PL214029B1 - Uszczelnienie odsrodkowe z ciecza magnetyczna - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną znajdujące zastosowanie do uszczelniania wałów maszyn i urządzeń, pracujących w środowisku gazowym przy niewielkich ciśnieniach oraz w warunkach wysokiej próżni.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 174460 ferromagnetyczne uszczelnienie odśrodkowe wału, wyposażonego w kołnierz ze stożkowymi powierzchniami bocznymi zawiera osiowo spolaryzowany pierścieniowy magnes trwały, który osadzony jest w komorze dławnicowej i przylega z jednej strony do obudowy, a z pozostałych stron do dwóch pierścieniowych nabiegunników z wielokrawędziowymi pobocznicami o stożkowych powierzchniach i takim samym kącie nachylenia jak stożkowe powierzchnie boczne kołnierza wału. Na zewnętrznej powierzchni walcowej każdego nabiegunnika od strony obudowy oraz na powierzchni walcowej nabiegunnika, przylegającej do magnesu wykonane są odpowiednio gniazda, w których osadzone są pierścienie uszczelniające. Uszczelnienie zawiera również ciecz ferromagnetyczną która znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy wierzchołkami wielokrawędziowych pobocznie nabiegunników a powierzchnią kołnierza wału.

Znane z polskiego opisu patentowego nr P - 362330 odśrodkowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału szybkoobrotowego, wyposażonego w kołnierz, zawiera osadzone na wale dwa nabiegunniki w postaci tulei z kołnierzem w kształcie stożka ściętego. Na zewnętrznej stożkowej powierzchni kołnierza nabiegunników wykonane są wielokrawędziowe występy uszczelniające, a kąt nachylenia powierzchni stożkowej nabiegunnika jest taki sam jak kąt nachylenia powierzchni stożkowej gniazd w elementach obudowy uszczelnienia. Na kołnierzu wału, pomiędzy nabiegunnikami uszczelnienia, umieszczony jest magnes trwały a nad nim pierścień z materiału niemagnetycznego. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i stożkową powierzchnią gniazda utworzonego przez odpowiednio wyprofilowane elementy obudowy.

Uszczelnienie, według wynalazku, zawierające wał z kołnierzem, co najmniej jeden nabiegunnik wielokrawędziowy po każdej stronie kołnierza wału oraz magnesy trwałe i ciecz magnetyczną a także pierścień niemagnetyczny i obudowę charakteryzuje się tym, że po każdej stronie kołnierza wału zawiera dwa wielokrawędziowe nabiegunniki osadzone na wale, które są rozdzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo oraz dwa nabiegunniki osadzone w elementach obudowy, które są rozdzielone drugim magnesem trwałym spolaryzowanym promieniowo. Jedna para nabiegunników, utworzona z nabiegunników przylegających odpowiednio do kołnierza wału i walcowej powierzchni obudowy mają przekrój poprzeczny trapezowy, a druga para nabiegunników ma przekrój poprzeczny trójkątny, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników osadzonych na wale, a odpowiednimi powierzchniami nabiegunników zamocowanych w obudowie. Ponadto pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami osadzonymi na wale oraz pomiędzy nabiegunnikami zamocowanymi w obudowie i rozdzielającymi je magnesami trwałymi umieszczone są odpowiednio pierścienie niemagnetyczne o przekroju trójkątnym.

Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną według wynalazku, cechuje się prostą budową a także, w stosunku do dotychczas stosowanych uszczelnień, większą skutecznością uszczelniania wałów maszyn i urządzeń, pracujących w środowisku gazowym, zwłaszcza w warunkach wysokiej próżni.

Rozwiązanie, według wynalazku, przedstawione jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat uszczelnienia w stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej wału, a fig. 2 - schemat uszczelnienia przy dużej prędkości obrotowej wału.

Uszczelnienie, według wynalazku, zawiera wał 1_ z kołnierzem 1a. Symetrycznie, po każdej stronie kołnierza 1a wału 1 zawiera także dwa wielokrawędziowe nabiegunniki 3, 4 osadzone na wale 1, które są rozdzielone magnesem trwałym 7 spolaryzowanym osiowo oraz dwa nabiegunniki 5, 6 osadzone w elementach obudowy 2, które są rozdzielone magnesem trwałym 8 spolaryzowanym promieniowo. Nabiegunniki 3, 5 przylegające odpowiednio do kołnierza 1a wału 1 i walcowej powierzchni obudowy 2 mają przekrój poprzeczny trapezowy, a druga para nabiegunników 4, 6 ma przekrój poprzeczny trójkątny, zaś ciecz magnetyczna 9 znajduje się w szczelinach δ utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 3, 4 osadzonych na wale 1, a odpowiednimi powierzchniami nabiegunników 5, 6 zamocowanych w obudowie 2. Pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami 3, 4 i magnesem trwałym 7 oraz pomiędzy nabiegunnikami 5, 6 i magnesem trwałym 8 umieszczone są odpowiednio pierścienie niemagnetyczne 10, 11 o przekroju poprzecznym trójkątnym.

PL 214 029 Β1

Nabiegunniki 3, 4, 5, 6, magnesy trwałe 7, 8 oraz ciecz magnetyczna 9 tworzą zamknięty obwód magnetyczny.

W stanie spoczynku oraz przy małej prędkości obrotowej wału 1. (fig. 1) ciecz magnetyczna 9 znajduje się w szczelinach δ pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 3, 4 osadzonych na wale 1, a gładkimi powierzchniami nabiegunników 5, 6 zabudowanych w obudowie 2.

Przy dużej prędkości obrotowej wału 1_ (fig. 2) na skutek działania siły odśrodkowej przewyższającej wypadkową siłę magnetyczną układu magnesów 7, 8, ciecz magnetyczna 9 zostaje odrzucona do przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem 1a wału 1, a obudowę 2 uszczelnienia, gdzie tworzy pierścień stanowiący barierę uszczelniającą dla próżni.

„Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną”

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał

1a - kołnierz

- obudowa

3, 4 - nabiegunniki wielokrawędziowe

5, 6 - nabiegunniki

7,8 - magnesy trwałe

- ciecz magnetyczna

10,11 - pierścienie niemagnetyczne δ - szczelina

Claims (1)

1. Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną zawierające wał z kołnierzem, co najmniej jeden nabiegunnik wielokrawędziowy po każdej stronie kołnierza wału oraz magnesy trwałe i ciecz magnetyczną a także pierścień niemagnetyczny i obudowę, znamienne tym, że po każdej stronie kołnierza (1a) wału (1.) zawiera dwa wielokrawędziowe nabiegunniki (3, 4) osadzone na wale (1_), które są rozdzielone magnesem trwałym (7) spolaryzowanym osiowo oraz dwa nabiegunniki (5, 6) osadzone w elementach obudowy (2), które są rozdzielone magnesem trwałym (8) spolaryzowanym promieniowo, przy czym nabiegunniki (3, 5) przylegające odpowiednio do kołnierza (1a) wału (1) i walcowej powierzchni obudowy (2) mają przekrój poprzeczny trapezowy, a druga para nabiegunników (4, 6) ma przekrój poprzeczny trójkątny, zaś ciecz magnetyczna (9) znajduje się w szczelinach (δ) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (3,4) osadzonych na wale (1), a odpowiednimi powierzchniami nabiegunników (5, 6) zamocowanych w obudowie (2), ponadto pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami (3, 4) i magnesem trwałym (7) oraz pomiędzy nabiegunnikami (5, 6) i magnesem trwałym (8) umieszczone są odpowiednio pierścienie niemagnetyczne (10, 1_1_) o przekroju poprzecznym trójkątnym.