PL235679B1 - Uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną, zawierające pierścienie oporowe dolny i górny, co najmniej jeden wielokrawędziowy nabiegunnik, pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną charakteryzuje się tym, że wewnątrz komory dławnicowej w obudowie (2), zamkniętej od góry dławikiem (9), umieszczone są dolny pierścień oporowy (4) i górny pierścień (5) oporowy oraz co najmniej jeden wielokrawędziowy nabiegunnik (3) w kształcie stopniowanej tulejki. Nabiegunnik (3) wyposażony jest w górnej części w walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego (1) i w walcowy występ (3a) po stronie obudowy (2), a w dolnej części wyposażony jest w walcowe wytoczenie po stronie obudowy (2) i w walcowy występ (3a) po stronie elementu uszczelnianego (1). Gdy nabiegunników (3) jest więcej niż jeden, są one połączone ze sobą na zakładkę" poprzez wytoczenia nabiegunników (3) usytuowanych po strome elementu uszczelnianego (1), dopasowanych do walcowych występów (3a) sąsiednich nabiegunników (3) usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego (1) i w wytoczenia nabiegunników (3) usytuowanych po stronie obudowy (2), dopasowanych do walcowych występów (3b) sąsiednich nabiegunników (3) usytuowanych po stronie obudowy (2)."

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną, znajdujące zastosowanie przy uszczelnianiu elementów maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym i posuwisto-zwrotnym, np. wałów pomp wirowych lub trzpieni zaworów.

Powszechnie znane są do uszczelniania elementów obrotowych i posuwisto-zwrotnych uszczelnienia dławnicowe ze szczeliwem miękkim np. w postaci sznurów plecionych z włókien mineralnych lub syntetycznych, impregnowanych smarem plastycznym. Wadą tych uszczelnień jest wykładniczy rozkład nacisków stykowych pierścieni uszczelniających na uszczelniany element, malejący w kierunku dna komory dławnicowej. Dla zapewnienia szczelności dławnicy wymagane są duże siły nacisku dławika, co powoduje ubytek smaru ze szczeliwa, a w konsekwencji znaczny wzrost oporów tarcia oraz intensywnego zużycia powierzchni wału w pobliżu dławika i prowadzi do szybkiej utraty szczelności dławnicy. W celu wyeliminowania tej wady stosuje się wielostopniowe dławnice, w których następuje wyrównanie rozkładu nacisków stykowych na długości uszczelnienia.

Z opisu patentowego PL195697 B1 znane jest uszczelnienie dławnicowe wału, złożone z pakietu pierścieni uszczelniających, w którym pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi oraz na dnie komory dławnicowej umieszczone są nabiegunniki w postaci pierścieni z występami uszczelniającymi, a uszczelnienie dławnicowe wyposażone jest ponadto w co najmniej jeden magnes trwały spolaryzowany promieniowo i usytuowany pomiędzy dwoma nabiegunnikami, przy czym w powstałych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi, a powierzchnią wału oraz w szczelinach pomiędzy powierzchnią wewnętrzną magnesu, a powierzchnią wału znajduje się ciecz magnetyczna utrzymywana w nich siłami pola magnetycznego.

W opisie patentowym PL208631 B1 przedstawione jest hybrydowe uszczelnienie wału złożone z co najmniej jednego magnesu trwałego spolaryzowanego promieniowo, nabiegunnika, cieczy magnetycznej oraz z pakietu pierścieni uszczelniających, umieszczonych w komorze dławnicowej i dociśniętych dławikiem zewnętrznym, które charakteryzuje się tym, że wewnątrz stopniowanej komory, pomiędzy pakietami pierścieni uszczelniających, umieszczony jest dławik wewnętrzny w postaci wydrążonej tulei, w której osadzony jest magnes trwały i wielokrawędziowy nabiegunnik, a ponadto na walcowej powierzchni dławika wewnętrznego od strony wału usytuowane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami dławika i nabiegunnika, a wałem znajduje się ciecz magnetyczna.

W opisie patentowym PL218838 B1 przedstawione jest rozwiązanie wielostopniowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną, w którym tulejki kołnierzowe o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” osadzone są na wale, a wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” umocowane są w obudowie, przy czym pomiędzy kołnierzami tulejek, a walcowymi powierzchniami nabiegunników w kształcie litery „L” i bocznymi powierzchniami nabiegunników występuje luz, a ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi, a nabiegunnikami o przekroju w kształcie litery „L” umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki o przekroju prostokątnym, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników o przekroju w kształcie litery „L”, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych.

