MXPA04001469A - Sello magnetico mejorado. - Google Patents

Sello magnetico mejorado.

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MXPA04001469A
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L Deweese Michael
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436Pressing means
    • F16J15/3444Pressing means by magnetic attraction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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Abstract

La invencion consiste de un sello para sellar un arbol giratorio (1) al alojamiento (2). El sello tiene un estator (10) y un rotor (50), acoplados magnetica y mecanicamente. El acoplamiento mecanico es provisto por medio de la hendidura, anular de entrelazamiento (54) provista sobre un componente y una cara de brida (21) sobre el otro componente. El acoplamiento mecanico permite que los dos componentes se interconecten, una vez que se excede un intervalo de movimiento libre predeterminado del rotor (50). El estator (10) y el rotor (50) tambien estan acoplados mecanicamente por medio de una pluralidad de imanes (61) colocados ya sea sobre uno del estator (10) o el rotor (50). Despues que se excede el intervalo predeterminado, el rotor (50) se desliza a lo largo del arbol (1) mientras que el estator (10) permanece fijo, manteniendo un sello durante el movimiento axial del arbol giratorio (1).

Description

SELLO MAGNETICO MEJORADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con sellos magnéticos para árboles giratorios y en particular sellos magnéticos que permiten el movimiento axial del eje. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sellos magnéticos han probado ser confiables para uso en árboles giratorios. Los sellos magnéticos tienen un anillo estacionario, denominado en la presente como estator y un anillo giratorio denominado en la presente como rotor. El estator está en general fijo al alojamiento del árbol y no gira con el árbol . El rotor gira en general con el árbol . El estator y el rotor se tocan por medio de caras de contacto, lo que proporciona el sello entre el estator y el rotor. Obviamente, las caras de contacto están sujetas a fuerzas fricciónales. Se emplean varios métodos para mantener el sello entre las caras de contacto. Medios magnéticos son un método utilizado para mantener las caras de contacto del estator y el rotor en contacto por medio de las fuerzas de atracción de imanes permanentes . Los imanes pueden estar colocados ya sea sobre el estator o el rotor, los imanes interactúan con materiales ferrosos en el componente opuesto. Las características de los sellos magnéticos son mostradas en la Ref.: 154121 patente norteamericana No. 5,078,411 expedida a Adams, incorporada en la presente por referencia. Como se muestra en la patente de Adams, los imanes pueden estar colocados ya sea sobre el estator (figura 7) o el rotor (figura 4) . Un sello magnético mejorado es mostrado en la patente norteamericana No. 5,730,477 expedida a Dawson. Esta patente revela un anillo interno "flotante" sobre el estator, el cual ayuda a mantener a las caras de contacto en contacto, en presencia de una inclinación del árbol o desalineación del árbol. Sin embargo los sellos magnéticos de la técnica previa no han tratado la cuestión de mantener la relación apropiada entre las caras de contacto en presencia del movimiento axial del árbol. Por ejemplo, en las referencias de Adams o Dawson, se utiliza un diseño de estator/rotor de dos componentes que, cuando ocurre un movimiento axial del árbol, puede dar como resultado pérdida de sello a medida que el estator y el rotor se separan. Otro problema con los sellos magnéticos de dos componentes es el potencial de que las caras de contacto sean dañadas. Para efectuar un sello, las caras de contacto son rectificadas a altas tolerancias, tales como 0.00025 mm -0.000127 mm (0.00001 - 0.00005 pulgadas). En el montaje, es posible que el instalador, raye, rasguñe o dañe de otra manera las caras de contacto. Esto puede ocurrir fácilmente ya que el instalador tiene acceso a ambas caras.
Un problema final con los sellos magnéticos es que algunos componentes de los sellos pueden estar unidos al árbol giratorio con juntas tóricas elastoméricas . Con el paso del tiempo, estas juntas tóricas pueden estar expuestas al calor y otras tensiones y las juntas tóricas se pueden adherir o semi -pegarse al árbol, presentando problemas durante períodos de movimiento axial del árbol . OBJETOS DE LA INVENCIÓN Es por consiguiente un objeto de la presente invención proporcionar un sello magnético giratorio que permita el movimiento axial ilimitado del árbol ya sea en una dirección u otra, sin separación del sello. Es un objeto de la presente invención proporcionar un sello magnético de estator/rotor de una sola unidad. Es un objeto de esta invención proporcionar un sello magnético de estator/rotor de una sola unidad, fácilmente instalable, sin la necesidad de manguitos, collarines impulsores u otros dispositivos para asentar el sello al alojamiento del árbol. Es un objeto de la invención proporcionar un sello magnético en donde las caras de contacto estén protegidas durante la instalación. Es también un objeto de esta invención proteger las caras de contacto de la exposición a contaminantes durante los modos de operación y espera de las máquinas en las que está instalado.
