PL241444B1 - Hybrydowe uszczelnienie wału - Google Patents

Abstract

Hybrydowe uszczelnienie wału charakteryzuje się tym, że w obudowie (2) osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna (3), a na wale (1) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne (4) albo w obudowie (2) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne (4), a na wale (1) osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna (3). Na tulejkach kołnierzowych symetrycznych (3) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (8) w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy (3a), a na tulejkach kołnierzowych niesymetrycznych (4) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (7) w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy (4a). Kołnierze (3a, 4a) posiadają równomiernie rozłożone otwory, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe 5,6 spolaryzowane osiowo. Ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (7 i 8) a odpowiadającymi im zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych symetrycznych (3) lub tulejek kołnierzowych niesymetrycznych (4).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie wału, mające zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń, zwłaszcza pracujących pod ciśnieniem w środowisku gazowym lub w warunkach próżni.

Z polskiego opisu patentowego PL215140B1 znane jest uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że osadzone w obudowie i przedzielone magnesem trwałym, wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny w kształcie stopniowanych pierścieni z dwiema wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi, jedną gładką, a drugą z występami uszczelniającymi. Umocowana na wale cienkościenna stopniowana tuleja ma osadzone na jej końcach wielokrawędziowe ruchome nabiegunniki z występami uszczelniającymi, usytuowanymi na ich zewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, przy czym ruchome nabiegunniki przedzielone są magnesami trwałymi. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami nieruchomych nabiegunników a zewnętrzną cylindryczną powierzchnią stopniowanej tulei oraz w szczelinach pomiędzy występami ruchomych nabiegunników a wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami nieruchomych nabiegunników.

Z kolei, z polskiego opisu patentowego PL221367B1 znane jest także 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”. Ponadto 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 innej wersji uszczelnienia magnes trwały i wielokrawędziowe nabiegunniki wraz z magnesami trwałymi osadzone są na wale, a tulejka kołnierzowa umocowana jest w obudowie.

Jeszcze inny polski opis patentowy PL223204B1 ujawnia uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki, magnesy trwałe spolaryzowane osiowe 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, zaś 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.

Inny polski opis patentowy PL221037B1 ujawnia wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające tulejki kołnierzowe, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną. Uszczelnienie charakteryzuje się tym, że tulejki kołnierzowe symetryczne, osadzone w obudowie lub na wale mają w otworach rozmieszczonych na obwodzie umieszczone walcowe magnesy trwałe, a w wytoczeniach tych tulejek umocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki. Ponadto w komorach utworzonych pomiędzy dwoma sąsiednimi tulejkami symetrycznymi znajdują się kołnierze tulejek niesymetrycznych osadzonych na wale lub w obud owie. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych niesymetryc znych 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.

Istota hybrydowego uszczelnienia wału, zawierającego obudowę, tulejki kołnierzowe, posiadające równomiernie rozłożone otwory w kołnierzach, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe, spolaryzowane osiowo, a także wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym oraz ciecz magnetyczną, polega na tym, że w obudowie osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna,

PL 241 444 B1 zaś na wale osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne, przy czym na tulejce kołnierzowej symetrycznej usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki w taki sposób, że przylegają obustronnie do jej kołnierza, a na tulejkach kołnierzowych niesymetrycznych usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy, natomiast ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a odpowiadającymi im zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnierzowej symetrycznej lub tulejek kołnierzowych niesymetrycznych.

Istota hybrydowego uszczelnienia wału, zawierającego obudowę, tulejki kołnierzowe, posiadające równomiernie rozłożone otwory w kołnierzach, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe, spolaryzowane osiowo, a także wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym oraz ciecz magnetyczną, polega na tym, że w obudowie osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne, zaś na wale osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna, przy czym na tulejce kołnierzowej symetrycznej usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki w taki sposób, że przylegają obustronnie do jej kołnierza, a na tulejkach kołnierzowych niesymetrycznych usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy, natomiast ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a odpowiadającymi im zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnierzowej symetrycznej lub tulejek kołnierzowych niesymetrycznych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekrojach wzdłużnych, przy czym fig. 1 przedstawia rozwiązanie uszczelnienia w wariancie z tulejką kołnierzową symetryczną osadzoną w obudowie, zaś fig. 2 przedstawia rozwiązanie uszczelnienia w układzie odwrotnym.

