PL223204B1 - Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, które stanowi połączenie osiowo-promieniowego uszczelnienia labiryntowego oraz uszczelnień z cieczą magnetyczną i znajduje zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym, pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w warunkach próżni.

Znane jest z angielskiego opisu patentowego nr GB2302921 uszczelnienie wału obrotowego, będące kombinacją uszczelnienia labiryntowego i uszczelnienia z cieczą magnetyczną. Uszczelnienie to składa się z pierścieniowego magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo, umieszczonego w tulei osadzonej w obudowie, dwóch nabiegunników osadzonych na obracającym się wale oraz cieczy magnetycznej. Nabiegunniki wraz z tuleją tworzą dwa osiowe uszczelnienia labiryntowe, usytuowane po obu stronach magnesu, zaś ciecz magnetyczna jest utrzymywana siłami pola magnetycznego w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami nabiegunników wykonanych na ich czołowych powierzchniach, a bocznymi powierzchniami magnesu.

Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr PL159632 uszczelnienie ferromagnetyc zne wału obrotowego, zawierające osadzone w komorze dławnicowej dwa nabiegunniki pierścieniowe wielokrawędziowe oddzielone osiowo spolaryzowanym magnesem trwałym, przy czym w szczelinach, po stronie wielokrawędziowej powierzchni pobocznie nabiegunników, znajduje się ciecz ferromagnetyczna, a w nabiegunnikach i w osadzonej poniżej nich na uszczelnianym wale tulei są wykonane równolegle do osi wału, przestrzenie cylindryczne pierścieniowe, przesunięte promieniowo względem siebie i skojarzone wraz z powstałymi przez wykonanie tych przestrzeni ramionami tak, że w przestrzeniach nabiegunników są usytuowane ramiona tulei, zaś w przestrzeniach tulei są usytuowane ramiona nabiegunników, przy czym wielokrawędziowe powierzchnie pobocznie nabiegunników znajdują się na średnicy wewnętrznej i zewnętrznej ich przestrzeni cylindrycznych pierścieniowych, a ponadto w tulei, na jej średnicy wewnętrznej oraz w nabiegunnikach, na ich średnicach zewnętrznych, są wykonane gniazda pierścieni uszczelniających o przekroju kołowym.

Inne znane z opisu zgłoszenia patentowego nr P.383032 uszczelnienie z cieczą magnetyczną charakteryzuje się tym, że osadzone w obudowie i przedzielone magnesem trwałym nieruchome, wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny w kształcie stopniowanych pierścieni z dwiema wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi, jedną gładką, a drugą z występami uszczelniającymi. Umocowana na wale cienkościenna stopniowana tuleja ma osadzone na jej końcach wielokrawędzi owe ruchome nabiegunniki z występami uszczelniającymi, usytuowanymi na ich zewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, przy czym każdy z ruchomych nabiegunników przedzielony jest magnesem trwałym. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami nieruchomych nabiegunników, a zewnętrzną cylindryczną powierzchnią stopniowanej tulei oraz w szczelinach pomiędzy występami ruchomych nabiegunników, a wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami nieruchomych nabiegunników.

Znane jest także z opisu zgłoszenia patentowego nr P.383439 hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że osadzone na wale wielokrawędziowe nabiegunniki mają kształt tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi usytuowanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy. Pomiędzy kołnierzami tulejek kołnierzowych umieszczony jest wewnętrzny kołnierz tulei nośnej osadzonej w obudowie. We wnękach tulei nośnej umieszczone są magnesy trwałe, do których przylegają pokrywy zamocowane do obudowy, przy czym magnesy trwałe są spolaryzowane promieniowo naprzemiennie względem siebie, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek kołnierzowych, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi tulei nośnej.

Z kolei w opisie zgłoszenia patentowego nr P.389176 przedstawiono inne rozwiązanie uszczelnienia hybrydowego wału z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że na wale ma osadzony magnes trwały spolaryzowany osiowo oraz przylegające do niego tulejki kołnierzowe z wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy występami uszczelniającymi, a na walcowych powierzchniach tulejek wykonane są rowki śrubowe, na jednej tulejce prawo- a na drugiej lewoskrętne. Kołnierze tulejek znajdują się w komorze utworzonej przez obudowę oraz pokrywy umieszczone po jej obu stronach, natomiast ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy, a wewnętrzną walcową powierzchnią obudowy. Powierzchnie walcowe pokryw z rowkami śrubowymi tulejek tworzą uszczelnienia szczelinowe, usytuowane po obu stronach uszczelnienia z cieczą magnetyczną.

