PL223122B1 - Przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, stosowany w niskociśnieniowych urządzeniach gazowych oraz w technice wysokiej próżni.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 4995622 znany jest próżniowy przepust wału obrotowego z wielostopniowym uszczelnieniem cieczą magnetyczną, zawierający magnes trwały spolaryzowany osiowo, umieszczony pomiędzy dwoma nabiegunnikami. Magnes wraz z nabiegunnikami usytuowany jest pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi osadzonymi w obudowie. Nabiegunniki złożone są z szeregu cienkich pierścieni, wykonanych z materiału ferromagnetycznego, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami pierścieni, a wałem.

Z opisu patentowego USA, nr 5975536 znany jest próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, z obracającym się układem magnetycznym. W tym rozwiązaniu wielokrawędziowy nabiegunnik z występami uszczelniającymi, usytuowany pomiędzy łożyskami tocznymi w obudowie, stanowi integralną część wału. We wnękach wykonanych w nabiegunniku umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią komory dławnicowej w obudowie. W opisie patentowym USA nr 6672592 (fig. 2) zaproponowano, że na obracającym się wale umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki z umieszczonym pomiędzy nimi magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na zewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr PL 203336 próżniowy przepust wału obrotowego z uszczelnieniem ferromagnetycznym, zawierający dwie tuleje kołnierzowe wraz z wielokrawędziowymi nabiegunnikami, co najmniej dwa magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, umieszczone w komorze dławnicowej, każdy pomiędzy dwoma nabiegunnikami oraz ciecz magnetyczną. Na tulei osadzonej w obudowie i na tulei osadzonej na wale wykonane są występy uszczelniające, przy czym każda tuleja wraz z nabiegunnikami stanowi oddzielną całość, zaś magnesy umieszczone są w pierścieniowych wnękach, wykonanych w każdej tulei pomiędzy nabiegunnikami. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi jednej tulei, a walcową powierzchnią drugiej tulei.

Z polskiego opisu patentowego PL 206630 znany jest przepust wału z uszczelnieniem cieczą magnetyczną, który w komorze dławnicowej, pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi, ma osadzoną na wale tuleję z występami uszczelniającymi, wykonanymi na jej zewnętrznej powierzchni walcowej, natomiast druga tuleja osadzona w obudowie ma występy uszczelniające wykonane na jej wewnętrznej powierzchni walcowej, przy czym tuleje namagnesowane są w ten sposób, że kolejne występy każdej tulei stanowią bieguny różnoimienne lub jednoimienne i usytuowane są wobec siebie tak, że występ uszczelniający jednej tulei i odpowiadający mu występ drugiej tulei mają różnoimienne bieguny N i S, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi obu tulei.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 208613 znany jest też próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, który charakteryzuje się tym, że nabiegunniki wykonane w postaci tulei kołnierzowych, jeden osadzony w obudowie, drugi osadzony na wale, mają występy uszczelniające usytuowane na walcowych powierzchniach kołnierzy tulei oraz na środkowych częściach walcowych powierzchni obu tulei, przy czym w pierścieniowych wnękach wykonanych w nabiegunnikach, umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi obu nabiegunników oraz w szczelinach promieniowych pomiędzy występami na kołnierzu nieruchomego nabiegunnika, a wałem i w szczelinach pomiędzy występami na kołnierzu ruchomego nabiegunnika, a obudową.

Znany jest też z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.390576 próżniowy przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, który zawiera osadzone na wale wielokrawędziowe nabiegunniki przedzielone magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo i charakteryzuje się tym, że występy uszczelniające nabiegunników usytuowane są na ich zewnętrznych walcowych powierzchniach, a od strony ich wewnętrznych walcowych powierzchni usytuowane są zbiorniczki na ciecz magnetyczną, połączone poprzecznymi kanalikami ze szczelinami roboczymi, przy czym ciecz magnetyczna wypełnia zbiorniczki i kanaliki, a także znajduje się w pierścieniowych szczelinach,

PL 223 122 B1 utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy.

Ze zgłoszenia patentowego nr P.392764 znany jest również wysokoobrotowy przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, w którym tulejka umocowana w obudowie ma kołnierz skierowany w stronę wału, natomiast tulejka osadzona na wale ma kołnierz skierowany w stronę obudowy, a na zewnętrznej powierzchni walcowej umocowanej w obudowie wykonany jest obwodowy rowek śrubowy, zaś w przestrzeni powstałej pomiędzy tulejkami umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki, przedzielone magnesami trwałymi, umocowane w nieruchomej tulejce i skierowane występami uszczelniającymi w stronę wału lub na ruchomej tulejce z występami uszczelniającymi skierowanymi w stronę obudowy, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami cylindrycznymi tulejek kołnierzowych.