Es otro objeto de la invención instalar libremente juntas tóricas del rotor durante periodos de movimiento axial del árbol . La presente invención consiste de un estator y un rotor, acoplados magnética y mecánicamente. El acoplamiento mecánico es provisto por medio de una hendidura anular de entrelazamiento provista sobre un componente y una cara de brida sobre el otro componente . El acoplamiento mecánico permite que los dos componentes estén interconectados, una vez que se excede un intervalo de movimiento libre del rotor. Después que se excede el intervalo predeterminado, el rotor se desli2a a lo largo del árbol, en tanto que el estator permanece fijo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra una sección transversal a través de una modalidad de la invención, la versión expuesta del rotor. La figura 2 muestra una sección transversal a través de otra modalidad de la invención, el estator está expuesto. La figura 3 muestra una sección transversal a través de otras modalidades de la versión expuesta del estator de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Modalidad 1 - Rotor expuesto Estator Por propósitos de de iniciones, movimiento axial significa en una dirección a lo largo del árbol, mientras que transversal o radial significa en una dirección perpendicular al árbol . Se considera que todas las juntas tóricas son "medios de sello" y es preferido que estén construidas de Vitón. La invención consiste de un estator 10 y rotor 50 acoplados magnética y mecánicamente. Tanto el estator 10 como el rotor 50 son anillos que tienen perforaciones ligeramente mayores que el árbol al cual serán acoplados. Una modalidad es mostrada en la figura 1. Se muestran el estator 10 y el rotor 50. En esta modalidad, el rotor 50 está colocado al exterior del alojamiento 2. El rotor 50 circunda el árbol giratorio 1. El estator 10 es una pieza de dos componentes, que comprende un adaptador 11 del alojamiento y una cara estacionaria 12. La cara estacionaria 12 y el adaptador 11 del alojamiento están acoplados mediante la junta tórica 13. En esta modalidad, el adaptador del alojamiento es de acero ferromagnético 17-4PH, mientras que la cara estacionaria es de acero endurecido tratado térmicamente 17-4ph. La cara estacionaria 12 puede "flotar" con respecto al adaptador 11 del alojamiento, como se revela en la patente norteamericana 5,730,447, incorporada en la presente por referencia. La cara estacionaria 12 tiene una cara de contacto 12A, rectificada a tolerancias muy altas (tal como plana en el intervalo de 0.000584 mm (0.000023 pulgadas)). La cara de contacto 12A puede estar recubierta por ejemplo con silicatos, óxidos de titanio, estelita de cromo o nitruros de titanio. El adaptador 11 del alojamiento es asentado en la abertura 4 del alojamiento del árbol y retenido en la abertura 4 del alojamiento del árbol durante la operación de asentamiento de la junta tórica 14 en una hendidura 15 en el adaptador del alojamiento. La hendidura 15 puede tener una hendidura 16 de línea media debajo de la hendidura 15 (una "hendidura en hendidura" ) ; la hendidura 16 permite que la junta tórica 15 sea colocada en la hendidura 15 para "fluir" o ser comprimida a la hendidura de línea media 16, restringiendo así la capacidad de la junta tórica para deslizarse dentro de la hendidura 15, lo que es bien conocido en la técnica; alternativamente, la hendidura 15 podría ser formada para resistir el deslizamiento de la junta tórica, tal como la forma semicircular de la hendidura, como se revela en la patente 5,730,447 (ambas configuraciones son denominadas como la "configuración anti-deslizante" ) . El adaptador 11 del alojamiento tiene un primer reborde 17 y un segundo reborde 18. Cuando el adaptador 11 del alojamiento está instalado, el segundo reborde 18 está empalmado contra el exterior del alojamiento del árbol y el primer reborde 17 se separa del alojamiento del árbol por una distancia del espesor del segundo reborde 18. El primer reborde 17 proporciona así una superficie de agarre que puede ser usada para ayudar en la separación del sello instalado montado de la abertura 4 del alojamiento del árbol.
El adaptador 11 del alojamiento también tiene un anillo circunferencial vertical 20 que se extiende axialmente con una brida anular 21 que se extiende transversalmente del anillo 20. Como se muestra, la brida anular 21 se extiende transversalmente hacia afuera, sin embargo, una extensión hacia adentro también serviría para la función propuesta para esta pieza, como se describe posteriormente en la presente. Rotor El rotor 50 gira con el árbol y está acoplado al árbol 1 por medio de una junta tórica 51 colocada en una hendidura anular 52. Esta junta tórica 51 también sella el rotor 50 contra el árbol 1. Sin embargo, el diámetro de la junta tórica 51 es ligeramente menor que el ancho de la hendidura 52. En una modalidad presente, el ancho de la hendidura es aproximadamente 0.010 mayor que el diámetro de la junta tórica, después de la compresión de la junta tórica en la hendidura. El rotor 50 también tiene la cara de contacto 53 del rotor, que se acopla con la cara de contacto 12A del estator, para sellar las superficies del estator/rotor . Esta junta tórica 51/52 no debe ser de la configuración anti-deslizante, ya que se desea que el rotor 50 se deslice a lo largo del árbol 1, para tomar en cuenta el desgaste en las caras de contacto, lo que sucede con el paso del tiempo. La superficie de contacto 53 del rotor está