Uszczelnienie hybrydowe wału 1 stanowi połączenie osiowo-promieniowego uszczelnienia labiryntowego oraz uszczelnień z cieczą magnetyczną 9 i składa się z tulejki kołnierzowej symetrycznej 3, dwóch tulejek kołnierzowych niesymetrycznych 4, walcowych magnesów trwałych 5, 6 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników 7, 8 o przekroju poprzecznym prostokątnym, z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich powierzchniach walcowych oraz cieczy magnetycznej 9. W tulejce kołnierzowej symetrycznej 3 osadzonej w obudowie 2 (fig. 1) umocowane są walcowe magnesy trwałe 6 umieszczone w otworach, rozłożonych równomiernie w kołnierzu 3a, do którego przylegają obustronnie wielokrawędziowe nabiegunniki 8, umocowane na wewnętrznych, walcowych powierzchniach tulejki kołnierzowej symetrycznej 3. Ponadto, na wale 1 osadzone są tulejki kołnierzowe niesymetryczne 4, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe 5, umieszczone w otworach rozłożonych równomiernie w kołnierzach 4a, do których przylegają obustronnie wielokrawędziowe nabiegunniki 7, umocowane na zewnętrznych, walcowych powierzchniach tulejek 4. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników 8 a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych niesymetrycznych 4 oraz w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na zewnętrznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników 7 a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnierzowej symetrycznej 3. Pierścienie sprężyste osadcze 10, 11 stanowią mocowanie tulejek kołnierzowych 3 i 4 w obudowie 2 i na wale 1. Jeden zamknięty obwód magnetyczny Φι tworzą magnesy trwałe 6, nabiegunniki 8, tulejki kołnierzowe niesymetryczne 4 i ciecz magnetyczna 9, a dwa inne zamknięte obwody magnetyczne Φ2 tworzą magnesy trwałe 5, nabiegunniki 7, tulejka kołnierzowa symetryczna 3 i ciecz magnetyczna 9.

W wariancie odwrotnym (fig. 2), w tulejce kołnierzowej symetrycznej 3 osadzonej na wale 1 umocowane są walcowe magnesy trwałe 6 umieszczone w otworach, rozłożonych równomiernie w kołnierzu 3a, do którego przylegają obustronnie wielokrawędziowe nabiegunniki 8, umocowane na zewnętrznych (fig. 2) walcowych powierzchniach tulejki kołnierzowej symetrycznej 3. W obudowie 2 osadzone są tulejki kołnierzowe niesymetryczne 4, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe 5, umieszczone w otworach rozłożonych równomiernie w kołnierzach 4a, do których przylegają obustronnie wielokrawędziowe nabiegunniki 7, umocowane na wewnętrznych, walcowych powierzchniach tulejek 4. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na zewnętrznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników 8 a wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych niesymetrycznych 4 oraz w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników 7 a zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnie

PL 241 444 B1 rzowej symetrycznej 3. Pierścienie sprężyste osadcze 10, 11 stanowią mocowanie tulejek kołnierzowych 3 i 4 w obudowie 2 i na wale 1. Jeden zamknięty obwód magnetyczny Φι tworzą magnesy trwałe 6, nabiegunniki 8, tulejki kołnierzowe niesymetryczne 4 i ciecz magnetyczna 9, a dwa inne zamknięte obwody magnetyczne Φ2 tworzą magnesy trwałe 5, nabiegunniki 7, tulejka kołnierzowa symetryczna 3 i ciecz magnetyczna 9.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, szczelność zapewnia osiowo-promieniowe uszczelnienie labiryntowe, powstałe pomiędzy tulejką kołnierzową symetryczną 3 wraz z magnesami 6 i nabiegunnikami 8, a tulejkami kołnierzowymi niesymetrycznymi 4 wraz z magnesami 5 i nabiegunnikami 7, a ponadto ciecz magnetyczna 9 utrzymywana siłami pola magnetycznego, w pierścieniowych szczelinach δ pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 7, 8 a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych 3, 4, stanowi dodatkowe bariery uszczelniające dla czynnika roboczego.

Opis oznaczeń na rysunku:

- wał,

- obudowa,

- tulejka kołnierzowa symetryczna, 3a - kołnierz,

- tulejka kołnierzowa niesymetryczna, 4a - kołnierz, , 6 - walcowe magnesy trwałe,

7, 8 - wielokrawędziowe nabiegunniki,

- ciecz magnetyczna,

10, 11 - pierścienie sprężyste osadcze, δ - szczelina pierścieniowa,

Φ1, Φ2 - zamknięte obwody magnetyczne.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Hybrydowe uszczelnienie wału zawierające obudowę, tulejki kołnierzowe posiadające równomiernie rozłożone otwory w kołnierzach, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, a także wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w obudowie (2) osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna (3), zaś na wale (1) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne (4), przy czym na tulejce kołnierzowej symetrycznej (3) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (8) w taki sposób, że przylegają obustronnie do jej kołnierza (3a), a na tulejkach kołnierzowych niesymetrycznych (4) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (7) w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy (4a), natomiast ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (7 i 8) a odpowiadającymi im zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnierzowej symetrycznej (3) lub tulejek kołnierzowych niesymetrycznych (4).

2. Hybrydowe uszczelnienie wału zawierające obudowę, tulejki kołnierzowe posiadające równomiernie rozłożone otwory w kołnierzach, w których umocowane są walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, a także wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w obudowie (2) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe niesymetryczne (4), zaś na wale (1) osadzona jest tulejka kołnierzowa symetryczna (3), przy czym na tulejce kołnierzowej symetrycznej (3) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (8) w taki sposób, że przylegają obustronnie do jej kołnierza (3a), a na tulejkach kołnierzowych niesymetrycznych (4) usytuowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (7) w taki sposób, że przylegają obustronnie do ich kołnierzy (4a), natomiast ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (7 i 8) a odpowiadającymi im zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejki kołnierzowej symetrycznej (3) lub tulejek kołnierzowych niesymetrycznych (4).