PL191261B1

PL191261B1 - Vertical shaft seal employing ferromagnetic sealing liquid

Info

Publication number: PL191261B1
Application number: PL344815A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2006-04-28
Also published as: PL344815A1

Abstract

Uszczelnienie wału pionowego za pomocą cieczy magnetycznej zawierające korpus, magnesy trwałe, wielokrawędziowe nabiegunniki, tuleję kołnierzową i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że we wgłębieniu korpusu (4) umieszczony jest zwornik, (7) na którym spoczywa para magnesów trwałych (5) i (6) spolaryzowanych osiowo a do nich przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki (8) i (9) w postaci tulei kołnierzowych zaopatrzonych w występy uszczelniające usytuowane na ich powierzchniach walcowych zaś pomiędzy nabiegunnikami (8) i (9) jest usytuowana cienkościenna część stopniowanej tulei (2), a szczeliny utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (8) i (9) i walcowymi powierzchniami cienkościennej części stopniowanej tulei (2) są wypełnione cieczą magnetyczna (10).Vertical shaft seal with magnetic fluid containing body, magnets durable, multi-edged pole pieces, flange bushing and magnetic fluid, characteristic in the body cavity (4) there is a keystone (7) on which it rests a pair of polarized (5) and (6) permanent magnets axially and the multi-edge ones adjoin them pole pieces (8) and (9) in the form flange bushings provided with lugs seals located on their surfaces cylindrical and between the pole pieces (8) and (9) a thin-walled part is situated stepped sleeve (2) and slots formed between the sealing lips of the pole pieces (8) and (9) and cylindrical surfaces the thin-walled part of the stepped sleeve (2) are magnetic liquid filled (10).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie wału pionowego za pomocą cieczy magnetycznej przeznaczone dla urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.The subject of the invention is a vertical shaft seal with a magnetic liquid intended for devices operating in a gas environment or in high vacuum conditions.

Znane jest z opisu patentowego SU 1 173 121 uszczelnienie ferromagnetyczne wału pionowego, które składa się z magnesu trwałego i nabiegunników umieszczonych w obudowie oraz z tulei kołnierzowej, osadzonej na wale. Jeden z nabiegunników i kołnierz tulei mają stożkowe powierzchnie boczne o tym samym nachyleniu. Szczeliny zawarte pomiędzy występami uszczelniającymi na powierzchniach stożkowymi kołnierza i jednego z nabiegunników oraz między występami drugiego nabiegunnika i tuleją wypełnione są cieczą magnetyczną utrzymywaną w tych szczelinach przez pole magnetyczne, wytwarzane przez magnes trwały.A ferromagnetic seal for a vertical shaft is known from the patent description SU 1 173 121, which consists of a permanent magnet and pole shoes placed in the housing, and a flanged sleeve mounted on the shaft. One of the pole shoes and the sleeve flange have conical side surfaces with the same slope. The gaps between the sealing projections on the conical surfaces of the flange and one of the pole pieces and between the projections of the other pole piece and the sleeve are filled with a magnetic fluid held in these gaps by a magnetic field generated by a permanent magnet.

Znane jest ze zgłoszenia patentowego P - 317 781 uszczelnienie ferromagnetyczne wału pionowego zawierające korpus, magnesy trwałe, nabiegunnik z występami uszczelniającymi, ciecz magnetyczną oraz tuleję kołnierzową osadzoną na wale. Pomiędzy kołnierzem tulei kołnierzowej a korpusem usytuowana jest obudowa uszczelnienia. W obudowie tej umieszczona jest, co najmniej jedna para spolaryzowanych osiowo magnesów trwałych, przy czym jeden z magnesów skierowany jest biegunem S względem czoła kołnierza tulei, a drugi biegunem N względem tego czoła lub odwrotnie. Wielokrawędziowe występy rozmieszczone są na powierzchni czołowej kołnierza bezpośrednio pod biegunami magnesów, tworząc wraz z częścią kołnierza nabiegunniki. Ponadto powierzchnie czołowe kołnierza i obudowy uszczelnione są dodatkowo za pomocą uszczelnienia labiryntowego, usytuowanego w obudowie uszczelnienia i kołnierzu tulei po zewnętrznej stronie magnesów.From the patent application P-317 781 a ferromagnetic vertical shaft seal is known, comprising a body, permanent magnets, a pole piece with sealing lips, a magnetic liquid and a flanged sleeve mounted on the shaft. A seal housing is located between the flange of the flanged sleeve and the body. The housing houses at least one pair of axially polarized permanent magnets, one of the magnets pointing towards the S pole in relation to the face of the sleeve flange, and the other towards the N pole in relation to this face or vice versa. The multi-edge projections are arranged on the face of the flange directly below the poles of the magnets, forming pole pieces together with part of the flange. Moreover, the faces of the flange and the housing are additionally sealed by a labyrinth seal arranged in the seal housing and the sleeve flange on the outside of the magnets.

W innej wersji wykonania wynalazku w obudowie uszczelnienia umieszczony jest, co najmniej jeden spolaryzowany promieniowo magnes trwały, a korzystnie para magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo. Magnesy zwrócone są ku sobie jednoimiennymi biegunami S lub N. Wielokrawędziowe występy rozmieszczone są na powierzchni czołowej obudowy uszczelnienia lub na powierzchni czołowej kołnierza tulei w bezpośrednim sąsiedztwie magnesów oraz pomiędzy nimi.In another embodiment of the invention, the seal housing houses at least one radially polarized permanent magnet, preferably a pair of radially polarized permanent magnets. The magnets face each other with identical S or N poles. The multi-edge protrusions are arranged on the face of the seal housing or on the face of the sleeve flange in the immediate vicinity of and in between the magnets.