en general compuesta de una composición de tetrafluoroetileno (TFE o politetrafluoroetileno (PTFE) o teflón) , grafito de carbono y material de cerámica (inclusive) . El rotor 50 tiene una hendidura 54 anular que es extiende axialmente, que es sustancialmente el perfil de sección transversal complementario del anillo axial 20 y la brida anular 21, pero ligeramente ampliada (en la presente, los perfiles difieren por 0.010, proporcionando una cierta cantidad de "juego" entre la hendidura anular 54 y el anillo 20 (el intervalo de movimiento libre del rotor) . La cantidad de juego es predeterminada y no debe ser tan grande para alterar la capacidad de los imanes para mantener conjuntamente las caras de contacto. La forma de hendidura anular complementaria da como resultado un extremo de brida o resalto 55 sobre el extremo de la hendidura anular 54 del rotor, como se describe posteriormente en la presente, que funcione en conjunción con una brida 21 sobre el anillo axial 20 del estator 10. Este resalto 55 está diseñado para acoplarse mecánicamente con el anillo axial 20 del estator y la brida 21 después que se excede un intervalo de movimiento libre del rotor 50. El sello 100 es montado mediante el entrelazamiento del estator 10 y el rotor 50 a una unidad mediante el entrelazamiento de la hendidura anular 54 del rotor con el anillo del estator 20. Este entrelazamiento requiere ya sea flexibilidad en la hendidura anular del rotor o compresibilidad en el anillo/brida del estator. Se ha encontrado que al utilizar un material no magnético de carbono/Teflón (PTFE) /cerámica, compuesto, sintético, para la construcción del rotor, se puede proporcionar una flexibilidad apropiada. Un material encontrado apropiado es 700HP, disponible de GSF Plastics, Houston, Texas. Este material es también apropiado para la cara de contacto del rotor, permitiendo mediante esto que todo el rotor esté construido en una sola pieza. El rotor 50 tiene una serie de cavidades 60 que se extienden axialmente. Colocados en estas cavidades se encuentran imanes permamentes 51, en general de composición de tierras raras, conocidos en la técnica, tales como samario cobalto. El número y tamaño de los imanes deben ser suficientes para mantener una relación de sellado entre las caras de contacto. La colocación de los imanes 61 de materiales no magnéticos proporciona el beneficio de no alterar el campo de flujo producido por los imanes. Alternativamente, un anillo magnético podría ser usado en lugar de una pluralidad de imanes. Los imanes 61 son enlazados con epoxi al rotor. Sin embargo, cuando se usa una composición del rotor de material sintético, la adherencia con epoxi al rotor puede ser problemática. Para solucionar este problema, los canales para epoxi 99 son fresados al rotor 50, extendiéndose desde los fondos de las cavidades a la cara opuesta del rotor 50, con los canales que tienen una forma ligera de embudo en el extremo opuesto de la cavidad. Es importante que el canal de la cavidad tenga una porción superior de área de sección transversal más grande que la abertura del canal a la cavidad (el fondo del canal) . El espacio adicional de la porción superior resistirá la separación del tapón de epoxi que formará el canal y conservará el imán unido al fondo del tapón de epoxi. El epoxi colocado en estos canales 99 se pondrá en contacto y adherirá los imanes 61 y mediante esto mantendrá el imán 61 en la cavidad 60, resistiendo el movimiento del imán mediante la "cabeza de epoxi" en el extremo de embudo del canal 99. Un epoxi apropiado es 3 -DP 190, disponible de 3M Corporation. Como se puede ver, el estator/rotor pueden ser montados en la fábrica y embalados al sitio de instalación como una unidad 100. De esta manera, las caras de contacto 12A/53 no están expuestas, protegiendo así las caras de los daños por el instalador. En el sitio, la unidad de sello 100 es colocada sobre el árbol 1 y es deslizada a su posición final. Debido a que el estator/rotor están sellados contra el alojamiento/árbol respectivamente mediante juntas tóricas, el sello es relativamente fácil de instalar y una máquina de prensa no es necesaria.
Operación El sello 100 como se describe permite el movimiento axial del árbol como sigue. A. Movimiento hacia afuera Si el árbol 1 se mueve hacia afuera del alojamiento 1, el rotor 50 se moverá inicialmente hacia afuera con el árbol, pero los imanes atraerán otra vez el rotor a un contacto con el estator. Para el primer grado de movimiento (en el intervalo de 0.025 cm (10/1000 pulgadas)), el rotor se desliza fácilmente a lo largo del árbol (la junta tórica permanece estacionaria sobre el árbol, puesto que el diámetro de la junta tórica es 0.025 cm (10/1000 pulgadas) más pequeño que el ancho de la hendidura. Si el movimiento del árbol excede la separación entre la junta tórica 51 y el ancho 52 de la hendidura anular (en general mayor de 0.025 cm (0.01 pulgadas)), la junta tórica 51 se pondrá en contacto con las paredes laterales de la hendidura 52 y el rotor se deslizará otra vez axialmente, a condición de que la junta tórica se deslice en la hendidura 52. Se ha encontrado que una fuerza de cierre magnética de aproximadamente 0.21 - 0.28 Kilogramos fuerza/centímetro cuadrado (3 - 4 libras/pulgada cuadrada) es suficiente para superar las fuerzas de fricción de la junta tórica para hacer deslizar axialmente el rotor sobre el árbol. Sin embargo, por razones a ser descritas, se prefiere una fuerza de cierre (en la cara