PL237026B1 - Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego - Google Patents

Abstract

Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego zawierające tuleję kołnierzową nieruchomą osadzoną w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału obrotowego, tuleję kołnierzową ruchomą osadzoną na wale obrotowym z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, pierścień ślizgowy, sprężynę, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnes trwały spolaryzowany osiowo, ciecz magnetyczną i pokrywę, w którym tuleja kołnierzowa nieruchoma (3) osadzona w komorze dławnicowej obudowy (2), wyposażona jest w gniazdo (3b) w postaci pierścieniowej wnęki, wykonane od strony wewnętrznej powierzchni bocznej kołnierza (3a), w którym umieszczony jest pierścień ślizgowy (5) dociskany sprężyną (6) do bocznej powierzchni kołnierza (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) pokrytej powłoką ślizgową (8), a na zewnętrznej powierzchni walcowej, usytuowanej za kołnierzem (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki (9) przedzielone magnesem trwałym (10), zaś ciecz magnetyczna (11) znajduje się w szczelinach pierścieniowych (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (9), wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych a odpowiednią, wewnętrzną powierzchnią cylindryczną tulei kołnierzowej nieruchomej (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń pracujących w środowisku cieczy lub gazu, np. uszczelnienie wału pompy wirowej lub uszczelnienie wału napędowego śruby okrętowej.

Znane jest z opisu patentowego PL218973 hybrydowe uszczelnienie 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, zaś 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. Ponadto, wewnętrzne powierzchnie walcowe pokryw tworzą z rowkami śrubowymi tulejek, uszczelnienia szczelinowe, usytuowane po obu stronach uszczelnienia z cieczą magnetyczną.

Znane jest też z opisu patentowego PL225299 uszczelnienie hybrydowe wału obrotowego z cieczą magnetyczną, 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, przylegające do bocznych powierzchni magnesów, przy czym na zewnętrznej, walcowej części tulei kołnierzowej wykonane są prawoskrętne rowki śrubowe, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym, zaś tuleja kołnierzowa wraz z pierścieniowymi magnesami trwałymi i wielokrawędziowymi nabiegunnikami ruchomymi umieszczona jest w obudowie wewnątrz komory dławnicowej, zamkniętej pokrywą, a w przegrodzie pokrywy umieszczone są równomiernie rozłożone walcowe magnesy trwałe, zaś do obu powierzchni bocznych przegrody przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome, z występami uszczelniającymi, wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, przy czym 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, położonej po stronie otoczenia.

W polskim zgłoszeniu patentowym P-421354 ujawniono także konstrukcję uszczelnienia hybrydowego z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, w którym na wale obrotowym osadzone są dwie tulejki kołnierzowe ruchome wewnętrzna i zewnętrzna, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym, a w obudowie osadzona jest tulejka kołnierzowa nieruchoma, w kołnierzu której umieszczone są w otworach równomiernie rozłożonych na obwodzie walcowe magnesy trwałe, zaś do obu powierzchni bocznych tego kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone na wewnętrznych powierzchniach walcowych tulejki nieruchomej. Ponadto, na walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej wewnętrznej wykonane są rowki śrubowe, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych ruchomych.

Natomiast w chińskim zgłoszeniu patentowym CN203670796 przedstawiono podwójne uszczelnienie wału obrotowego dla cieczy, złożone z uszczelnienia czołowego oraz ustawionego szeregowo za nim uszczelnienia z cieczą magnetyczną. Uszczelnienie czołowe składa się z nieruchomego pierścienia ślizgowego umocowanego w obudowie i ruchomego pierścienia ślizgowego osadzonego na wale obrotowym, przy czym docisk pierścieni ślizgowych realizowany jest za pomocą sprężyny śrubowej. Uszczelnienie z cieczą magnetyczną umieszczone jest pomiędzy łożyskami tocznymi osadzonymi w obudowie oraz na wale i składa się z dwóch wielokrawędziowych nabiegunników przedzielonych magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo osadzonych w obudowie, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a powierzchnią wału obrotowego.

Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego zawierające tuleję kołnierzową nieruchomą osadzoną w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału obrotowego, tuleję kołnierzową ruchomą osadzoną na wale obrotowym z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, pierścień ślizgowy, sprężynę, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnes trwały spolaryzowany osiowo, ciecz magnetyczną i pokrywę charakteryzuje

