PL208613B1

PL208613B1 - Shaft vacuum passage with magnetic fluid seal

Info

Publication number: PL208613B1
Application number: PL372733A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2011-05-31
Also published as: PL372733A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną przeznaczony dla urządzeń o ruchu obrotowym, stosowanych w technice wysokiej próżni.The subject of the invention is a vacuum shaft seal sealed with a magnetic liquid intended for devices with rotary motion used in the high vacuum technology.

Z amerykań skiego opisu patentowego nr 4605233 znany jest przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, stosowany w warunkach próżni, zawierający magnesy trwałe magnesy trwałe spolaryzowane osiowi, przedzielone wielokrawędziowymi nabiegunnikami i osadzone w komorze dławnicowej w obudowie. Ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a wałem, osadzonym na łożyskach tocznych w obudowie.From US Patent No. 4605233 there is known a shaft bushing sealed with a magnetic liquid, used in a vacuum, containing permanent magnets, permanent magnets polarized on the axis, separated by multi-edge pole pieces and embedded in a stuffing box in the housing. The magnetic fluid is contained in small radial gaps formed between the sealing lips of the pole pieces and the shaft mounted on rolling bearings in the housing.

Z opisu patentowego US5975536 znany jest takż e próż niowy przepust wał u uszczelniony cieczą magnetyczną, z obracającym się układem magnetycznym. W tym rozwiązaniu wielokrawędziowy nabiegunnik z występami uszczelniającymi usytuowany pomiędzy łożyskami tocznymi w obudowie, stanowi integralną część wału. We wnękach wykonanych w nabiegunniku umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a wewnętrzną cylindryczną powierzchnią komory dławnicowej obudowie.From the patent description US5975536 there is also known a vacuum shaft passage sealed by a magnetic liquid with a rotating magnetic system. In this solution, a multi-edge pole piece with sealing lips between the rolling bearings in the housing forms an integral part of the shaft. In the cavities made in the pole piece, axially polarized permanent magnets are placed, and the magnetic fluid is located in small gaps formed between the sealing lips of the pole piece and the inner cylindrical surface of the stuffing box in the housing.

Znany jest także z opisu patentowego US6247701 próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, zawierający wielokrawędziowy nabiegunnik usytuowany pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi i umieszczony w obudowie. Magnesy trwałe spolaryzowane osiowo umieszczone są we wnękach wykonanych w nabiegunniku, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami nabiegunnika, a tuleją osadzoną na wale.There is also known from the patent description US6247701 a vacuum shaft passage sealed with a magnetic liquid, containing a multi-edge pole piece between two rolling bearings and placed in a housing. Axially polarized permanent magnets are placed in cavities made in the pole piece, and the magnetic fluid is located in small radial gaps formed between the protrusions of the pole piece and the sleeve mounted on the shaft.

Z polskiego zgł oszenia patentowego P-353255 znany jest przepust wału z uszczelnieniem ferromagnetycznym, zawierający dwie tuleje kołnierzowe wraz z wielokrawędziowymi nabiegunnikami, co najmniej dwa magnesy trwałe spolaryzowane osiowo umieszczone w komorze dławnicowej, każdy pomiędzy dwoma wielokrawędziowymi nabiegunnikami oraz ciecz magnetyczną. Na tulei osadzonej w obudowie i na tulei osadzonej na wale wykonane są wystę py uszczelniają ce, przy czym każ da tuleja wraz z nabiegunnikami stanowi oddzielną całość, zaś magnesy umieszczone są w pierścieniowych wnękach, wykonanych w każdej tulei pomiędzy nabiegunnikami. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy wystę pami uszczelniającymi jednej tulei, a walcową powierzchnią drugiej tulei.From the Polish patent application P-353255 a shaft bushing with a ferromagnetic seal is known, containing two flange sleeves with multi-edge pole pieces, at least two axially polarized permanent magnets placed in the stuffing box, each between two multi-edge pole pieces and a magnetic liquid. Sealing protrusions are made on the sleeve mounted in the housing and on the sleeve mounted on the shaft, each sleeve with the pole pieces forming a separate unit, and the magnets placed in annular recesses made in each sleeve between the pole pieces. The magnetic fluid is contained in the radial gaps between the sealing lips of one sleeve and the cylindrical surface of the other sleeve.

