Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, znajdujące zastosowanie zwłaszcza w budowie urządzeń próżniowych oraz niskociśnieniowych urządzeń pracujących w środowisku gazowym.The subject of the invention is a multi-stage centrifugal seal with a magnetic liquid for a high-speed shaft, which is used especially in the construction of vacuum devices and low-pressure devices operating in a gas environment.
Z polskiego opisu patentowego 197520 znane jest uszczelnienie odśrodkowe wału z cieczą magnetyczną, które 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 znajduje się ciecz magnetyczna.From the Polish patent specification 197520 a centrifugal shaft seal with a magnetic liquid is known, which contains a permanent magnet with a U-shaped cross-section, mounted on the cylindrical surface of the flange, and the arms of the magnet create radial slots in relation to the internal, cylindrical surface of the housing groove, in which it is located magnetic fluid is rising.
Znane jest także z opisu patentowego PL198987 uszczelnienie odśrodkowe wału z cieczą ferromagnetyczną, które 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.A centrifugal shaft seal with a ferromagnetic liquid is also known from the patent description PL198987, which is characterized in that an axially polarized permanent magnet is placed in the flange recess, and a multi-edge pole piece in the form of a sleeve with projections on its outer cylindrical surface is seated on the cylindrical surface of the flange and the ferromagnetic fluid resides in the radial gaps between the protrusions of the pole piece and the inner cylindrical surface of the housing groove.
Z opisu patentowego PL 202305 znane jest również odśrodkowe uszczelnienie wału z cieczą magnetyczną zawierające nabiegunnik w postaci pierścienia 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.From the patent description PL 202305, a centrifugal shaft seal with a magnetic liquid is also known, containing a pole piece in the form of a ring with a circumferential groove in which at least one axially polarized permanent magnet is located, while both faces of the pole piece are provided with sealing protrusions and the magnetic fluid is located in the gaps between the sealing lips and the faces of the recesses made in the parts of the sealing housing.
Istota wielostopniowego uszczelnienia odśrodkowego z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, zawierającego tuleję kołnierzową, dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, dwa wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną, polega na tym, że ma na wale osadzoną tuleję kołnierzową, z wykonanymi po obu stronach jej kołnierza wytoczeniami, na których umocowane są magnesy trwałe oraz wielokrawędziowe nabiegunniki z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych, przy czym jeden magnes ustawiony jest względem osi wału w układzie biegunów N-S, a drugi magnes - w układzie biegunów S-N. Kołnierz tulei wraz z magnesami i nabiegunnikami umieszczony jest w wytoczeniu obudowy, zamkniętej pokrywą. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią gniazda obudowy.The essence of the multi-stage centrifugal seal with a magnetic liquid for a high-speed shaft, including a flange sleeve, two radially polarized permanent magnets, two multi-edge pole shoes and a magnetic liquid, is that it has a flanged sleeve mounted on the shaft, with extrusions made on both sides of its flange, on permanent magnets and multi-edge pole shoes with sealing projections made on their external cylindrical surfaces are fixed, where one magnet is positioned with respect to the shaft axis in the NS pole system, and the other magnet - in the SN pole system. The sleeve flange with magnets and pole shoes is placed in the housing recess, closed with a cover. The magnetic fluid is contained in the annular gaps formed between the sealing projections of the pole shoes and the inner, cylindrical surface of the housing seat.
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing in an axial half-section.
Na wale 1 osadzona jest tuleja kołnierzowa 2, a po obu stronach kołnierza tej tulei wykonane są wytoczenia, na których umocowane są magnesy trwałe 3, 4 oraz wielokrawędziowe nabiegunniki 5 z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych. Kołnierz tulei 2 wraz z magnesami 3, 4 i nabiegunnikami 5 umieszczony jest w wytoczeniu obudowy 6, zamkniętej z jednej strony pokrywą 7. Magnes 3 jest usytuowany względem osi wału 1 w układzie biegunów N-S, a magnes 4 - w układzie S-N. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 5, a wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią gniazda obudowy 6.A flange bushing 2 is mounted on the shaft 1, and on both sides of the flange of this bushing there are embossings on which permanent magnets 3, 4 and multi-edge pole shoes 5 are mounted, with sealing protrusions made on their external cylindrical surfaces. The collar of the sleeve 2 with magnets 3, 4 and pole pieces 5 is placed in the recess of the housing 6, closed on one side with a cover 7. The magnet 3 is positioned in relation to the shaft axis 1 in the N-S pole system, and the magnet 4 - in the S-N system. The magnetic fluid 8 is contained in the annular gaps formed between the sealing projections of the pole pieces 5 and the inner, cylindrical surface of the housing 6 seat.
Zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez obudowę 6 tuleję kołnierzową 2, magnesy trwałe 3, 4, nabiegunniki 5 i ciecz magnetyczną 8. Siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną w szczelinach pierścieniowych i stanowią bariery dla czynnika uszczelnianego, zarówno przy obracającym się wale jak i wale w stanie spoczynku.The closed magnetic circuit is formed by the housing 6, the flange sleeve 2, permanent magnets 3, 4, pole pieces 5 and magnetic fluid 8. The magnetic field forces keep the magnetic fluid in the annular gaps and constitute barriers for the sealed medium, both when the shaft is rotating and the shaft in the shaft. idle.