de contacto) de 0.63 - 0.77 Kilogramos fuerza/centímetro cuadrado (9 - 11 libras/pulgada cuadrada) . La fuerza de cierre más grande es preferida por la siguiente razón. Una vez que el sello está colocado sobre el árbol, la junta tórica 51 está expuesta al calor y es puede pegar al árbol del motor. Si la junta tórica se adhiere al árbol, la junta tórica, al ser puesta en contacto con la pared lateral de la hendidura 52 por medio de un movimiento suficiente del árbol, no se deslizará. Cuando esto ocurre, el rotor deja de seguir o imitar el movimiento axial hacia afuera del árbol, dando como resultado una abertura de separación entre las caras de contacto. Un movimiento adicional del árbol hacia afuera de más de 0.025 cm (0.01 pulgadas) provocará que el "juego" entre el rotor y el estator sea absorbido o eliminado, mediante lo cual la hendidura/resalto del rotor se pone en contacto con la brida del anillo vertical. En el contacto, el rotor está ahora acoplado mecánicamente al estator y no puede moverse adicionalmente hacia afuera y como resultado, la junta tórica adherida será liberada, permitiendo que el rotor se desliza otra vez sobre el árbol. Sin embargo, ahora el rotor está separado del estator por 0.025 cm (0.01 pulgadas), con una reducción resultante en las fuerzas magnéticas de cierre. Con el diseño actual, esta separación de 0.025 cm (0.01 pulgadas) debe reducir las fuerzas de cierre a aproximadamente 60% de aquellas del presente, cuando las caras de contacto se están tocando o una reducción de aproximadamente 0.70 Kilogramos fuerza/centímetro cuadrado (10 libras/pulgada cuadrada) a una fuerza de cierre de aproximadamente 0.28 Kilogramos fuerza/centímetro cuadrado (4 libras/pulgada cuadrada). Cómo se indica anteriormente, una fuerza de 0.28 Kilogramos fuerza/centímetro cuadrado (4 libras/pulgada cuadrada) es suficiente para atraer conjuntamente las caras de contacto y mediante esto separar mecánicamente el anillo/brida del estator de la hendidura/resalto del rotor. El presente arreglo permite que el rotor se deslice sobre el árbol y en general mantiene un sello. Y aún cuando la junta tórica se adhiere, el presente arreglo está diseñado para liberar la junta tórica adherida (con movimiento suficiente del árbol) por medio de un acoplamiento mecánico del estator/rotor, reduciendo mediante esto las fuerzas fricciónales y de tal manera que la fuerza magnética de cierre es suficiente para acoplar magnéticamente (tal como se distingue del acoplamiento mecánico de la geometría de hendidura de anillo/anular) y traer conjuntamente las caras de contacto. La cara estacionaria 12 del estator se deslizará axialmente a través del adaptador 11 del alojamiento, bajo la operación de los imanes . Con un movimiento suficiente del árbol, el extremo 55 de brida de la hendidura anular se pondrá en contacto con la brida anular axial- 21. En este punto, el estator/rotor están acoplados mecánicamente como una unidad. El movimiento adicional hacia afuera del árbol dará como resultado una de dos posibilidades: (a) la unidad acoplada se moverá axialmente con el árbol o (b) el rotor 50 se deslizará sobre el árbol 1, mientras que el adaptador 11 del alojamiento permanece estacionario en el alojamiento. Debido a que las fuerzas de fricción que mantienen el estator 10 en el alojamiento son mayores que las fuerzas de fricción que mantienen el rotor 50 sobre el árbol (debido al área superficial de la junta tórica más grande sobre la junta tórica del alojamiento del estator y la configuración antideslizante de esta junta tórica) , el resultado es que el rotor 50 se desliza a lo largo del eje del árbol con el adaptador 11 del alojamiento que permanece estacionario. B. Movimiento hacia adentro Si el árbol se mueve hacia adentro, el estator y el rotor están acoplados mecánicamente por medio del contacto entre las caras de contacto del rotor y el estator y el rotor se debe deslizar sobre el árbol, aún si la junta tórica del rotor está adherida al árbol. Cuando la junta tórica se adhiere al árbol, el movimiento del árbol hacia adentro, si es suficiente, liberará la junta tórica por medio de una fuerza cortante. En ambos casos (movimiento del árbol hacia adentro, movimiento del árbol hacia adentro) , las caras de contacto siguen siendo en general una superficie de sello y las juntas tóricas alrededor del alojamiento y el árbol continuarán selladas. En el movimiento hacia afuera con una junta tórica adherida, se puede perder un sello por un corto tiempo, ya sea hasta que el árbol regresa hacia adentro o hasta que el movimiento adicional del árbol hacia afuera libera la junta tórica. En la mayoría de los casos operacionales, el movimiento axial del árbol será temporal y cualquier pérdida de sello debe dar como resultado poca o nada de pérdida de fluido a través de las caras de contacto, particularmente en un ambiente tipo salpicaduras. Adicionalmente , la hendidura anular y anillo/brida de entrelazamiento proporcionan un aspecto adicional . La geometría de estos aspectos da como resultado un laberinto, proporcionando protección adicional a las superficies de contacto de los contaminantes. Como se contempla, se considera que el sello expuesto del rotor es mejor para una aplicación de compartimiento de salpicaduras o niebla, en contraposición a una aplicación inundada. Como se puede ver, en un ambiente inundado, la presión hidráulica hacia afuera será colocada sobre las caras de contacto, tendiendo a separar las caras de