PL220006B1

PL220006B1 - Large-diameter sealing device with magnetic fluid for stationary connections

Info

Publication number: PL220006B1
Application number: PL392078A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL392078A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wielkośrednicowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla połączeń spoczynkowych, znajdujące zastosowanie w budowie aparatury chemicznej i urządzeń techniki próżniowej.The subject of the invention is a large-diameter seal with a magnetic liquid for resting connections, applicable in the construction of chemical apparatus and vacuum technology devices.

Znane jest z opisu patentowego JP 3213775 uszczelnienie spoczynkowe z cieczą magnetyczną dla warunków próżni, w którym w pierścieniowym wgłębieniu, wykonanym w korpusie umieszczone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki, przedzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a gładką czołową powierzchnią pokrywy zbiornika.It is known from the patent description JP 3213775 a static seal with a magnetic liquid for vacuum conditions, in which in an annular recess made in the body there are two multi-edge pole pieces separated by an axially polarized permanent magnet, and the magnetic liquid is located in the gaps formed between the sealing lips of the pole pieces. and the smooth face of the tank cover.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 183531 uszczelnienie ferromagnetyczne dla połączeń spoczynkowych zawierające magnes trwały spolaryzowany promieniowo i umieszczony pomiędzy dwoma wielokrawędziowymi nabiegunnikami usytuowanymi w gnieździe, które utworzone jest przez czołowe powierzchnie kołnierzy, wykonanych z materiału magnetycznego oraz przez boczne powierzchnie tulei ochronnej i pierścienia dystansowego. Wielokrawędziowe nabiegunniki zaopatrzone są w występy usytuowane po obu ich powierzchniach czołowych, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy powierzchniami czołowymi kołnierzy, a wielokrawędziowymi nabiegunnikami z obu ich stron.Polish patent specification No. 183531 describes a ferromagnetic seal for resting connections containing a radially polarized permanent magnet and placed between two multi-edge pole pieces situated in the socket, which is formed by the front surfaces of the flanges made of magnetic material and by the side surfaces of the protective sleeve and the spacer ring. The multi-edge pole pieces are provided with protrusions located on both their faces, and the ferromagnetic liquid is located in the gaps between the faces of the flanges and the multi-edge pole pieces on both sides.

Z opisu patentowego PL, nr 192085 znane jest uszczelnienie spoczynkowe z cieczą magnetyczną zwłaszcza dla pokrywy zbiornika, zawierające korpus z wgłębieniem, magnes trwały, wielokrawędziowy nabiegunnik i ciecz magnetyczną charakteryzuje się tym, że wystająca cylindryczna część pokrywy zbiornika, usytuowana w walcowym wgłębieniu korpusu stanowi wielokrawędziowy nabiegunnik z występami uszczelniającymi, pod którym jest osadzony magnes trwały spolaryzowany promieniowo i umieszczony na dnie wgłębienia korpusu, a w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a gładkimi walcowymi powierzchniami wgłębienia w korpusie znajduje się ciecz magnetyczna.From PL patent specification No. 192085, a seal with a magnetic liquid at rest is known, especially for a tank cover, comprising a body with a cavity, a permanent magnet, a multi-edge pole piece and a magnetic liquid, characterized in that the protruding cylindrical part of the tank cover, located in the cylindrical recess of the body, is a multi-edge a pole piece with sealing lips, under which a radially polarized permanent magnet is mounted and placed at the bottom of the body cavity, and in the gaps between the pole piece sealing lips and smooth cylindrical surfaces of the body cavity there is a magnetic liquid.

Z opisu patentowego PL, nr 195696 znane jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną do połączeń spoczynkowych, które charakteryzuje się tym, że w pierścieniowych wgłębieniach przedzielonych przegrodą osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, przy czym magnesy umieszczone są naprzemiennie tak, że jeden magnes usytuowany jest biegunem N, a drugi biegunem S względem wielokrawędziowych nabiegunników, usytuowanych na czołowej powierzchni korpusu zbiornika, zaś w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchniami czołowymi magnesów oraz w szczelinie pomiędzy powierzchnią przegrody pokrywy i wgłębieniem między nabiegunnikami w korpusie znajduje się ciecz magnetyczna.From PL, no. 195696, a seal with a magnetic liquid for resting connections is known, characterized in that in annular recesses separated by a partition, axially polarized permanent magnets are embedded, and the magnets are arranged alternately so that one magnet is located at the N pole. , and the other pole S in relation to the multi-edge pole pieces located on the front surface of the body of the tank, and in the gaps formed between the sealing lips of the pole pieces and the faces of the magnets and in the gap between the surface of the cover partition and the recess between the pole pieces in the body there is a magnetic liquid.

