PL236179B1 - Wielowystępowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla niemagnetycznych wałów - Google Patents

Abstract

Wielowystępowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla niemagnetycznych wałów, zawierające wielowystępowe nabiegunniki, wielowystępowe tuleje, tarcze, pierścienie dystansowe, magnesy trwałe oraz ciecz magnetyczną, charakteryzuje się tym, że między nabiegunnikami, zamocowanymi na niemagnetycznym wale (1) umieszczone są magnes trwały (5) spolaryzowany w kierunku osiowym oraz tarcza (14), która osadzona jest w niemagnetycznej obudowie (9). Tarcza znajduje się między tulejami wielowystępowymi (13) i (15), a drugi magnes trwały (8) spolaryzowany w kierunku osiowym, ale o odwróconym kierunku biegunów N-S umocowany jest między pierścieniami dystansowymi (10 i 11) osadzonymi w obudowie. Symetryczny układ nabiegunników wielowystępowych (3 i 6), tulei wielowystępowych (13 i 15), tarczy (14), położenia cieczy magnetycznej (2) występuje względem drugiego magnesu trwałego. W tym układzie trzeci magnes trwały ma taki sam kierunek biegunów N-S jak pierwszy magnes (5). Ciecz magnetyczna (2) utrzymywana jest za pomocą pola magnetycznego i znajduje się w szczelinach utworzonych między występami tulei wielowystępowych, a zewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych tarcz. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych magnesu trwałego o odwróconym kierunku biegunów N-S.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowystępowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla niemagnetycznych wałów do zastosowania przy uszczelnianiu wałów wolno i wysokoobrotowych maszyn i urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub próżni.

Znane z opisu patentowego PL 387316 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, zawierające tulejki kołnierzowe, magnesy trwałe spolaryzowane w kierunku osiowym, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną. Charakteryzuje się tym, że trzy magnesy umieszczone są pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami osadzonymi przemiennie w obudowie i na wale. Tulejki kołnierzowe osadzone są przemiennie na wale i w obudowie, przy czym kołnierze tulei osadzonych na wale usytuowane są w komorach utworzonych przez magnesy i nabiegunniki osadzone w obudowie. Z kolei kołnierze tulejek osadzonych w obudowie usytuowane są w komorach utworzonych przez magnesy i nabiegunniki, osadzone na wale. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a cylindrycznymi powierzchniami tulejek.

Ze zgłoszenia patentowego PL 396 245 znane wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego zawierające tulejki kołnierzowe symetryczne i niesymetryczne, walcowe magnesy trwałe spolaryzowane w kierunku osiowym, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną. Tulejki kołnierzowe symetryczne osadzone w obudowie lub na wale mają umieszczone walcowe magnesy trwałe w otworach rozmieszczonych obwodowo w kołnierzach. W wytoczeniach tulejek kołnierzowych umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki. Dodatkowo w komorach, utworzonych pomiędzy dwoma sąsiednimi symetrycznymi tulejkami kołnierzowymi, znajdują się kołnierze niesymetrycznych tulejek kołnierzowych, osadzonych na wale lub w obudowie. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych wielokrawędziowych nabiegunników, a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi niesymetrycznych tulejek kołnierzowych, osadzonych na wale lub w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na zewnętrznych walcowych powierzchniach nabiegunników, a wewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejek kołnierzowych niesymetrycznych osadzonych w obudowie.

Inne znane z opisu patentowego PL 221 367 hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, zawierające tulejkę kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną. Dwa wielokrawędziowe nabiegunniki osadzone w obudowie mają przekrój poprzeczny w kształcie litery „L” i między nimi występuje magnes trwały. Dwa inne wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny prostokątny i umieszczone są wraz z magnesami trwałymi we wnękach w wielokrawędziowych nabiegunnikach o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”. Między nabiegunnikami o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” usytuowany jest z luzem kołnierz tulejki kołnierzowej osadzonej na wale. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej. W innej wersji występują dwa wielokrawędziowe nabiegunniki osadzone na wale o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” i między nimi występuje magnes trwały. Dwa inne wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny prostokątny i umieszczone są wraz z magnesami trwałymi we wnękach w wielokrawędziowych nabiegunnikach o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”. Między nabiegunnikami o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L” usytuowany jest z luzem kołnierz tulejki kołnierzowej osadzonej w obudowie. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej.

