PL210535B1

PL210535B1 - Vacuum roll pass of rotating shaft

Info

Publication number: PL210535B1
Application number: PL383033A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL383033A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest próżniowy przepust wału obrotowego z uszczelnieniem cieczą magnetyczną stosowany w urządzeniach pracujących w warunkach wysokiej próżni.The subject of the invention is a vacuum rotary shaft seal with a magnetic liquid seal used in devices operating in high vacuum conditions.

Znany jest z opisu patentowego US 4605233 przepust wału obrotowego z uszczelnieniem cieczą magnetyczną stosowany w warunkach próżni, który zawiera, osadzone w komorze dławnicowej obudowy, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, przedzielone pierścieniowymi wielokrawędziowymi nabiegunnikami. Ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a wałem, który osadzony jest na łożyskach tocznych w obudowie.It is known from US Patent 4,605,233 a rotary shaft seal with a magnetic liquid seal used in vacuum conditions, which contains axially polarized permanent magnets embedded in the stuffing box of the housing, separated by ring-shaped multi-edge pole pieces. The magnetic liquid is contained in small gaps formed between the sealing lips of the pole pieces and the shaft which is mounted on rolling bearings in the housing.

Z innego opisu patentowego US 4995622 znany jest próż niowy przepust wału obrotowego z uszczelnieniem cieczą magnetyczną zawierający magnes trwały spolaryzowany osiowo, umieszczony pomiędzy dwoma nabiegunnikami. Magnes wraz z nabiegunnikami usytuowany jest pomiędzy dwoma łożyskami tocznymi osadzonymi w obudowie. Nabiegunniki złożone są z szeregu cienkich pierścieni wykonanych z materiału ferromagnetycznego, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami pierścieni, a wałem. Ponadto znany jest z polskiego zgłoszenia P 353255 przepust wału z uszczelnieniem ferromagnetycznym, zawierający dwie tuleje kołnierzowe wraz z wielokrawędziowymi nabiegunnikami, co najmniej dwa magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, umieszczone w komorze dławnicowej, każdy pomiędzy dwoma nabiegunnikami oraz ciecz magnetyczną. Na tulejach, jednej osadzonej w obudowie i drugiej osadzonej na wale, wykonane są uszczelniają ce wystę py, przy czym każ da tuleja wraz z nabiegunnikami stanowi oddzielną całość, zaś magnesy umieszczone są w pierścieniowych wnękach, wykonanych w każdej tulei, pomiędzy nabiegunnikami. Ciecz magnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach pomię dzy uszczelniają cymi wystę pami jednej tulei, a walcową powierzchnią drugiej tulei.Another patent, US 4,995,622, discloses a vacuum passage for a rotary shaft with a magnetic liquid seal containing an axially polarized permanent magnet placed between two pole pieces. The magnet with the pole pieces is located between two rolling bearings embedded in the housing. The pole pieces consist of a series of thin rings made of a ferromagnetic material, and the magnetic fluid is contained in small annular gaps formed between the inner cylindrical surfaces of the rings and the shaft. Moreover, it is known from the Polish application P 353255 a shaft bushing with a ferromagnetic seal, containing two flange sleeves with multi-edge pole pieces, at least two axially polarized permanent magnets, placed in the stuffing box, each between two pole pieces and a magnetic liquid. Sealing protrusions are provided on the sleeves, one seated in the housing and the other seated on the shaft, with each sleeve and the pole pieces constituting a separate unit, and the magnets placed in annular recesses made in each sleeve, between the pole pieces. The magnetic fluid is contained in radial gaps between the sealing lips of one sleeve and the cylindrical surface of the other sleeve.

W polskim zgłoszeniu P 367653 ujawniono przepust wału z uszczelnieniem cieczą magnetyczną, w którym w komorze dławnicowej, pomiędzy dwoma łożyskami, na wale osadzona jest tuleja z występami uszczelniającymi, wykonanymi na jej zewnętrznej walcowej powierzchni, a w obudowie osadzona jest druga tuleja, która ma występy uszczelniające wykonane na jej wewnętrznej walcowej powierzchni. Tuleje namagnesowane są w ten sposób, że kolejne występy każdej tulei stanowią bieguny różnoimienne lub jednoimienne i usytuowane są wobec siebie tak, że występ uszczelniający jednej tulei i odpowiadający mu występ drugiej tulei mają różnoimienne bieguny N i S. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi obu tulei.The Polish application P 367653 discloses a shaft bushing with a magnetic liquid seal, in which in the stuffing box, between two bearings, a sleeve with sealing lips made on its outer cylindrical surface is mounted on the shaft, and a second sleeve with sealing lips is mounted in the housing. made on its internal cylindrical surface. The sleeves are magnetized in such a way that the successive projections of each sleeve are dissimilar or identical poles and are positioned to each other such that the sealing lip of one sleeve and the corresponding projection of the other sleeve have poles N and S that differ. The magnetic fluid is located in the annular slots, formed between the sealing lips of both sleeves.

