PL218838B1

PL218838B1 - Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną

Info

Publication number: PL218838B1
Application number: PL389525A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński; Józef Salwiński
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2015-01-30
Also published as: PL389525A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, znajdujące zastosowanie do uszczelniania wałów obrotowych maszyn i urządzeń, pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.

Znane z opisu zgłoszenia US 4605233 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną składa się z szeregu magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo oraz umieszczonych pomiędzy nimi wielokrawędziowych nabiegunników, które mają występy uszczelniające usytuowane od strony wału. W szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i powierzchnią wału znajduje się ciecz magnetyczna.

Znane jest z polskiego opisu patentowego PL 163174 wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, zawierające osadzone przesuwnie w komorze dławnicowej nabiegunniki z wielokrawędziowymi powierzchniami bocznymi, oddzielone spolaryzowanymi osiowo magnesami trwałymi. W komorach pierścieniowych pomiędzy nabiegunnikami pod magnesami są usytuowane kołnierze tulei osadzonych na wale. Powierzchnie czołowe kołnierzy tulei są skojarzone z wielokrawędziowymi powierzchniami nabiegunników. W szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i czołowymi powierzchniami kołnierzy tulei znajduje się ciecz ferromagnetyczna.

Znane jest także z opisu patentowego PL 187576 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla łożyskowania tocznego wału, posiadające spolaryzowany poosiowo pierścieniowy magnes trwały, połączony nieruchomo z obudową, dwa zespoły nabiegunnikowe, usytuowane po jego obu stronach, wielokrawędziowo obejmujące z niewielką szczeliną uszczelnianą powierzchnię obrotową oraz ciecz magnetyczną utrzymywaną w szczelinach siłami pola magnetycznego, przy czym każdy zespół nabiegunnikowy tworzy oprawa oraz przemiennie osadzone w niej nabiegunniki i pierścienie ślizgowe.

Ponadto znane jest ze zgłoszenia patentowego nr P-363938 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, zawierające szeregowo umieszczone w komorze dławnicowej segmenty, składające się z osadzonej na wale tulei kołnierzowej z pierścieniową wnęką, w której znajduje się magnes trwały spolaryzowany osiowo lub promieniowo. Kołnierz tulei wraz z magnesem usytuowany jest we wnęce utworzonej przez dwa przylegające do siebie nabiegunniki, osadzone w komorze dławnicowej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach zbieżnych utworzonych pomiędzy nabiegunnikami, a kołnierzem tulei i magnesem trwałym oraz w szczelinach między występami uszczelniającymi nabiegunników, a zewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami tulei kołnierzowych.

W rozwiązaniu ujawnionym w polskim zgłoszeniu nr P-373544 zaproponowano wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, w którym wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulejek kołnierzowych o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone zarówno w obudowie jak i na wale, przedzielone są magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo, które usytuowane są pomiędzy nabiegunnikami. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników umieszczonych w obudowie, a walcowymi powierzchniami nabiegunników osadzonych na wale oraz pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników osadzonych na wale, a walcowymi powierzchniami nabiegunników, umieszczonych w obudowie.

Istota uszczelnienia według wynalazku, zawierającego tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki, jedne o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, drugie o przekroju poprzecznym prostokątnym, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, polega na tym, że tulejki kołnierzowe o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone są na wale, a wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” umocowane są w obudowie. Pomiędzy kołnierzami tulejek, a walcowymi powierzchniami nabiegunników w kształcie litery „L” i bocznymi powierzchniami nabiegunników występuje luz. Ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi, a nabiegunnikami o przekroju w kształcie litery „L umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki o przekroju prostokątnym, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników o przekroju w kształcie litery „L”. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych.

W drugiej wersji tulejki kołnierzowe o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone są w obudowie, a wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” umocowane są na wale.

PL 218 838 B1

Uszczelnienie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym, przy czym w rozwiązaniu pokazanym na fig. 1 nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” wraz z umocowanymi na nich magnesami i nabiegunnikami o przekroju prostokątnym osadzone są w nieruchomej obudowie, a w rozwiązaniu pokazanym na fig. 2 nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” wraz umocowanymi na nich magnesami i nabiegunnikami o przekroju prostokątnym osadzone są na obracającym się wale.

Uszczelnienie składa się z tulejek kołnierzowych 4 o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, wielokrawędziowych nabiegunników 3 o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, wielokrawędziowych nabiegunników 6 o przekroju poprzecznym prostokątnym, magnesów trwałych 5 spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej 7. Nabiegunniki 3 osadzone są w obudowie 2, a tulejki kołnierzowe 4 umocowane są na obracającym się wale 1 (fig. 1) lub nabiegunniki 3 osadzone są na wale 1, a tulejki kołnierzowe 4 umocowane są w obudowie 2 (fig. 2). Pomiędzy kołnierzami tulejek 4, a walcowymi powierzchniami nabiegunników 3 i bocznymi powierzchniami nabiegunników 6 występuje luz. Ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi 4, a nabiegunnikami 3 umieszczone są magnesy trwałe 5 i nabiegunniki 6, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników 3. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 3 i 6, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych 4.

Zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez tulejki kołnierzowe 4, magnesy trwałe 5, nabiegunniki 3 i 6 oraz ciecz magnetyczną 7.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia podstawową funkcję uszczelniającą spełnia uszczelnienie labiryntowe utworzone przez tulejki kołnierzowe 4 i nabiegunniki 3 o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, zaś siły pola magnetycznego utrzymują ferrociecz w szczelinach pierścieniowych δ₁i δ₂, stanowiąc dodatkowe bariery uszczelniające, które zabezpieczają łożysko przed wnikaniem do niego zanieczyszczeń.

Claims

1. Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, zawierające tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki, jedne o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, drugie o przekroju poprzecznym prostokątnym, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że tulejki kołnierzowe (4) o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone są na wale (1), a wielokrawędziowe nabiegunniki (3) o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” umocowane są w obudowie (2), przy czym pomiędzy kołnierzami tulejek (4), a walcowymi powierzchniami nabiegunników (3) w kształcie litery „L” i bocznymi powierzchniami nabiegunników (3 i 4) występuje luz, a ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi (4), a nabiegunnikami (3) o przekroju w kształcie litery „L” umieszczone są magnesy trwałe (5) i nabiegunniki (6) o przekroju prostokątnym, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników (3) o przekroju w kształcie litery „L”, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (3 i 6), a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych (4).

2. Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, zawierające tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki, jedne o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, drugie o przekroju poprzecznym prostokątnym, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że tulejki kołnierzowe (4) o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone są w obudowie (2), a wielokrawędziowe nabiegunniki (3) o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” umocowane są na wale (1), przy czym pomiędzy kołnierzami tulejek (4), a walcowymi powierzchniami nabiegunników (3) w kształcie litery „L” i bocznymi powierzchniami nabiegunników (3 i 4) występuje luz, a ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi (4), a nabiegunnikami (3) o przekroju w kształcie litery „L” umieszczone są magnesy trwałe (5) i nabiegunniki (6) o przekroju prostokątnym, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników (3) o przekroju w kształcie litery „L”, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (3 i 6), a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych (4).