PL242025B1 - Uszczelnienie dławnicowe wielostopniowe z cieczą magnetyczną - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest uszczelnienie dławnicowe wielostopniowe z cieczą magnetyczną, stosowane zwłaszcza przy uszczelnianiu wałów obrotowych w budowie maszyn i urządzeń. Uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną składa się z pierścienia nośnego (3) umocowanego w komorze obudowy (2), a we wnęce pierścieniowej (3a) wykonanej od strony powierzchni czołowej wytoczenia (3b) w pierścieniu nośnym (3), osadzony jest magnes trwały (5) i wielokrawędziowy nabiegunnik (6) z występami uszczelniającymi wykonanymi na jego powierzchni czołowej, a na wale (1) osadzona jest tulejka kołnierzowa (4) z kołnierzem (4a) skierowanym w stronę obudowy (2) i usytuowanym z luzem w wytoczeniu (3b) pierścienia nośnego (3), przy czym na walcowej powierzchni kołnierza (4a) tulejki (4) wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w promieniowych szczelinach (δr), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierza (4a) tulejki kołnierzowej (4), a wewnętrzną cylindryczną powierzchnią wytoczenia (3b) w pierścieniu nośnym (3) oraz w szczelinach osiowych (δa), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika (6), a odpowiednią powierzchnią boczną kołnierza (4a) tulejki kołnierzowej (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie dławnicowe wielostopniowe z cieczą magnetyczną, stosowane zwłaszcza przy uszczelnianiu wałów obrotowych w budowie maszyn i urządzeń.

Znane jest z opisu patentowego PL218838 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, w którym tulejki kołnierzowe o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, w jednej wersji osadzone są na wale, a wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju litery „L” umocowane są w obudowie, zaś w drugiej wersji tulejki kołnierzowe osadzone są w obudowie, a wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju litery „L” umocowane są na wale, przy czym pomiędzy kołnierzami tulejek, a walcowymi powierzchniami nabiegunników i bocznymi powierzchniami nabiegunników występuje luz. Ponadto w komorach utworzonych pomiędzy tulejkami kołnierzowymi, a nabiegunnikami umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym, które osadzone są na walcowych powierzchniach nabiegunników, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych.

Znane jest też z opisu patentowego PL220231 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, który charakteryzuje się tym, że w każdym podzespole uszczelnienia dwa nabiegunniki wraz z magnesem trwałym osadzone są w obudowie, a jeden nabiegunnik umocowany jest na wale, przy czym jeden z nabiegunników nieruchomych wyposażony jest w występ, który wraz z wnęką wykonaną w nabiegunniku ruchomym tworzy uszczelnienie labiryntowe osiowe. Ponadto nabiegunnik nieruchomy posiada występy uszczelniające wykonane na części wewnętrznej powierzchni walcowej, a nabiegunnik ruchomy posiada występy uszczelniające wykonane na części zewnętrznej powierzchni walcowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi jednego z nabiegunników nieruchomych, a zewnętrzną powierzchnią walcową nabiegunnika ruchomego oraz w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika ruchomego, a wewnętrzną powierzchnią walcową drugiego nabiegunnika nieruchomego.

W opisie patentowym PL230842 przedstawiono również wielostopniowe uszczelnienie dławnicowe dla wału obrotowego z wykorzystaniem cieczy magnetycznej, w którym pojedynczy stopień uszczelnienia stanowi tulejka kołnierzowa nieruchoma osadzona w obudowie z kołnierzem skierowanym w stronę wału obrotowego oraz tulejka kołnierzowa ruchoma osadzona na wale obrotowym z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy, przy czym pomiędzy kołnierzem tulejki nieruchomej, a zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki ruchomej oraz pomiędzy kołnierzem tulejki ruchomej, a wewnętrzną powierzchnią walcową tulejki nieruchomej występują szczeliny pierścieniowe, a pomiędzy powierzchniami bocznymi kołnierzy obu tulejek występuje luz osiowy. Ponadto na wewnętrznej walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej nieruchomej, po lewej stronie jej kołnierza, osadzony jest wielokrawędziowy nabiegunnik nieruchomy i pierścieniowy magnes trwały, który przylega do bocznej powierzchni nabiegunnika i do bocznej powierzchni kołnierza tulejki, zaś na zewnętrznej walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej, po prawej stronie jej kołnierza, osadzony jest wielokrawędziowy nabiegunnik ruchomy i pierścieniowy magnes trwały, który przylega do bocznej powierzchni nabiegunnika i do bocznej powierzchni kołnierza tulejki. Ciecz magnetyczna znajduje się szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika nieruchomego i w szczelinie pierścieniowej pomiędzy kołnierzem tulejki nieruchomej, a odpowiednią zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki kołnierzowej ruchomej oraz w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika ruchomego i w szczelinie pierścieniowej pomiędzy kołnierzem tulejki ruchomej, a odpowiednią wewnętrzną powierzchnią walcową tulejki kołnierzowej nieruchomej.

