PL176494B1

PL176494B1 - Sealing arrangement with ferromagnetic liquid

Info

Publication number: PL176494B1
Application number: PL95309861A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1999-06-30
Also published as: PL309861A1

Abstract

The sealing with ferromagnetic liquid consists of at least two ring-shaped polar elements, axially separated with a polarized permanent magnet, and equipped with multi-edged projections located on the sealed shaft or its housing. Unique characteristics: The sealed shaft (1) has an internal hollow space (7), which accommodates the sliding ring-shaped polar elements (8 and 9) and the permanent magnet (10). The polar elements (8 and 9) are positioned inside the hollow space (7) to ensure, that the external cylindrical surfaces are placed exactly under the multi-edged projections (5) located on the shaft (1), or under the multi-edged projections (5a) on the internal cylindrical part of the housing (4). Moreover, the sealed shaft (1) and the housing (4) are made of a material with good magnetic permeability.

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie z cieczą ferromagnetyczną stosowane do uszczelniania wałów obrotowych, pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.The subject of the invention is a ferromagnetic fluid seal used to seal rotating shafts operating under pressure in a gas environment or in high vacuum conditions.

Znane z książki H. H. Buchter'a pt. Industrial sealing technology, John Willey i Sons, New York, 1979, rys. 7.20, uszczelnienie ferromagnetyczne wału składa się z osadzonych w komorze dławnicowej dwóch pierścieniowych nabiegunników, oddzielonych osiowo spolaryzowanym pierścieniowym magnesem trwałym. Szczeliny zawarte między nabiegunnikami i wykonanymi na wale wielokrawędziowymi występami, wypełnione są cieczą ferromagnetyczną.Known from the book by H. H. Buchter entitled Industrial sealing technology, John Willey and Sons, New York, 1979, fig. 7.20, ferromagnetic shaft seal consists of two ring pole pieces mounted in a stuffing box, separated by an axially polarized ring permanent magnet. The gaps between the pole pieces and multi-edged projections on the shaft are filled with a ferromagnetic liquid.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 159 631 uszczelnienie ferromagnetyczne wału ma dwa pierścieniowe magnesy trwałe umieszczone w komorze dławnicowej, każdy pomiędzy dwoma nabiegunnikami z wielokrawędziowymi występami na ich powierzchniach walcowych, jednym nabiegunnikiem wewnętrznym i drugim zewnętrznym. Szczeliny osiowe po strome wielokrawędziowych występów na wolnych końcach nabiegunników są wypełnione cieczą ferromagnetyczną. Nabiegunniki wewnętrzne są pierścieniami połączonymi z odpowiednimi tulejami, zewnętrzną osadzoną w komorze dławnicowej i wewnętrzną osadzoną na osi uszczelnianego wału, zaś nabiegunniki zewnętrzne są pierścieniami, z których jeden jest osadzony w tulei zewnętrznej, a drugi na tulei wewnętrznej. Ponadto w tulei zewnętrznej, na jej średnicy zewnętrznej i w tulei wewnętrznej na jej średnicy wewnętrznej oraz w nabiegunniku zewnętrznym, po stronie tulei zewnętrznej i w nabiegunniku zewnętrznym po stronie tulei wewnętrznej są wykonane gniazda pierścieni uszczelniających.The ferromagnetic shaft seal known from Polish patent specification No. 159 631 has two annular permanent magnets placed in the stuffing box, each between two pole pieces with multi-edge projections on their cylindrical surfaces, one inner and the other outer pole piece. The axial slots on the steep multi-edge projections at the free ends of the pole shoes are filled with ferromagnetic fluid. The inner pole pieces are rings connected to the respective sleeves, the outer one is embedded in the stuffing box and the inner one is mounted on the axis of the shaft to be sealed, while the outer pole pieces are rings, one of which is embedded in the outer sleeve and the other on the inner sleeve. Furthermore, seals for sealing rings are provided in the outer sleeve, on its outer diameter and in the inner sleeve, on its inner diameter, and in the outer pole piece on the outer sleeve side and in the outer pole piece on the inner sleeve side.

Istotą uszczelnienia z cieczą ferromagnetyczną według wynalazku jest to, że uszczelniany wał zaopatrzony jest w wewnętrzne wydrążenie, w którym umieszczone są suwliwie pierścieniowe nabiegunniki wraz z magnesem trwałym i tak są ustalone wewnątrz wydrążenia wału, że ich zewnętrzne powierzchnie cylindryczne usytuowane są dokładnie pod wielokrawędziowymi występami, znajdującymi się na wale lub na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej obudowy. Uszczelniany wał oraz obudowa wykonane są z materiału o dobrej przenikalności magnetycznej.The essence of the ferromagnetic fluid seal according to the invention is that the sealed shaft is provided with an internal cavity in which ring-shaped pole pieces are slidably placed with a permanent magnet, and they are fixed inside the shaft cavity so that their outer cylindrical surfaces are located exactly under the multi-edge projections, located on the shaft or on the inner surface of the cylindrical housing. The sealed shaft and the housing are made of a material with good magnetic permeability.

