RU2582718C2

RU2582718C2 - Combined shaft seal

Info

Publication number: RU2582718C2
Application number: RU2014132407/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Сизов; Вячеслав Алексеевич Комельков; Василий Сергеевич Еловский; Михаил Александрович Колбашов
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-04-27
Also published as: RU2014132407A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to a combined sealing of shaft. Seal comprises a magnetic fluid and face seal, wherein first is made in form of a permanent magnet with pole attachments and ferromagnetic liquid in working gaps. In area of magnetic fluid seal moving bush fixed on shaft are installed and fixed sleeve from porous material with annular grooves on inner surface. Moving bush end is created with end seal and on side of high pressure there is a movable element made in form of bellows, one end of which is rigidly and tightly fixed sleeve is attached, and other end is rigidly and tightly relative to body.

EFFECT: invention increases compensated pressure drop.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в уплотнительной технике для герметизации вращающихся валов различных насосов перекачивающих жидкости, отличающиеся повышенной агрессивностью, а также в водяных насосах.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in sealing equipment for sealing the rotating shafts of various pumps transferring liquids, characterized by increased aggressiveness, as well as in water pumps.

Известны уплотнения, содержащие в одном корпусе торцовое уплотнение и магнитожидкостное. При этом магнитная жидкость для торцового уплотнения выполняет роль герметизации и смазки пары трения уплотнения.Known seals containing in one housing mechanical seal and magneto-liquid. In this case, the magnetic fluid for the mechanical seal performs the role of sealing and lubricating the friction pair of the seal.

Известно также комбинированное уплотнение по авт. св. 1093850, содержащее в зоне магнитожидкостного уплотнения установленную на валу подвижную втулку и неподвижную втулку из пористого материала с кольцевыми каналами на внутренней поверхности, образующую с валом бесконтактное уплотнение, а с торцом подвижной втулки - торцовое, при этом между торцом подвижной втулки полюсной приставки и корпусом со стороны высокого давления установлен эластичный элемент, к которому прикреплена неподвижная втулка (авт. св. СССР №1093850, кл. F16J 15/40. Комбинированное уплотнение вала. Авторы: Сизов А.П. и др., опубл. 1984, бюл. №19).Also known combination seal according to ed. St. 1093850, comprising a movable sleeve mounted on the shaft and a fixed sleeve of porous material with annular channels on the inner surface in the magneto-liquid seal area, forming a non-contact seal with the shaft, and an end seal with the end of the movable sleeve, between the end of the movable sleeve of the pole attachment and the housing with on the high pressure side, an elastic element is mounted to which a fixed sleeve is attached (ed. St. USSR No. 1093850, class F16J 15/40. Combined shaft seal. Authors: Sizov AP et al., publ. 1984, publication l. No. 19).

Недостатком уплотнения 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.The disadvantage of the seal is a decrease in the compensated pressure during the beating of the shaft due to a change in the size and shape of the end gap between the movable and fixed sleeves, the incomplete use of the energy of a permanent magnet to compensate for the pressure drop due to the larger value of the dispersion flux.

Целью изобретения является увеличение компенсируемого перепада давления.The aim of the invention is to increase the compensated differential pressure.

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 материала, имеющего кольцевые канавки на поверхности, обращенной к внутренней поверхности втулок, при этом с торцом создается торцовое уплотнение, а со стороны высокого давления установлен подвижный элемент, выполненный в виде сильфона, к одному из торцов которого жестко и герметично прикреплена неподвижная втулка, а другой конец его установлен жестко и герметично относительно корпуса.This goal is achieved by the fact that in the combined shaft seal containing the magneto-fluid and mechanical seals located in the housing, the first being made in the form of a permanent magnet with pole attachments and ferromagnetic fluid in the working clearances, a movable sleeve and a stationary sleeve mounted on the shaft are installed in the area of the magneto-liquid seal of porous material with annular grooves on the inner surface, and the movable sleeve is supported coaxially relative to the stationary sleeve by installing ki inside the bushings of the ring of antifriction material having annular grooves on the surface facing the inner surface of the bushings, an end seal is created with the end face, and a movable element made in the form of a bellows is installed on the high pressure side to one of the ends of which is rigid and tight a fixed sleeve is attached, and its other end is rigidly and tightly mounted relative to the housing.