Z kolei w opisie patentowym PL230873 przedstawiono wielostopniową dławnicę uszczelnioną cieczą magnetyczną, w której tulejki kołnierzowe nieruchome mają kołnierze skierowane w stronę wału, a tulejki kołnierzowe ruchome mają kołnierze skierowane w stronę obudowy, przy czym pomiędzy kołnierzami tulejek występuje luz osiowy i promieniowy. Ponadto na wewnętrznych, walcowych powierzchniach tulejek kołnierzowych nieruchomych osadzone są magnesy trwałe o przekroju ceowym z ramionami skierowanymi w stronę wału i przylegające jedną z powierzchni bocznych do bocznych powierzchni kołnierzy tulejek nieruchomych, a na zewnętrznych, walcowych powierzchniach tulejek kołnierzowych ruchomych osadzone są magnesy trwałe o przekroju ceowym z ramionami skierowanymi w stronę obudowy i przylegające jedną z powierzchni bocznych do bocznych powierzchni kołnierzy tulejek ruchomych. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy końcami ramion stanowiącymi bieguny N i S magnesów trwałych o przekroju ceowym, osadzonych na tulejkach kołnierzowych nieruchomych, a zewnętrznymi, cylindrycznymi powierzchniami tulejek kołnierzowych ruchomych oraz w szczelinach pierścieniowych utworzonych pomiędzy końcami ramion stanowiącymi bieguny N i S magnesów trwałych o przekroju ceowym, osadzonych na tulejkach kołnierzowych ruchomych, a wewnętrznymi, cylindrycznymi powierzchniami tulejek kołnierzowych nieruchomych.

Istota uszczelnienia według wynalazku złożonego z szeregu podzespołów umieszczonych w komorze dławnicowej, przy czym każdy podzespół uszczelnienia zawiera pierścień nośny, tulejkę kołnierzową, magnes trwały spolaryzowany osiowo, wielokrawędziowy nabiegunnik i ciecz magnetyczną, polega na tym, że pierścień nośny umocowany jest w komorze obudowy, a we wnęce pierścieniowej wykonanej od strony powierzchni czołowej wytoczenia w pierścieniu nośnym, osadzony jest magnes trwały i wielokrawędziowy nabiegunnik z występami uszczelniającymi wykonanymi na jego powierzchni czołowej, a na wale osadzona jest tulejka kołnierzowa z kołnierzem skierowanym w stronę obudowy i usytuowanym z luzem w wytoczeniu pierścienia nośnego, przy czym na walcowej powierzchni kołnierza tulejki wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierza tulejki kołnierzowej, a wewnętrzną cylindryczną powierzchnią wytoczenia w pierścieniu nośnym oraz w szczelinach osiowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika, a odpowiednią powierzchnią boczną kołnierza tulejki kołnierzowej.

Zaletą wielostopniowego uszczelnienia dławnicowego z cieczą magnetyczną według wynalazku, jest zwiększenie stopnia szczelności, dzięki wydłużeniu drogi przejścia czynnika uszczelnianego z przestrzeni roboczej do otoczenia.