Istota uszczelnienia dławnicowego z cieczą magnetyczną, według wynalazku, zawierającego pierścienie oporowe dolny i górny, co najmniej jeden wielokrawędziowy nabiegunnik, pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną polega na tym, że wewnątrz komory dławnicowej w obudowie, zamkniętej od góry dławikiem, umieszczone są dolny i górny pierścień oporowy oraz co najmniej jeden wielokrawędziowy nabiegunnik w kształcie stopniowanej tulejki, wyposażony w górnej części w walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego i w walcowy występ po stronie obudowy, a w dolnej części wyposażony w walcowe wytoczenie po stronie obudowy i w walcowy występ po stronie elementu uszczelnianego. Gdy nabiegunników jest więcej niż jeden, są one połączone ze sobą „na zakładkę”, poprzez wytoczenia nabiegunników usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego, dopasowanych do walcowych występów sąsiednich nabiegunników usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego i wytoczenia nabiegunników usytuowanych po stronie obudowy, dopasowanych do walcowych występów sąsiednich nabiegunników usytuowanych po stronie obudowy.

Natomiast dolny pierścień oporowy w jego części górnej ma walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego i walcowy występ po stronie obudowy, a górny pierścień oporowy w jego części

PL 235 679 B1 dolnej ma walcowy występ po stronie elementu uszczelnianego i walcowe wytoczenie po stronie obudowy. Ponadto na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunnika i pierścieni oporowych usytuowane są występy uszczelniające. Dolny pierścień oporowy i nabiegunnik połączone są ze sobą „na zakładkę”, w taki sposób, że walcowy występ nabiegunnika usytuowany po stronie elementu uszczelnianego wchodzi w wytoczenie pierścienia, a w wytoczenie dolnego nabiegunnika usytuowane po stronie obudowy wchodzi walcowy występ dolnego pierścienia oporowego, zaś w przypadku górnego pierścienia oporowego połączonego „na zakładkę” z nabiegunnikiem, w wytoczenie nabiegunnika usytuowane po stronie elementu uszczelnianego wchodzi walcowy występ górnego pierścienia oporowego usytuowany po stronie elementu uszczelnianego, a w wytoczenie górnego pierścienia oporowego usytuowanego po stronie obudowy wchodzi walcowy występ nabiegunnika usytuowany po stronie obudowy. W wytoczeniu dolnego pierścienia oporowego oraz w wytoczeniach nabiegunnika usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe, przylegające do czołowych powierzchni walcowych wytoczeń i walcowych występów nabiegunnika oraz do czołowych powierzchni walcowego wytoczenia dolnego pierścienia oporowego i walcowego występu górnego pierścienia oporowego, usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika i pierścieni oporowych, a walcową powierzchnią elementu uszczelnianego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju wzdłużnym.

Uszczelnienie dławnicowe w przykładzie wykonania zawiera dolny pierścień oporowy 4 oraz górny pierścień oporowy 5, trzy wielokrawędziowe nabiegunniki 3, pierścieniowe magnesy trwałe 6 spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną 7. Wewnątrz komory dławnicowej w obudowie 2, zamkniętej od góry dławikiem 9, umieszczony jest dolny pierścień oporowy 4 i górny pierścień oporowy 5. Znajdujące się wewnątrz komory dławnicowej wielokrawędziowe nabiegunniki 3 w kształcie stopniowanych tulejek, wyposażone są w ich górnej części w walcowe wytoczenia po stronie elementu uszczelnianego 1 i w walcowe występy 3b po stronie obudowy 2, a w ich dolnej części wyposażone w walcowe wytoczenia po stronie obudowy 2 i w walcowe występy 3a po stronie elementu uszczelnianego 1. Dolny pierścień oporowy 4 w jego części górnej ma walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego 1 i walcowy występ po stronie obudowy 2, a górny pierścień oporowy 5 w jego części dolnej ma walcowy występ po stronie elementu uszczelnianego 1 i walcowe wytoczenie po stronie obudowy 2.

Ponadto na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników 3 i dolnego pierścienia oporowego 4 oraz górnego pierścienia oporowego 5 usytuowane są występy uszczelniające 3c, 4c i 5c.

Nabiegunniki 3 połączone są ze sobą „na zakładkę”, przy czym w wytoczenia nabiegunników 3 usytuowane po stronie elementu uszczelnianego 1 wchodzą walcowe występy 3a sąsiednich nabiegunników 3 usytuowane po stronie elementu uszczelnianego 1, a w wytoczenia nabiegunników 3 usytuowane po stronie obudowy 2 wchodzą walcowe występy 3b sąsiednich nabiegunników 3 usytuowane po stronie obudowy 2.

Walcowy występ 3a nabiegunnika 3 usytuowany po stronie elementu uszczelnianego 1 wchodzi w wytoczenie pierścienia 4, zaś w wytoczenie nabiegunnika 3 usytuowane po stronie obudowy 2 wchodzi walcowy występ dolnego pierścienia oporowego 4.

Natomiast w wytoczenie górnego nabiegunnika 3 usytuowane po stronie elementu uszczelnianego 1 wchodzi walcowy występ górnego pierścienia oporowego 5 usytuowany po stronie elementu uszczelnianego 1, a w wytoczenie górnego pierścienia oporowego 5 usytuowanego po stronie obudowy 2 wchodzi walcowy występ 3b nabiegunnika 3 usytuowany po stronie obudowy 2.