Istota próżniowego przepustu wału obrotowego, zawierającego magnesy trwałe osadzone w komorze dławnicowej oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że magnesy trwałe, przedzielone pierścieniami dystansowymi, osadzone są na wale oraz w obudowie. Bieguny dwóch par magnesów umieszczonych na końcach przepustu ustawione są względem siebie jednoimiennymi biegunami ze szczeliną powietrzną stanowiąc poprzeczne łożyska magnetyczne wału względem obudowy, natomiast bieguny par magnesów umieszczonych wewnątrz przepustu mają przekrój poprzeczny w kształcie litery „C” i ustawione są względem siebie biegunami różnoimiennymi. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy różnoimiennymi biegunami magnesów.The essence of the rotary shaft vacuum passage containing permanent magnets embedded in the stuffing box and the magnetic liquid consists in the fact that permanent magnets, separated by distance rings, are mounted on the shaft and in the housing. The poles of two pairs of magnets placed at the ends of the bushing are positioned in relation to each other with identical poles with an air gap, constituting transverse magnetic bearings of the shaft in relation to the housing, while the poles of pairs of magnets placed inside the bushing have a "C" -shaped cross-section and are positioned with opposite poles to each other. The magnetic fluid is contained in annular gaps formed between the opposing poles of the magnets.

Zaletą uszczelnienia według wynalazku jest prosta budowa, umożliwiająca jego łatwy montaż i demontaż , a takż e duż a skuteczność dział ania.The advantage of the seal according to the invention is its simple structure, enabling its easy assembly and disassembly, as well as high operating efficiency.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym.The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing in an axial half-section.

Próżniowy przepust wału obrotowego składa się z magnesów trwałych spolaryzowanych osiowoThe vacuum passage of the rotary shaft consists of axially polarized permanent magnets

1, 2, 8 i 9, przy czym pary magnesów usytuowane na końcach przepustu 8 i 9 mają przekrój poprzeczny w kształcie litery „C” (fig. 1) lub przekrój poprzecznym w kształcie prostokątnym (fig. 2), przedzielonych pierścieniami dystansowymi 4, 5, 6 i 7. Magnesy trwałe 1 i 9 przedzielone pierścieniami dystansowymi 4 i 6 osadzone są w obudowie 10, a magnesy 2 i 8 przedzielone pierścieniami dystansowymi 5 i 7 umieszczone są na wale 11. Magnesy 1 i 2 ustawione są względem siebie biegunami różnoimiennymi, a ciecz magnetyczna 3 znajduje się w szczelinach pierścieniowych δ₁ pomiędzy biegunami N i S magnesów 1 i 2. Magnesy 8 i 9 ustawione są względem siebie biegunami jednoimiennymi z małą szczeliną powietrzną δ₂, stanowiąc poprzeczne łożyska magnetyczne wału 11 względem obudowy 10. Bieguny par magnesów 1 i 2, umieszczonych wewnątrz przepustu, mają1, 2, 8 and 9, with the pairs of magnets located at the ends of the bushing 8 and 9 having a "C" shaped cross section (Fig. 1) or a rectangular cross section (Fig. 2) separated by spacer rings 4, 5, 6 and 7. Permanent magnets 1 and 9 separated by distance rings 4 and 6 are embedded in housing 10, and magnets 2 and 8 separated by distance rings 5 and 7 are placed on shaft 11. Magnets 1 and 2 are positioned with opposite poles to each other. , and the magnetic fluid 3 is located in the annular gaps δ ₁ between the N and S poles of magnets 1 and 2. The magnets 8 and 9 are positioned to each other with identical poles with a small air gap δ ₂ , constituting the transverse magnetic bearings of the shaft 11 in relation to the housing 10. Poles pairs of magnets 1 and 2, located inside the bushing, have

PL 210 535 B1 przekrój poprzeczny w kształcie litery „C” i ustawione są względem siebie biegunami różnoimiennymi.The cross section is "C" shaped and aligned with opposite poles.

Ciecz magnetyczna 3 znajduje się w szczelinach pierścieniowych δ₁, utworzonych pomiędzy różnoimiennymi biegunami magnesów 1 i 2. Nakrętka 12 umocowana w obudowie 10 ustala położenie magnesów 1, 2, 8 i 9 oraz zamyka przepust od strony atmosfery. W warunkach eksploatacji przepustu według wynalazku siły odpychania pola magnetycznego magnesów 8 i 9 utrzymują położenie wału 11 względem obudowy 10, a siły przyciągania pola magnetycznego magnesów 1 i 2 utrzymują ciecz magnetyczną 3 w szczelinach δ₁, stanowiąc bariery dla czynnika uszczelniającego.The magnetic fluid 3 is located in the annular gaps δ ₁ , formed between the opposing poles of the magnets 1 and 2. A nut 12 fixed in the housing 10 fixes the position of the magnets 1, 2, 8 and 9 and closes the passage from the atmosphere side. In the operating conditions of the bushing according to the invention, the forces of repulsion of the magnetic field of the magnets 8 and 9 maintain the position of the shaft 11 in relation to the housing 10, and the attractive forces of the magnetic field of the magnets 1 and 2 keep the magnetic fluid 3 in the gaps δ ₁ , thus acting as barriers for the sealing medium.

Claims

The rotary shaft vacuum bushing containing axially polarized permanent magnets embedded in the stuffing box and the magnetic liquid, characterized in that the permanent magnets (1, 2, 8 and 9), separated by distance rings (4, 5, 6 and 7), are mounted on shaft (11) and in the housing (10), the poles of two pairs of magnets (8 and 9) located at the ends of the bushing are positioned in relation to each other with identical poles with an air gap (δ2), constituting transverse magnetic bearings of the shaft (11) in relation to the housing ( 10), while the poles of the pairs of magnets (1 and 2) placed inside the bushing have a "C" -shaped cross-section and are positioned with opposite poles, and the magnetic fluid (3) is located in the annular gaps (δ ₁ ) between with opposite poles of magnets (1 and 2).