PL 223 204 B1

Istota uszczelnienia hybrydowego z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego składającego się z tulejek kołnierzowych, wielokrawędziowych nabiegunników, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej, polega na tym, że tulejki kołnierzowe przedzielone wielokrawędziowymi nabiegunnikami o przekroju prostokątnym, z umieszczonym pomiędzy nimi magnesem trwałym stanowią pierwszy układ magnetyczny, który osadzony jest nieruchomo w obudowie lub na ruchomym wale, zaś w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi, a wielokrawędziowymi nabiegunnikami o przekroju prostokątnym umieszczone są kolejne układy magnetyczne, osadzone na wale lub w obudowie, przeciwległe do pierwszego układu magnetycznego, składające się z nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy, na których umieszczone są przylegające do kołnierzy tulejek magnesy trwałe, a następnie wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna w pierwszym układzie magnetycznym znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników o przekroju prostokątnym, a zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi wielokrawędziowych nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych, zaś w kolejnych układach magnetycznych, w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a wewnętrznymi lub zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym, przy czym na fig. 1 pokazano rozwiązanie uszczelnienia, w którym tulejki kołnierzowe przedzielone pierwszym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną i nieruchomym układem magnetycznym osadzone są w obudowie, a dwa kolejne uszczelnienia z cieczą magnetyczną i ruchomym układem magnetycznym, umieszczone wewnątrz tulejek kołnierzowych umocowane są na wale, a na fig. 2 - pokazano rozwiązanie uszczelnienia w układzie odwrotnym.

Uszczelnienie składa się z tulejek kołnierzowych 3, wielokrawędziowych nabiegunników 6, 8 o przekroju poprzecznym prostokątnym z występami wykonanymi na ich powierzchniach walcowych, wielokrawędziowych nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych 4 z występami wykonanymi na walcowych powierzchniach kołnierzy oraz z magnesów trwałych 5, 7 spolaryzowanych osiowo, a także cieczy magnetycznej 9. Tulejki kołnierzowe 3 przedzielone wielokrawędziowymi nabiegunnikami 6 o przekroju prostokątnym z umieszczonym pomiędzy nimi magnesem trwałym 5, stanowią pierwszy układ magnetyczny, który osadzony jest nieruchomo w obudowie. W komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi 3, a wielokrawędziowymi nabiegunnikami 6 o przekroju prostokątnym umieszczone są kolejne dwa układy magnetyczne osadzone na ruchomym wale 1, przeciwległe do pierwszego układu magnetycznego, które składają się z nabiegunników 4 w kształcie tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy, na których umieszczone są przylegające do kołnierzy tulejek magnesy trwałe 7, a następnie wielokrawędziowe nabiegunniki 8 o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna 9 w pierwszym układzie magnetycznym znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 6 o przekroju prostokątnym, a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi wielokrawędziowych nabiegunników 4 w kształcie tulejek kołnierzowych. W kolejnych układach magnetycznych, ciecz magnetyczna 9 jest umiejscowiona w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 4, 8, a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych 3. Jeden obwód magnetyczny tworzą nabiegunniki 4, magnes 5, nabiegunniki 6 i ciecz magnetyczna 9, a dwa inne obwody magnetyczne tworzą tulejki 3, nabiegunniki 4, magnesy 7, nabiegunniki 8 i ciecz magnetyczna 9.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, pomiędzy tulejkami kołnierzowymi 3 i nabiegunnikami 6 wraz z magnesami 5, a nabiegunnikami 4 i umieszczonymi na nich magnesami 7 wraz z nabiegunnikami 8, tworzy się osiowo-promieniowe uszczelnienie labiryntowe, a ponadto ciecz magnetyczna 9 utrzymywana jest siłami pola magnetycznego w pierścieniowych szczelinach, stanowiąc dodatkowe bariery uszczelniające dla czynnika roboczego.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał

- obudowa

- tulejka kołnierzowa

4, 6, 8 - wielokrawędziowe nabiegunniki

5, 7 - magnesy trwałe

- ciecz magnetyczna

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, składające się z tulejek kołnierzowych, wielokrawędziowych nabiegunników, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej, znamienne tym, że tulejki kołnierzowe (3) przedzielone wielokrawędziowymi nabiegunnikami (6) o przekroju prostokątnym z umieszczonym pomiędzy nimi magnesem trwałym (5) stanowią pierwszy układ magnetyczny, który osadzony jest nieruchomo w obudowie (2) lub na ruchomym wale (1), natomiast w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi (3), a wielokr awędziowymi nabiegunnikami (6) o przekroju prostokątnym umieszczone są kolejne układy magnetyczne, osadzone na wale (1) lub w obudowie (2), przeciwległe do pierwszego układu magnetycznego, składające się z nabiegunników (4) w kształcie tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy, na których umieszczone, są przylegające do kołnierzy tulejek magnesy trwałe (7), a następnie wielokrawędziowe nabiegunniki (8) o przekroju prostokątnym, przy czym ciecz magnetyczna (9) w pierwszym układzie magnetycznym znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (6) o przekroju prostokątnym, a zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi wielokrawędziowych nabiegunników (4) w kształcie tulejek kołnierzowych, zaś w kolejnych układach magnetycznych, w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszcze lniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (4, 8), a wewnętrznymi lub zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych (3).