contacto. Así, la geometría del rotor/estator proporciona un medio para acoplar el estator y el rotor y la diferencia en las fuerzas de fricción que mantienen el estator y el rotor proporciona un medio para permitir que el rotor se mueva con el estator que permanece fijo. También es posible que el estator permanezca fijo, simplemente con un ajuste a presión del adaptador del alojamiento al alojamiento o al utilizar una geometría del alojamiento y adaptador del alojamiento apropiada. Sin embargo, en estos casos, el sello global será más difícil de instalar. Modalidad 2 - estator expuesto Estator La figura 2 muestra otra modalidad, una que tiene el rotor 50 en el alojamiento 2 del árbol, en tanto que el estator 10 está expuesto. Como antes, el estator 10 es un componente de múltiples piezas. Como se muestra en la figura 2, el estator 10 es un componente de tres piezas, una cara estacionaria 12, un adaptador 16 de cara estacionaria y un adaptador 11 del alojamiento. Como se muestra, el adaptador 12 de cara estacionaria y el adaptador 11 del alojamiento están acoplados por medio de una junta torrea. En el montaje, un adhesivo, tal como tipo cerradura, puede ser colocado en el área circunferencial de la junta del adaptador 11 del alojamiento y el adaptador 16 de la cara estacionaria, en la región 40 entre la junta tórica y la superficie externa. Adicionalmente, la perforación interna del adaptador del alojamiento contiene dos bridas en cascada; una primera área 44 de brida, sobre la cual el adaptador 16 de la cara estacionaria se empalma y una. segunda área 45 de brida, la cual crea una hendidura anular 20 cuando el adaptador 11 del alojamiento y el adaptador 16 de la cara estacionaria están montados. Esta hendidura anular 20 tiene una pared lateral 91 que actúa como un resalto de entrelazamiento, que se entrelazará con una brida 90 sobre el rotor 50, descrito posteriormente. En algunas instancias, puede ser deseable unir fijamente el adaptador 16 de cara estacionaria al adaptador 11 del alojamiento, tal como mediante prensado de laminación de la junta 69 entre estos dos componentes (véase figura 3) . El adaptador 11 del alojamiento es acoplado al alojamiento 2 por medio de una configuración de junta tórica anti-deslizante, descrita previamente. Ya que el estator 10 es ahora el componente expuesto, el adaptador 11 del alojamiento tiene ahora la pared externa con doble reborde (reborde 51 y reborde 52) , proporcionando la brida de soporte apropiada para una separación fácil de un sello instalado. Este arreglo de doble reborde no es requerido para la operación del sello. Una pluralidad de imanes 61 son colocados en cavidades 60 en el adaptador 16 de cara estacionaria. Otra vez, los imanes 61 son enlazados mediante epoxi a las cavidades 60 en el adaptador 16 de cara estacionaria y se pueden usar los canales para epoxi 99. En la configuración de rotor expuesto, un material preferido para el adaptador 11 del alojamiento y el adaptador 16 de la cara estacionaria es un material noa magnético de bronce. Cuando se usa un adaptador de cara estacionaria de bronce, los imanes serán ajustados a presión a las cavidades sin epoxi. La cara estacionaria 12 es ahora un anillo anular separado, colocado sobre una brida circunferencial 77, de frente al árbol, sobre el adaptador 16 de cara estacionaria. Un lado de la cara estacionaria 12 contiene la cara de contacto 12A del estator y toda la cara estacionaria está compuesta de un material compuesto resistente al calor, sintético, deslizable, tal como un compuesto de material de tetrafluoroetileno (TFE) grafito de carbono y cerámica o cerámica rellena con Teflón/vidrio. La cara estacionaria 12 se fija al adaptador 16 de cara estacionaria con epoxi. Para ayudar a la resistencia de retención del epoxi, la porción de la cara estacionaria 12, que se pondrá en contacto con el adaptador 16 de cara estacionaria, puede ser grabada (o atacada por ácido) para crear más área superficial . Otros materiales compuestos apropiados son conocidos en la técnica. Rotor El rotor 50 es un anillo anular y está acoplado al árbol 1 por medio de una junta tórica 51. Colocado en la hendidura anular 52. No se desea usar la configuración de junta tórica/hendidura anti-deslizante . Como en la configuración expuesta del rotor, la junta tórica es aproximadamente 0.025 cm (10/1000 pulgadas) más pequeña (después de la compresión en la hendidura) que la hendidura anular en la cual está colocada. El rotor 50 tiene una brida transversal circunferencial 80, la cual, cuando el rotor 50 está montado con el estator 10, viaja en una hendidura anular 90 formada entre el adaptador 16 de cara estacionaria y el adaptador 11 del alojamiento. La unidad combinada 100 está diseñada para tener un cierto grado de espacio o "juego" entre la brida 80 del rotor y el adaptador 11 del alojamiento. El rotor 50 tiene una cara de contacto 53 que se desliza sobre y crea un sello deslizante con la cara de contacto 12A del estator. Como se puede ver, la brida transversal circunferencial 80 permite que el rotor 10 y el estator 50 sean combinados en una unidad en la fábrica y montados embalados, protegiendo así las caras de contacto de los daños. El rotor 50 está compuesto de acero inoxidable ferromagnético 17-4ph. Operación Cuando el estator 10 y el rotor 50 están montados e instalados, un sello 100 de entrelazamiento (estator y rotor entrelazados) es otra vez creado, permitiendo un movimiento ilimitado del árbol. Por ejemplo, a medida