PL223553B1

PL223553B1 - Hybrid seal elements of rotating or reciprocating return motion

Info

Publication number: PL223553B1
Application number: PL403209A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL403209A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, stanowiące połączenie uszczelnienia dławnicowego i uszczelnienia z cieczą m agnetyczną, stosowane w budowie maszyn i urządzeń do uszczelniania wałów lub tłoczysk.The subject of the invention is a hybrid seal of elements with rotary or reciprocating movement, which is a combination of a stuffing box seal and a seal with a magnetic liquid, used in the construction of machines and devices for sealing shafts or piston rods.

Znane jest z polskiego opisu patentowego PL 195 697 uszczelnienie dławnicowe wału, w którym pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi oraz na dnie komory umieszczone są nabiegunniki w postaci pierścieni z występami uszczelniającymi, a ponadto uszczelnienie wyposażone jest w co najmniej jeden magnes trwały spolaryzowany promieniowo, usytuowany pomiędzy dwoma nabiegu nnikami, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchnią wału oraz w szczelinie promieniowej pomiędzy wewnętrzną powierzchnią walcową magnesu, a powierzchnią wału.A shaft gland seal is known from the Polish patent specification PL 195 697, in which pole shoes in the form of rings with sealing lips are placed between the sealing rings and at the bottom of the chamber, and in addition, the seal is equipped with at least one radially polarized permanent magnet, located between two runners. and the magnetic fluid is located in the radial gaps formed between the sealing projections of the pole pieces and the shaft surface and in the radial gap between the inner cylindrical surface of the magnet and the shaft surface.

Znane jest również z opisu patentowego PL 208 631 hybrydowe uszczelnienie wału, złożone co najmniej z: jednego magnesu trwałego, nabiegunnika, cieczy magnetycznej oraz pakietu pierścieni uszczelniających, umieszczonych w komorze dławnicowej i dociśniętych dławikiem, które charakteryzuje się tym, że wewnątrz stopniowanej komory, pomiędzy dwoma pakietami pierścieni uszczelniających, umieszczony jest dławik wewnętrzny w postaci wydrążonej tulei, w której osadzony jest magnes trwały spolaryzowany promieniowo i wielokrawędziowy nabiegunnik, a na wewnętrznej, walcowej powierzchni tego dławika usytuowane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami dławika i nabiegunnika, a wałem znajduje się ciecz magnetyczna.Also known from the patent description PL 208 631 is a hybrid shaft seal, consisting of at least one permanent magnet, a pole piece, a magnetic liquid and a packet of sealing rings, placed in the stuffing box and tightened with a gland, which is characterized by the fact that inside the stepped chamber between With two packets of sealing rings, an internal gland in the form of a hollow sleeve is placed, in which a radially polarized permanent magnet and a multi-edge pole piece are embedded, and on the internal, cylindrical surface of the gland there are sealing lugs, and in radial gaps formed between the lugs of the gland and the pole piece and the shaft contains magnetic fluid.

Istotą uszczelnienia zawierającego magnes trwały spolaryzowany osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki, ciecz magnetyczną oraz pierścienie uszczelniające jest to, że w komorze dławnicowej obudowy zamkniętej dławikiem zewnętrznym znajdują się dwa wielokrawędziowe nabiegunniki w p ostaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych ich kołnierzy, przedzielone magnesem trwałym. W wytoczeniach nabiegunników, usytuowanych po stronie ich zewnętrznych powierzchni czołowych, umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające dociskane dławikami wewnętrznymi, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchnią wału lub tłoczyska.The essence of the seal containing an axially polarized permanent magnet, multi-edge pole shoes, magnetic liquid and sealing rings is that in the stuffing box of the housing closed with an external gland there are two multi-edge pole pieces in the end of the flanged sleeves with sealing protrusions made on the inner cylindrical surfaces of their flanges, separated by a magnet. permanent. In the recesses of the pole pieces, located on the side of their outer faces, there are soft sealing rings pressed with internal glands, and the magnetic fluid is located in the annular gaps formed between the sealing lips of the pole pieces and the surface of the shaft or piston rod.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia uszczelnienie wału w półprzekroju wzdłużnym.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing which shows the shaft seal in a half longitudinal section.

