DE3332818A1 - Dichtungsvorrichtung mit magnetischer fluessigkeit - Google Patents
Dichtungsvorrichtung mit magnetischer fluessigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit für die Abdichtung von relativ
zueinander bewegbaren Oberflächen von rotierenden Wellen, Hülsen, Buchsen und dergleichen zur Aufrechterhaltung einer
Druckdifferenz über den Dichtungen oder zur Verhinderung des Leckens eines Schmiermittels entlang den Oberflächen.
Bei relativ zueinander sich bewegenden Oberflächen, die geschmiert
werden sollen, ist es manchmal erforderlich, Dichtungen einzusetzen, um das Lecken eines Schmiermittels
oder eines Gases zu verhindern, oder um eine Druckdifferenz über den Dichtungen aufrechtzuerhalten, wobei eine der
Flächen, wie z. B. eine rotierende Welle, von einer Umgebung mit einem ersten Druck in eine zweite Umgebung
mit einem anderen Druck führt.
Für solche Dichtungen ist bereits vorgeschlagen worden, daß eine magnetische Flüssigkeit in den Spalt zwischen den
relativ zueinander, bewegbaren Flächen verwendet wird. Die magnetische Flüssigkeit enthält eine Trägerflüssigkeit,
wie Wasser, einen Kohlenwasserstoff, einen Fluorkohlenstoff
oder eine Fettsäure und Magnetteilchen, wie in den Träger eingemischtes Ferrit, und es wird diese Magnetflüssigkeit
in dem Spalt durch einen Magnetfluß gehalten, der durch einen oder mehrere Permanentmagneten erzeugt wird. In einer
solchen Dichtung mit magnetischer Flüssigkeit sind die relativ zueinander bewegbaren Flächen kaum einer Abnutzung
ausgesetzt, weil diese Flächen einander nicht unmittelbar berühren, wodurch die Lebensdauer der Dichtung im Vergleich
mit mechanischen Dichtungen beträchtlich erhöht ist. Zusätzlich bewirkt die magnetische Flüssigkeit eine positive
Dichtung. Infolgedessen wird die magnetische Flüssigkeit oft
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für Geräte verwendet, die in der Umgebung eines Hochvakuums
verwendet werden, wie z. B. ein Röntgengerät.
Dichtungsvorrichtungen mit magnetischer Flüssigkeit dieser
Art sind in der GB-PS 783 881 und in der US-PS 3 620 584 offenbart. In Figur 5 der GB-PS 783 881 ist eine Welle aus
magnetischem Material drehbar in ein Gehäuse eingepaßt. Mehrere ringförmige Permanentmagneten sind ander Innenfläche
des Gehäuses in Längsrichtung des Gehäuses hintereinander befestigt, wobei ringförmige Polstücke vorgesehen sind, von
denen jedes zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten gehalten ist. Zwischen jedem der Innenumfänge der Polstücke '
und der Außenfläche der Welle sind Dichtungsspaltei gebildet,
in denen die magnetische Flüssigkeit eingefangen oder zurückgehalten wird. Die beiden benachbarten Permanentmagneten
auf gegenüberliegenden Seiten jedes der Polstücke sind so angeordnet, daß ihre Polaritäten in bezug auf das Polstück
symmetrisch sind, d. h., die Permanentmagneten sind in der Folge "N•S-Polstück-S-.N-Polstück-N-S" angeordnet. Diese
Anordnung der Permanentmagneten ist die gleiche wie diejenige nach der später beschriebenen vorliegenden Erfindung.
Zusätzlich ist jeder Innenumfang der Polstücke abgeschrägt, so daß sich ein ringförmiger ansteigender Teil
in seinem in axialer Richtung der Polstücke liegenden Mittelteil ergibt, wodurch die gewünschte Konzentration des Magnetfeldes
erreicht wird. Der von einem der Magneten erzeugte Magnetfluß fließt durch eines der Polstücke, über einen der
Spalte und durch die Welle und zurück durch einen anderen Spalt und das Polstück zum Magneten, wodurch der Magnetflußkreis
geschlossen wird.