W wytoczeniu dolnego pierścienia oporowego 4 oraz w wytoczeniach nabiegunników 3 usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego 1 umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe 6, przylegające do czołowych powierzchni walcowych wytoczeń i walcowych występów 3a nabiegunników 3 oraz do czołowych powierzchni walcowego wytoczenia dolnego pierścienia oporowego 4 i walcowego występu górnego pierścienia oporowego 5, usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego 1.

Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 3c, 4c i 5c nabiegunników 3 i dolnego pierścienia oporowego 4 oraz górnego pierścienia oporowego 5, a walcową powierzchnią elementu uszczelnianego 1. W gniazdach wykonanych na zewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników 3 i dolnego pierścienia oporowego 4 oraz górnego pierścienia oporowego 5 znajdują się elastyczne pierścienie uszczelniające 8 typu „O”. Zamknięte obwody magnetyczne Φ utworzone są przez element uszczelniany 1, nabiegunniki 3, dolny pierścień oporowy 4 oraz górny pierścień oporowy 5, magnesy trwałe 6 i ciecz magnetyczną 7.

PL 235 679 B1

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku bariery uszczelniające stanowi ciecz magnetyczna 7, umieszczona w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 3c, 4c i 5c nabiegunników 3 i dolnego pierścienia oporowego 4 oraz górnego pierścienia oporowego 5, a powierzchnią walcową elementu uszczelnianego 1.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną, zawierające dolny pierścień oporowy oraz górny pierścień oporowy, wielokrawędziowe nabiegunniki, pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że wewnątrz komory dławnicowej w obudowie (2), zamkniętej od góry dławikiem (9), umieszczone są dolny pierścień oporowy (4) oraz górny pierścień oporowy (5), a także co najmniej jeden wielokrawędziowy nabiegunnik (3) w kształcie stopniowanej tulejki, wyposażony w górnej części w walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego (1) i w walcowy występ (3b) po stronie obudowy (2), a w dolnej części wyposażony w walcowe wytoczenie po stronie obudowy (2) i w walcowy występ (3a) po stronie elementu uszczelnianego (1), przy czym, gdy nabiegunników (3) jest więcej niż jeden, są one połączone ze sobą „na zakładkę” poprzez wytoczenia nabiegunników (3) usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego (1), dopasowanych do walcowych występów (3a) sąsiednich nabiegunników (3) usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego (1) i wytoczenia nabiegunników (3) usytuowanych po stronie obudowy (2), dopasowanych do walcowych występów (3b) sąsiednich nabiegunników (3) usytuowanych po stronie obudowy (2), natomiast dolny pierścień oporowy (4) w jego części górnej ma walcowe wytoczenie po stronie elementu uszczelnianego (1) i walcowy występ po stronie obudowy (2), a górny pierścień oporowy (5) w jego części dolnej ma walcowy występ po stronie elementu uszczelnianego (1) i walcowe wytoczenie po stronie obudowy (2), ponadto na wewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunnika (3) i dolnego pierścienia oporowego (4) oraz górnego pierścienia oporowego (5) usytuowane są występy uszczelniające, z kolei dolny pierścień oporowy (4) połączony jest „na zakładkę” z sąsiednim nabiegunnikiem (3), w którym walcowy występ (3a) nabiegunnika (3) usytuowany po stronie elementu uszczelnianego (1) wchodzi w wytoczenie pierścienia (4), zaś w wytoczenie sąsiedniego nabiegunnika (3) usytuowane po stronie obudowy (2) wchodzi walcowy występ dolnego pierścienia oporowego (4), natomiast górny pierścień oporowy (5) połączony jest „na zakładkę” z sąsiednim nabiegunnikiem (3) w taki sposób, że w wytoczenie sąsiedniego nabiegunnika (3) usytuowane po stronie elementu uszczelnianego (1) wchodzi walcowy występ górnego pierścienia oporowego (5) usytuowany po stronie elementu uszczelnianego (1), a w wytoczenie górnego pierścienia oporowego (5) usytuowanego po stronie obudowy (2) wchodzi walcowy występ (3b) sąsiedniego nabiegunnika (3) usytuowany po stronie obudowy (2), ponadto w wytoczeniu dolnego pierścienia oporowego (4) oraz w wytoczeniach nabiegunników (3) usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego (1) umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe (6), przylegające do czołowych powierzchni walcowych wytoczeń i walcowych występów (3a) nabiegunników (3) oraz do czołowych powierzchni walcowego wytoczenia dolnego pierścienia oporowego (4) i walcowego występu górnego pierścienia oporowego (5), usytuowanych po stronie elementu uszczelnianego (1), zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi (3c), (4c) i (5c) nabiegunników (3) i dolnego pierścienia oporowego (4) oraz górnego pierścienia oporowego (5), a walcową powierzchnią elementu uszczelnianego (1).