PL234762B1 - Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym, pracujących w środowisku cieczy, np. uszczelnienie wału pompy wirowej lub uszczelnienie wału napędowego śruby okrętowej.

Znane jest z opisu patentowego PL217274 hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, w którym na wale osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki, na których umocowane są nabiegunniki wraz z magnesami trwałymi, a w obudowie umocowana jest tuleja walcowo-stożkowa, przy czym na powierzchniach walcowych i stożkowych nabiegunników wykonane są występy uszczelniające. Ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi i stożkowymi tulei. Część stożkowa tulei tworzy ze ścianą obudowy komorę chłodzącą.

W opisie patentowym PL218973 przedstawiono uszczelnienie hybrydowe wału z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że magnes i przylegające do niego tulejki kołnierzowe osadzone są na obracającym się wale, a po obu stronach obudowy umocowane są pokrywy. Kołnierze tulejek usytuowane są w komorze utworzonej pomiędzy obudową i pokrywami, a na walcowych powierzchniach kołnierzy tulejek wykonane są występy uszczelniające. Na walcowych powierzchniach tulejek znajdują się rowki śrubowe, przy czym na jednej tulejce rowki wykonane są w układzie lewoskrętnym, a na drugiej - w układzie prawoskrętnym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy. Wewnętrzne powierzchnie walcowe pokryw tworzą z rowkami śrubowymi tulejek uszczelnienia szczelinowe usytuowane po obu stronach uszczelnienia z cieczą magnetyczną.

Znane jest również z opisu patentowego PL 221367 hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, w którym dwa wielokrawędziowe nabiegunniki mające przekrój poprzeczny w kształcie litery „L” 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 „L”. Pomiędzy nabiegunnikami usytuowany jest z luzem kołnierz tulejki kołnierzowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej. Magnes trwały i wielokrawędziowe nabiegunniki wraz z magnesami umocowane są w obudowie, a tulejka kołnierzowa osadzona jest na wale. W odmianie uszczelnienia magnes trwały i wielokrawędziowe nabiegunniki wraz z magnesami trwałymi osadzone są na wale, a tulejka kołnierzowa umocowana jest w obudowie.

W opisie patentowym PL223204 ujawniono uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że tulejki kołnierzowe przedzielone nabiegunnikami o przekroju prostokątnym i magnesem trwałym osadzone są w obudowie lub na wale, a w komorach utworzonych pomiędzy nabiegunnikami a tulejkami kołnierzowymi umieszczone są nabiegunniki w kształcie tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy i osadzone na wale lub w obudowie. Na powierzchniach walcowych nabiegunników umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi wewnętrznymi lub zewnętrznymi tulejek kołnierzowych oraz pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a odpowiednimi powierzchniami walcowymi zewnętrznymi lub wewnętrznymi nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych.

Jeszcze inne rozwiązanie uszczelnienia hybrydowego wału obrotowego przedstawiono w polskim zgłoszeniu patentowym P.410999, w którym na wale obrotowym osadzona jest tuleja kołnierzowa, na której z kolei umocowane są pierścieniowe magnesy trwałe, przylegające biegunami różnoimiennymi N i S do powierzchni bocznych kołnierza oraz wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome z występami uszczelniającymi położonymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych. Na zewnętrznej, walcowej części tulei kołnierzowej wykonane są prawoskrętne rowki śrubowe, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym. Tuleja kołnierzowa wraz z pierścieniowymi magnesami trwałymi i wielokrawędziowymi nabiegunnikami ruchomymi umieszczona jest w obudowie wewnątrz komory dławnicowej, zamkniętej pokrywą. W przegrodzie pokrywy umieszczone są walcowe

PL 234 762 B1 magnesy trwałe, zaś do obu powierzchni bocznych przegrody przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych, a wewnętrzną powierzchnią walcową komory dławnicowej w obudowie oraz w szczelinach pierścieniowych, pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych a zewnętrzną powierzchnią walcową tulei kołnierzowej, położoną po stronie otoczenia.

Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające tuleje kołnierzowe: ruchomą i nieruchomą, pomiędzy którymi zamocowane są pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome, a w szczelinach znajduje się ciecz magnetyczna, charakteryzuje się według wynalazku tym, że w obudowie osadzona jest tuleja kołnierzowa nieruchoma z kołnierzem skierowanym w stronę wału, w której, przylegająco do lewostronnej bocznej powierzchni kołnierza tulei kołnierzowej nieruchomej, umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym. Na wale obrotowym osadzona jest tuleja kołnierzowa ruchoma z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, na której z kolei umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym, przylegające do prawostronnej bocznej powierzchni kołnierza tulei kołnierzowej ruchomej. Na zewnętrznej walcowej części tulei kołnierzowej ruchomej wykonane są prawoskrętne rowki śrubowe, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wykonanymi na zewnętrznych walcowych powierzchniach nabiegunników ruchomych a wewnętrzną powierzchnią walcową tulei kołnierzowej nieruchomej, położoną po stronie komory roboczej oraz w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników nieruchomych, a zewnętrzną walcową powierzchnią tulei kołnierzowej ruchomej, położoną po stronie otoczenia