Die beiden magnetischen Flüsse, die von zwei benachbarten Permanentmagneten in jedem Polstück erzeugt werden, fließen
über jeden Spalt durch den ansteigenden Teil des Polstückes in gleicher Richtung, und infolgedessen stoßen die beiden
Magnetflüsse einander ab und laufen auseinander und bewirken
ein verhältnismäßig breites Magnetfeld zum Halten der magnetischen
Flüssigkeit im Spalt. Um ferner eine magnetische Sättigung der Polstücke zu verhindern, ist die Dicke jedes
Polstückes begrenzt, und es kann nicht eine sehr dünne Platte als Polstück verwendet werden.
Da somit die magnetische Flußdichte in den Spalten zwischen den Innenumfängen der Polstücke und der Außenfläche der rotierenden
Welle nicht sehr hoch ist, ist die Haltekraft für das Halten der magnetischen Flüssigkeit, die durch den jeden
Spalt durchsetzenden Magnetfluß erzeugt wird, nicht sehr groß. Um die Haltekraft zu vergrößern, ist es erforderlich, einen
oder mehrere Magneten mit starkem Magnetfeld zu verwenden oder eine Spalte von beispielsweise weniger als 20μ zu verwenden.
Infolgedessen ist es schwierig, die Dichtungsvorrichtung zusammenzusetzen,
um so enge Spalten zwischen den rotierenden Wellen und den Polstücken aufrechtzuerhalten. Wenn außerdem
die Anzahl der Permanentmagneten erhöht wird, um die Zahl der Barrieren zum Halten der Magnetflüssigkeit zu erhöhen, wird
die Dichtungsvorrichtung groß und sperrig.
In der US-PS 3 620 584 ist eine Dichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit zwischen zwei Kugellagern angeordnet,
wie es in Figur 5 der zugehörigen Zeichnung gezeigt ist. Die Flüssigkeits-Dichtungseinheit enthält einen ringförmigen
Permanentmagneten und zwei Polstücke an gegenüberliegenden Seiten des Magneten. Der Innenumfang jedes PolStückes ist konkav
in Form eines Dreieckes in radialem Schnitt des ringförmigen Polstückes ausgebildet, so daß zwei Messerkanten an gegenüberliegenden
Enden seines Innenumfanges in axialer Richtung der Dichtungseinheit gebildet werden. Magnetflüssigkeit wird in jedem
Spalt zwischen dem konkaven Umfang und einer rotierenden Buchse gehalten. In dieser Dichtungseinheit ist keine spezielle Vorrichtung
zum Konzentrieren des den Spalt durchsetzenden Magnetflusses vorgesehen, weshalb die Dichte des magnetischen Flusses
im Spalt nicht sehr hoch ist. Diese Art Dichtungseinheit kann nicht eine vollständige Dichtung bewirken, wenn eine große
Druckdifferenz zwischen zwei benachbarten Umgebungen aufrecht-
COPY
erhalten werden soll.
Um die wirksame Druckdifferenz zu erhöhen, können mehrere
Polstücke, von denen jedes eine Messerkante besitzt, die einen Dichtungsspalt gegenüber der rotierenden Buchse bildet,
an gegerüberliegenden Seiten des Permanentmagneten angeordnet
werden, wie es in Figur 6 gezeigt ist. In dieser Ausführung sind mehrere Dichtungsbarrieren für magnetische Flüssigkeit
in axialer Richtung der Buchse getrennt gebildet. Figur 7 der gleichen Patentschrift offenbart eine rotierende Buchse mit
mehreren Messerkanten zur Bildung mehrerer Dichtungsbarrieren für den gleichen Zweck wie die Dichtungsvorrichtung nach Figur
6.
In diesen bekannten Beispielen ist der Magnetfluß an den Messerkanten
der Polstücke oder der Buchse mittelmäßig konzentriert. Jedoch ist der Grad der Konzentration nicht hoch genug für
Dichtungsvorrichtungen zum Aufrechterhalten einer großen Druckdifferenz
bei nur einer kleinen Anzahl von Dichtungsbarrieren.
