PL248375B1 - Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego. W komorze dławnicowej (2a) w obudowie (2) umieszczone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników (3), oddzielone od siebie co najmniej dwoma magnesami trwałymi (7) i (8) spolaryzowanymi promieniowo, ustawionymi względem powierzchni wału obrotowego (1) biegunami przeciwnymi S i N oraz miękki pierścień uszczelniający (11) o przekroju prostokątnym, do którego przylega pierścień dociskowy (14) naciskany sprężyną śrubową (15) umieszczoną we wnęce (13w) wykonanej w dławiku (13). W wielokrawędziowych nabiegunnikach (3) wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe (3z) oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe (3w) położone po stronie wału obrotowego (1), tworząc gniazda zewnętrzne i gniazda wewnętrzne. Ciecz magnetyczna (10) utrzymuje się w szczelinach pierścieniowych (δ) pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników (3) oraz w szczelinach pierścieniowych (δ), pomiędzy wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami magnesów trwałych (7) i (8) spolaryzowanych promieniowo, a powierzchnią wału obrotowego (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, stosowane w budowie maszyn i urządzeń, zwłaszcza przy uszczelnianiu wału pompy wirowej, wału mieszalnika lub wału napędowego śruby okrętowej.

Znane jest z opisu patentowego PL 217657 B1 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, w którym w gniazdach tulejek kołnierzowych, wykonanych na wewnętrznych powierzchniach bocznych kołnierzy, umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów spolaryzowany jest w układzie biegunów S-N, a drugi w układzie biegunów N-S względem powierzchni wału, zaś na powierzchniach walcowych kołnierzy tulejek wykonane są występy uszczelniające. Ponadto po obu stronach zewnętrznych powierzchni bocznych kołnierzy tulejek znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i wielokrawędziowe nabiegunniki, przy czym w tulejce nieruchomej magnes i nabiegunniki osadzone są na jej wewnętrznej powierzchni walcowej, a w tulejce ruchomej magnes i nabiegunniki osadzone są na jej zewnętrznej powierzchni walcowej, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, powstałych pomiędzy występami uszczelniającymi na nabiegunnikach i kołnierzach tulejek, a powierzchniami walcowymi tulejek ruchomej i nieruchomej.

Z opisu patentowego PL 227803 B1 znane jest hybrydowe uszczelnienie dla elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, które w komorze dławnicowej obudowy ma miękkie pierścienie uszczelniające, pomiędzy którymi umieszczone są w części środkowej wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, a pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi usytuowanymi od strony dławika i od strony dna komory umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, a w ich wytoczeniach położonych od strony obudowy znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z tych magnesów jest ustawiony w układzie biegunów S-N, a drugi magnes - w układzie biegunów N-S względem osi wału (lub tłoczyska), zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

Z opisu patentowego PL 235937 B1 znane jest też wielostopniowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną, w którym wewnątrz komory dławnicowej osadzone są pary wielokrawędziowych nabiegunników, między którymi umieszczone są pierścieniowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, zaś nabiegunniki mają występy uszczelniające usytuowane na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych oraz sfazowania, pomiędzy którymi umieszczone są elastyczne pierścienie uszczelniające typu „O”, przylegające do stożkowych powierzchni nabiegunników i do walcowej powierzchni elementu uszczelnianego. Ponadto pomiędzy każdą parą nabiegunników oraz na dnie komory i pod dławikiem umieszczone są niemagnetyczne przekładki, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchnią walcową elementu uszczelnianego.

Znane jest z opisu patentowego PL 241119 B1 hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału, w którym w komorze dławnicowej w obudowie, pomiędzy miękkimi pierścieniami uszczelniającymi umieszczony jest wielokrawędziowy nabiegunnik oddzielony od miękkich pierścieni uszczelniających przekładkami niemagnetycznymi, zaś w nabiegunniku wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe, usytuowane po stronie obudowy oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe położone po stronie wału, dzięki czemu w wielokrawędziowym nabiegunniku powstały kołnierze zewnętrzne usytuowane po stronie obudowy oraz kołnierze wewnętrzne położone po stronie wału. W zewnętrznych wnękach pierścieniowych wielokrawędziowego nabiegunnika umieszczone są magnesy trwałe, które przylegają do powierzchni bocznych środkowego kołnierza zewnętrznego biegunami jednoimiennymi N-N. Na walcowych powierzchniach zewnętrznych kołnierzy wielokrawędziowego nabiegunnika po stronie obudowy umieszczone są w gniazdach elastyczne pierścienie uszczelniające typu „O”, a na cylindrycznych powierzchniach wewnętrznych kołnierzy wielokrawędziowego nabiegunnika po stronie wału wykonane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika, a wałem znajduje się ciecz magnetyczna. Ponadto, w komorze dławnicowej w obudowie na końcu pakietu uszczelniającego, umieszczony jest pierścień dociskowy oraz dławik, zaś we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych pierścienia dociskowego i dławika osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i usytuowane względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N.

Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że składa się z wielokrawędziowych nabiegunników, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo, elastycznych pierścieni uszczelniających o przekroju kołowym, pierścieni oporowych, przekładek niemagnetycznych, cieczy magnetycznej, miękkiego pierścienia uszczelniającego, pierścienia dociskowego, sprężyny śrubowej i dławika. W komorze dławnicowej w obudowie umieszczone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników oddzielone od siebie co najmniej dwoma magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo, ustawionymi względem powierzchni wału obrotowego biegunami przeciwnymi S i N oraz miękki pierścień uszczelniający o przekroju prostokątnym, do którego przylega pierścień dociskowy naciskany sprężyną śrubową umieszczoną we wnęce wykonanej w dławiku. W wielokrawędziowych nabiegunnikach wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe usytuowane po stronie obudowy oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe położone po stronie wału obrotowego, tworząc gniazda zewnętrzne i gniazda wewnętrzne, przy czym na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników wykonane są występy uszczelniające a w gniazdach zewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo. W gniazdach wewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników umieszczone są elastyczne pierścienie uszczelniające o przekroju kołowym oraz pierścienie oporowe. W pakiecie uszczelniającym znajdują się przekładki niemagnetyczne usytuowane przy bocznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników, pomiędzy magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo oraz pomiędzy miękkim pierścieniem uszczelniającym, a pierścieniem dociskowym o przekroju teowym. Ciecz magnetyczna utrzymuje się w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników oraz w szczelinach pierścieniowych pomiędzy wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo, a powierzchnią wału obrotowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego w półprzekroju wzdłużnym.

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy,

- obudowa,

2a - komora dławnicowa,

- wielokrawędziowy nabiegunnik, z - zewnętrzna wnęka pierścieniowa, w - wewnętrzna wnęka pierścieniowa,

- magnes trwały spolaryzowany osiowo,

- elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym,

- pierścień oporowy, , 8 - magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo,

- przekładka niemagnetyczna,

- ciecz magnetyczna,

- miękki pierścień uszczelniający,

- pierścień uszczelniający typu „o”,

- dławik, w - wnęka,

- pierścień dociskowy,

- sprężyna śrubowa, δ - szczelina pierścieniowa, 01, 02, 03 - zamknięte obwody magnetyczne.

Uszczelnienie w przykładzie wykonania składa się z wielokrawędziowych nabiegunników 3, magnesów trwałych 4 spolaryzowanych osiowo, magnesów trwałych 7, 8 spolaryzowanych promieniowo, elastycznych pierścieni uszczelniających 5 o przekroju kołowym, pierścieni oporowych 6, przekładek niemagnetycznych 9, cieczy magnetycznej 10, miękkiego pierścienia uszczelniającego 11, pierścienia dociskowego 14, sprężyny śrubowej 15 i dławika 13.

W komorze dławnicowej 2a w obudowie 2 umieszczone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników 3 oddzielone od siebie parą magnesów trwałych 7, 8 spolaryzowanych promieniowo, przy czym magnes trwały 7 ustawiony jest w układzie biegunów S-N, a magnes trwały 8 w układzie N-S względem powierzchni wału obrotowego 1. Ponadto, w komorze 2a na końcu pakietu znajduje się miękki pierścień uszczelniający 11 o przekroju prostokątnym np. ze sznura plecionego, do którego przylega pierścień dociskowy o przekroju teowym 14 naciskany sprężyną śrubową 15, umieszczoną we wnęce 13w wykonanej w dławiku 13. W wielokrawędziowych nabiegunnikach 3 wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe 3z usytuowane po stronie obudowy 2 oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe 3w położone po stronie wału obrotowego 1, tworząc gniazda zewnętrzne i gniazda wewnętrzne, zaś na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników 3 wykonane są występy uszczelniające. W gniazdach zewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników 3 osadzone są magnesy trwałe 4 spolaryzowane osiowo, a w gniazdach wewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników 3 umieszczone są elastyczne pierścienie uszczelniające 5 o przekroju kołowym wykonane z materiału elastomerowego, np. gumy z kauczuku NBR oraz pierścienie oporowe 6. Poza tym, w pakiecie uszczelniającym znajdują się przekładki niemagnetyczne 9 usytuowane przy wielokrawędziowych nabiegunnikach 3, pomiędzy magnesami trwałymi 7, 8 spolaryzowanymi promieniowo oraz pomiędzy miękkim pierścieniem uszczelniającymi 11, a pierścieniem dociskowym o przekroju teowym 14.