PL 237 026 B1 się według wynalazku tym, że tuleja kołnierzowa nieruchoma osadzona w komorze dławnicowej obudowy wyposażona jest w gniazdo w postaci pierścieniowej wnęki, wykonane od strony wewnętrznej powierzchni bocznej kołnierza. W gnieździe umieszczony jest pierścień ślizgowy dociskany sprężyną do bocznej powierzchni kołnierza tulei kołnierzowej ruchomej pokrytej powłoką ślizgową. Na zewnętrznej powierzchni walcowej, usytuowanej za kołnierzem tulei kołnierzowej ruchomej osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki przedzielone magnesem trwałym. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych a odpowiednią, wewnętrzną powierzchnią cylindryczną tulei kołnierzowej nieruchomej.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku pierwszy stopień uszczelniający stanowi uszczelnienie czołowe, w którym pierścień ślizgowy dociskany jest sprężyną do bocznej powierzchni kołnierza tulei kołnierzowej ruchomej, pokrytej powłoką ślizgową, a drugi stopień uszczelniający stanowi uszczelnienie z cieczą magnetyczną, która utrzymywana jest w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającym wielokrawędziowych nabiegunników, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych a odpowiednią wewnętrzną powierzchnią cylindryczną tulei kołnierzowej nieruchomej i stanowią dodatkową barierę dla czynnika roboczego.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym.

Uszczelnienie składa się z tulei kołnierzowej nieruchomej 3 osadzonej w obudowie 2 z kołnierzem 3a skierowanym w stronę wału obrotowego 1, tulei kołnierzowej ruchomej 4 osadzonej na wale obrotowym 1 z kołnierzem 4a skierowanym w stronę obudowy 2, pierścienia ślizgowego 5, sprężyny 6, wielokrawędziowych nabiegunników 9, magnesu trwałego 10 spolaryzowanego osiowo, cieczy magnetycznej 11 i pokrywy 13. W komorze dławnicowej obudowy 2 osadzona jest tuleja kołnierzowa nieruchoma 3, wyposażona w gniazdo 3b w postaci pierścieniowej wnęki, wykonane od strony wewnętrznej powierzchni bocznej kołnierza 3a, w którym umieszczony jest pierścień ślizgowy 5 dociskany sprężyną 6 do bocznej powierzchni kołnierza 4a tulei kołnierzowej ruchomej 4, pokrytej powłoką ślizgową 8. Kołek 7 umocowany w kołnierzu 3a tulei 3 zabezpiecza pierścień ślizgowy 5 przed jego obrotem wewnątrz gniazda 3b. Ponadto, na zewnętrznej powierzchni walcowej, usytuowanej za kołnierzem 4a tulei kołnierzowej ruchomej 4 osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki 9 przedzielone magnesem trwałym 10, zaś ciecz magnetyczna 11 znajduje się w szczelinach pierścieniowych δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 9, wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych, a odpowiednią, wewnętrzną powierzchnią cylindryczną tulei kołnierzowej nieruchomej 3. Zamknięty obwód magnetyczny Φ utworzony jest przez tuleję kołnierzową nieruchomą 3, wielokrawędziowe nabiegunniki 9, magnes trwały 10 i ciecz magnetyczną 11. Pierścień osadczy sprężynujący 12 ustala położenie tulei kołnierzowej ruchomej 4 na wale obrotowym 1, a pokrywa 13 mocuje tuleję kołnierzową nieruchomą 3 w obudowie 2.

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy, 1 a - czop,

- obudowa,

- tuleja kołnierzowa nieruchoma, 3a - kołnierz, 3b - gniazdo,

- tuleja kołnierzowa ruchoma, 4a - kołnierz,

- pierścień ślizgowy,

- sprężyna,

- kołek,

- powłoka ślizgowa,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

- magnes trwały,

- ciecz magnetyczna,

- pierścień osadczy sprężynujący,

- pokrywa,

- czynnik uszczelniany (roboczy), δ - szczelina pierścieniowa, Φ - zamknięty obwód magnetyczny,

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego zawierające tuleję kołnierzową nieruchomą osadzoną w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału obrotowego, tuleję kołnierzową ruchomą osadzoną na wale obrotowym z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, pierścień ślizgowy, sprężynę, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnes trwały spolaryzowany osiowo, ciecz magnetyczną i pokrywę znamienne tym, że tuleja kołnierzowa nieruchoma (3) osadzona w komorze dławnicowej obudowy (2), wyposażona jest w gniazdo (3b) w postaci pierścieniowej wnęki, wykonane od strony wewnętrznej powierzchni bocznej kołnierza (3a), w którym umieszczony jest pierścień ślizgowy (5) dociskany sprężyną (6) do bocznej powierzchni kołnierza (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) pokrytej powłoką ślizgową (8), a na zewnętrznej powierzchni walcowej, usytuowanej za kołnierzem (4a) tulei kołnierzowej ruchomej (4) osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki (9) przedzielone magnesem trwałym (10), zaś ciecz magnetyczna (11) znajduje się w szczelinach pierścieniowych (5), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (9), wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych a odpowiednią, wewnętrzną powierzchnią cylindryczną tulei kołnierzowej nieruchomej (3).