Ferner ist bei diesen bekannten Beispielen jede durch magnetische Flüssigkeit gebildete Barriere so ausgebildet, daß im wesentlichen
die gleiche Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Da aber jede Barriere nicht fest genug ist, wenn diese bekannten Beispiele in
der Umgebung eines Hochvakuums verwendet werden, ist es wahrscheinlich, ,daß Luft zwischen den aneinanderliegenden Barrieren
einer solchen Vorrichtung in die Vakuum-Umgebung hineinleckt. D. h., diese vorbekannten Beispiele können einen gewissen Grad
der Druckdifferenz als ganzes aufrechterhalten. Jedoch kann
zwischen benachbarten Barrieren gehaltene Luft in die Vakuum-Umgebung lecken. Infolgedessen kann mit den vorbekannten Beispielen
eine Hochvakuum-Umgebung nicht geschaffen werden.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Dichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit, in welcher ein örtlich starkes
Magnetfeld geschaffen wird durch eine Abstoßungskraft zwischen
COPY
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zwei verschiedenen Flußströmen, die durch das gleiche Polstück
fließen, wobei zwischen benachbarten Dichtungsbarrieren gehaltene Luft nicht in eine Vakuum-Umgebung leckt, wobei
die Kraft für die Haltung der magnetischen Flüssigkeit und zur Aufrechterhaltung einer hohen Druckdifferenz mit nur einer
geringen Anzahl von Dichtungsbarrieren erhöht ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Dichtung mit magnetischer Flüssigkeit
zur Abdichtung von relativ zueinander bewegbaren Elementen zur Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen einer Umgebung
mit niedrigem Druck, wie einer Vakuum-Umgebung, und einer Umgebung mit hohem Druck, wie einer atmosphärischen "Umgebung,
vorgesehen mit einem Gehäuse, einer Welle aus magnetischem Material, die in dem Gehäuse untergebracht ist und relativ zum
Gehäuse drehbar ist, mit mehreren Permanentmagneten, von denen jeder ein zentrisches Loch aufweist, daß von der Welle durchsetzt
ist, und die in dem Gehäuse koaxial zueinander und hintereinander so angeordnet sind, daß die Polarität von zwei gegenüberliegenden
Flächen zweier benachbarter Magnete gleich ist, und mit mehreren Polstücken, von denen jedes ein von der Welle
durchsetztes zentrisches Loch aufweist, wobei die Polstücke so angeordnet sind, daß jedes Polstück einem Permanentmagneten
benachbart ist. Dabei besitzt jedes Polstück an seinem das zentrische Loch bildenden Innenumfang wenigstens eine konkave
Nut, so daß in axialer Richtung der Welle mehrere Messerkanten gebildet werden, wobei zwischen jeder Messerkante und der Außenfläche
der Welle ein Dichtungsspalt gebildet ist, in welchem die magnetische Flüssigkeit eingefangen oder zurückgehalten
wird, um so eine Barriere zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz
zu bilden, und wobei die Dichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit so ausgebildet ist, daß die Dichte des den Spalt oder
der
eine Gruppe von Spalten, der (die) Umgebung mit niedrigem Druck benachbart ist (sind), durchsetzenden magnetischen Flusses viel höher ist als die Dichte des die anderen Spalten durchsetzenden magnetischen Flusses.
eine Gruppe von Spalten, der (die) Umgebung mit niedrigem Druck benachbart ist (sind), durchsetzenden magnetischen Flusses viel höher ist als die Dichte des die anderen Spalten durchsetzenden magnetischen Flusses.
DLc Art, die Anwendbarkeit bzw. Nützlichkeit und' weitere Merkmale
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der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten
Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung in einem Längsschnitt,
Figur 2A eine vergrößerte Teilansicht der ersten wesentlichen Teile nach Fig. 1 in einem Längsschnitt,
Figur 2B eine schematische Ansicht der Verteilung des Magnetflusses
in jedem Teil nach Fig. 2A,
Figur 3 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht der zweiten wesentlichen Teile nach Fig. 1, in einem Längsschnitt,
Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht einer anderen Ausführung der Erfindung in einem Längsschnitt.
