PL218345B1 - Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną - Google Patents

Description

Opis wynalazku

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

Znane jest z opisu patentowego PL nr 174 451 odśrodkowe uszczelnienie ferromagnetyczne wałów zawierające ciecz ferromagnetyczną, dwie pary pierścieniowych magnesów trwałych oraz wielokrawędziowy nabiegunnik, które charakteryzuje się tym, że na wale jest wykonany kołnierz z wielokrawędziowymi występami, usytuowany w komorze obudowy, zaś dwie pary magnesów trwałych umieszczone są tak w obudowie, że po jednej stronie kołnierza jeden magnes usytuowany jest względem czoła kołnierza biegunem N, a drugi magnes biegunem S, tworząc zamknięty obwód magnetyczny.

Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną dla wału znane z opisu patentowego PL nr 174 460 zawiera kołnierz ze stożkowymi powierzchniami bocznymi, magnes trwały spolaryzowany osiowo, dwa nabiegunniki z wielokrawędziowymi pobocznicami o stożkowych powierzchniach i takim samym kącie pochylenia jak stożkowe powierzchnie boczne kołnierza oraz ciecz magnetyczną umieszczoną w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a powierzchniami bocznymi kołnierza.

Znane jest też z opisu patentowego PL nr 197 520 uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną dla wału z wykonanym na nim kołnierzem usytuowanym w komorze obudowy zawiera magnes trwały o przekroju poprzecznym w kształcie litery „U, osadzony na cylindrycznej powierzchni kołnierza, a ramiona magnesu tworzą względem wewnętrznej cylindrycznej powierzchni wytoczenia obudowy promieniowe szczeliny, w których umieszczona jest ciecz magnetyczna.

Uszczelnienie odśrodkowe wału z cieczą ferromagnetyczną znane z opisu patentowego PL nr 198 987 zawierające wał z kołnierzem, magnes trwały i ciecz ferromagnetyczną, charakteryzuje się tym, że magnes trwały spolaryzowany osiowo, umieszczony jest we wgłębieniu kołnierza, a wielokrawędziowy nabiegunnik w postaci tulei z występami na jej zewnętrznej, cylindrycznej powierzchni osadzony jest na walcowej powierzchni kołnierza, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach pomiędzy występami nabiegunnika a wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią wytoczenia obudowy.

Znane jest także ze zgłoszenia patentowego PL nr 358 907 odśrodkowe uszczelnienie wału z cieczą magnetyczną, w którym nabiegunnik stanowi pierścień z obwodowym rowkiem, w którym usytuowany jest co najmniej jeden magnes trwały spolaryzowany osiowo, natomiast na obu powierzchniach czołowych nabiegunnika są wykonane występy uszczelniające, a ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi a powierzchniami czołowymi wnęk wykonanych w elementach obudowy uszczelnienia.

Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną zwłaszcza dla wału szybkoobrotowego znane ze zgłoszenia patentowego nr P-362 330, zawiera wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z powierzchniami stożkowymi o kącie pochylenia takim samym jak powierzchnie stożkowe gniazd w elementach obudowy, które mają wykonane na tych powierzchniach występy uszczelniające i osadzone są na wale, a pomiędzy nimi umieszczony jest magnes trwały osadzony na kołnierzu i tuleja niemagnetyczna, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi a stożkowymi powierzchniami gniazd elementów obudowy.

Istota uszczelnienia odśrodkowego z cieczą magnetyczna według wynalazku, zawierającego tuleję z kołnierzem, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, polega na tym, że we wnękach wykonanych w elementach obudowy, po obu stronach kołnierza tulei osadzonej na wale, umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie kątownika, a w wytoczeniach tych nabiegunników osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone niemagnetycznymi tulejkami i magnesami trwałymi usytuowanymi jednoimiennymi biegunami w stronę powierzchni bocznych kołnierza. Nabiegunniki o przekroju w kształcie kątownika posiadają występy uszczelniające wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych i na ich powierzchniach czołowych, a nabiegunniki o przekroju prostokątnym mają występy uszczelniające wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej oraz w szczelinach osiowych pomiędzy występami

PL 218 345 B1 uszczelniającymi na powierzchniach czołowych nabiegunników o przekroju kątownika a powierzchniami bocznymi kołnierza tulejki.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju osiowym, 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 to składa się tulei kołnierzowej 4 osadzonej na wale 1, wielokrawędziowych nabiegunników 5 i 6, magnesów trwałych 7, tulejek niemagnetycznych 9 i cieczy magnetycznej 8. We wnękach wykonanych w elementach obudowy 2, 3, po obu stronach kołnierza 4a tulei 4 umieszczone są nabiegunniki 5 o przekroju poprzecznym w kształcie kątownika, a w wytoczeniach tych nabiegunn ików osadzone są nabiegunniki 6 o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone magnesami trwałymi 7 spolaryzowanymi osiowo i niemagnetycznymi tulejkami 9. Nabiegunniki 5 posiadają występy uszczelniające wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych i na ich powierzchniach czołowych, a nabiegunniki 6 mają występy wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w szczelinach promieniowych o wysokości „δ pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników 5, 6 a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej 4 oraz w szczelinach osiowych o szerokości „a pomiędzy występami uszczelniającymi na powierzchniach czołowych nabiegunników 5 a powierzchniami bocznymi kołnierza 4a. Dwa zamknięte obwody magnetyczne 0! i 0₂ utworzone są przez tulejkę 4, nabiegunniki 5, 6, magnesy 7 i ciecz magnetyczną 8.

W stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej wału (fig. 1) ciecz magnetyczna 8 znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na powierzchniach czołowych nabiegunników 5 a powierzchniami bocznymi kołnierza 4a tulei 4 oraz w szczelinach osiowych pomiędzy występami na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników 5, 6 a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki 4. Przy dużej prędkości obrotowej wału (fig. 2) na skutek działania siły odśrodkowej przewyższającej siłę magnetyczną, ciecz magnetyczna 8 ze szczelin osiowych „a zostaje odrzucona do przestrzeni utworzonej wokół kołnierza 4a na jego obwodzie, tworząc pierścień cieczy, który stanowi dodatkową barierę uszczelniającą dla czynnika roboczego.

Claims (1)

1. Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierające wał z kołnierzem, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że we wnękach wykonanych w elementach obudowy (2), (3), po obu stronach kołnierza (4a) tulei (4) osadzonej na wale (1), umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki (5) o przekroju poprzecznym w kształcie kątownika, a w wytoczeniach tych nabiegunników osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki (6) o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone niemagnetycznymi tulejkami (9) i magnesami trwałymi (7) usytuowanymi jednoimiennymi biegunami w stronę powierzchni bocznych kołnierza (4a), przy czym nabiegunniki (5) posiadają występy uszczelniające wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych i na ich powierzchniach czołowych, a nabiegunniki (6) mają występy uszczelniające wykonane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, zaś ciecz magnetyczna (8) znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników (5), (6) a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej (4) oraz w szczelinach osiowych pomiędzy występami uszczelniającymi na powierzchniach czołowych nabiegunników (5) a powierzchniami bocznymi kołnierza (4a) tulejki (4).