Магнитожидкостный герметизатор

производства компании ООО НПВП "Феррогидродинамика" (г. Николаев, Украина)

   В природе жидкости слабо взаимодействуют с магнитным полем. Однако возможность управления жидкостью оказалась настолько привлекательной с точки зрения решения различных технических задач, что чуть более 50 лет назад были разработаны искусственные сильномагнитные жидкости, представляющие собой коллоидный раствор наночастиц ферромагнетиков в несущей жидкости. Изначально на их основе планировались создание магнитоуправляемого ракетного топлива и надежных систем герметизации в условиях невесомости. И действительно, магнитная жидкость была впервые применена в космосе для герметизации шлемов скафандров, в которых американские астронавты высадились на Луну. Впоследствии магнитные жидкости нашли широкое применение в промышленности и в первую очередь в составе уплотнительных систем.

    Магнитожидкостный герметизатор (МЖГ) представляет собой кольцеобразную конструкцию, состоящую из постоянных магнитов и прижатых к их полюсам магнитопроводов – полюсных наконечников, охватывающих вал. Магнитное поле замыкается через вал и зазоры между полюсными наконечниками и валом, удерживая в них магнитную жидкость. Этот слой магнитной жидкости, являясь своеобразным жидким сальником, полностью занимает зазоры, обеспечивая практически 100 % герметичность, и удерживает перепад давлений.
    МЖГ эффективны при уплотнении вакуума, а также для защиты технологического оборудования (в первую очередь подшипниковых узлов) от капельной и мелкодисперсной влаги, от пыли и грязи, в том числе от абразивных сред любой степени дисперсности а также для предотвращения выбрасывания паров и капель масла из подшипниковых узлов с жидкой смазкой наружу.
    Традиционно для этих целей используются как контактные, так и бесконтактные уплотнения различных конструкций (сальниковые, манжетные, лабиринтные, щелевые, торцовые и т.д.), которые, однако, не способны обеспечить полную герметичность защищаемого узла. Причем их возможности по повышению степени герметичности практически исчерпаны. Бесконтактные уплотнения по своей сути не могут работать без утечек. Контактные уплотнения не задерживают мелкодисперсные частицы парогазовых смесей. Их работоспособность значительно снижается при эксплуатации на изношенном оборудовании. В любом случае ресурс контактных уплотнений невелик и зачастую не соответствует требованиям, предъявляемым в настоящее время к технологическим процессам и промышленной безопасности для безотказной работы оборудования в период между капитальными ремонтами. Современным решением является использование магнитножидкостных герметизаторов. Они работают как в статике, так и в динамике, и обладают целым рядом преимуществ:
    • обеспечивают практически полное отсутствие утечек герметизируемой среды;
    • фактически не изнашиваются и имеют низкие энергетические потери вследствие чисто жидкостного трения;
    • не нуждаются в смазке;
    • имеют высокую надежность и долговечность ввиду отсутствия движущихся частей;
    • просты в обслуживании и ремонте.

   Недостатком МЖГ является сравнительно небольшой диапазон области их применения. Он связан со свойствами рабочего тела – магнитной жидкости. Все жидкие основы при температурах свыше 150ºС интенсивно испаряются; при уплотнении жидких сред возможно гидродинамическое перемешивание уплотняемой среды и магнитной жидкости, а при высоких линейных скоростях в зазоре (>30 м/с) магнитные силы становятся сопоставимы с центробежными и происходит «выброс» магнитной жидкости из зазора.
Расширить область применения герметизаторов можно путем разработки магнитожидкостных герметизирующих комплексов (МЖГК), где в качестве вспомогательного уплотнения может использоваться любое традиционное уплотнение. Главной задачей является разработка такой конструкции, где достоинства основного и вспомогательного уплотнения бы суммировались, а недостатки – нивелировались.
    Как правило, МЖГ и МЖГК изготавливаются в габаритах штатного уплотнения и могут выполняться разъемными в осевой плоскости для обеспечения возможности монтажа на штатное место без разборки подшипникового узла.

    За более 25 лет существования наш партнёр, ООО НПВП "Феррогидродинамика" разработало, изготовило и внедрило почти 4000 МЖГ для самого различного оборудования химической, нефтеперерабатывающей промышленности, металлургии и энергетики. В настоящее время герметизаторы успешно эксплуатируются на около 200 предприятиях России, Украины, Беларуси, Казахстана, Узбекистана, Польши, Молдовы, Эстонии и др.
На заводах, где было внедрено 100 и более МЖГ, был проведен авторский надзор за их эксплуатацией. Его анализ свидетельствовал об увеличении ресурса подшипниковых узлов в 4-5 раз и как минимум в два раза снижении количества ремонтов. Эти данные были изучены в АО "ВНИИНЕФТЕМАШ", который и раньше проводил мониторинг МЖГ, и на их основании было принято решение об увеличении степени защиты электродвигателей до IP55 для привода вентиляторных градирен и до IP65 для привода аппаратов воздушного охлаждения при комплектации электродвигателей МЖГ, разработанных в ООО НПВП "Феррогидродинамика". Магнитожидкостные герметизаторы, выпускаемые НПВП "Феррогидродинамика", условно можно разбить на три класса и ряд подклассов:

1. МЖГ для уплотнения газов, паров, капель:
    • для защиты подшипниковых узлов от капельной и мелкодисперсной влаги;
    • для защиты отдельно стоящих подшипников скольжения крупных электрических машин и механизмов;
    • для герметизации валов мешалок химических аппаратов, даже при значительных биениях вала.

2. МЖГ для защиты от твёрдых частиц (способность магнитной жидкости выбрасывать наружу попадающих в рабочий зазор немагнитных частиц делает МЖГ одним из немногих типов уплотнений, эффективно работающих в условиях сильной запыленности или при уплотнении сыпучих материалов):
    • для защиты подшипниковых узлов вентиляторов (например, крупных вентиляторов в цехах электролиза алюминия либо шахтных вентиляторах главного проветривания);
    • для защиты от мелкодисперсных сыпучих сред (например, на подвесках мельницы типа "Раймонд" для мелкодисперсного размола серы);
     • для защиты подшипниковых узлов поворотных редукторов угледобывающих и проходческих комбайнов.

3. МЖГ для вакуумной техники:
    • вакуумные МЖГ, широко распространённые в электронной промышленности, особенно в вакуумных вводах установок металлизации, в технологических лазерах, водокольцевых вакуумных насосах.

НПВП "Феррогидродинамика" имеет богатый опыт сотрудничества с различными предприятиями и решения широкого круга производственных задач. Многие из созданных магнитожидкостных герметизаторов уникальны, другие же стали серийными и электродвигатели комплектуются ими уже на производстве. Все МЖГ показывают хорошие результаты и способствуют оптимизации работы предприятий в целом.

Контакты НПВП "Феррогидродинамика":
Украина, 54001, г. Николаев, ул. Большая Морская, 45/5, а/я 3
Тел./факс: +38 (0512) 37-44-65, Тел.: +38 (0512) 37-45-52, 37-42-63
E-Mail: ferrohydrodynamicagmail.com
http://fhd.nikolaev.ua/ru/about/

Для заказа МЖГ Вы также можете связаться с нами.
СКТБ КАСКАД, Московский офис:
109147, г. Москва, ул. Марксистская, д. 34, корп. 4
тел./факс: +7 (495) 911-03-29, 912-08-16
infosktbkaskad.ru