Figur 1 zeigt eine magnetische Dichtungsvorrichtung M nach der Erfindung. Diese Vorrichtung besitzt ein zylindrisches Gehäuse
und eine rotierende Welle 2 aus magnetischem Material, die durch den Mittelteil des Gehäuses 1 in dessen axialer Richtung eingesetzt
ist. Das linke Ende der Welle 2 ist in einer Vakuum-Umgebung angeordnet, während sich das rechte Ende der Welle in einer
normalen atmosphärischen Umgebung befindet, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Das Gehäuse 1 ist mit einem zylindrischen Endteil
1a versehen, das von einer Endfläche des Gehäuses 1 koaxial vorspringt. In diesem Endteil 1a sind zwei Kugellager 3 und 4
angeordnet, und zwar in Positionen, die in axialer Richtung voneinander
entfernt sind, um die rotierende Welle 2 drehbar zu halten.
In dem Gehäuse 1 sind abwechselnd Jn Reihen in ihrer Achsrichtung
mehrere, rinaförrai tci Permanentmagneten 5, (), 7 und H und mehrere
COPY
ringförmige Polstücke 9, 10, 11, 12 und 13 angeordnet. Jeder Magnet und jedes Polstück besitzen ein zentrisches Loch,
durch dafe die Welle 2 hindurchläuft. Die Permanentmagneten 5-8
sind im allgemeinen so angeordnet, daß die Polarität zweier Magneten an gegenüberliegenden Seiten jedes Polstückes in bezug
auf jedes Polstück symmetrisch ist. D. h., die Polarität der
gegenüberliegenden Oberflächen zweier benachbarter Magnete ist einander gleich, d.h. im einzelnen, daß Magnete und Polstücke
aufeinanderfolgend.angeordnet sind, und zwar in der Folge
"Polstück-N-S-Polstück-S-N-Polstück".
Das Polstück 9 ist so angeordnet, daß seine linke Endfläche in
einer. Ebene mit der Endfläche des Planqes 1b des Gehäuses 1 liegt. Das Polstück besitzt ein Loch 9a in seinem Mittelteil,
durch das die Welle 2 hindurchläuft. Das Polstück 13, das am
rechten Ende des Gehäuses 1 angeordnet ist, besitzt eine Messerkante 13a an seinem Innenumfang.
Ferner sind zwischen dem Polstück 9 und dem Magneten 5 und zwischen
dem Polstück 13 bzw. der inneren Endfläche des Gehäuses 1 zwei Dichtungsringe 14 und 14 vorgesehen.
Die Innenumfänge der Polstücke 10, 11 und 12 sind jeweils mit
V-förmigen ringförmigen konkaven Nuten 10a, 11a und 12a versehen,
welche entsprechende Messerkanten 10b, 10c... 12c an den
FlanscheHpder den Enden der Innenumfänge in axialer Richtung des
Gehäuses 1 oder der Welle 2 bilden, wie es in den Figuren 1 ,·- 2a und 3 gezeigt ist. Zwischen den Messerkanten 10b, 10c, 11b,
11c, 12b, 12c und 13a und der zylindrischen pberflache der Welle
2 werden Dichtungsspalte g1, g2,... und g7 gebildet, in denen
magnetische Flüssigkeit eingefangen wird, um Dichtungsbarrieren zu bilden, welche die Druckdifferenz zwischen den oben genannten
Umgebungen auf den beiden Seiten der rotierenden Welle 2 bilden.
Die durch zwei benachbarte Permanentmagneten erzeugte Verteilung
COPY
j ο ο ζ. j I ΰ
des Magnetflusses ist in den Figuren 2D und 3 gezeigt. D. h.,
der Magnetfluß vom N-PoI des Permanentmagneten 6 auf der linken
Seite (Fig. 2B) durchsetzt die Messerkante 11b des Polstückes 11 und den Spalt g3 und fließt in die Oberfläche der Welle 2.