Zaletą uszczelnienia z cieczą ferromagnetyczną według wynalazku jest znaczne zmniejszenie gabarytów uszczelnienia w stosunku do tradycyjnego rozwiązania.The advantage of the seal with the ferromagnetic fluid according to the invention is a significant reduction in the dimensions of the seal in relation to the traditional solution.

Uszczelnienie według wynalazku jest przedstawione schematycznie w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półprzekrój uszczelnienia z występami na wale, a fig. 2 - ten sam półprzekrój z występami wykonanymi w obudowie.The seal according to the invention is shown schematically in the embodiment in which Fig. 1 shows a half section of the seal with projections on the shaft, and Fig. 2 the same half section with projections provided in the housing.

176 494176 494

Uszczelniany wał 1, wykonany z materiału o dobrej przenikalności magnetycznej, osadzony jest na łożyskach tocznych 2 i 3, które umieszczone są w obudowie 4. Na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej wału 1, pomiędzy łożyskami 2 i 3, wykonane są wielokrawędziowe występy 5. W szczelinach usytuowanych pomiędzy występami 5 a wewnętrzną powierzchnią obudowy 4, która wykonana jest z materiału o dobrej przenikalności magnetycznej, znajduje się ciecz ferromagnetyczna 6. Wał 1 zaopatrzony jest w wewnętrzne wydrążenie 7, w którym usytuowane są dwa pierścieniowe nabiegunniki 8 i 9, oddzielone osiowo spolaryzowanym magnesem trwałym 10. Zewnętrzne powierzchnie cylindryczne nabiegunników 8 i 9 znajdują się dokładnie pod wielokrawędziowymi występami 5, usytuowanymi na wałe 1 lub pod wielokrawędziowymi występami 5a, wykonanymi na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej obudowy 4. Magnes trwały 10, nabiegunniki 8 i 9, wał 1, ciecz ferromagnetyczna 6 i obudowa 4 tworzą zamknięty obwód magnetyczny. Siły pola magnetycznego utrzymują ciecz ferromagnetyczną 6 w szczelinach między występami 5 lub 5 a, stanowiąc bariery dla czynnika uszczelnionego. Ustalenie nabiegunników 8 i 9 w wydrążeniu 7 wału 1, odbywa się za pomocą pierścienia osadczego 11.The sealed shaft 1, made of a material with good magnetic permeability, is mounted on rolling bearings 2 and 3, which are housed in the housing 4. On the outer cylindrical surface of the shaft 1, between the bearings 2 and 3, multi-edge projections are made 5. between the projections 5 and the inner surface of the housing 4, which is made of a material with good magnetic permeability, there is a ferromagnetic liquid 6. The shaft 1 is provided with an internal cavity 7 in which there are two ring-shaped pole pieces 8 and 9, separated by an axially polarized permanent magnet 10. The outer cylindrical surfaces of the pole pieces 8 and 9 are located exactly under the multi-edge projections 5 located on the shaft 1 or under the multi-edge projections 5a, made on the inner surface of the cylindrical housing 4. Permanent magnet 10, pole pieces 8 and 9, shaft 1, ferromagnetic liquid 6 and the housing 4 form a closed magnetic circuit. The magnetic field forces keep the ferromagnetic fluid 6 in the gaps between the projections 5 or 5 a, thus acting as barriers for the sealed medium. The fixing of the pole pieces 8 and 9 in the hollow 7 of the shaft 1 is carried out by means of the snap ring 11.

176 494176 494

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A ferromagnetic liquid seal with at least two annular pole pieces separated by an axially polarized permanent magnet and provided with multi-edge projections on the sealed shaft or its housing, characterized in that the sealed shaft (1) is provided with an internal cavity (7) in which ring-shaped pole pieces (8 and 9) and a permanent magnet (10) are slidably positioned, while the pole pieces (8 and 9) are positioned inside the cavity (7) in such a way that their external cylindrical surfaces are located exactly under the multi-edge protrusions (5) located on the shaft (1) or under multi-edge protrusions (5a) made on the inner cylindrical surface of the housing (4), and furthermore the sealed shaft (1) and the housing (4) are made of a material with good magnetic permeability.