Z opisu patentowego US 4304411 znane jest uszczelnienie wału obrotowego, będące kombinacją uszczelnienia odśrodkowego i uszczelnienia z cieczą magnetyczną. Uszczelnienie to składa się nabiegunników osadzonych w obudowie, na których wykonane są występy uszczelniające. Między tymi nabiegunnikami występuje kołnierz wykonany na wale. Występy nabiegunników skierowane są w stronę powierzchni bocznych kołnierza i przy małej prędkości ciecz magnetyczna utrzymywana jest siłami pola magnetycznymi w utworzonych szczelinach. Przy dużej prędkości obrotowej wału w wyniku działania siły odśrodkowej, która przewyższa siłę magnetyczną, ciecz magnetyczna przemieszcza się w szczelinę utworzoną przez dodatkowy element o właściwościach niemagnetycznych i powierzchnie zewnętrzne tarczy tworząc pierścień cieczy magnetycznej, który stanowi barierę dla uszczelnianego czynnika. Wał i kołnierz są wykonane z materiału o właściwościach ferromagnetycznych i stanowią część obwodu magnetycznego. W innym wariancie rozwiązania nabiegunniki osadzone są w obudowie i posiadają

PL 236 179 B1 występy skierowane w stronę powierzchni wału. Między tymi nabiegunnikami występuje dodatkowy nieruchomy element o właściwościach niemagnetycznych z przestrzenią, w której znajduje się kołnierz wykonany na wale. Przy małej prędkości ciecz magnetyczna utrzymywana jest siłami pola magnetycznymi na występach. Przy dużej prędkości obrotowej wału w wyniku działania siły odśrodkowej, która przewyższa siłę magnetyczną, ciecz magnetyczna przemieszcza się w szczelinę utworzoną przez dodatkowy element i powierzchnie zewnętrzne tarczy tworząc pierścień cieczy magnetycznej, który stanowi barierę dla uszczelnianego czynnika. Wał i kołnierz są wykonane z materiału o właściwościach ferromagnetycznych i wraz z elektromagnesem i obudową stanowią część obwodu magnetycznego.

Istota wielowystępowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną dla niemagnetycznych wałów według wynalazku polega na tym, że między nabiegunnikami, zamocowanymi na niemagnetycznym wale umieszczone są magnes trwały spolaryzowany w kierunku osiowym oraz tarcza, która osadzona jest w niemagnetycznej obudowie. Tarcza znajduje się między tulejami wielowystępowymi, a drugi magnes trwały spolaryzowany w kierunku osiowym, ale o odwróconym kierunku biegunów N-S umocowany jest między pierścieniami dystansowymi osadzonymi w obudowie. Symetryczny układ nabiegunników wielowystępowych, tulei wielowystępowych, tarczy, położenia cieczy magnetycznej występuje względem drugiego magnesu trwałego. W tym układzie trzeci magnes trwały ma taki sam kierunek biegunów N-S jak pierwszy magnes. Ciecz magnetyczna utrzymywana jest za pomocą pola magnetycznego i znajduje się w szczelinach utworzonych między występami tulei wielowystępowych, a zewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych tarcz. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych magnesu trwałego o odwróconym kierunku biegunów N-S.

Uszczelnienie według wynalazku w przykładzie do wykonania jest uwidocznione na rysunku który przedstawia schemat uszczelnienia przy braku lub małej prędkości obrotowej wału.