Znane jest także ze zgłoszenia patentowego P-386636 uszczelnienie z cieczą ferromagnetyczną połączenia spoczynkowego, szczególnie pokrywy zbiornika, zawierające magnes trwały o przekroju poprzecznym ceowym oraz ciecz ferromagnetyczną które charakteryzuje się tym, że na zewnętrznej lub wewnętrznej powierzchni cylindrycznej pokrywy 2 zbiornika wykonane są występy uszczelniające 2a, a magnes trwały 3 usytuowany pod lub nad występami 2a, przylega biegunami N i S do odpowiednich płaskich powierzchni korpusu 1 i pokrywy 2, zaś ciecz ferromagnetyczna 4 znajduje się w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 2a pokrywy 2, a gładkimi powierzchniami cylindrycznymi korpusu 1 zbiornika.It is also known from the patent application P-386636 a seal with a ferromagnetic liquid of a resting connection, especially a tank cover, containing a permanent magnet with a C-cross section and a ferromagnetic liquid, which is characterized in that on the outer or inner surface of the cylindrical cover 2 of the tank there are sealing lips 2a , and the permanent magnet 3 located below or above the projections 2a abuts the N and S poles to the respective flat surfaces of the body 1 and the cover 2, and the ferromagnetic fluid 4 is in the annular gaps formed between the sealing lips 2a of the cover 2 and the smooth cylindrical surfaces of the body 1 tank.

Istota uszczelnienia według wynalazku, zawierającego magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowy nabiegunnik i ciecz magnetyczną polega na tym, że we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych łączonych elementów umieszczone są magnesy trwałe oraz wielokrawędziowy nabiegunnik w postaci tulejki kołnierzowej z występami uszczelniającymi usytuowanymi po obu stronach kołnierza na jego bocznych powierzchniach, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w obustronnie rozmieszczonych szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami nabiegunnika, a czołowymi powierzchniami łączonych elementów. Uszczelnienie posiada kanaliki wzdłużne i poprzeczne wykonane w elementach łączonych i służące do napełniania szczelin cieczą magnetyczną.The essence of the seal according to the invention, containing axially polarized permanent magnets, a multi-edge pole piece and a magnetic liquid consists in the fact that permanent magnets and a multi-edge pole piece in the form of a collar sleeve with sealing protrusions located on both sides of the flange on its surface are placed in the cavities made on the faces of the joined elements. side surfaces, and the magnetic fluid is contained in mutually spaced annular gaps formed between the protrusions of the pole piece and the front surfaces of the elements to be joined. The seal has longitudinal and transverse channels made in the joined elements and used to fill the gaps with magnetic liquid.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym, przy czym na fig. 1 pokazano uszczelnienie pokrywy zbiornika, a na fig. 2 uszczelnienie połączenia rurowego kołnierzowego.The subject matter of the invention is shown in the embodiment in a half-longitudinal section of the drawing, with Fig. 1 showing the sealing of the tank cover, and Fig. 2 showing the sealing of the flange pipe joint.

