PL225401B1 - Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, które znajduje zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń, pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w warunkach próżni.

Znane jest z opisu patentowego PL207996 uszczelnienie hybrydowe wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że magnesy trwałe umieszczone są w pierścieniach nośnych, korzystnie o przekroju poprzecznym w kształcie litery „C”, osadzonych nieruchomo w obudowie, a na wale umocowana jest tuleja z kołnierzem korzystnie o przekroju poprzecznym w kształcie krzyża, którego ramiona usytuowane są w przestrzeni, utworzone pomiędzy odpowiednimi powierzchniami czołowymi i cylindrycznymi magnesów, natomiast na powierzchniach czołowych lub cylindrycznych ramion wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi a odpowiednimi powierzchniami czołowymi lub cylindrycznymi magnesów.

Znane jest także z opisu patentowego PL214030 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.

Inne rozwiązanie hybrydowego uszczelnienia wału obrotowego przedstawiono w zgłoszeniu patentowym P.396543, które charakteryzuje się tym, że dwa wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny w kształcie litery „L” i przedzielone są magnesem trwałym, a dwa inne wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny prostokątny i umieszczone są wraz z magnesami trwałymi w wielokrawędziowych nabiegunnikach o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, a ponadto pomiędzy nabiegunnikami usytuowany jest z luzem kołnierz tulei kołnierzowej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej, przy czym magnesy trwałe wraz z nabiegunnikami umocowane są w obudowie, a tulejka kołnierzowa osadzona jest na wale.

Jeszcze inne rozwiązanie uszczelnienia hybrydowego z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego przedstawiono w zgłoszeniu patentowym P.400457. Charakteryzuje się ono tym, że zawiera tulejki kołnierzowe przedzielone wielokrawędziowymi nabiegunnikami o przekroju prostokątnym z umieszczonym pomiędzy nimi magnesem trwałym, które są osadzone nieruchomo w obudowie lub na ruchomym wale. W komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi, a wielokrawędziowymi nabiegunnikami o przekroju prostokątnym znajdują się osadzone na wale lub w obudowie nabiegunniki w kształcie tulejek kołnierzowych, na których umieszczone są przylegające do kołnierzy tulejek magnesy trwałe, a następnie wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna utrzymywana jest siłami pola magnetycznego w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych i o przekroju prostokątnym, a powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych oraz w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników o przekroju prostokątnym osadzonych w obudowie lub na wale, a powierzchniami walcowymi nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych.

Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, zawierające tulejkę kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, nabiegunniki i ciecz magnetyczną charakteryzuje się według wynalazku tym, że w gnieździe obudowy osadzone są dwa magnesy trwałe, przedzielone wewnętrznym nabiegunnikiem o przekroju poprzecznym prostokątnym. Do zewnętrznych powierzchni bocznych magnesów przylegają zewnętrzne nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”. Magnesy trwałe przylegają do wewnętrznego nabiegunnika oraz do nabiegunników zewnętrznych biegunami jednoimiennymi. Ramiona nabiegunników zewnętrznych położone są pod magnesami trwałymi. Na wale obrotowym osadzona jest tulejka kołnierzowa z kołnierzem położonym pod nabiegunnikiem wewnętrznym, wyposażona w występy uszczelniające wykonane na zewnętrznej powierzchni walcowej kołnierza oraz na zewnętrznych walcowych powierzchniach tulejki, po obu stronach kołnierza. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelPL 225 401 B1 niającymi tulejki kołnierzowej wraz z kołnierzem a wewnętrznymi, walcowymi powierzchniami nabiegunników zewnętrznych i nabiegunnika wewnętrznego.

