PL217274B1 - Hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.

Znane jest z opisu patentowego US nr 4054293 hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które złożone jest z uszczelnienia odśrodkowego oraz dwóch uszczelnień z cieczą magnetyczną, usytuowanych po obu jego stronach. Uszczelnienie odśrodkowe tworzy wirnik połączony z tuleją osadzoną na wale i umieszczony w komorze, utworzonej przez elementy obudowy i wypełnionej cieczą zaporową. Uszczelnienie z cieczą magnetyczną składa się z magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo, umieszczonego pomiędzy dwoma nabiegunnikami, tulei z występami uszczelniającymi i cieczy magnetycznej, przy czym magnesy wraz z nabiegunnikami osadzone są w obudowie, a tuleja umocowana jest na wale. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami tulei, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników.

Ponadto znane jest z opisu patentowego PL nr 192 645 uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wałów wysokoobrotowych, zawierające magnesy trwałe, dwa nabiegunniki, tuleję z występami uszczelniającymi i ciecz magnetyczną które charakteryzuje się tym, że spolaryzowane osiowo magnesy trwałe są umieszczone w pierścieniu nośnym o przekroju poprzecznym w kształcie litery „T”, wykonanym z materiału niemagnetycznego, a umocowanym na odsadzeniach nabiegunników, zaś przestrzeń utworzona pomiędzy obudową, nabiegunnikami i pierścieniem nośnym stanowi komorę, do której jest doprowadzany czynnik chłodzący.

Znane jest także ze zgłoszenia patentowego P-383439 hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że osadzone na wale wielokrawędziowe nabiegunniki mają kształt tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi, usytuowanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy, a pomiędzy kołnierzami tulejek umieszczony jest wewnętrzny kołnierz tulei nośnej osadzonej w obudowie. We wnękach tulei nośnej umieszczone są magnesy trwałe, do których przylegają pokrywy zamocowane do obudowy. Magnesy trwałe są spolaryzowane promieniowo naprzemiennie względem siebie, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek kołnierzowych, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi tulei nośnej.

Istota hybrydowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, które zawiera magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną polega na tym, że tuleja walcowo-stożkowa umocowana jest w obudowie, a na wale osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki wraz z umieszczonymi między nimi magnesami trwałymi, przy czym występy uszczelniające wykonane są na powierzchniach walcowych i stożkowych nabiegunników, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi i stożkowymi tulei. Ponadto część stożkowa tulei tworzy ze ścianą obudowy komorę chłodzącą.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, w półprzekroju wzdłużnym, 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 składa się z tulei walcowo-stożkowej 4, wielokrawędziowych nabiegunników 3 i 6, magnesów trwałych 5 spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej 7. Tuleja 4 umocowana jest w obudowie 2, a jej stożkowa część tworzy ze ścianą obudowy 2 komorę chłodzącą 8. Nabiegunniki 3 osadzone są na wale 1, a nabiegunniki 6 i magnesy trwałe 5 umocowane są na powierzchniach walcowych nabiegunników 3. Nabiegunniki 3 mają występy uszczelniające usytuowane na ich powierzchniach stożkowych, a nabiegunniki 6 mają występy uszczelniające wykonane na ich zewnętrznych powierzchniach cylindrycznych. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami nabiegunników 3, a odpowiadającymi im powierzchniami stożkowymi tulei 4 oraz w szczelinach pomiędzy występami nabiegunników 6, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi tulei 4. Magnesy trwałe 5, nabiegunniki 3 i 6, tuleja 4 i ciecz magnetyczna 7 tworzą dwa zamknięte obwody magnetyczne.

W stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej wału, siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną w szczelinach na poszczególnych stopniach uszczelnienia, stanowiąc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego.

PL 217 274 B1

Przy dużej prędkości obrotowej wału, na skutek działania siły odśrodkowej, przewyższającej siły przyciągania magnetycznego, ciecz magnetyczna 7, znajdująca się w szczelinach pomiędzy występami nabiegunników 3 i powierzchniami stożkowymi tulei 4, zostaje odrzucona do przestrzeni wokół zewnętrznej części nabiegunników 3, tworząc warstwę cieczy, która stanowi dodatkową barierę dla czynnika uszczelnianego.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał

- obudowa

3, 6 - wielokrawędziowe nabiegunniki 4 - tuleja walcowo-stożkowa

- magnes trwały

- ciecz magnetyczna

- komora chłodząca

Claims (1)

1. Hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego zawierające magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że na wale (1) osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki (3), na których umocowane są nabiegunniki (6) wraz z magnesami trwałymi (5), a w obudowie (2) umocowana jest tuleja walcowo-stożkowa (4), przy czym na powierzchniach walcowych i stożkowych nabiegunników (3 i 6) wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w małych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (3 i 6), a odpowiednimi powierzchniami walcowymi i stożkowymi tulei (4), a ponadto część stożkowa tulei (4) tworzy ze ścianą obudowy (2) komorę chłodzącą (8).