PL220231B1 - Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczna - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, znajdujące zastosowane do uszczelniania wałów obrotowych w urządzeniach pracujących w warunkach wysokiej próżni oraz w niskociśnieniowym środowisku gazowym.

Znane z opisu patentowego nr 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 również z polskiego opisu patentowego nr 163174 wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne zawierające osadzone przesuwnie w komorze dławnicowej nabiegunniki z wielokrawędziowymi powierzchniami, oddzielone spolaryzowanymi osiowo magnesami trwałymi w kształcie pierścieni, przy czym po stronie wielokrawędziowych powierzchni nabiegunników znajduje się ciecz ferromagnetyczna, a w przestrzeniach pierścieniowych pomiędzy nabiegunnikami, pod magnesami trwałymi są usytuowane kołnierze tulei osadzonych na wale. Powierzchnie czołowe kołnierzy są skojarzone z wielokrawędziowymi powierzchniami nabiegunników, a ponadto w tulejach, po stronie wału oraz w nabiegunnikach, po stronie ścian komory dławnicowej są wykonane gniazda pierścieni uszczelniających.

Znane jest także z polskiego opisu patentowego nr 187576 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla łożyskowania tocznego wału, zabudowane między dwoma łożyskami tocznymi, posiadające spolaryzowane poosiowe 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, wykonane z materiału niemagnetycznego, a uszczelniającą krawędź w każdym nabiegunniku wyznacza stożkowa powierzchnia jego otworu wewnętrznego.

Znane jest również ze zgłoszenia patentowego P-373544 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, usytuowanymi pomiędzy nabiegunnikami w obudowie oraz pomiędzy nabiegunnikami na wale, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika osadzonego w obudowie, a walcową powierzchnią nabiegunnika osadzonego na wale oraz pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika osadzonego na wale, a walcową powierzchnią nabiegunnika osadzonego w obudowie.

Znane jest także ze zgłoszenia patentowego P-387154 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że w gniazdach tulejek kołnierzowych, wykonanych na wewnętrznych powierzchniach bocznych kołnierzy umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów spolaryzowany jest w układzie biegunów S-N, a drugi w układzie N-S względem powierzchni wału, a na powierzchniach walcowych kołnierzy znajdują się występy uszczelniające, ponadto po obu stronach zewnętrznych powierzchni bocznych kołnierzy tulejek znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane osiowo oraz wielokrawędziowe nabiegunniki, przy czym w tulejce nieruchomej, magnes i nabiegunniki osadzone są na jej wewnętrznej powierzchnio walcowej, natomiast w tulejce ruchomej, magnes i nabiegunniki osadzone są na jej zewnętrznej powierzchni walcowej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, powstałych pomiędzy występami uszczelniającymi na nabiegunnikach i kołnierzach tulejek, a powierzchniami walcowymi tulejek, ruchomej i nieruchomej.

Istota wielostopniowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierającego magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że w każdym podzespole uszczelnienia, dwa nabiegunniki wraz z magnesem trwałym osadzone są w obudowie, a jeden nabiegunnik umocowany jest na wale, przy czym jeden z nabiegunników nieruchomych wyposażony jest w ramię, które wraz z wnęką wykonaną w nabiegunniku ruchomym tworzy uszczelnienie labiryntowe osiowe. Dodatkowo, nabiegunnik nieruchomy zaopatrzony w ramię posiada także występy uszczelniające wykonane na części wewnętrznej powierzchni walcowej,

PL 220 231 B1 a nabiegunnik ruchomy posiada występy uszczelniające wykonane na części zewnętrznej powierzchni walcowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi jednego z nabiegunników nieruchomych, a zewnętrzną powierzchnią walcową nabiegunnika ruchomego oraz w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika ruchomego, a wewnętrzną powierzchnią walcową drugiego nabiegunnika nieruchomego.

Zaletą wielostopniowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną według wynalazku, jest zwiększenie stopnia szczelności, dzięki wydłużeniu drogi przejścia czynnika uszczelnianego z przestrzeni roboczej do otoczenia. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym.

Uszczelnienie tworzą trzy podzespoły, z których każdy składa się z dwóch nabiegunników 3, 4 przedzielonych magnesem trwałym 6, osadzonych w obudowie 2 i jednego nabiegunnika 5 umocowanego na wale 1 i cieczy magnetycznej 7. Nabiegunnik 4 wyposażony jest w ramię 4a, które wraz z wnęką 5a wykonaną w nabiegunniku 5 tworzy uszczelnienie labiryntowe osiowe. Ponadto nabiegunnik nieruchomy 4 posiada występy uszczelniające wykonane na części wewnętrznej powierzchni walcowej, a nabiegunnik ruchomy 5 posiada występy uszczelniające wykonane na części zewnętrznej powierzchni walcowej. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w szczelinach 5 utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika nieruchomego 4, a zewnętrzną powierzchnią walcową nabiegunnika ruchomego 5 oraz w szczelinach δ pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika ruchomego 5, a wewnętrzną powierzchnią walcową nabiegunnika nieruchomego 3. Zamknięte obwody magnetyczne Φ utworzone są przez nabiegunniki 3, 4, 5, magnesy trwałe 6 oraz ciecz magnetyczną 7.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 7, utrzymywana jest ona w małych szczelinach δ pomiędzy występami nabiegunników 4, 5 i odpowiednimi powierzchniami walcowymi nabiegunników 3, 5, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ramiona 4a nabiegunników 4 usytuowane z luzem we wnękach 5a nabiegunników 5 tworzą labirynt osiowy, który stanowi dodatkową przeszkodę dla czynnika roboczego.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierające magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że każdy podzespół uszczelnienia składa się z dwóch nabiegunników (3, 4) przedzielonych magnezem trwałym (6), osadzonych w obudowie (2) i jednego nabiegunnika (5) umocowanego na wale (1), przy czym jeden z nabiegunników nieruchomych (4) wyposażony jest w ramię (4a), które wraz z wnęką (5a) wykonaną w nabiegunniku ruchomym (5) tworzy uszczelnienie labiryntowe osiowe.

2. Wielostopniowe uszczelnianie z cieczą magnetyczną według zastrz. 1, znamienne tym, że nabiegunnik nieruchomy (4) posiada występy uszczelniające wykonane na części wewnętrznej powierzchni walcowej, a nabiegunnik ruchomy (5) posiada występy uszczelniające wykonane na części zewnętrznej powierzchni walcowej, zaś w szczelinach (5) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi jednego z nabiegunników nieruchomych (4), a zewnętrzną powierzchnią walcową nabiegunnika ruchomego (5) oraz w szczelinach (5) pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika ruchomego (5), a wewnętrzną powierzchnią walcową drugiego nabiegunnika nieruchomego (3), znajduje się ciecz magnetyczna (7).