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, szczelność zapewnia osiowo-promieniowe uszczelnienie labiryntowe, utworzone przez tuleje kołnierzowe - ruchomą i nieruchomą wraz z wielokrawędziowymi nabiegunnikami ruchomymi i nieruchomymi, przedzielonymi pierścieniowymi magnesami trwałymi, zaś ciecz magnetyczna utrzymywana w pierścieniowych szczelinach siłami pola magnetycznego, stanowi dodatkowe bariery dla czynnika uszczelnianego. Rowki śrubowe usytuowane na tulei kołnierzowej ruchomej obracającej się wraz z wałem, wywołują efekt pompowania zwrotnego, który powoduje odrzucanie czynnika uszczelnianego ze szczeliny prawostronnej do wnętrza komory roboczej.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym.

W obudowie 2 uszczelnienia osadzona jest tuleja kołnierzowa nieruchoma 3 z kołnierzem 3a skierowanym w stronę wału 1, w której z kolei umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome 6 przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym 5, przylegające do lewostronnej bocznej powierzchni kołnierza 3a nieruchomej tulei 3. Na wale obrotowym 1 osadzona jest tuleja kołnierzowa ruchoma 4 z kołnierzem 4a skierowanym w stronę obudowy 2, na której z kolei umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome 8 przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym 7, przylegające do prawostronnej bocznej powierzchni kołnierza 4a ruchomej tulei 4. Na zewnętrznej walcowej części tulei kołnierzowej ruchomej 4, wykonane są prawoskrętne rowki śrubowe 10, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym 11. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wykonanymi na zewnętrznych walcowych powierzchniach nabiegunników ruchomych 8, a wewnętrzną powierzchnią walcową tulei kołnierzowej nieruchomej 3, położoną po stronie komory roboczej oraz w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników nieruchomych 6, a zewnętrzną walcową powierzchnią tulei kołnierzowej ruchomej 4, położoną po stronie otoczenia.

Uszczelnienie szczelinowe usytuowane po stronie komory roboczej, tworzy wewnętrzna, cylindryczna powierzchnia obudowy 2 oraz część zewnętrznej, walcowej powierzchni tulei kołnierzowej 4 wraz z rowkami śrubowymi 11. Tuleja kołnierzowa 3 wraz z magnesem 5 i nabiegunnikami 6 umocowana jest w obudowie 2 za pomocą pierścienia sprężystego osadczego 12, a tuleja kołnierzowa 4 wraz z magnesem 7 i nabiegunnikami 8 umocowana jest na wale obrotowym 1 za pomocą pierścienia sprężystego osadczego 13. Jeden zamknięty obwód magnetyczny Φι utworzony jest przez tuleję kołnierzową ruchomą 4, magnes trwały 5, nabiegunniki 6 i ciecz magnetyczną 9. Drugi zamknięty obwód magnetyczny Φ2 tworzą tuleja kołnierzowa nieruchoma 3, magnes trwały 7, nabiegunniki 8 i ciecz magnetyczna 9.

PL 234 762 B1

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy,

- obudowa,

- tuleja kołnierzowa nieruchoma, 3a - kołnierz,

- tuleja kołnierzowa ruchoma, 4a - kołnierz,

5, 7 - pierścieniowe magnesy trwałe,

- wielokrawędziowy nabiegunnik nieruchomy,

- wielokrawędziowy nabiegunnik ruchomy,

- ciecz magnetyczna,

- rowek śrubowy,

- czynnik uszczelniany (ciecz lub gaz),

12, 13 - pierścienie sprężyste osadcze, δ - szczelina pierścieniowa,

Φι, Φ2 - zamknięte obwody magnetyczne.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające tuleje kołnierzowe: ruchomą i nieruchomą, pomiędzy którymi zamocowane są pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome, a w szczelinach znajduje się ciecz magnetyczna znamienne tym, że w obudowie (2) osadzona jest tuleja kołnierzowa nieruchoma (3) z kołnierzem (3a) skierowanym w stronę wału (1), w której, przylegająco do lewostronnej bocznej powierzchni kołnierza (3a) tulei kołnierzowej nieruchomej (3), umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome (6) przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (5), zaś na wale obrotowym (1) osadzona jest tuleja kołnierzowa ruchoma (4) z kołnierzem (4a) skierowanym w stronę obudowy (2), na której z kolei umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome (8) przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (7), przylegające do prawostronnej bocznej powierzchni kołnierza (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4), przy czym na zewnętrznej walcowej części tulei kołnierzowej ruchomej (4) wykonane są prawoskrętne rowki śrubowe (10), usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym (11), zaś ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wykonanymi na zewnętrznych walcowych powierzchniach nabiegunników ruchomych (8) a wewnętrzną powierzchnią walcową tulei kołnierzowej nieruchomej (3), położoną po stronie komory roboczej oraz w szczelinach pierścieniowych (δ) pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników nieruchomych (6), a zewnętrzną walcową powierzchnią tulei kołnierzowej ruchomej (4), położoną po stronie otoczenia.