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

Oznaczenia na rysunku:

- wał,

- obudowa,

- pierścień nośny, 3a - pierścieniowa wnęka, 3b - wytoczenie,

- tulejka kołnierzowa, 4a - kołnierz,

- magnes trwały,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

- ciecz magnetyczna, , 9, 10, 11 - pierścienie uszczelniające typu „O”,

- pierścień osadczy sprężynujący,

- pokrywa, δa - szczelina osiowa, δr - szczelina promieniowa, 0 - zamknięty obwód magnetyczny

Uszczelnienie złożone jest z trzech podzespołów umieszczonych w komorze dławnicowej w obudowie 2. Każdy podzespół uszczelnienia składa się z pierścienia nośnego 3, tulejki kołnierzowej 4, magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo 5, wielokrawędziowego nabiegunnika 6 i cieczy magnetycznej 7. Pierścień nośny 3 umocowany jest w komorze obudowy 2, a we wnęce pierścieniowej 3a wykonanej od strony powierzchni czołowej wytoczenia 3b w pierścieniu nośnym 3, osadzony jest magnes trwały 5 i wielokrawędziowy nabiegunnik 6 z występami uszczelniającymi wykonanymi na jego powierzchni czołowej, a na wale 1 osadzona jest tulejka kołnierzowa 4 z kołnierzem 4a skierowanym w stronę obudowy 2 i usytuowanym z luzem w wytoczeniu 3b pierścienia nośnego 3, przy czym na walcowej powierzchni kołnierza 4a tulejki 4 wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna 7 znajduje się w promieniowych szczelinach δr utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierza 4a tulejki kołnierzowej 4, a wewnętrzną cylindryczną powierzchnią wytoczenia 3b w pierścieniu nośnym 3 oraz w szczelinach osiowych 5a, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika 6, a wewnętrzną powierzchnią boczną kołnierza 4a tulejki kołnierzowej 4. Pierścienie uszczelniające 8 zapewniają szczelność pierścienia nośnego 3 w obudowie 2, pierścienie uszczelniające 9 zapewniają szczelność tulejki kołnierzowej 4 względem powierzchni wału 1, zaś pierścienie uszczelniające 10, 11 uszczelniają wielokrawędziowy nabiegunnik 6 w pierścieniu nośnym 3. Pokrywa 13 mocuje pierścienie nośne w komorze dławnicowej, a pierścień osadczy sprężynujący 12 ustala położenie tulejek kołnierzowych 4 na wale 1. Zamknięte obwody magnetyczne 0 utworzone są przez pierścienie nośne 3, magnesy trwałe 5, wielokrawędziowe nabiegunniki 6, tulejki kołnierzowe 4 i ciecz magnetyczną 7.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku ciecz magnetyczna 7 jest utrzymywana siłami pola magnetycznego w szczelinach promieniowych δr pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy 4a tulejek kołnierzowych 4, a wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami wytoczeń 3b w pierścieniach nośnych 3 oraz w szczelinach osiowych δα pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 6, a odpowiednimi powierzchniami bocznymi kołnierzy 4a tulejek kołnierzowych 4, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego.

Claims (1)

1. Uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną składa się z szeregu podzespołów umieszczonych w komorze dławnicowej, przy czym każdy podzespół uszczelnienia zawiera pierścień nośny, tulejkę kołnierzową, magnes trwały spolaryzowany osiowo, wielokrawędziowy nabiegunnik i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że pierścień nośny (3) umocowany jest w komorze obudowy (2), a we wnęce pierścieniowej (3a) wykonanej od strony powierzchni czołowej wytoczenia (3b) w pierścieniu nośnym (3), osadzony jest magnes trwały (5) i wielokrawędziowy nabiegunnik (6) z występami uszczelniającymi wykonanymi na jego powierzchni czołowej, a na wale (1) osadzona jest tulejka kołnierzowa (4) z kołnierzem (4a) skierowanym w stronę obudowy (2) i usytuowanym z luzem w wytoczeniu (3b) pierścienia nośnego (3), przy czym na walcowej powierzchni kołnierza (4a) tulejki (4) wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w promieniowych szczelinach (δr), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierza (4a) tulejki kołnierzowej (4), a wewnętrzną cylindryczną powierzchnią wytoczenia (3b) w pierścieniu nośnym (3) oraz w szczelinach osiowych (δθ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika (6), a odpowiednią powierzchnią boczną kołnierza (4a) tulejki kołnierzowej (4).