PL218346B1 - Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, znajdujące zastosowane do uszczelniania wałów obrotowych w urządzeniach pracujących w warunkach wysokiej próżni oraz w niskociśnieniowym środowisku gazowym.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 163 174 wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne zawierające osadzone przesuwnie w komorze dławnicowej nabiegunniki z wielokrawędziowymi powierzchniami, oddzielone spolaryzowanymi osiowo magnesami trwałymi w kształcie pierścieni, przy czym po stronie wielokrawędziowych powierzchni nabiegunników znajduje się ciecz ferromagnetyczna, a w przestrzeniach pierścieniowych pomiędzy nabiegunnikami, pod magnesami trwałymi są usytuowane kołnierze tulei osadzonych na wale. Powierzchnie czołowe kołnierzy są skojarzone z wielokrawędziowymi powierzchniami nabiegunników, a ponadto w tulejach, po stronie wału oraz w nabiegunnikach, po stronie ścian komory dławnicowej są wykonane gniazda pierścieni uszczelniających.

Znane jest także z polskiego opisu patentowego nr 187 576 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla łożyskowania tocznego wału, zabudowane między dwoma łożyskami tocznymi, posiadające spolaryzowane poosiowo pierścieniowy magnes trwały, połączony nieruchomo z obudową, dwa zespoły nabiegunnikowe usytuowane po jego obu stronach, wielokrawędziowo obejmujące z niewielką szczeliną uszczelnianą powierzchnię obrotową oraz ciecz magnetyczną utrzymywaną w szczelinach siłami pola magnetycznego, przy czym każdy zespół nabiegunnikowy tworzy oprawa oraz przemiennie osadzone w niej nabiegunniki i pierścienie ślizgowe, wykonane z materiału niemagnetycznego, a uszczelniającą krawędź w każdym nabiegunniku wyznacza stożkowa powierzchnia jego otworu wewnętrznego.

Ze zgłoszenia patentowego nr P-373 544 znane jest również wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, w którym wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulejek kołnierzowych o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L osadzone zarówno w obudowie, jak i na wale, przedzielone są magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo, usytuowanymi pomiędzy nabiegunnikami w obudowie oraz pomiędzy nabiegunnikami na wale, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika osadzonego w obudowie a walcową powierzchnią nabiegunnika osadzonego na wale oraz pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika osadzonego na wale a walcową powierzchnią nabiegunnika osadzonego w obudowie.

Istota wielostopniowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierającego tulejki kołnierzowe, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że tulejki kołnierzowe i nabiegunniki osadzone są w obudowie lub na wale, a we wnękach wykonanych w tulejkach i w nabiegunnikach po stronie obudowy i wału umieszczone są magnesy trwałe usytuowane przemiennie biegunami N lub S względem powierzchni wału i obudowy, a ponadto kołnierze tulejek umieszczone są z luzem w wytoczeniach nabiegunników, tworząc promieniowe uszczelnienia labiryntowe, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek.

Zaletą wielostopniowego uszczelnienia 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 osiowym, przy czym fig. 1 przedstawia uszczelnienie z nieruchomymi nabiegunnikami, a fig. 2 uszczelnienie z ruchomymi nabiegunnikami.

Uszczelnienie składa się z trzech segmentów, każdy złożony z wielokrawędziowego nabiegunnika 3 tulejki kołnierzowej 4, pary magnesów trwałych 5, 6 lub 7, 8 spolaryzowanych promieniowo oraz cieczy magnetycznej 9. Tulejki 4 osadzone są na wale 1, a nabiegunniki 3 w obudowie (fig. 1) lub tulejki 4 osadzone są w obudowie 2, a nabiegunniki 3 na wale 1 (fig. 2). W wytoczeniach skrajnych nabiegunników 3 i tulejek 4 znajdują się magnesy trwałe 5, 6 skierowane biegunem N w stronę powierzchni wału 1, a w wytoczeniach środkowego nabiegunnika 3 i tulejki 4 znajdują się magnesy trwałe 7, 8 skierowane biegunem S w stronę powierzchni wału 1. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach o wysokości 5 utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 3 a zewnętrznymi (fig. 1) lub wewnętrznymi (fig. 2) powierzchniami walcowymi tulePL 218 346 B1 jek 4. Ponadto, kołnierze 4a tulejek 4 usytuowane są z luzem w wytoczeniach nabiegunników 3 i tworzą promieniowe uszczelnienia labiryntowe. Zamknięte obwody magnetyczne Φ₁, Φ₂ utworzone są przez wał 1, obudowę 2, nabiegunniki 3, tulejki 4, magnesy 5, 6, 7, 8 oraz ciecz magnetyczną 9.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 9, utrzymywana jest ona w małych szczelinach pomiędzy występami nabiegunników 3 i tulejkami, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto, kołnierze tulejek usytuowane z luzem w wytoczeniach nabiegunników tworzą labirynt promieniowy, który stanowi dodatkową przeszkodę dla czynnika roboczego.

Claims (1)

1. Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną według wynalazku, zawierające tulejki kołnierzowe, wielokrawędziowe nabiegunniki magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że nabiegunniki (3) i tulejki kołnierzowe (4) osadzone są w obudowie (2) lub na wale (1), a we wnękach wykonanych w tulejkach (4) i w nabiegunnikach (3) po stronie obudowy i wału umieszczone są magnesy trwałe (5), (6), (7), (8) usytuowane przemiennie biegunami N lub S względem powierzchni wału (1) i obudowy (2), a ponadto kołnierze (4a) tulejek (4) umieszczone są z luzem w wytoczeniach nabiegunników (3), tworząc promieniowe uszczelnienia labiryntowe, zaś ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (3) a zewnętrznymi lub wewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek (4).