Istota przepustu wału z wielostopniowym uszczelnieniem według wynalazku, zawierającego łożyska toczne, osadzone na wale nabiegunniki, przedzielone magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo, tulejki oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że nabiegunniki osadzone w obudowie, przedzielone są trwałym magnesem nieruchomym, a tulejki z występami uszczelniającymi usytuowanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone są na wale i przedzielone drugim trwałym magnesem ruchomym. Bieguny magnesu nieruchomego są ustawione w układzie N-S, zaś bieguny magnesu ruchomego w układzie S-N lub w ustawieniu odwrotnym dla każdego z magnesów. Ponadto kołnierze tulejek umieszczone są z luzem w wytoczeniach nabiegunników w pobliżu łożysk tocznych, a w nabiegunnikach wykonane są zbiorniczki na ciecz magnetyczną, połączone promieniowymi kanalikami ze szczelinami roboczymi. Ciecz magnetyczna wypełnia zbiorniczki i kanaliki, a także znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek, a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi nabiegunników.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym.

Przepust wału składa się z obudowy 2, w której pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi 3 osadzone są nabiegunniki 5 przedzielone magnesem trwałym nieruchomym 4 spolaryzowanym osiowo. Na wale 1 osadzone są tulejki kołnierzowe 6, przedzielone trwałym magnesem ruchomym 7 spolaryzowanym osiowo, przy czym bieguny trwałego magnesu nieruchomego 4 ustawione są w układzie N-S, a bieguny trwałego magnesu ruchomego 7 w układzie S-N. Tulejki 6 posiadają występy uszczelniające usytuowane na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych, a kołnierze 6a tulejek 6 umieszczone są w wytoczeniach nabiegunników 5. W nabiegunnikach 5 wykonane są zbiorniczki 8 na ciecz magnetyczną 10, połączone promieniowymi kanalikami 9 ze szczelinami roboczymi. Ciecz magnetyczna 10 wypełnia zbiorniczki 8 i kanaliki 9, a także znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek 6, a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi nabiegunników 5. Zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez trwały magnes nieruchomy 4, nabiegunniki 5, tulejki 6, trwały magnes ruchomy 7 i ciecz magnetyczną 10.

W warunkach eksploatacji przepustu wału według wynalazku, w wyniku oddziaływania siły pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 10, utrzymywana jest ona w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek 6 i nabiegunnikami 5, tworząc bariery dla czynnika uszczelnianego. W przypadku wystąpienia przebicia uszczelnienia, ciecz magnetyczna 10 zostaje wyrzucona ze szczelin roboczych i wówczas następuje uzupełnienie jej ze zbiorniczków 8, co zapewnia dalszą szczelność przepustu. Ponadto kołnierze 6a tulejek 6 usytuowane z luzem pomiędzy łożyskami tocznymi 3, a wnękami nabiegunników 5, tworzą dodatkowe uszczelnienia labiryntowe promieniowe, które zwiększają szczelność przepustu.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał

- obudowa

- łożysko toczne

- trwały magnes nieruchomy

- nabiegunnik

- tulejka z występami uszczelniającymi

6a - kołnierz

- trwały magnes ruchomy

PL 223 122 B1

- zbiorniczek z cieczą magnetyczną

- kanalik

- ciecz magnetyczna

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, zawierający łożyska toczne, osadzone na wale nabiegunniki, przedzielone magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo, tulejki oraz ciecz magnetyczną, znamienny tym, że nabiegunniki (5) osadzone w obudowie (2) przedzielone są trwałym magnesem nieruchomym (4), a tulejki (6) z występami uszczelniającymi usytuowanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone są na wale (1) i przedzielone drugim trwałym magnesem ruchomym (7), gdzie bieguny trwałego magnesu nieruchomego (4) są ustawione w układzie N-S, a bieguny trwałego magnesu ruchomego (7) w układzie S-N lub w ustawieniu odwrotnym dla każdego z magnesów, zaś kołnierze (6a) tulejek (6) umieszczone są z luzem w wytoczeniach nabiegunników (5) w pobliżu łożysk tocznych (3), gdzie w nabiegunnikach (5) wykonane są zbiorniczki (8) na ciecz magnetyczną (10), połączone promieniowymi kanalikami (9) ze szczelinami roboczymi, przy czym ciecz magnetyczna (10) wypełnia zbiorniczki (8), kanaliki (9) oraz pierścieniowe szczeliny, utworzone pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek (6), a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi nabiegunników (5).