PL225477B1 - Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej - Google Patents

Description

PL 225 477 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej, stosowane do budowy maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym, pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w próżni.

Znane jest ze zgłoszenia patentowego GB2302921 A, fig. 4 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 m agnetycznej. 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 czołowych powierzchniach nabiegunników, a bocznymi powierzchniami magnesu.

Opis patentowy wynalazku PL159632 B1 ujawnia uszczelnienie ferromagnetyczne wału obrotowego, zawierające osadzone w komorze dławnicowej dwa nabiegunniki pierścieniowe wielokrawędziowe oddzielone osiowo spolaryzowanym magnesem trwałym. 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. 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.

Wynalazek PL207996 B1 opisuje 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 utworzonej pomiędzy odpowiednimi powierzchniami czołowymi i cylindrycznymi magnesów. 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.

Z opisu patentowego PL215140 B1 znane jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że osadzone w obudowie i przedzielone magnesem trwałym 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 wielokrawędziowe ruchome nabiegunniki z występami uszczelniającymi, usytuowanymi na ich zewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, przy czym ruchome nabiegunniki przedzielone są magnesami trwałymi. 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 z opisu patentowego PL214030 B1 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 kołni erzy. Pomiędzy kołnierzami tulejek kołnierzowych umieszczony jest wewnętrzny kołnierz tulei nośnej osadzonej w obudowie. We wnękach tulei nośnej umieszczone są magnesy trwałe, do których przyl egają pokrywy zamocowane do obudowy, przy czym magnesy trwałe są spolaryzowane promieniowo naprzemiennie względem siebie. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek kołnierzowych, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi tulei nośnej.

Przedmiotem zgłoszenia PL396543 A1 jest hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że dwa wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny w kształcie litery L i są przedzielone magnesem trwałym, a dwa inne wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny prostokątny i umieszczone są wraz z magnesami trwałymi w wielokrawędziowych

PL 225 477 B1 nabiegunnikach o przekroju poprzecznym w kształcie litery L. 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. Magnesy trwałe wraz z nabiegunnikami umocowane są w obudowie, a tulejka kołnierzowa osadzona jest na wale.

Istota hybrydowego uszczelnienia wału obrotowego z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej, zawierającego tuleję stopniowaną, pokrywę stopniowaną, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome oraz ciecz ferromagnetyczną polega na tym, że w tulei stopniowanej osadzonej na wale obrotowym wykonane jest dolne wytoczenie i górne wyt oczenie, zaś w pokrywie stopniowanej zamocowanej do obudowy wykonane jest dolne gniazdo i górne gniazdo. Pomiędzy dolnym wytoczeniem tulei stopniowanej, a dolnym gniazdem pokrywy stopniowanej zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome przedzielone jednym magnesem trwałym, natomiast pomiędzy górnym wytoczeniem tulei stopniowanej, a górnym gniazdem pokrywy stopniowanej zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome przedzielone drugim magnesem trwałym. Ciecz ferromagnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych, a wewnętrzną walcową powierzchnią górnego gniazda pokrywy stopniowanej oraz w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych, a zewnętrzną walcową powierzchnią dolnego wytoczenia w tulei stopniowanej.

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

Uszczelnienie składa się z tulei stopniowanej 3 zamocowanej na wale 1 za pomocą pierścienia osadczego 10, pokrywy stopniowanej 4 zamocowanej do obudowy 2, magnesów trwałych 5, 6 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych 7, wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych 8 oraz cieczy ferromagnetycznej 9. W tulei stopniowanej 3 wykonane jest dolne wytoczenie 3a i górne wytoczenie 3b. Natomiast w pokrywie stopniowanej 4 wykonane jest dolne gniazdo 4a i górne gniazdo 4b. Pomiędzy dolnym wytoczeniem 3a w tulei stopniowanej 3, a do lnym gniazdem 4a w pokrywie stopniowanej 4 zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome 8 przedzielone jednym magnesem trwałym 6, natomiast pomiędzy górnym wytoczeniem 3b w tulei stopniowanej 3, a górnym gniazdem 4b w pokrywie stopniowanej 4 zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome 7 przedzielone drugim magnesem trwałym 5. Ciecz ferromagnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych 7, a wewnętrzną walcową powierzchnią górnego gniazda 4b w pokrywie stopniowanej 4 oraz w pierścieniowych szczelinach δ utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych 8, a zewnętrzną walcową powierzchnią dolnego wytoczenia 3a w tulei stopniowanej 3.

Zamknięty obwód magnetyczny Φ₁ utworzony jest przez pokrywę stopniowaną 4, magnes trwały 5, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome 7 i ciecz ferromagnetyczną 9, a zamknięty obwód m agnetyczny Φ₂ tworzą: tuleja stopniowana 3, magnes trwały 6, wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome 8 i ciecz ferromagnetyczna 9.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, ciecz ferromagnetyczna 9 utrzymywana jest siłami pola magnetycznego w szczelinach pierścieniowych δ, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto, pomiędzy tuleją stopniowaną 3 z wielokrawędziowymi nabiegunnikami ruchomymi 7 i magnesem trwałym 5 oraz pokrywą stopniowaną 4 z wielokrawędziowymi nabiegunnikami nieruchomymi 8 i magnesem trwałym 6, występuje labirynt promieniowo-osiowy, który dodatkowo zwiększa szczelność uszczelnienia.

Claims (1)

1. Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej, zawierające tuleję stopniowaną, pokrywę stopniowaną, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome oraz ciecz ferromagnetyczną, znamienne tym, że w tulei stopniowanej (3) osadzonej na wale obrotowym (1) wykonane jest dolne wytoczenie (3a) i górne wytoczenie (3b), zaś w pokrywie stopniowanej (4) zamocowanej do obudowy (2) wykonane jest dolne gniazdo (4a) i górne gniazdo (4b), przy czym pomiędzy dolnym wytoczeniem (3a) tulei stopniowanej (3),

   PL 225 477 B1 a dolnym gniazdem (4a) pokrywy stopniowanej (4) zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegu nniki nieruchome (8) przedzielone jednym magnesem trwałym (6), natomiast pomiędzy górnym wytoczeniem (3b) tulei stopniowanej (3), a górnym gniazdem (4b) pokrywy stopniowanej (4) zamocowane są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome (7) przedzielone drugim magnesem trwałym (5), a ciecz ferromagnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych (7), a wewnętrzną wa lcową powierzchnią górnego gniazda (4b) pokrywy stopniowanej (4) oraz w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych (8), a zewnętrzną walcową powierzchnią dolnego wytoczenia (3a) w tulei stopniowanej (3).

   Rysunek