que el árbol 1 se mueve axialmente hacia afuera, el rotor 50 se deslizará sobre el árbol 1, mientras que el estator 50 permanece estacionario con respecto al alojamiento 2. Las fuerzas de fricción que mantienen el adaptador 11 del alojamiento del estator al alojamiento 2 y las fuerzas de fricción que mantienen el adaptador 16 de la cara estacionaria al adaptador 11 del alojamiento son mayores que aquellas que mantienen el rotor 50 sobre el árbol 1. Para un movimiento hacia fuera, el rotor se deslizará sobre el árbol, manteniendo el contacto entre las caras de contacto del rotor/estator. Si la junta tórica se adhiere al árbol, el rotor es forzado a seguir el árbol y la junta tórica será liberada por las fuerzas cortantes. Para un movimiento del árbol axial hacia adentro menor de aproximadamente 0.025 cm (0.010 pulgadas), las caras de contacto del rotor 50 y el estator permanecerán en contacto, ya que el rotor se deslizará axialmente sobre el árbol por medio de las fuerzas magnéticas. Para un movimiento del árbol de más de aproximadamente 0.025 cm (0.010 pulgadas) , el mantenimiento del contacto o sello entre las caras de contacto dependerá de la junta tórica para deslizarse. Si la junta tórica está libre para deslizarse, los imanes crean fuerzas de cierre suficientes para superar las fuerzas de fricción de la junta tórica y continuarán atrayendo el rotor hacia el estator, manteniendo mediante esto el contacto y sello entre las caras de contacto del estator/rotor. Si la junta tórica se adhiere al árbol, el movimiento del árbol hacia adentro, más allá de 0.025 cm (0.010 pulgadas) dará como resultado que el espacio se abra entre las caras de contacto. El movimiento adicional del árbol hacia adentro, en exceso del "juego" de 0.0125 cm (0.010 pulgadas) provocará entonces que la brida del rotor se ponga en contacto con la pared lateral de la hendidura, creando una fuerza cortante sobre la junta tórica pegada, liberando la junta tórica, lo que permite que el rotor se deslice de manera adicional axialmente sobre el árbol, permitiendo así que los imanes atraigan la cara de contacto del rotor al contacto y sello con la cara de contacto del estator. En circunstancias de operación normales, tal movimiento del árbol es usualmente transitorio y de corta duración y de aquí la pérdida de sello por un corto período de tiempo (hasta que la junta tórica está libre para deslizarse) es usualmente tolerable. El sello expuesto del estator es apropiado para un ambiente inundado, con neblina o de salpicaduras. En un ambiente inundando, la presión hidráulica sobre la cara del rotor simplemente aplicará presión de compresión sobre las caras de contacto, ayudando a la función de sellado. Otras configuraciones del sello expuesto del estator son mostradas en la figura 3. Los números identificas componentes similares. Como se puede ver de la figura 3, la "brida" sobre el rotor 50 es un espesamiento del rotor 50 en una dirección transversal. Cuando se usa en la presente, se debe interpretar que "brida" incluye tal espesamiento. Como es fácilmente evidente, el estator 10 y el rotor 50 están acoplados mecánicamente por medio de la geometría de estos componentes. En el ambiente de rotor expuesto, el rotor tiene la hendidura anular, mientras que el estator tiene la brida de acoplamiento. En la modalidad de estator expuesto, el estator tiene la hendidura anular, mientras que el rotor tiene la brida. Obviamente, la colocación de la hendidura anular/brida sobre el estator/rotor puede ser intercambiada ya sea en una modalidad u otra. Adicionalmente, otros aspectos o geometrías de entrelazamiento pueden ser usados para producir el acoplamiento deseado. La capacidad de tomar en cuenta el movimiento axial del árbol es un beneficio en un modo de operación y en un modo de mantenimiento. Obviamente, la capacidad de movimiento del árbol, en tanto que se mantiene un sello contra el árbol, es benéfica. Sin embargo, los sellos presentes pueden permanecer en su lugar y efectuar una función de sellado si el motor necesita ser retirado del servicio y el árbol jalado para llevar a cabo mantenimiento. Aunque la presente invención ha sido descrita en términos de modalidades específicas, se anticipa que alteraciones y modificaciones de la misma serán evidentes sin duda para aquellos experimentados en la técnica. Por consiguiente, se propone que las siguientes reivindicaciones sean interpretadas de tal manera que cubran tales alteraciones y modificaciones a medida que entren en el espíritu y alcance de la invención. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante, para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un dispositivo para sellar un árbol giratorio y un alojamiento fijo, el dispositivo está caracterizado porque comprende un árbol anular y un rotor anular, el estator tiene medios de sello para formar un sello con el alojamiento, el rotor tiene medios de sello para formar un sello con el árbol, cada uno del rotor y el árbol tienen caras de contacto, el dispositivo tiene medios para acoplar mecánicamente el rotor al estator, de tal manera que el rotor se mueve axialmente, independientemente del estator por un intervalo predeterminado y una vez que se excede tal intervalo predeterminado, el movimiento axial del rotor es acoplado al movimiento axial del estator y por lo menos un imán que impulsa las caras de contacto conjuntamente, para formar un sello, cuando las caras de contacto del estator y el rotor están en contacto.
