PL192715B1 - Głowica pomiarowa do badania ciśnienia przebicia uszczelnień z cieczą ferromagnetyczną - Google Patents

Abstract

1.Głowica pomiarowa do badania ciśnienia przebicia uszczelnień z cieczą ferromagnetyczną, posiadająca wałek łożyskowany w nieruchomej obudowie, wewnątrz której utworzona jest przestrzeń zamknięta, ograniczona - z jednej strony uszczelnieniem pomocniczym a - z drugiej przez badane uszczelnienie z cieczą ferromagnetyczną przy czym badane uszczelnienie zawiera: zamocowaną na wałku tuleję wielokrawędziową, nieruchome nabiegunniki oraz osadzone między nabiegunnikami magnesy trwałe, spolaryzowane poosiowo, a ponadto w ściankę obudowy w strefie przestrzeni zamkniętej wbudowane ma przyłącze zasilające, połączone z manometrem i źródłem gazu o regulowanym ciśnieniu, znamienna tym, że tuleja wielokrawędziową (7) zamocowana jest na końcu wałka (4) wystającego z obudowy (1) oraz objęta jest przez współosiowy zespół oprawy (9, 10, 11) złożony ze sztywno połączonych ze sobą: korpusu oprawy (9), pierścienia paramagnetycznego (10) i tulei uszczelnienia (11), przy czym na tulei wielokrawędziowej (7) pierścieniowe występy uszczelniające wykonane są w strefie objętej przez tuleję uszczelnienia (11) natomiast na długości wspólnej z korpusem oprawy (9) ma ona powierzchnię gładką której średnica tworzy między nimi obwodową szczelinę zasilającą (13), ponad to nabiegunniki (14, 15) głowicy stanowią dwie tarcze osadzone na elementach zespołu oprawy (9, 10, 11) w ten sposób, że nabiegunnik stały (14) połączony jest spoczynkowo na korpusie oprawy (9) a drugi nabiegunnik ruchomy (15) suwliwie na tulei uszczelnienia (11), przy czym z nabiegunnikiem ruchomym (15) połączony jest zespół pokrywy (20, 21), osłaniający od czoła badane uszczelnienie (7, 11).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica pomiarowa służąca do badania ciśnienia przebicia uszczelnień z cieczą ferromagnetyczną wałów obrotowych.

Znana głowica pomiarowa, opisana na str. od 37 do 39 w książce pt. Magnitnyje żidkosti,

S. Taketomi, S. Tikadzumi, wydawnictwo „Mir, Moskwa, 1993, posiada łożyskowany w nieruchomej obudowie wałek, na którym między łożyskami osadzona jest tuleja wielokrawędziowa z wykonanymi w poosiowym odstępie - pierścieniowymi występami uszczelnienia pomocniczego i badanego, pracujących z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej. Wewnątrz obudowy zamocowane są dwa nabiegunniki, współpracujące z występami obu uszczelnień. Między nabiegunnikami osadzone są magnesy trwałe, spolaryzowane poosiowo oraz rozmieszczone w układzie koncentrycznym. Tak ograniczona przestrzeń zamknięta połączona jest przez wbudowane w ściance obudowy przyłącze zasilające z manometrem i źródłem gazu o regulowanym ciśnieniu. W rozwiązaniu takim zmiana magnesów trwałych lub tulei wielokrawędziowej jest kłopotliwa i pracochłonna.

W rozwiązaniu głowicy według niniejszego wynalazku tuleja wielokrawędziowa zamocowana jest na końcu wałka wystającego z obudowy oraz objęta jest przez współosiowy zespół oprawy. Zespół oprawy złożony jest ze sztywno połączonych ze sobą: korpusu oprawy, pierścienia paramagnetycznego i tulei uszczelnienia. Na tulei wielokrawędziowej pierścieniowe występy uszczelniające wykonane są w strefie objętej przez tuleję uszczelnienia natomiast na długości wspólnej z korpusem oprawy ma ona powierzchnię gładką, której średnica tworzy między nimi obwodową szczelinę zasilającą. Nabiegunniki głowicy stanowią dwie tarcze osadzone na elementach zespołu oprawy w ten sposób, że nabiegunnik stały połączony jest spoczynkowo na korpusie oprawy a drugi nabiegunnik ruchomy - suwliwie na tulei uszczelnienia. Z nabiegunnikiem ruchomym połączony jest zespół pokrywy, osłaniający od czoła badane uszczelnienie. Nabiegunnik ruchomy wraz z zespołem pokrywy połączony jest z głowicą wyłącznie przez poosiowe oddziaływanie sił pola magnetycznego. Po pokonaniu sił pola magnetycznego i zdjęciu nabiegunnika ruchomego możliwą jest wymiana magnesów trwałych i/lub tulei wielokrawędziowej.

