PL220187B1 - Uszczelnienie hybrydowe wału pionowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe wału pionowego, przeznaczone dla urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.

Znane jest z opisu patentowego SU nr 1 173 121 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 zawarte 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 nr 181 480 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 nr 191 261 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 usytuowana 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 nr 193 937 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. Pomiędzy jednym magnesem wraz z nabiegunnikami a drugim magnesem wraz z nabiegunnikami znajduje się przegroda stopniowanej tulei, a w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a walcowymi powierzchniami przegrody tulei znajduje się ciecz magnetyczna.

Znane jest także z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-378 846 uszczelnienie hybrydowe wału pionowego, w którym kołnierz obudowy i tuleja kołnierzowa osadzona na wale posiadają występy usytuowane na ich wewnętrznych powierzchniach czołowych, tworzące uszczelnienie labiryntowe osiowe, zaś w szczelinie pomiędzy skrajnym, zewnętrznym występem tulei kołnierzowej a skrajną zewnętrzną wnęką w obudowie oraz w szczelinie pomiędzy skrajnym wewnętrznym występem obudowy a skrajną wewnętrzną wnęką w tulei kołnierzowej znajduje się ciecz magnetyczna. Magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, jeden w układzie N-S, a drugi w układzie S-N względem osi wału, znajdują się we wnękach wykonanych w kołnierzach obudowy i tulei na ich zewnętrznych powierzchniach czołowych.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-383 480 znane jest także uszczelnienie wału pionowego z cieczą magnetyczną, w którym usytuowane koncentrycznie względem osi wału magnesy tnvate spolaryzowane osiowo naprzemiennie względem siebie są osadzone na dnie wytoczenia tulei stopniowanej, w którym osadzone są również wielokrawędziowe nabiegunniki, przylegające do magnesów trwałych. Pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami i magnesami trwałymi usytuowana jest przegroda osłony tarczowej, zaś w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a powierzchniami cylindrycznymi przegrody osłony tarczowej znajduje się ciecz magnetyczna.

W polskim zgłoszeniu patentowym P-387 185 ujawniono uszczelnienie hybrydowe dla wału w układzie pionowym, które składa się z dwóch stopniowanych tulejek kołnierzowych, jednej osadzonej na wale, a drugiej - w obudowie, przy czym tulejki te posiadają na powierzchniach czołowych kołnierzy pierścieniowe występy oraz pierścieniowe wnęki, tworzące uszczelnienie labiryntowe osiowe. Ponadto, po obu stronach przegrody drugiej tulejki umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane

PL 220 187 B1 osiowo oraz przylegające do nich wielokrawędziowe nabiegunniki, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a cylindryczną powierzchnią tulejki osadzonej na wale.

Istotą uszczelnienia, według wynalazku, zawierającego dwie stopniowane tulejki kołnierzowe, jedną ruchomą osadzoną na wale, drugą nieruchomą osadzoną w obudowie, przy czym obie tulejki na czołowych powierzchniach kołnierzy mają pierścieniowe występy i wnęki tworzące uszczelnienie labiryntowe osiowe, polega na tym, że pomiędzy pierścieniami łożyska tocznego osadzonego na wale i w obudowie, a tulejkami kołnierzowymi umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, jeden ustawiony biegunem S, a drugi biegunem N względem powierzchni bocznych pierścieni łożyska. Ponadto, tulejki kołnierzowe wyposażone są w występy uszczelniające, wykonane na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki ruchomej i na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki nieruchomej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy tymi występami.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju osiowym.

Uszczelnienie składa się z osadzonej na wale pionowym 1 stopniowanej tulejki kołnierzowej 4, stopniowanej tulejki kołnierzowej 5 umocowanej w obudowie 2, magnesów trwałych 6 i 7 spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej 8. Tulejki 4 i 5 wyposażone są w pierścieniowe występy 4a i 5a oraz pierścieniowe wnęki 4b i 5b, usytuowane na powierzchniach czołowych kołnierzy tulejek 4 i 5, tworząc w stanie zmontowanym uszczelnienie labiryntowe osiowe. Ponadto, tulejki kołnierzowe 4 i 5 wyposażone są w występy uszczelniające 4c i 5c wykonane na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki ruchomej 4 i na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki nieruchomej 5, zaś ciecz magnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach 5, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 4c i 5c tulejek kołnierzowych 4 i 5. Zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez łożysko toczne 3, tulejki 4 i 5, magnesy trwałe 6 i 7 oraz ciecz magnetyczną 8.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, wstępny stopień uszczelniania stanowi uszczelnienie labiryntowe osiowe, utworzone przez występy 4a i 4b oraz wnęki 4b i 5b tulejek kołnierzowych 4 i 5, zaś uszczelnienie z cieczą magnetyczną 8, która utrzymywana jest w szczelinach 5 przez siły pola magnetycznego, tworzy dodatkowe bariery dla czynnika uszczelnianego.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał pionowy,

- obudowa,

- łożysko toczne,

- stopniowana tulejka kołnierzowa, osadzona na wale,

- stopniowana tulejka kołnierzowa, umocowana w obudowie,

4a, 5a - pierścieniowe występy,

4b, 5b - pierścieniowe wnęki,

4c, 5c - występy uszczelniające,

6,7 - magnesy trwałe,

- ciecz magnetyczna, δ - szerokość szczeliny pierścieniowej.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Uszczelnienie hybrydowe wału pionowego, zawierające dwie stopniowane tulejki kołnierzowe, jedną ruchomą osadzoną na wale, drugą nieruchomą osadzoną w obudowie, przy czym obie tulejki na czołowych powierzchniach kołnierzy mają pierścieniowe występy i wnęki tworzące uszczelnienie labiryntowe osiowe, znamienne tym, że pomiędzy pierścieniami łożyska tocznego (3) osadzonego na wale (1) i w obudowie (2) a tulejkami kołnierzowymi (4 i 5) umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe (6 i 7) spolaryzowane osiowo, przy czym jeden z nich (6) ustawiony biegunem S, a drugi (7) biegunem N względem powierzchni bocznych pierścieni łożyska (3), a ponadto tulejki kołnierzowe (4 i 5) wyposażone są w występy uszczelniające (4c i 5c) wykonane na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki ruchomej (4) i na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulejki nieruchomej (5), zaś ciecz magnetyczna (8) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (5), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi (4c i 5c) tulejek kołnierzowych (4 i 5).