Istota uszczelnienia według wynalazku zawierającego korpus, magnesy trwałe, wielokrawędziowe nabiegunniki, tuleję kołnierzową i ciecz magnetyczną polega na tym, że we wgłębieniu korpusu umieszczony jest zwornik na którym spoczywa para magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo a do nich przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych zaopatrzonych w występy uszczelniające usytuowane na ich powierzchniach walcowych pomiędzy nabiegunnikami jest usytuowana cienkościenna część stopniowanej tulei, a szczeliny utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i walcowymi powierzchniami cienkościennej części stopniowanej tulei są wypełnione cieczą magnetyczną.The essence of the seal according to the invention, comprising a body, permanent magnets, multi-edge pole shoes, a flanged sleeve and a magnetic liquid, consists in the fact that in the body cavity there is a keystone on which a pair of axially polarized permanent magnets rests, and multi-edge pole pieces in the form of collar sleeves with protrusions are attached to them. a thin-walled part of the stepped sleeve is located on their cylindrical surfaces between the pole pieces, and the gaps formed between the sealing projections of the pole pieces and the cylindrical surfaces of the thin-walled part of the stepped sleeve are filled with magnetic fluid.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym uszczelnienie wału pionowego z zastosowaniem cieczy magnetyczne w przekroju osiowym.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing showing a vertical shaft seal with the use of a magnetic fluid in an axial section.

Na węższej części wału 1 jest osadzona stopniowana tuleja 2 uszczelniona na wale 1 pierścieniem uszczelniającym 3 typu „O” zaś na szerszej części wału 1 jest usytuowany korpus 4 w którego wgłębieniu usytuowany jest zwornik 7. Korpus 4 wykonany jest z materiału niemagnetycznego. Na zworniku 7 spoczywa spolaryzowana osiowo para magnesów trwałych 5 i 6 usytuowanych w ten sposób, że jeden z nich skierowany jest biegunem S, a drugi biegunem N względem dna wgłębienia lub też biegun S i N skierowane odwrotnie. Do magnesów 5 i 6 przylegają Wielokrawędziowe nabiegunniki 8 i 9 w postaci tulei kołnierzowych zaopatrzonych w występy uszczelniające, które znajdują się na ich dłuższych powierzchniach walcowych, przy czym występy uszczelniające w nabiegunniku 8 wykonane są na jego zewnętrznej powierzchni walcowej, zaś w nabiegunniku 9 występy uszczelniające wykonane są na jego wewnętrznej powierzchni walcowej. Pomiędzy nabiegunnikami 8 i 9 jest usytuowana cienkościenna część stopniowanej tulei 2, a szczeliny utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 8 i 9 i walcowymi powierzchniami cienkościennej części stopniowanej tulei 2 są wypełnione cieczą magnetyczną 10.On the narrower part of the shaft 1 there is a stepped sleeve 2 sealed on the shaft 1 with an O-type sealing ring 3, and on the wider part of the shaft 1 there is a body 4 in the recess of which the armature 7. The body 4 is made of a non-magnetic material. The armature 7 rests on an axially polarized pair of permanent magnets 5 and 6, positioned with one of them facing the S pole and the other with the N pole towards the cavity bottom, or the S and N pole facing the opposite way. The magnets 5 and 6 are adjoined by the multi-edge pole pieces 8 and 9 in the form of flange sleeves provided with sealing projections on their longer cylindrical surfaces, the pole piece 8 being sealed on its outer cylindrical surface, and the pole piece 9 by sealing lips are made on its internal cylindrical surface. A thin-walled part of stepped sleeve 2 is disposed between the pole pieces 8 and 9, and the gaps formed between the sealing projections of the pole pieces 8 and 9 and the cylindrical surfaces of the thin-walled part of the stepped sleeve 2 are filled with magnetic fluid 10.

Podczas pracy wału zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez magnesy trwałe 5 i 6, zwornik 7, nabiegunniki 8 i 9, cienkościenną część stopniowanej tulei 2 i ciecz magnetyczną 10, a siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną 10 w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 8 i 9 i walcowymi powierzchniami cienkościennej części stopniowanej tulei 2, zapewniając szczelność.During shaft operation, the closed magnetic circuit is formed by permanent magnets 5 and 6, the armature 7, pole pieces 8 and 9, the thin-walled part of the stepped sleeve 2 and the magnetic fluid 10, and the magnetic field forces keep the magnetic fluid 10 in the gaps formed between the sealing lips of the pole pieces 8 and 9 and cylindrical surfaces of the thin-walled portion of stepped sleeve 2, ensuring tightness.

Claims

Patent claim

Vertical shaft sealing by means of a magnetic liquid containing a body, permanent magnets, multi-edge pole shoes, a collar sleeve and a magnetic liquid, characterized in that in the body cavity (4) there is a jumper (7) on which a pair of permanent magnets (5) and ( 6) axially polarized and adjacent to them are multi-edge pole pieces (8) and (9) in the form of flanged sleeves provided with sealing projections located on their cylindrical surfaces, and between the pole pieces (8) and (9) there is a thin-walled part of the stepped sleeve (2), and the gaps formed between the sealing lips of the pole pieces (8) and (9) and the cylindrical surfaces of the thin-walled portion of the stepped sleeve (2) are filled with a magnetic fluid (10).