Rozwinięcie przedstawionej istoty rozwiązania polega na wyposażeniu głowicy w elementy rozwierające, wbudowane między nabiegunnikiem stałym i ruchomym. Przykładowo stanowić je mogą śruby wkręcone w nabiegunnik stały a czołem oddziaływujące na nabiegunnik ruchomy. Mechaniczne rozwarcie nabiegunników umożliwia zmianę ilości magnesów trwałych.

Dalsze usprawnienie wynalazku dotyczy regulacji temperatury pracy badanego uszczelnienia. Istotnym warunkiem przy prowadzeniu badań jest ograniczenie temperatury pracy uszczelnienia do zakresu przy którym nie występuje odparowanie nośnika, co dla najczęściej stosowanych cieczy ferromagnetycznych stanowi wartość około 100°C. W tym celu nabiegunnik ruchomy ma komorę wymiany ciepła, której przestrzeń włączona jest przez przyłącza wlotowe i wylotowe w instalację obiegu cieczy.

Korzystnym jest gdy uszczelnienie pomocnicze wykonane jest również jako wielokrawędziowe z cieczą ferromagnetyczną. W celu regulacji temperatury obudowa w strefie zabudowy takich uszczelnień pomocniczych posiada obwodowo obejmującą te uszczelnienia komorę wymiany ciepła, której przestrzeń włączona jest przez przyłącza wlotowe i wylotowe w instalację obiegu cieczy.

Głowica według wynalazku pozwala na dokładne ustalenie wartości ciśnienia przebicia uszczelnień z cieczą ferromagnetyczną, łatwość dostępu do magnesów trwałych i tulei wielokrawędziowej umożliwia prowadzenie badań z uwzględnieniem wpływu zmiennych parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych.

Wynalazek zobrazowany jest opisem przykładowego wykonania głowicy pokazanej na rysunku. Figura 1 przedstawia głowicę w osiowym półprzekroju a fig. 2 szczegół „S badanego uszczelnienia.

Głowica ma tulejową obudowę 1, w której zamocowany jest obrotowo - na łożyskach tocznych 2 i 3 - wałek 4. Między łożyskami tocznymi 3 i 4 znajdują się dwa pomocnicze uszczelnienia 5 i 6 z cieczą ferromagnetyczną. Wałek 2 wystaje z obu stron obudowy 1, na jednym końcu ma czop służący do połączenia z napędem ruchu obrotowego a na drugi nasunięta jest tuleja wielokrawędziowa 7, utwierdzona nakrętkami 8. Tuleja wielokrawędziowa 7 objęta jest współosiowo przez zespół oprawy, złożony ze sztywno zespolonych: korpusu oprawy 9, pierścienia paramagnetycznego 10 i tulei uszczelnienia 11. Korpus oprawy 9 połączony jest śrubami do kołnierza obudowy 1.

Pierścieniowe występy uszczelniające wykonane są na zewnętrznej powierzchni tulei wielokrawędziowej 7 tylko w strefie objętej przez tuleję uszczelnienia 11. Szczeliny d między występami a tuleją uszczelnienia 11 wypełnione są cieczą ferromagnetyczną 12. Na długości wspólnej z korpuPL 192 715B1 sem oprawy 9 tuleja wielokrawędziowa 7 ma powierzchnię gładką, której średnica jest mniejsza o wymiar tworzący obwodową szczelinę zasilającą 13. Nabiegunniki 14, 15 głowicy mają postać tarcz, które zwarte są magnetycznie przez ułożone między nimi magnesy trwałe 16, spolaryzowane poosiowo. Nabiegunnik stały 14 zamocowany jest spoczynkowo na podtoczeniu korpusu oprawy 9, a nabiegunnik ruchomy 15 prowadzony jest suwliwie na tulei uszczelnienia 11. Od czoła do nabiegunnika ruchomego 15 szczelnie połączona jest tarczowa nakładka, tworząca wewnętrzną komorę wymiany ciepła 17. Jej przestrzeń włączona jest przez przyłącze wlotowe 18 i wylotowe 19 w instalację obiegu cieczy o regulowanej temperaturze, wbudowaną w stanowisko badawcze.