Uszczelnienie składa się z dwóch wielokrawędziowych nabiegunników 6 przedzielonych m agnesem trwałym 7 spolaryzowanym osiowo, cieczy magnetycznej 8, dwóch pierścieni uszczelniających 5, dwóch dławików wewnętrznych 4 i dławika zewnętrznego 3. W komorze dławnicowej obudowy 2 zamkniętej dławikiem zewnętrznym 3, umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki 6 w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych ich kołnierzy. W wytoczeniach wielokrawędziowych nabiegunników 6, wykonanych po stronie ich zewnętrznych powierzchni czołowych, umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające 5, wykonane ze sznura plecionego, dociskane dławikami wewnętrznymi 4. Wielokrawędziowe nabiegunniki 6 i dławiki wewnętrzne 4 są uszczelnione względem obudowy 2 za pomocą pierścieni uszczelniających 9 typu „O”. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 6, a powierzchnią wału 1. Zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez magnes trwały 7, wielokrawędziowe nabiegunniki 6, ciecz magnetyczną 8 oraz wał 1.The packing consists of two multi-edge pole pieces 6 separated by a permanent magnet 7 with axial polarization, a magnetic fluid 8, two sealing rings 5, two internal glands 4 and an external gland 3. In the stuffing box of the housing 2 closed with an external gland 3, there are multi-edge pole pieces 6 in form of flanged bushings with sealing projections made on the internal cylindrical surfaces of their flanges. In the multi-edge embossments of the pole pieces 6, made on the side of their outer faces, there are soft sealing rings 5, made of braided rope, tightened with internal glands 4. The multi-edge pole pieces 6 and internal glands 4 are sealed against the housing 2 by means of sealing rings 9 of the "type" ABOUT". The magnetic fluid 8 is contained in the annular gaps δ, formed between the sealing lips of the multi-edge pole pieces 6 and the surface of the shaft 1. The closed magnetic circuit is formed by a permanent magnet 7, multi-edge pole shoes 6, magnetic fluid 8 and the shaft 1.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 8, utrzymywana jest ona w pierścieniowych szczelinach δ pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 6, a wałem 1, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto siła docisku dławika zewnętrznego 3 powoduje ściśnięcie miękkich pierścieni uszczelniających 5 za pomocą dławików wewnętrznych 4, co zapewnia powstanie odpowiednich nacisków stykowych na powierzchni wału 1, po obu stronach uszczelnienia z cieczą magnetyczną 8 i chroni je przed utratą szczelności przy ruchu obrotowym elementu uszczelnianego. Dzięki zastosowaniu cieczy magnetycznej 8 o dobrych własnościach smarnych, uzyskuje się także znacznie zmniejszenie oporów ruchu.In the operating conditions of the seal according to the invention, due to the influence of the magnetic field forces on the magnetic fluid 8, it is held in the annular gaps δ between the sealing lips of multi-edge pole pieces 6 and the shaft 1, creating sealing barriers for the working medium. Moreover, the pressing force of the external gland 3 causes the soft sealing rings 5 to be compressed by the internal glands 4, which ensures the formation of appropriate contact pressures on the surface of the shaft 1, on both sides of the seal with magnetic liquid 8, and protects them against loss of tightness during rotational movement of the sealed element. Due to the use of a magnetic fluid 8 with good lubricating properties, a significant reduction of the resistance to movement is also achieved.

PL 223 553 B1PL 223 553 B1

Wykaz oznaczeń na rysunkuList of symbols in the drawing

- wał lub tłoczysko- shaft or piston rod

- obudowa- housing

- dławik zewnętrzny- external choke

- dławik wewnętrzny- internal choke

- pierścień uszczelniający- sealing ring

- wielokrawędziowy nabiegunnik- multi-edged pole piece

- magnes trwały- permanent magnet

- ciecz magnetyczna- magnetic liquid

- pierścień uszczelniający typu „O” δ - pierścieniowa szczelina- O-ring δ - annular gap

Claims

Patent claim

Hybrid sealing of rotating or reciprocating elements, containing an axially polarized permanent magnet, multi-edge pole pieces, magnetic liquid and sealing rings placed in the stuffing box, characterized by the fact that in the stuffing box of the casing (2) closed with an external gland (3) there are two multi-edge pole shoes (6) in the form of flange sleeves with sealing projections made on the internal cylindrical surfaces of their flanges, separated by a permanent magnet (7), and in the recesses of multi-edge pole shoes (6) located on the side of their external face surfaces, soft sealing rings (5) are placed , pressed by internal glands (4), and the magnetic fluid (8) is located in the annular gaps δ, formed between the sealing lips of multi-edge pole pieces (6) and the surface of the shaft or piston rod (1).