Ciecz magnetyczna 10 utrzymuje się w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników 3 oraz w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami magnesów trwałych 7, 8 spolaryzowanych promieniowo, a powierzchnią wału obrotowego 1. Pierścienie uszczelniające 12 typu „O” uszczelniają wielokrawędziowe nabiegunniki 3 względem obudowy 2. Zamknięte obwody magnetyczne 01, 03 utworzone są przez wał obrotowy 1, wielokrawędziowe nabiegunniki 3, magnesy trwałe 4 oraz ciecz magnetyczną 10, zaś zamknięty obwód magnetyczny 02 utworzony jest przez magnesy trwałe 7, 8, wał obrotowy 1, obudowę 2 oraz ciecz magnetyczną 10.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 10, utrzymywana jest ona w szczelinach pierścieniowych δ pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 3 a wałem obrotowym 1, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto, odkształcenie miękkiego pierścienia uszczelniającego 11 i odkształcenie elastycznych pierścieni uszczelniających 5 o przekroju kołowym powoduje powstanie odpowiednich nacisków stykowych na powierzchniach uszczelnianych, zwiększające szczelność uszczelnienia dławnicowego. Dzięki zastosowaniu cieczy magnetycznej o dobrych własnościach smarnych, uzyskuje się także znacznie zmniejszenie oporów tarcia w uszczelnieniu.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego składa się z wielokrawędziowych nabiegunników, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo, elastycznych pierścieni uszczelniających o przekroju kołowym, pierścieni oporowych, przekładek niemagnetycznych, cieczy magnetycznej , miękkiego pierścienia uszczelniającego, pierścienia dociskowego, sprężyny śrubowej i dławika, znamienne tym, że w komorze dławnicowej (2a) w obudowie (2) umieszczone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników (3) oddzielone od siebie co najmniej dwoma magnesami trwałymi (7) i (8) spolaryzowanymi promieniowo, ustawionymi względem powierzchni wału obrotowego (1) biegunami przeciwnymi S i N oraz miękki pierścień uszczelniający (11) o przekroju prostokątnym, do którego przylega pierścień dociskowy (14) naciskany sprężyną śrubową (15) umieszczoną we wnęce (13w) wykonanej w dławiku (13), zaś w wielokrawędziowych nabiegunnikach (3) wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe (3z) usytuowane po stronie obudowy (2) oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe (3w) położone po stronie wału obrotowego (1), tworząc gniazda zewnętrzne i gniazda wewnętrzne, przy czym na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników (3) wykonane są występy uszczelniające a w gniazdach zewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników (3) osadzone są magnesy trwałe (4) spolaryzowane osiowo, zaś w gniazdach wewnętrznych wielokrawędziowych nabiegunników (3) umieszczone są elastyczne pierścienie uszczelniające (5) o przekroju kołowym oraz pierścienie oporowe (6), natomiast w pakiecie uszczelniającym znajdują się przekładki niemagnetyczne (9) usytuowane przy bocznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników (3), pomiędzy magnesami trwałymi (7) i (8) spolaryzowanymi promieniowo oraz pomiędzy miękkim pierścieniem uszczelniającym (11), a pierścieniem dociskowym

   PL 248375 Β1 o przekroju teowym (14), zaś ciecz magnetyczna (10) utrzymuje się w szczelinach pierścieniowych (5) pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych wielokrawędziowych nabiegunników (3) oraz w szczelinach pierścieniowych (5) pomiędzy wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami magnesów trwałych (7) i (8) spolaryzowanych promieniowo, a powierzchnią wału obrotowego (1).