Temperatura pracy badanego uszczelnienia 7, 11 mierzona jest przy pomocy - nie uwidocznionych na rysunku - termopar, wprowadzonych w otwory wykonane w nabiegunniku ruchomym 15. Do nakładki nabiegunnika ruchomego 15 zamocowany jest zespół złożony z pokrywy 20 i czołowej płytki wziernika 21, czołowo osłaniających badane uszczelnienie 7, 11. Na obwodzie tarczy nabiegunnika stałego 14 zamocowane są w rozstawieniu co 120° elementy rozwierające 22, których śruby podczas wkręcania naciskają na tarczę nabiegunnika ruchomego 15 i przesuwają go pokonując siły magnesów trwałych 16. Tak dokonane rozwarcie umożliwia zmianę ilości magnesów trwałych 16, a tym samym natężenia pola magnetycznego w szczelinie d. W strefie łożyska 3 w ściankę obudowy 1 wbudowane jest przyłącze zasilające 23, łączące się wewnątrz obudowy 1 przez przestrzeń zamkniętą 24 ze szczeliną zasilającą 13.

Króciec przyłącza zasilającego 23 połączony jest równolegle z manometrem 25 - o wysokiej dokładności - oraz ze źródłem gazu 26 o regulowanym ciśnieniu. Strefa obudowy 1 w której znajdują się uszczelnienia pomocnicze 5 i 6 objęta jest płaszczem tworzącym komorę wymiany ciepła 27, włączoną w instalację obiegu cieczy przez przyłącze wlotowe 28 i wylotowe 29.

PL 192 715 B1

Wykaz oznaczeń na rysunku obudowa łożysko łożysko wałek uszczelnienie pomocnicze uszczelnienie pomocnicze tuleja wielokrawędziowa nakrętka korpus oprawy pierścień paramagnetyczny tuleja uszczelnienia ciecz ferromagnetyczna szczelina zasilająca nabiegunnik stały nabiegunnik ruchomy magnes trwały komora wymiany ciepła przyłącze wlotowe przyłącze wylotowe pokrywa wziernik elementy rozwierające przyłącze zasilające przestrzeń zamknięta manometr źródło gazu komora wymiany ciepła przyłącze wlotowe przyłącze wylotowe szczelina

Claims (5)

1.Głowica pomiarowa do badania ciśnienia przebicia uszczelnień z cieczą ferromagnetyczną ,posiadająca wałek łożyskowany w nieruchomej obudowie, wewnątrz której utworzona jest przestrzeń zamknięta, ograniczona -z jednej strony uszczelnieniem pomocniczym a -z drugiej przez badane uszczelnienie z cieczą ferromagnetyczną przy czym badane uszczelnienie zawiera: zamocowaną na wałku tuleję wielokrawędziową, nieruchome nabiegunniki oraz osadzone między nabiegunnikami magnesy trwałe, spolaryzowane poosiowo, a ponadto w ściankę obudowy w strefie przestrzeni zamkniętej wbudowane ma przyłącze zasilające, połączone z manometrem i źródłem gazu o regulowanym ciśnieniu, znamienna tym, że tuleja wielokrawędziową (7) zamocowana jest na końcu wałka (4) wystającego z obudowy (1) oraz objęta jest przez współosiowy zespół oprawy (9, 10, 11) złożony ze sztywno połączonych ze sobą: korpusu oprawy (9), pierścienia paramagnetycznego (10) i tulei uszczelnienia (11), przy czym na tulei wielokrawędziowej (7) pierścieniowe występy uszczelniające wykonane są w strefie objętej przez tuleję uszczelnienia (11) natomiast na długości wspólnej z korpusem oprawy (9) ma ona powierzchnię gładką której średnica tworzy między nimi obwodową szczelinę zasilającą (13), ponad to nabiegunniki (14, 15) głowicy stanowią dwie tarcze osadzone na elementach zespołu oprawy (9, 10, 11) w ten sposób, że nabiegunnik stały (14) połączony jest spoczynkowo na korpusie oprawy (9) a drugi nabiegunnik ruchomy (15) suwliwie na tulei uszczelnienia (11), przy czym z nabiegunnikiem ruchomym (15) połączony jest zespół pokrywy (20, 21), osłaniający od czoła badane uszczelnienie (7, 11).

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada elementy rozwierające (22), wbudowane między nabiegunnikiem stałym (14) i ruchomym (15).

3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że nabiegunnik ruchomy (15) ma komorę wymiany ciepła (17), której przestrzeń włączona jest przez przyłącza wlotowe (18) i wylotowe (19) w instalację obiegu cieczy.

4.Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że uszczelnienia pomocnicze (5,6) wykonane są jako wielokrawędziowe z cieczą ferromagnetyczną.

5. Głowica według zastrz. 4, znamienna tym, że obudowa (1) w strefie uszczelnień pomocniczych (5,6) posiada obwodowo obejmującą te uszczelnienia komorę wymiany ciepła (27), której przestrzeń włączona jest przez przyłącza wlotowe (28) i wylotowe (29) w instalację obiegu cieczy.