Комбинированное уплотнение вала Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

КОМБИНИРОВАННОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

М.А. Колбашов, доцент, к.т.н., А.П. Сизов, профессор, к.т.н., В.А. Комельков, начальник кафедры, к.т.н., В.С. Еловский, старший преподаватель, С.Ю. Сайбель, начальник факультета, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

г. Иваново

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в уплотнительной технике для герметизации вращающихся валов различных насосов перекачивающих жидкости отличающих повышенной агрессивностью, а так же в водяных насосах. Недостатком существующих уплотнений является уменьшение компенсируемого давления при биениях вала из-за изменения величины и формы торцового зазора между подвижной и неподвижной втулками, неполное использование энергии постоянного магнита для компенсирования перепада давления за счет большего значения потока рассеивания [1]. Целью изобретения является увеличение компенсируемого перепада давления.

Указанная цель достигается тем, что в комбинированном уплотнении вала, содержащем размещенные в корпусе магнитожидкостное и торцовое уплотнения, причем первое выполнено в виде постоянного магнита с полюсными приставками и ферромагнитной жидкостью в рабочих зазорах, в зоне магнитожидкостного уплотнения установлены закрепленные на валу подвижная втулка и неподвижная втулка из пористого материала с кольцевыми канавками на внутренней поверхности и подвижная втулка поддерживается соосно относительно неподвижной втулки за счет установки внутри втулок кольца из антифрикционного магнитного материала, на внешней поверхности которого обращенной к втулкам выполнены кольцевые канавки при этом с торцом подвижной втулки создается торцовое уплотнение, а со стороны высокого давления установлен сильфон, к которому жестко и герметично прикреплена неподвижная втулка.

На рисунке 1 представлена схема устройства. Вал 1 выполненный из немагнитного материала имеет подвижную втулку 2 закрепленную на нем жестко и герметично и неподвижную втулку 3 установленную на валу с зазором. Неподвижная втулка 3 своим торцом прикреплена жестко и герметично к торцу сильфона 4, который установлен герметично и жестко в корпусе 5 между стенкой корпуса и полюсной приставкой 6. Втулки 2 и 3 выполнены из магнитопроводного металлокерамического материала. В зазор между втулками введено кольцо 7 которое образует внутри проточек, в которое это кольцо установлено, неравномерный зазор за счет нарезки на поверхности кольца канавок.

1 г 9 10 7 3

Рис. 1. Схема устройства

Магнитожидкостное уплотнение содержит, кроме того, полюсную приставку 8 и размещенный между приставками 6 и 8 магнит 9 (рис. 1). Полость 10 заполнена ферромагнитной жидкостью которая проникает в зазоры Б1; Б2; Б3 (рис. 2) за счет действия магнитных сил. Комбинированное уплотнение в корпусе 5 зафиксировано нажимной крышкой 11.

Уплотнение работает следующим образом. Перепад давления, действующий на уплотнение удерживается торцовым уплотнением созданным подвижной 2 и неподвижной втулками 3, а так же за счет взаимодействия кольца 7, с ферромагнитной жидкостью находящейся в неравномерном рабочем зазоре Б2; Б3 пронизанным магнитным потоком ф созданным постоянным магнитом 9. Вал уплотнения выполнен из немагнитного материала поэтому большая его часть концентрируется в зазоре между втулками 2 и 3, участвуя в компенсации перепада давления (рис. 2).

I

Б2 БЗ

Рис. 2. Полость 10

При вращении вала 1 подвижная втулка 2 вращается вместе с ним, соприкасаясь с торцом неподвижной втулки 3 через ферромагнитную жидкость в зазоре Б1 благодаря этому обеспечивается снижение величины момента трения. За счет выполнения неподвижной втулки из пористого материала, например из металлокерамики ферромагнитная жидкость через микропоры поступает в торцовой зазор дополнительно смазывая торцовую пару трения и пару кольцо-

втулки. Кольцо 7 поддерживает соосность неподвижной втулки и вала обеспечивая равномерность зазора Б1 и предотвращает его изменения по величине и форме при вращении вала. При выполнении сильфона и вала из антикоррозионного материала комбинированное уплотнение возможно использовать для герметизации агрессивных сред. Экономическая эффективность изобретения заключается в расширении его области применения за счет увеличения герметичности.

Список использованной литературы

1. А.С. СССР №1093850 кл. Б 16 I 15/40 Комбинированное уплотнение вала. Авторы: Сизов А.П. и др. Опубл. 1984 Бюл. № 19.

2. Патент на изобретение № 2582718 Комбинированное уплотнение вала. Авторы Сизов А.П. и др. Опубл. 2016 Бюл. № 6.