Andererseits durchsetzt der Magnetfluß vom N-PoI des Permanentmagneten
7 im Mittelteil (2B) die Messerkante 11c des Polstückes 11 und den Spalt g4 und fließt in die Welle 2 und dann durch den
Spalt g5 in die Messerkante 12b des Polstückes 12. Die von den beiden verschiedenen Magneten 6 und 7 im Polstück 11 erzeugten
beiden Magnetflüsse haben gleiche positive Polaritäten, und sie stoßen infolgedessen einander ab, so daß sie in Richtung der
Messerkanten 11b bzw. 11c getrennt und darauf konzentriert werden. Die Konzentration der beiden Magnetflüsse bewirkt eine Erhöhung
der Haltekraft für die Festhaltung der magnetischen Flüssigkeit in den Spalten g3 und g4.
In denvPolstück 12 stoßen der von dem Permanentmagneten 7 erzeugte
magnetische Fluß und der von dem Permanentmagneten 8 erzeugte magnetische Fluß einander ab, so daß diese voneinander
getrennt werden und auf die entsprechenden Messerkanten 12b und 12c des Polstückes 12 konzentriert werden. Infolgedessen
wird die Dichte des jeden Spalt durchsetzenden Magnetflusses sehr hoch, wodurch die Haltekraft für die magnetische Flüssigkeit
beträchtlich erhöht wird, wodurch ein Vakuum auf der linken Seite der Welle 2 vollständig aufrechterhalten wird. Auch wenn
die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß die Spalten verhältnismäßig
breit sind, beispielsweise 30-50μ, ist es möglich, eine verhältnismäßig große Druckdifferenz aufrechtzuerhalten, wodurch
die Anordnung der Welle 2 und jedes Polstückes erleichert wird. Auch wenn die Anzahl der zu verwendenden Permanentmagneten herabgesetzt
wird, ist es zusätzlich möglich, eine verhältnismäßig große Druckdifferenz beizubehalten, so daß nützliche Vorrichtungen
mit geringer Größe hergestellt werden können.
Figur 3 zeigt eine Verteilung des Magnetflusses in dem Bereich
neben der Vakuum-Umgebung auf dor linken Seite der Vorrichtung.
GOPY
Dor in flor am weitesten links liegenden Position der Magnet-
und Polstück-Anordnung angeordnete Magnet 5 besitzt eine größere magnetische Kraft als jeder andere Magnet 6 bis 8.
Der magnetische Fluß fließt so, wie es durch die Pfeile angezeigt ist, um sich in der Messerkante 10b zu konzentrieren.
D. h., der von dem N-PoI des Magneten 5 erzeugte Magnetfluß
durchsetzt den Spalt SQ und tritt in die Außenfläche der Welle
12 ein und durchsetzt dann den Spalt gi, um in das Polstück 10
einzutreten und zurück zum S-PoI des Magneten 5 zu gelangen. Zu dieser Zeit wird die Dichte des durch den Spalt g1 fließenden
Magnetflusses sehr hoch, so daß der Magnetfluß eine große Menge an magnetischer Flüssigkeit darin halten kann. Deshalb wird
in einem Raum S1 zwischen den benachbarten Spalten g1 und g2
gehaltene Luft wirksam daran gehindert, in einen Vakuum-Raum S10 zu fließen.
Allgemein gilt, daß die Dichtungsvorrichtung eine um so größere Druckdifferenz aufrechterhalten kann, je größer die Anzahl der
Barrieren ist. Die Dichtungsvorrichtung nach der vorliegenden
-7 _ Q
Erfindung kann ein Hochvakuum von 10 oder 10 torr erzeugen.
In der Dichtungsvorrichtung dieser Art ist es ein wesentliches Problem, daß die zwischen zwei Barrieren (entsprechend den Spalten
g1 und g7), die an den extremen Enden einer Barrierenanordnung gebildet sind, gehaltene Luft in den Vakuum-Raum S1Q lecken
kann.
Um dieses Problem zu lösen, ist nach der Erfindung die am weitesten links gelegene Barriere an dem Spalt g1, die dem
Vakuum-Raum S _ benachbart ist, viel stärker ausgebildet als die anderen Barrieren.