Istota próżniowego przepustu wału według wynalazku polega na tym, że nabiegunniki wykonane w postaci tulei kołnierzowych, jeden osadzony w obudowie, drugi osadzony na wale, mają występy uszczelniające usytuowane na walcowych powierzchniach kołnierzy tulei oraz na środkowych częściach walcowych powierzchni obu tulei. W pierścieniowych wnękach, wykonanych w nabiegunnikach, umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi obu nabiegunników oraz w szczelinach promieniowych pomiędzy występami na kołnierzu nieruchomego nabiegunnika a wałem i w szczelinach pomiędzy występami na kołnierzu ruchomego nabiegunnika a obudową.The essence of the shaft vacuum passage according to the invention consists in the fact that the pole pieces are made in the form of flanged sleeves, one is embedded in the housing and the other is mounted on the shaft, with sealing projections located on the cylindrical surfaces of the sleeve flanges and on the central cylindrical parts of both sleeves. In the annular recesses made in the pole shoes, radially polarized permanent magnets are placed, and the magnetic fluid is located in the radial gaps formed between the sealing lips of both pole shoes and in the radial gaps between the protrusions on the flange of the fixed pole piece and the shaft and in the gaps between the protrusions on the flange of the movable pole piece and the casing.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing in a longitudinal half-section.

Przepust składa się z obudowy, w której pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi umieszczone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki 1 i 2 w postaci tulei kołnierzowych. Nabiegunnik 1 osadzony jest nieruchomo w obudowie, a nabiegunnik 2 osadzony jest na obracającym się wale. W pierścieniowych wnękach wykonanych w nabiegunnikach 1 i 2 usytuowane są magnesy trwałe 3 i 4 spolaryzowane promieniowo, przy czym magnes 3 usytuowany jest względem obudowy biegunami w układzie S-N, a magnes 4 usytuowany jest względem wału biegunami w układzie N-S. Ciecz magnetyczna 5 znajduje się w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi znajdującymi się na środkowych częściach walcowych powierzchni obu nabiegunników 1 i 2 oraz w szczelinach promieniowych pomiędzy występami na kołnierzu nabiegunnika 1 a wałem i w szczelinach promieniowych pomiędzy występami na kołnierzu nabiegunnika 2 a obudową.The bushing consists of a housing in which two multi-edge pole shoes 1 and 2 in the form of flange sleeves are placed between two rolling bearings. The pole piece 1 is immobile in the housing, and the pole piece 2 is mounted on a rotating shaft. Radially polarized permanent magnets 3 and 4 are positioned in the annular recesses made in the pole pieces 1 and 2, with the magnet 3 being positioned in relation to the housing with its poles in the S-N arrangement, and the magnet 4 with its poles in the N-S arrangement in relation to the shaft. The magnetic fluid 5 is contained in radial gaps formed between the sealing projections on the central cylindrical parts of both pole pieces 1 and 2 and in the radial gaps between the projections on the pole flange 1 and the shaft, and in the radial gaps between the projections on the pole flange 2 and the housing.

Dwa zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez nabiegunniki 1, 2 magnesy trwałe 3, 4, ciecz magnetyczną 5, wał i obudowę.Two closed magnetic circuits are formed by pole pieces 1, 2 permanent magnets 3, 4, a magnetic fluid 5, a shaft and a housing.

PL 208 613 B1PL 208 613 B1

W warunkach eksploatacji przepustu według wynalazku, w wyniku oddział ywania sił pola magnetycznego, ciecz magnetyczna utrzymywana jest w szczelinach promieniowych pomiędzy nabiegunnikami oraz pomiędzy nieruchomym nabiegunnikiem a wałem i pomiędzy ruchomym nabiegunnikiem a obudową tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczegoIn the operating conditions of the bushing according to the invention, as a result of the influence of the magnetic field forces, the magnetic fluid is kept in the radial gaps between the pole pieces and between the stationary pole piece and the shaft, and between the movable pole piece and the housing, creating sealing barriers for the working medium.

Claims

Patent claim

Vacuum shaft seal sealed with magnetic liquid containing multi-edge pole shoes, permanent magnets and magnetic liquid, characterized in that the pole shoes (1) and (2) are made in the form of flanged sleeves, one embedded in the housing, the other mounted on the shaft, have sealing lips on the cylindrical permanent magnets (3) and (4) radially polarized, and the magnetic fluid (5) is located in the radial slots formed between the projections. seals of both pole pieces and in the radial gaps between the projections on the collar of the stationary pole piece and the shaft and in the gaps between the projections on the collar of the movable pole piece and the housing.