  2. 2. Un dispositivo para sellar un árbol giratorio y un alojamiento fijo, el dispositivo está caracterizado porque comprende un estator anular y un rotor anular, el estator tiene medios de sello para formar un sello con el alojamiento, el rotor tiene medios de sello para formar un sello con el árbol, cada uno del rotor y el estator tienen caras de contacto, el dispositivo tiene medios para acoplar mecánicamente el rotor al estator, para permitir que el rotor se deslice axialmente a lo largo del árbol y por lo menos un imán que impulsa las caras de contacto conjuntamente, para formar un sello, cuando las caras de contacto del estator y el rotor están en contacto.
  3. 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para acoplar mecánicamente incluyen una brida de entrelazamiento y brida anular, la brida colocad sobre uno del rotor o el estator, la hendidura anular está colocada sobre el otro del rotor o el estator.
  4. 4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la hendidura anular está colocada sobre el estator y la brida está colocada sobre el rotor.
  5. 5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la hendidura anular está colocada sobre el rotor y la brida está colocada sobre el estator.
  6. 6. Un dispositivo para sellar un árbol, giratorio y un alojamiento fijo, el dispositivo está caracterizado porque comprende un estator y rotor acoplados mecánicamente, cada uno del rotor y el estator tienen caras de contacto, el rotor está construido sustancialmente de un material resistente al calor, semi-flexible y por lo menos un imán colocado sobre el rotor, que impulsa las caras de contacto conjuntamente, para formar un sello entre el estator y el rotor, cuando las caras de contacto están en contacto.
  7. 7. Un dispositivo para sellar un árbol giratorio y un alojamiento fijo, el dispositivo está caracterizado porque comprende un estator y un rotor, el dispositivo tiene medios para acoplar mecánicamente el estator y el rotor, cada uno del rotor y el estator tiene una cara de contacto, por lo menos un imán para impulsar las caras de contacto conjuntamente, para formar un sello entre el estator y el rotor, cuando las caras de contacto están en contacto, los medios para acoplar mecánicamente el estator y el rotor forman un laberinto entre el estator y el rotor.
  8. 8. El sello de árbol de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de imanes son colocados en una cavidad del rotor, cada una de las cavidades tiene un canal para epoxi, que tiene un fondo que se abre a la cavidad, cada uno de los canales para epoxi tiene además una porción superior, en donde la porción superior es de un área de sección transversal más grande que el fondo y se coloca epoxi en el canal para epoxi, para retener los manes en las cavidades.
  9. 9. Un dispositivo para sellar un árbol giratorio y un alojamiento fijo, el dispositivo está caracterizado porque comprende un estator anular y un rotor anular, el estator tiene medios de sello para formar un sello con el alojamiento, el rotor tiene medios de sello para formar un sello con el árbol , cada uno del rotor y el estator tienen caras de contacto, el dispositivo tiene una hendidura anular colocada sobre uno del estator o el rotor y una brida colocada sobre el otro del estator o el rotor, la hendidura anular y la brida cooperan para acoplar mecánicamente el rotor al estator, de tal manera que el rotor se mueve axialmente, independientemente del estator, por un intervalo predeterminado y una vez que se excede el intervalo predeterminado, el movimiento axial del rotor es acoplado al movimiento axial del estator y por lo menos un imán que impulsa las caras de contacto conjuntamente, para formar un sello entre el estator y el rotor, cuando las caras de contacto están en contacto.
  10. 10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene una pluralidad de imanes .
  11. 11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la brida y la hendidura anular tienen perfiles de sección transversal sustancialmente complementarios.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003281291A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-23 Aes Engineering Limited Rotary seal
US20040227299A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Brian Simmons Magnetic bearing isolator
DE102004062445A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-22 Kaco Gmbh + Co. Kg Gleitringdichtung, insbesondere für Kraftfahrzeug-Kühlmittelpumpen
GB0428450D0 (en) * 2004-12-30 2005-02-02 Aes Eng Ltd Rotary seal 2
US8474826B2 (en) * 2005-04-29 2013-07-02 Eaton Corporation Hydrodynamic magnetic seal
US7267186B2 (en) * 2005-08-26 2007-09-11 Baker Hughes Incorporated Magnetic face seal for rock drill bit bearings
US8201830B2 (en) * 2005-10-31 2012-06-19 Petróleo Brasileiro S.A.—Petrobras Airtight magnetic seal for bearing casings
US20070194536A1 (en) * 2005-10-31 2007-08-23 Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras Airtight magnetic seal for bearing casings
US8038155B2 (en) * 2006-07-10 2011-10-18 Eaton Corporation Magnetically-controlled rotary seal