Es kann angenommen werden, daß die Dichtungsvorrichtung M
eine Druckdifferenz zwischen einem Hoch-Vakuum und einem Druck von einer Atmosphäre, d.h. also einen Druck von einer Atmosphäre,
aufrechterhalten kann. Die Dichtungsvorrichtung ent-
OOO/.J Io
hält sieben Barrieren und sechs Räume S1 -S-. zwischen den
I b
benachbarten Barrieren. Gemäß verschiedenen Experimenten hat sich gezeigt, daß jede Barriere höchstens eine gleiche Druckdifferenz
aufrechterhalten kann. D.h. in diesem Falle, daß jede Barriere eine Druckdifferenz von 1/7 atmosphärischem Druck
aufrechterhalten kann. Infolgedessen sind die Drücke der Räume
S1, S-, S3, S4, S , und S6 jeweils 1/7, 2/7, 3/7, 4/7, 5/7-,und
6/7 atmosphärische Drücke.
Wenn die Welle 2 gedreht wird, kann jede Barriere aufgrund der
Rotation der Welle 2 schwingen, wodurch in jedem Spalt enthaltene Luft in den benachbarten Raum lecken kann. In diesem Fall wird,
da die am weitesten links liegende Barriere am Spalt g1 stark genug ist, einen Druck 1/7 atmosphärischen Druck aufrechtzuerhalten,
das Lecken von Luft in die Vakuum-Umgebung aus jedem Spalt wirksam verhindert. Infolgedessen kann die Vorrichtung ein
Hoch-Vakuum erzeugen, ohne daß die Größe der Vorrichtung zunimmt.
Figur 4 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung. In dem Gehäuse 1 sind abwechseln} in Reihen in axialer Richtung zwei
ringförmige Permanentmagneten 20 und 21 angeordnet zusammen mit 3 Polstücken 22, 23 und 24. Jeder Magnet und jedes Polstück
besitzt ein zentrisches Loch, durch das die Welle 2 hindurchgeht. Die Magneten 20 und 21 sind so angeordnet, daß
der S-PoI des Magneten 20 dem S-PoI des benachbarten Magneten
21 über das Polstück 22 gegenüberliegt. Die Polstücke 22 und 23 besitzen eine Gruppe von Messerkanten 22a und 23a, wobei
jede Gruppe mehr als 2 Messerkanten besitzt. Eine Gruppe von Spalten g10 werden zwischen jeder Messerkante 22a und der Welle
2 gebildet, während eine Gruppe von Spalten g11 zwischen jeder
Messerkante 23a und der Welle 2 gebildet wird.
In dieser Ausführung fließt ein Magnetfluß so, wie es durch die Pfeile angezeigt ist. D. h., es fließt nur der Magnetfluß, der
von dem Nordpol des Magneten 21 erzeugt wird, durch das Polstück
3332318
2J, das auf der Seite der atmosphärischen Druckumgebung angeordne
ist. Jedoch durchsetzen die von beiden Magneten 20 und 21 erzeugten Magnet#flüsse parallel das Polstück 22, das dem
Vakuum-Raum S10 zugekehrt ist.
Wenn die beiden Polstücke 22 und 23 von gleicher Größe sind, ist die Dichte des die Spalte g10 durchsetzenden Magnetflusses
viel größer als diejenige des die Spalte g11 durchsetzenden
Magnetflusses. Infolgedessen wird magnetische Flüssigkeit ständig
in jedem Spalt g10 gehalten, um zwischen zwei benachbarten Barrieren, die durch die Spalte g10 gebildet sind, eingeschlossene
Luft zu verhindern, in den Vakuum-Raum S " zu lecken. Dies
führt zu einem Hoch-Vakuum ohne Zunahme der Größe der Dichtungsvorrichtung.
In Figur 1 besitzt jedes Polstück zwei Messerkanten. Jedoch können anstelle eines Polstückes mit zwei Messerkanten mehrere
Polstücke verwendet werden, die jeweils mehr als zwei Messerkanten besitzen, wie es in Figur 4 gezeigt ist.
Ferner besitzt in Figur 4 jedes Polstück mehr als zwei Messerkanten.