На фиг. 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.In FIG. 1 shows a diagram of a device. The shaft 1, made of non-magnetic material, has a movable sleeve 2 fixed on it rigidly and hermetically, and a stationary sleeve 3 mounted on the shaft with a gap. The fixed sleeve 3 with its end is attached rigidly and hermetically to the end of the bellows 4, which is installed tightly and rigidly in the housing 5 between the wall of the housing and the pole attachment 6. The bushings 2 and 3 are made of magnetic cermet material. A ring 7 is introduced into the gap between the bushings, which forms an uneven gap inside the grooves into which this ring is mounted due to cutting grooves on the surface of the ring.

Магнитожидкостное уплотнение содержит, кроме того, полюсную приставку 8 и размещенный между приставками 6 и 8 магнит 9 (фиг. 1). Полость 10 заполнена ферромагнитной жидкостью, которая проникает в зазоры Б1; Б2; Б3 (фиг. 2).за счет действия магнитных сил. Комбинированное уплотнение в корпусе 5 зафиксировано нажимной крышкой 11.The magneto-liquid seal also contains a pole attachment 8 and a magnet 9 located between the attachments 6 and 8 (FIG. 1). The cavity 10 is filled with a ferromagnetic fluid, which penetrates the gaps B1; B2; B3 (Fig. 2). Due to the action of magnetic forces. The combination seal in the housing 5 is fixed by the pressure cap 11.

Уплотнение работает следующим образом.Sealing works as follows.

Перепад давления, действующий на уплотнение удерживается торцовым уплотнением, созданным подвижной 2 и неподвижной втулками 3, а также за счет взаимодействия кольца 7, с ферромагнитной жидкостью, находящейся в неравномерном рабочем зазоре Б2; Б3, пронизанном магнитным потоком Φ, 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 (фиг. 1).The pressure differential acting on the seal is held by the mechanical seal created by the movable 2 and the stationary sleeves 3, and also due to the interaction of the ring 7, with the ferromagnetic fluid located in the uneven working gap B2; B3, penetrated by a magnetic flux Φ created by a permanent magnet 9. The seal shaft is made of non-magnetic material, so most of it is concentrated in the gap between the bushings 2 and 3, participating in compensating for the differential pressure (Fig. 1).

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 торцовый 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 антикорозионного материала комбинированное уплотнение возможно использовать для герметизации агрессивных сред.When the shaft 1 rotates, the movable sleeve 2 rotates with it, in contact with the end face of the stationary sleeve 3 through the ferromagnetic fluid in the gap B1, thereby reducing the magnitude of the friction moment. Due to the implementation of the stationary sleeve of a porous material, for example, from cermets, the ferromagnetic fluid through the micropores enters the end gap, additionally lubricating the end pair of friction and the pair of ring-bushings. Ring 7 maintains the alignment of the stationary sleeve and the shaft, ensuring uniformity of the clearance B1, and prevents it from changing in size and shape when the shaft rotates. When the bellows and the shaft are made of anticorrosive material, the combined seal can be used to seal aggressive media.

Экономическая эффективность изобретения заключается в расширении его области применения за счет увеличения герметичности.The economic efficiency of the invention is to expand its scope by increasing the tightness.

Claims

A combined shaft seal containing magneto-liquid and mechanical seals located in the housing, the first being made in the form of a permanent magnet with pole attachments and ferromagnetic fluid in the working clearances, a movable sleeve and a stationary sleeve made of porous material with annular grooves mounted on the shaft are mounted on the shaft of the magneto-liquid seal the inner surface and the movable sleeve supported coaxially relative to the stationary sleeve due to the installation of antifriction rings inside the bushings of the material having annular grooves on the surface facing the inner surface of the bushings, while an end seal is created with the end of the movable sleeve, and a movable element made in the form of a bellows is installed on the high pressure side, to which one of the ends of the fixed sleeve is rigidly and hermetically attached and the other end is installed rigidly and tightly relative to the housing.