CN101392837B (zh) * 2007-09-18 2012-07-18 刘讯岐 对置型内定位磁力机械密封
WO2010118421A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Pixeloptics, Inc. Curable adhesive compositions
TW201204966A (en) 2010-07-23 2012-02-01 qi-yun Gong Magnetic fluid sealing device
TW201204965A (en) * 2010-07-23 2012-02-01 qi-yun Gong Sealing device
WO2013096117A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Aktiebolaget Skf Pressure resistant static and dynamic seal assembly and method
DE102012215887A1 (de) * 2012-09-07 2014-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung mit einer Gasdichtung
US10107121B2 (en) * 2012-12-05 2018-10-23 Pratt & Whitney Canada Corp. Carbon seal assembly
WO2015031474A1 (en) 2013-08-27 2015-03-05 Eaton Corporation Seal ring composite for improved hydrodynamic seal performance
US9714712B2 (en) 2014-08-15 2017-07-25 Eaton Corporation Hydrodynamic mating ring with integrated groove inlet pressure control
EP3245431B1 (en) * 2015-01-14 2019-11-13 Isomag Corporation Magnetic rotary seal with improved drain back
CN105333153B (zh) * 2015-12-01 2017-02-01 李富立 一种磁力轴密封装置及其加工方法
US20180017166A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-18 Magnetic Seal Corp. Rotary face seal with magnetic repelling loading
FR3063326B1 (fr) * 2017-02-27 2019-04-26 Safran Aircraft Engines Joint axial asservi comportant un dispositif magnetique de positionnement axial
GB2567137B (en) * 2017-09-04 2020-05-27 Aes Eng Ltd Bearing protector
US10732150B2 (en) 2017-09-07 2020-08-04 Windrock, Inc. Sensor having magnetic boundary seal
US10794493B2 (en) * 2017-09-18 2020-10-06 Hamilton Sunstrand Corporation Electromagnetic cartridge seal
CN209875954U (zh) * 2018-07-12 2019-12-31 韦富农 一种双动环、单定环互锁内压式密封装置
CN111412286B (zh) * 2020-03-27 2022-08-23 广州市昕恒泵业制造有限公司 双排磁力机械密封
US11473506B2 (en) * 2020-11-18 2022-10-18 Rolls -Royce North American Technologies Inc. Electromagnetic carbon seal system

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2913289A (en) 1956-04-19 1959-11-17 Magnetic Seal Corp Ball bearing and seal
US3050319A (en) 1956-05-22 1962-08-21 Magnetic Seal Corp Radially contacting seal with balancing sleeve
US2883212A (en) 1956-08-23 1959-04-21 City Nat Bank And Trust Compan Labyrinth type magnetic rotary seal
US3080170A (en) 1959-01-02 1963-03-05 Magnetic Seal Corp Seal providing for substantial axial movement
US3755870A (en) * 1971-12-20 1973-09-04 Entoleter Pressure retaining face seal and method
US3947944A (en) * 1974-09-12 1976-04-06 Borg-Warner Corporation Shaft seal unitized transfer fixture
US4795168A (en) 1987-09-10 1989-01-03 Durametallic Corporation Magnetic seal assembly
JPH01316568A (ja) * 1988-06-17 1989-12-21 Hitachi Metals Ltd 磁性流体用の磁石構造
DE3828363A1 (de) * 1988-08-20 1990-02-22 Mtu Muenchen Gmbh Dichtungseinrichtung
US5078411A (en) 1989-01-18 1992-01-07 Norman Geco Variable magnetic rotary seal
US4890941A (en) * 1989-04-14 1990-01-02 Durametallic Corporation Bearing protector with slinger ring
US4989883A (en) 1989-06-14 1991-02-05 Inpro Companies, Inc. Static and dynamic shaft seal assembly
US5158304A (en) 1990-01-23 1992-10-27 Inpro Companies, Inc. Captured rotor seal
US5093957A (en) * 1991-07-08 1992-03-10 Atr International, Inc. Compression fitting for use in a two-sided honeycomb panel
US5161804A (en) * 1991-07-09 1992-11-10 Inpro Companies, Inc. Magnetic seal
US5174583A (en) * 1991-08-08 1992-12-29 Orlowski David C Unitary bearing seal
US5181728A (en) * 1991-09-23 1993-01-26 General Electric Company Trenched brush seal
US5409240A (en) 1992-11-12 1995-04-25 Unilab Bearing Protection Company, Inc. Seal with self-lubricating contact surface
US5967524A (en) * 1993-05-21 1999-10-19 Jm Clipper Corporation Hybrid seal device
US5522601A (en) 1994-01-18 1996-06-04 Goulds Pumps, Incorporated Locking labyrinth sealing assembly
US5538029A (en) * 1995-04-17 1996-07-23 Henry Pratt Company Method for adjusting valve sealing engagement
US5498006A (en) * 1995-05-12 1996-03-12 Inpro Companies, Inc. Pinned unitary bearing seal
US5730447A (en) 1995-10-26 1998-03-24 Dawson; Stephen M. Self-aligning magnetic rotary seal
US6029978A (en) * 1996-09-17 2000-02-29 Seagate Technology, Inc. Grounding and conductivity improvement for ferrofluid seals
US5975536A (en) * 1997-09-30 1999-11-02 Rigaku/Usa, Inc. Rotary motion feedthrough with rotating magnet system
US6182972B1 (en) * 1998-05-22 2001-02-06 Isotech Of Illinois, Inc. Unitary bearing seal
US6485022B1 (en) * 2000-03-31 2002-11-26 Jm Clipper Corporation Metallic labyrinth seal

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Publication number Publication date
WO2003016755A2 (en) 2003-02-27
SE526534C2 (sv) 2005-10-04
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AU2010202534B2 (en) 2012-02-23
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SE0400324L (sv) 2004-04-13
US6805358B2 (en) 2004-10-19
CN1571896A (zh) 2005-01-26
BR0212190B1 (pt) 2011-09-20
BR0212190A (pt) 2006-05-23
US20030042684A1 (en) 2003-03-06
AU2008201294A1 (en) 2008-04-17

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