Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest połączenie kołnierzowe z uszczelnieniem cieczą magnetyczną znajdujące zastosowanie w budowie aparatury chemicznej i urządzeń techniki próżniowej. Z polskiego opisu patentowego PL183483 B1 znane jest uszczelnienie ferromagnetyczne dla połączeń spoczynkowych, zawierające magnes trwały, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz ferromagnetyczną, które charakteryzuje się tym, że magnes trwały umocowany jest w jednym kołnierzu, wykonanym z materiału magnetycznego, a nabiegunniki wykonane są w tym samym kołnierzu, na jego czołowej powierzchni i w bezpośrednim sąsiedztwie magnesu z obu jego stron, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy nabiegunnikami, a czołową powierzchnią drugiego kołnierza, wykonanego również z materiału magnetycznego.
Znane jest z polskiego opisu patentowego PL183531 B1 uszczelnienie ferromagnetyczne spoczynkowe, zawierające magnes trwały, wielokrawędziowy nabiegunnik, zwornik i ciecz ferromagnetyczną. Uszczelnienie charakteryzuje się tym, że ma parę magnesów trwałych, spolaryzowanych promieniowo, a każdy z magnesów umieszczony jest w wytoczeniach kołnierzy, przy czym jeden z magnesów jest zwrócony biegunem S, a drugi biegunem N w stronę zwornika, składającego się z dwóch części i umieszczonego na zewnątrz pary magnesów pomiędzy kołnierzami, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w szczelinie pomiędzy wielokrawędziowym nabiegunnikiem, który wykonany jest na powierzchni czołowej jednego z kołnierzy, a gładką powierzchnią czołową drugiego kołnierza. Z opisu patentowego PL183532 B1 znane jest też uszczelnienie spoczynkowe z cieczą ferromagnetyczną, które charakteryzuje się tym, że magnes trwały spolaryzowany jest promieniowo i umieszczony jest pomiędzy, dwoma wielokrawędziowymi nabiegunnikami usytuowanymi w gnieździe, które utworzone jest przez czołowe powierzchnie kołnierzy, wykonanych z materiału magnetycznego oraz przez boczne powierzchnie tulei ochronnej i pierścienia dystansowego, a wielokrawędziowe nabiegunniki zaopatrzone są w występy usytuowane po obu ich stronach czołowych, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy powierzchniami czołowymi kołnierzy, a wielokrawędziowymi nabiegunnikami z obu ich stron. Z opisu patentowego PL187129 B1 znane jest również uszczelnienie ferromagnetyczne połączenia kołnierzowego, które charakteryzuje się tym, że magnes trwały spolaryzowany osiowo umieszczony jest w przesuwnym zworniku, wykonanym korzystnie z materiału niemagnetycznego, osadzonym na zewnętrznej, cylindrycznej powierzchni kołnierzy, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w szczelinie pomiędzy nabiegunnikiem wykonanym w jednym z kołnierzy, a gładką powierzchnią czołową drugiego kołnierza. Z opisu patentowego PL218826 B1 znane jest również uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla połączenia kołnierzowego, które charakteryzuje się tym, że we wnękach wykonanych na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych łączonych końców rur umieszczone są magnesy trwałe oraz wielokrawędziowy nabiegunnik w postaci tulejki z występami uszczelniającymi usytuowanymi obustronnie na jej zewnętrznej powierzchni walcowej, zaś ciecz magnetyczna: ferromagnetyczna lub magnetoreologiczna, znajduje się w obustronnie rozmieszczonych szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi wnęk, wykonanych w łączonych końcach rur.
Istota, połączenia kołnierzowego z uszczelnieniem cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierającego walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowy nabiegunnik i ciecz magnetyczną, polega na tym, że wielokrawędziowy nabiegunnik ma kształt tulejki zaopatrzonej w tarczę z otworami rozmieszczonymi równomiernie na jego obwodzie, w których umieszczone są walcowe magnesy trwałe, a na zewnętrznej powierzchni walcowej wielokrawędziowego nabiegunnika wykonane są występy uszczelniające, usytuowane po obu stronach tarczy. Walcowe części wielokrawędziowego nabiegunnika umieszczone są w wytoczeniach, wykonanych na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych łączonych końców rur, a tarcza wraz z walcowymi magnesami trwałymi umieszczona jest pomiędzy kołnierzami i przylega do ich czołowych powierzchni. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi wytoczeń, wykonanych w łączonych końcach rur.
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia połączenie kołnierzowe z uszczelnieniem cieczą magnetyczną w półprzekroju wzdłużnym, a fig. 2 - ćwierćprzekrój połączenia wykonany w płaszczyźnie A-A.
Uszczelnienie pomiędzy końcami łączonych rur 1 i 2 zakończonych kołnierzami odpowiednio 1a i 2a, składa się z wielokrawędziowego nabiegunnika 3, walcowych magnesów trwałych 4 spolaryzowanych osiowo i cieczy magnetycznej 5 (ferromagnetycznej FM lub magnetoreologicznej MR). Wielokra-wędziowy nabiegunnik 3 ma kształt tulejki zaopatrzonej w tarczę 3a z otworami rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie, w których umieszczone są walcowe magnesy trwałe 4. Na zewnętrznej powierzchni walcowej wielokrawędziowego nabiegunnika 3 wykonane są występy uszczelniające 3b, usytuowane po obu stronach tarczy 3a. Walcowe części wielokrawędziowego nabiegunnika 3 umieszczone są w wytoczeniach, wykonanych na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych łączonych końców rur 1 i 2. Tarcza 3a wraz z walcowymi magnesami trwałymi 4 umieszczona jest między kołnierzami 1 a, 2a i przylega do ich czołowych powierzchni. Kołnierze 1a i 2a końców rur, odpowiednio 1 i 2 są połączone za pomocą śrub 6. Ciecz magnetyczna 5 znajduje się w pierścieniowych szczelinach 5, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 3b wielokrawędziowego nabiegunnika 3, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi wytoczeń, wykonanych w łączonych końcach rur 1 i 2. W warunkach eksploatacji połączenia kołnierzowego z uszczelnieniem cieczą magnetyczną, łączone końce rur 1 i 2, wielokrawędziowy nabiegunnik 3, walcowe magnesy trwałe 4 i ciecz magnetyczna 5 tworzą zamknięte obwody magnetyczne Φ, a siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną 5 w pierścieniowych szczelinach 5, tworząc bariery uszczelniające, które zapewniają szczelność połączenia.