происходит интенсивное перемешивание жидкой среды 13 в области уплотнени  с захватом газовой среды из полости 7 (например, в центробеж0 ных насосах). Дл  предотвращени  интенсивного перемешивани  жидкой среды в полости 7 основание полости 7 закрыто перегородкой 11. Конусные поверхности крышки 8 способствуют отеканию конденса5 та в полость 7, а наклон в перегородке 11 способствует вытеканмю жидкой среды 13 из полости 7.In the dynamic mode, intensive mixing of the liquid medium 13 takes place in the sealing area with the capture of the gas medium from the cavity 7 (for example, in centrifugal pumps). To prevent intensive mixing of the liquid medium in the cavity 7, the base of the cavity 7 is closed by a partition 11. The conical surfaces of the lid 8 contribute to the condensate flowing out into the cavity 7, and the slope in the partition 11 facilitates the outflow of the liquid medium 13 from the cavity 7.

Claims (1)

Формула изобретени  Магнитожидкостиое уплотнение вертикального вала, содержащее установленныйSUMMARY OF THE INVENTION A magnetically fluid vertical shaft seal comprising в корпусе магнитный узел в виде посто нного магнита с полюсными приставками, крышку корпуса, уплотн емые зазоры, заполненные магнитной жидкостью, и газовую полость между уплотн емой жидкой средой и магнитной жидкостью, отличающеес  тем. что, с целью повышени  надежности уплотнени  при вводе вала сверху, оно снабжено кольцевой перегородкой , установленной на крышке со стороны уплотн емой среды с гарантированным зазором и наклоном относительно вала, обеспечивающим слив жидкой среды, а такжеin the housing, a magnetic assembly in the form of a permanent magnet with pole attachments, a housing cover, sealing gaps filled with magnetic fluid, and a gas cavity between the fluid being sealed and the magnetic fluid, characterized in that. that, in order to increase the reliability of the seal when introducing the shaft from above, it is equipped with an annular partition mounted on the lid on the side of the medium being sealed with a guaranteed clearance and tilt relative to the shaft, which allows draining of the liquid medium, and 00 установленным на валу отбойником, магнитный узел размещен на торцевой поверхности крышки, внутренн   поверхность последней выполнена конической с вершиной конуса со стороны полюсной приставки, газова  полость образована внутренней поверхностью крышки и валом, отбойник размещен в зоне газовой полости, при этом поверхность вала между отбойником и кольцевой перегородкой выполнена конической , обращенной основанием конуса в сторону уплотн емой среды.a chipper installed on the shaft, the magnetic assembly is placed on the end surface of the cover, the inner surface of the latter is made conical with the apex of the cone on the side of the pole attachment, the gas cavity is formed by the inner surface of the cover and the shaft, the chipper is placed in the gas cavity, and the shaft surface between the chipper and the annular the partition is made conical, facing the base of the cone in the direction of the sealing medium.