PL220102B1 - Uszczelnienie wału w układzie pionowym z zastosowaniem cieczy magnetycznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie wału w układzie pionowym z zastosowaniem cieczy magnetycznej, przeznaczone dla urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.

Znane jest z opisu patentowego SU 1173121 uszczelnienie z cieczą magnetyczną wału pionowego, które składa się z magnesu trwałego i nabiegunników umieszczonych w obudowie oraz z tulei kołnierzowej, osadzonej na wale. Jeden z nabiegunników i kołnierz tulei mają stożkowe powierzchnie boczne o tym samym nachyleniu. Szczeliny utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi na powierzchniach stożkowych kołnierza i jednego z nabiegunników oraz między występami drugiego nabiegunnika i tuleją wypełnione są cieczą magnetyczną, utrzymywaną w tych szczelinach przez pole magnetyczne, wytwarzane przez magnes trwały.

Z polskiego opisu patentowego PL 181480 znane jest uszczelnienie ferromagnetyczne wału pionowego, w którym pomiędzy kołnierzem tulei, a korpusem usytuowana jest obudowa uszczelnienia. W obudowie tej umieszczona jest co najmniej jedna para spolaryzowanych osiowo magnesów trwałych, przy czym jeden z magnesów skierowany jest biegunem S względem czoła kołnierza tulei, a drugi biegunem N względem tego czoła lub odwrotnie. Wielokrawędziowe występy uszczelniające rozmieszczone są na powierzchni czołowej kołnierza bezpośrednio pod biegunami magnesów, tworząc wraz z częścią kołnierza nabiegunniki. Ponadto powierzchnie czołowe kołnierza i obudowy uszczelnione są dodatkowo za pomocą uszczelnienia labiryntowego, usytuowanego w obudowie uszczelnienia i kołnierzu tulei, po zewnętrznej stronie magnesów. Ponadto z opisu patentowego PL 191261 znane jest uszczelnienie wału pionowego z zastosowaniem cieczy ferromagnetycznej, które ma we wgłębieniu korpusu umieszczony zwornik i spoczywającą na nim parę magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo oraz przylegające do nich wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych, zaopatrzonych w występy uszczelniające, usytuowane na ich powierzchniach walcowych. Pomiędzy nabiegunnikami jest umieszczona cienkościenna część stopniowanej tulei, a szczeliny utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i walcowymi powierzchniami cienkościennej części stopniowanej tulei są wypełnione cieczą magnetyczną.

Z opisu patentowego PL 193937 znane jest również uszczelnienie z cieczą magnetyczną wału pionowego, w którym w wytoczeniu obudowy uszczelnienia znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, usytuowane pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami. W przestrzeni utworzonej pomiędzy jednym magnesem wraz z nabiegunnikami, a drugim magnesem wraz z nabiegunnikami znajduje się przegroda stopniowanej tulei, a w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a walcowymi powierzchniami przegrody tulei znajduje się ciecz magnetyczna.

W polskim zgłoszeniu wynalazku nr P-376185 ujawniono uszczelnienie wału pionowego z zastosowaniem cieczy magnetycznej, które charakteryzuje się tym, że w wytoczeniu stopniowanej tulei znajdują się wielokrawędziowe nabiegunniki z występami uszczelniającymi, usytuowanymi na ich powierzchniach walcowych i umieszczony pomiędzy nimi magnes trwały. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a walcowymi powierzchniami wytoczenia, wykonanego w nieruchomej obudowie uszczelnienia.

Istota uszczelnienia, według wynalazku, zawierająca obudowę, stopniowaną tuleję osadzoną na pionowym wale, magnesy trwałe i ciecz magnetyczną, polega na tym, że w wytoczeniu wykonanym w stopniowanej tulei oraz w wytoczeniu, wykonanym w nieruchomej obudowie uszczelnienia, umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów jest usytuowany w układzie biegunów S-N, a drugi magnes w układzie biegunów N-S względem osi wału. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na odpowiednich powierzchniach walcowych tulei stopniowanej, a powierzchniami walcowymi we wnęce obudowy uszczelnienia lub pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na odpowiednich powierzchniach walcowych obudowy uszczelnienia, a powierzchniami walcowymi we wnęce stopniowanej tulei.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym, przy czym fig. 1 przedstawia uszczelnienie z występami uszczelniającymi usytuowanymi na powierzchniach walcowych tulei stopniowanej osadzonej na wale, a fig. 2 przedstawia uszczelnienie z występami uszczelniającymi usytuowanymi na powierzchniach walcowych obudowy uszczelnienia.

W wariancie uszczelnienia pokazanym na fig. 1 we wnęce stopniowanej tulei 4, osadzonej na wale pionowym 1, umieszczony jest magnes trwały 6 spolaryzowany promieniowo w układzie bieguPL 220 102 B1 nów S-N względem osi wału 1, a na powierzchniach walcowych tulei 4 usytuowane są występy uszczelniające. W korpusie 2 umocowana jest obudowa uszczelnienia 3, we wnęce której znajduje się magnes 5, również spolaryzowany promieniowo w układzie biegunów N-S względem osi wału 1. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na stopniowanej tulei 4, a walcowymi powierzchniami we wnęce obudowy uszczelnienia 3. W wersji uszczelnienia pokazanej na fig. 2 we wnęce tulei 4, osadzonej na wale 1, umieszczony jest magnes 5 spolaryzowany promieniowo w układzie biegunów N-S względem osi wału 1. W korpusie 2 umocowana jest obudowa uszczelnienia 3, we wnęce której umieszczony jest magnes 6 również spolaryzowany promieniowo w układzie biegunów S-N względem osi wału 1, a na powierzchniach walcowych obudowy 3 usytuowane są występy uszczelniające. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi w obudowie uszczelnienia 3, a walcowymi powierzchniami we wnęce tulei 4.

Podczas pracy uszczelnienia według wynalazku, zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez magnesy trwałe 5 i 6, stopniowaną tuleję 4, obudowę uszczelnienia 3 i ciecz magnetyczną 7, zaś siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną 7 w szczelinach pierścieniowych pomiędzy wy stępami uszczelniającymi usytuowanymi na tulei 4, a powierzchniami walcowymi we wnęce obudowy uszczelnienia (fig. 1) lub pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi w obudowy uszczelnienia 3, a powierzchniami walcowymi we wnęce tulei 4 (fig. 2), które tworzą bariery uszczelniające, zapewniając szczelność.

Claims (1)

1. Uszczelnienie wału w układzie pionowym z zastosowaniem cieczy magnetycznej, zawierające obudowę, stopniowaną tuleję osadzoną na pionowym wale, magnesy trwałe i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w wytoczeniu wykonanym w stopniowanej tulei (4) oraz w wytoczeniu wykonanym w nieruchomej obudowie uszczelnienia (3) umieszczone są magnesy trwałe (5, 6) spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów (5) jest usytuowany w układzie biegunów S-N, a drugi magnes (6) w układzie biegunów N-S względem osi wału (1), zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na odpowiednich powierzchniach walcowych stopniowanej tulei (4), a powierzchniami walcowymi we wnęce obudowy uszczelnienia (3) lub pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na odpowiednich powierzchniach walcowych obudowy uszczelnienia (3), a powierzchniami walcowymi we wnęce stopniowanej tulei (4).