Jedoch können zwei Polstücke mit zwei Messerkanten, wie sie in Figur 1 gezeigt sind, durch das Polstück ersetzt
werden, wie es in Figur 4 gezeigt ist.
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Claims (6)
- J O .. -JPATENTANSPRÜCHEDichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit für die Abdichtung von relativ zueinander bewegbaren Elementen zur Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen einer Umgebung mit niedrigem Druck, wie einer Vakuum-Umgebung, und einer Umgebung mit hohem Druck, wie einer atmosphärischen Umgebung, mit einem Gehäuse, einer Welle aus magnetischem Material, die in dem Gehäuse untergebracht und relativ zum Gehäuse drehbar ist, mit mehreren Permanentmagneten, von' denen jeder ein zentrisches Loch aufweist, das von der Welle durchsetzt ist, und die in dem Gehäuse koaxial zueinander hintereinander so angeordnet sind, daß die Polarität von zwei gegenüberliegenden Flächen zweier benachbarter Magnete gleich ist, und mit mehreren Polstücken, von denen jedes ein von der Welle durchsetztes zentrisches Loch aufweist,' wobei die Polstücke so angeordnet sind, daß jedes Polstück einem Permanentmagneten benachbart ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück (10-12, 22, 23) an seinem das zentrische Loch bildenden Innenumfang wenigstens eine konkave Nut (10a-12a, 22a, 23a) besitzt, so daß in axialer Richtung der Welle (2) mehrere Messerkanten (10b, 10c-12b, 12c, 22b, 23b) gebildet werden, wobei zwischen jeder Messerkante und der Außenfläche der Welle ein Dichtungsspalt (g1-g6, g10, g11) gebildet ist, in dem magnetische Flüssigkeit eingefangen oder zurückgehalten wird, um so eine Barriere zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz zu bilden, und wobei die Dichtungsvorrichtung mit magnetischer Flüssigkeit so ausgebildet ist, daß die Dichte des den Spalt (g1) oder eine Gruppe von Spalten (g10) der (die) der Umgebung mit niedrigem Druck benachbart ist (sind), durchzusetzenden magnetischen Flusses viel höher ist, als die Dichte des die anderen Spalte (g2-g6, q11) durchsetzenden magnetischen Flusses.COPY* S>: :'··:'.":.*: 3332318
- 2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück (10-12) zwei Messerkanten (10b, 1Oc-I2b, 12c) besitzt, wobei der in der der Umgebung mit niedrigem Druck zunächst liegenden Position angeordneten Magnet (5) eine Magnetkraft besitzt, die viel größer ist als diejenige anderer Maaneten (6-8), so daß die Dichte des den Spalt (g1), der in der Umgebung mit niedrigem Druck zunächst liegenden Position liegt, durchs setzenden Magnetflusses viel größer ist als die Flußdichte der anderen Spalte (g2-g6).
- 3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück mehr als zwei Messerkanten besitzt, welche eine Gruppe von Messerkanten bilden, und daß der in der der Umgebung mit niedrigem Druck zunächst liegenden Position angeordnete Magnet eine Magnetkraft aufweist, die viel größer ist als diejenige anderer Magneten, so daß die Dichte des magnetischen Flusses, welcher eine Gruppe von Spalten durchsetzt, die zwischen dem die Gruppe von Messerkanten enthaltenden Polstück, welches in der der Umgebung mit niedrigem Druck zunächst gelegenen Position und der Außenfläche der Welle liegt, viel größer ist, als diejenige anderer Gruppen von Spalten.
- 4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Polstücke (22, 23) mit mehreren Messerkanten (22a) und zwei Permanentmagneten (20, 21) vorgesehen sind, zwischen denen eines der beiden Polstücke angeordnet ist, wobei sich das Polstück (22) zwischen den beiden Magneten (20, 2-1) in einer der Umgebung mit niedrigem Druck nähergelegenen Position als das andere Polstück (23) befindet.
- 5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück zwei Messerkanten besitzt.0 000010
- 6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück mehr als zwei Messerkanten (g10, g11) besitzt.
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