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

Uszczelnienie złożone jest z tulejki kołnierzowej 3, magnesów trwałych 4, 5 spolaryzowanych osiowo, nabiegunnika wewnętrznego 6, nabiegunników zewnętrznych 7 i cieczy magnetycznej 8. W gnieździe obudowy 2 osadzone są dwa magnesy trwałe 4, 5 przedzielone wewnętrznym nabiegu nnikiem 6 o przekroju poprzecznym prostokątnym, a do zewnętrznych powierzchni bocznych magnesów 4, 5 przylegają nabiegunniki zewnętrzne 7, o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, osadzone również w gnieździe obudowy 2. Magnesy 4, 5 przylegają do wewnętrznego nabiegunnika 6 biegunami jednoimiennymi S, a do zewnętrznych nabiegunników 7 biegunami jednoimiennymi N. Na wale obrotowym 1 osadzona jest tulejka kołnierzowa 3 z kołnierzem 3a położonym pod nabiegunnikiem wewnętrznym 6, wyposażona w występy uszczelniające wykonane na zewnętrznej powierzchni walcowej kołnierza 3a oraz na zewnętrznych walcowych powierzchniach tulejki 3, po obu stronach kołnierza 3a. Pierścień sprężysty osadczy 9 mocuje magnesy 4, 5, nabiegunnik wewnętrzny 6 i nabiegunniki zewnętrzne 7 w obudowie 2, a pierścień osadczy 10 mocuje tulejkę kołnierzową 3 na wale obrotowym 1. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulei kołnierzowej 3 a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi nabiegunników zewnętrznych 7 oraz w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierza 3a tulei 3 a wewnętrzną walcową powierzchnią nabiegunnika wewnętrznego 6. Dwa zamknięte obwody magnetyczne Φ utworzone są przez tulejkę kołnierzową 3, magnesy 4, 5, nabiegunnik wewnętrzny 6, nabiegunniki zewnętrzne 7 i ciecz magnetyczną 8.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, ciecz magnetyczna utrzymywana jest siłami pola magnetycznego w szczelinach pierścieniowych δ, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto, pomiędzy tulejką kołnierzową 3 z kołnierzem 3a, a nabiegunnikami zewnętrznymi 7 i nabiegunnikiem wewnętrznym 6, występuje labirynt osiowo-promieniowy, który dodatkowo zwiększa szczelność uszczelnienia.

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy,

- obudowa,

- tulejka kołnierzowa, 3a - kołnierz,

4, 5 - magnesy trwałe,

- wewnętrzny nabiegunnik,

- zewnętrzny nabiegunnik,

- ciecz magnetyczna,

9, 10 - pierścienie sprężyste osadcze, δ - szczelina pierścieniowa,

Φ - zamknięty obwód magnetyczny.

Claims (1)

1. Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, zawierające tulejkę kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, nabiegunniki i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w gnieździe obudowy (2) osadzone są dwa magnesy trwałe (4, 5), przedzielone wewnętrznym nabiegunnikiem (6) o przekroju poprzecznym prostokątnym, a do zewnętrznych powierzchni bocznych magnesów (4, 5) przylegają zewnętrzne nabiegunniki (7) o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, przy czym magnesy trwałe (4, 5) przylegają do wewnętrznego nabiegunnika (6) oraz do nabiegunników zewnętrznych (7) biegunami jednoimiennymi, zaś ramiona nabiegunników zewnętrznych (7) położone są pod magnesami trwałymi (4, 5), przy czym na wale obrotowym (1) osadzona jest tulejka kołnierzowa (3) z kołnierzem (3a) położonym pod nabiegunnikiem wewnętrznym (6), wyposażona w występy uszczelniające wykonane na zewnętrznej powierzchni walcowej kołnierza (3a) oraz na zewnętrznych walcowych powierzchniach tulejki (3), po obu stronach kołnierza (3a), a ciecz magnetyczna (8) znajduje się w szczelinach pierścieniowych (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejki kołnierzowej (3) wraz z kołnierzem (3a) a wewnętrznymi, walcowymi powierzchniami nabiegunników zewnętrznych (7) i nabiegunnika wewnętrznego (6).