PL 220 006 B1PL 220 006 B1

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Uszczelnienie korpusu i pokrywy jako elementów łączonych (1) i (2) przedstawione na fig. 1 składa się z wielokrawędziowego nabiegunnika (3), magnesu trwałego (4) spolaryzowanego osiowo i cieczy magnetycznej (5). Nabiegunnik (3) wykonany jest w postaci tulejki kołnierzowej z występami uszczelniającymi usytuowanymi po obu stronach kołnierza na jego powierzchniach czołowych. Nabiegunnik (3) i magnes (4) umieszczone są we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych łączonych elementów (1) i (2), tj. w pokrywie i korpusie. Ciecz magnetyczna (ferromagnetyczna lub magneto-reologiczna) (5) znajduje się w obustronnie rozmieszczonych małych szczelinach pierścieniowych δ utworzonych pomiędzy występami nabiegunnika (3), a czołowymi powierzchniami łączonych elementów (1) i (2). Ponadto uszczelnienie wyposażone jest w układ kanalików poprzecznych (6) i wzdłużnych (7), wykonanych w łączonych elementach (1) i (2) służących do napełniania szczelin δ cieczą magnetyczną (5).The sealing of the body and cover as connecting elements (1) and (2) shown in Fig. 1 consists of a multi-edge pole piece (3), a permanent magnet (4) with axial polarization and a magnetic fluid (5). The pole piece (3) is made in the form of a collar sleeve with sealing projections located on both sides of the collar on its face surfaces. The pole piece (3) and the magnet (4) are placed in the recesses made on the faces of the joined elements (1) and (2), i.e. in the cover and the body. The magnetic fluid (ferromagnetic or magneto-rheological) (5) is located in small annular gaps δ between the protrusions of the pole piece (3) and the front surfaces of the joined elements (1) and (2). Moreover, the seal is equipped with a system of transverse (6) and longitudinal (7) channels, made in the joined elements (1) and (2) for filling the δ gaps with magnetic liquid (5).

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Uszczelnienie przedstawione na fig. 2 ma nabiegunnik (3) i magnes (4) umieszczone we wnękach wykonanych w elementach łączonych (1) i (2), w tym rozwiązaniu w kołnierzach łączonych rur. Ciecz magnetyczna (5) znajduje się w obustronnie rozmieszczonych małych szczelinach pierścieniowych δ utworzonych pomiędzy występami nabiegunnika (3), a czołowymi powierzchniami łączonych elementów (1) i (2). Ponadto uszczelnienie wyposażone jest w układ kanalików poprzecznych (6) i wzdłużnych (7), wykonanych w kołnierzach (1) i (2), które służą do napełniania szczelin δ cieczą magnetyczną (5). W obu wersjach wykonania uszczelnienia elementy łączone (1), (2) skręcone są śrubami (8), rozmieszczonymi na obwodzie. W warunkach eksploatacji uszczelnienia, łączone elementy 1, 2, nabiegunnik 3, magnes trwały 4 i ciecz magnetyczna 5 tworzą zamknięte obwody magnetyczne. Siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną 5 w szczelinach pierścieniowych δ, zapewniając tym samym szczelność połączenia.The seal shown in Fig. 2 has a pole piece (3) and a magnet (4) placed in recesses made in the connecting elements (1) and (2), including the flanges of the pipes to be joined. The magnetic fluid (5) is located in small annular gaps δ between the protrusions of the pole piece (3) and the front surfaces of the joined elements (1) and (2). Moreover, the seal is equipped with a system of transverse (6) and longitudinal (7) channels, made in the flanges (1) and (2), which are used to fill the δ gaps with magnetic liquid (5). In both seal versions, the joined elements (1) and (2) are screwed together with screws (8) arranged around the circumference. In the operating conditions of the seals, the joined elements 1, 2, the pole piece 3, the permanent magnet 4 and the magnetic fluid 5 form closed magnetic circuits. The magnetic field forces keep the magnetic fluid 5 in the annular gaps δ, thus ensuring the tightness of the connection.

Claims

Patent claim

Large-diameter seal with magnetic liquid for resting joints containing axially polarized permanent magnets, a multi-edge pole piece and a magnetic liquid, characterized in that in the cavities made on the faces of the joined elements (1), (

2) there are permanent magnets (4) and a multi-edge pole piece (3) in the form of a collar sleeve with sealing lips on both sides of the collar on its side surfaces, and the magnetic fluid (5) is located in the double-sided δ ring gaps formed between the protrusions of the pole piece (3), and the front surfaces of the joined elements (1) and (2), moreover, the seal has transverse (6) and longitudinal (7) channels made in the connected elements (1) and (2) for filling the δ gaps with magnetic liquid ( 5).

List of symbols in Figure 1,2 - joined elements,

3 - multi-edge pole piece,

4 - permanent magnet,

5 - magnetic liquid,

6 - transverse channel,

7 - longitudinal channel,

8 - screw.