Uszczelnienie z cieczą magnetyczną składa się z niemagnetycznego wału obrotowego 1 oraz niemagnetycznej obudowy 9. Na wale umieszczone są wielowystępowe nabiegunniki 3 i 6. Między nabiegunnikami umieszczone są magnes trwały 5 spolaryzowany w kierunku osiowym oraz tarcza 14, która osadzona jest na wale. Tarcza znajduje między tulejami wielowystępowymi 13 i 15. W obudowie umieszczone są dwa pierścienie dystansowe 10 i 11, pomiędzy którymi osadzony jest drugi magnes trwały 8 spolaryzowany w kierunku osiowym, ale o odwróconym kierunku biegunów N-S. Symetryczny układ nabiegunników wielowystępowych 3 i 6, tulei wielowystępowych 13 i 15, tarczy 14, położenia cieczy magnetycznej 2 występuje względem drugiego magnesu trwałego 8. W tym układzie trzeci magnes trwały ma taki sam kierunek biegunów N-S jak pierwszy magnes trwały 5.

Ciecz magnetyczna 2 utrzymywana jest za pomocą pola magnetycznego i znajduje się w szczelinach utworzonych między występami tulei wielowystępowych 13, 15, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników 3, 6. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, 3, 6 skierowanych w stronę powierzchni bocznych tarcz 14. Znajduje się również w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, 3, 6 skierowanych w stronę powierzchni bocznych magnesu trwałego 8 o odwróconym kierunku biegunów N-S.

Układ elementów tworzy trzy obwody magnetyczne. Pierwszy obwód magnetyczny 4 utworzony jest przez magnes trwały 5, nabiegunniki wielowystępowe 3 i 6, tuleje wielowystępowe 13 i 15 oraz tarczę 14. Drugi obwód magnetyczny 7 zamyka się przez magnes trwały 5, nabiegunniki wielowystępowe 3 i 6 oraz tarczę 14. Trzeci obwód magnetyczny 12 utworzony jest przez magnes trwały 8 nabiegunniki wielowystępowe 6, tuleje wielowystępowe 13, pierścienie dystansowe 10 i 11.

W stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej wału 1 ciecz magnetyczna 2 znajduje się na występach uszczelniających wykonanych na tulejach wielowystępowych 13, 15 i nabiegunnikach wielowystępowych 3, 6.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Wielowystępowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla niemagnetycznych wałów, zawierające wielowystępowe nabiegunniki, wielowystępowe tuleje, tarcze, pierścienie dystansowe, magnesy trwałe oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że między nabiegunnikami, zamocowanymi na niemagnetycznym wale (1) umieszczone są magnes trwały (5) spolaryzowany w kierunku osiowym oraz tarcza (14), która osadzona jest w niemagnetycznej obudowie (9),

   PL 236 179 B1 i która znajduje się między tulejami wielowystępowymi (13) i (15), a drugi magnes trwały (8) spolaryzowany w kierunku osiowym, ale o odwróconym kierunku biegunów N-S umocowany jest między pierścieniami dystansowymi (10) i (11) osadzonymi w obudowie, przy czym symetryczny układ nabiegunników wielowystępowych (3) i (6), tulei wielowystępowych (13) i (15), tarczy (14), położenia cieczy magnetycznej (2) występuje względem drugiego magnesu trwałego, natomiast trzeci magnes trwały ma taki sam kierunek biegunów N-S jak pierwszy magnes (5), zaś ciecz magnetyczna (2) utrzymywana jest za pomocą pola magnetycznego i znajduje się w szczelinach utworzonych między występami tulei wielowystępowych, a zewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników, oraz w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych tarcz, a także w szczelinach na występach wykonanych na nabiegunnikach, skierowanych w stronę powierzchni bocznych magnesu trwałego o odwróconym kierunku biegunów N-S, wymieniony układ elementów tworzy trzy obwody magnetyczne, tak że pierwszy obwód magnetyczny (4) utworzony jest przez magnes trwały (5), nabiegunniki wielowystępowe (3) i (6), tuleje wielowystępowe (13) i (15) oraz tarczę (14), drugi obwód magnetyczny (7) zamyka się przez magnes trwały (5), nabiegunniki wielowystępowe (3) i (6) oraz tarczę (14), a trzeci obwód magnetyczny (12) utworzony jest przez magnes trwały (8), nabiegunniki wielowystępowe (6), tuleje wielowystępowe (13), pierścienie dystansowe (10) i (11).