PL221562B1 - Wielostopniowe uszczelnienie wału z zastosowaniem cieczy magnetycznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie wału z zastosowaniem cieczy magnetycznej, stosowane w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym.

Znane jest z opisu patentowego US 4 440 402 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które składa się z szeregu nabiegunników wykonanych w postaci cienkich tarcz z materiału o dobrej przenikalności magnetycznej, umocowanych do obudowy oraz do wału, ustawionych naprzeciwko siebie i tworzące pierścieniowe szczeliny wypełnione cieczą magnetyczną. Siły pola magn etycznego wytworzone np. przez cewkę elektromagnesu utrzymują ciecz magnetyczną w tych szczelinach, zapewniając szczelność.

Ponadto znane jest z opisu patentowego US 4 605 233 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, złożone z szeregu magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo oraz umieszczonych pomiędzy nimi wielokrawędziowych nabiegunników, które mają występy uszczelniające usytuowane od strony wału. W szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników i powierzchnią wału znajduje się ciecz magnetyczna, utrzymywana w nich siłami pola magnetycznego.

W polskim opisie patentowym PL 163 174 ujawniono wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, które zawiera osadzone przesuwnie w komorze dławnicowej nabiegunniki z wielokrawędziowymi powierzchniami, oddzielone spolaryzowanymi osiowo magnesami trwałymi w kształcie pierścieni. 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 w ielokrawędziowymi powierzchniami nabiegunników, a ponadto w tulejach, po stronie wału oraz w nabiegunnikach, po stronie ścian komory dławnicowej są wykonane gniazda pierścieni uszczelniających.

Z polskiego opisu patentowego PL 205 812 znane jest wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że w komorze dławnicowej znajdują się szeregowo umieszczone segmenty, składające się z osadzonej na wale tulei kołnierzowej z pierścieniową wnęką, w której znajduje się magnes trwały spolaryzowany osiowo lub promieniowo, przy czym kołnierz tulei wraz z magnesem usytuowany jest we wnęce utworzonej przez dwa przylegające do siebie nabiegu nniki, osadzone w komorze dławnicowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach utworzonych pomiędzy nabiegunnikami, a kołnierzem tulei i magnesem oraz w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników a zewnętrznymi, cylindrycznymi powierzchniami tulei kołnierzowych.

Ze zgłoszenia patentowego nr P.387154 znane jest także wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że 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 N-S względem powierzchni wału. Na powierzchniach walcowych kołnierzy znajdują się występy uszczelniające, a po obu stronach zewnętrznych powierzchni bocznych kołnierzy tulejek znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane osiowo oraz wielokrawędziowe nabiegunniki. W tulejce nieruchomej magnes i nabiegunniki osadzone są na jej wewnętrznej powierzchnio walcowej, natomiast w tulejce ruchomej magnes i nabiegunniki osadzone są na jej zewnętrznej powierzchni walcowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, powstałych pomiędzy występami uszczelniającymi na nabiegunnikach i kołnierzach tulejek, a powierzchniami wa lcowymi tulejek ruchomej i nieruchomej.

Natomiast w zgłoszeniu patentowym nr P.387316 ujawniono wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, w którym magnesy umieszczone są pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami osadzonymi przemiennie w obudowie i na wale, a również tulejki kołnierzowe osadzone są przemiennie na wale i w obudowie. Kołnierze tulejek osadzonych na wale usytuowane są w komorach utworzonych przez magnesy i nabiegunniki osadzone w obudowie, a kołnierze tulejek osadzonych w obudowie usytuowane są w komorach utworzonych przez magnesy i nabiegunniki osadzone na wale. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a cylindrycznymi powierzchniami tulejek.

Istota uszczelnienia według wynalazku, złożonego z tulei kołnierzowej nieruchomej, t ulei kołnierzowej ruchomej, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, nabiegunników nieruch omych i ruchomych oraz cieczy magnetycznej, polega na tym, że w przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem tulei nieruchomej, wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej i zewnętrzną

PL 221 562 B1 powierzchnią walcową tulei ruchomej umieszczone są nabiegunniki nieruchome przedzielone magnesami, a w przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem tulei ruchomej, a zewnętrzną p owierzchnią walcową tulei ruchomej i wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej umieszczone są nabiegunniki ruchome przedzielone również magnesami. Występy uszczelniające usytuowane są na wewnętrznych powierzchniach bocznych nabiegunników, przy czym w nabiegunnikach nieruchomych umieszczone są w pobliżu zewnętrznej powierzchni walcowej tulei ruchomej, a w nabiegunnikach ruchomych - w pobliżu wewnętrznej powierzchni walcowej tulei nieruchomej. Wierzchołki w ystępów dwóch sąsiednich nabiegunników przedzielonych walcowym magnesem trwałym są skierowane ku sobie, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy tymi występami i przylega do odpowiednich powierzchni walcowych tulei ruchomej i nieruchomej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia uszczelnienie wału w półprzekroju wzdłużnym. Uszczelnienie składa się z tulei kołnierzowej nieruchomej 3, tulei kołnierzowej ruchomej 4, walcowych magnesów trwałych 5 spolaryzowanych osiowo, nabiegunników nieruchomych 7 i ruchomych 8 oraz cieczy magnetycznej 9. Tuleja kołnierzowa nieruchoma 3 umocowana jest w obudowie 2, a tuleja kołnierzowa ruchoma 4 osadzona jest na wale 1. Kołnierz 3a tulei nieruchomej 3 skierowany jest w stronę wału 1, a kołnierz 4a tulei ruchomej 4 skierowany jest w stronę obudowy 2, przy czym pomiędzy kołnierzami 3a i 4a występuje luz. W przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem 3a tulei nieruchomej 3, wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej 3 i zewnętrzną powierzchnią walcową tulei ruchomej 4 umieszczone są nabiegunniki nieruchome 7 przedzielone magnesami 5. Natomiast w przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem 4a tulei ruchomej 4, a zewnętrzną powierzchnią walcową tulei ruchomej 4 i wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej 3 umieszczone są nabiegunniki ruchome 8 przedzielone również magnesami 5. Magnesy 5 osadzone są w pierścieniach nośnych 6 i rozmieszczone równomiernie na ich średnicach podziałowych. Występy uszczelniające usytuowane są na wewnętrznych powierzchniach bocznych nabiegunników 7 i 8, przy czym w nabiegunnikach nieruchomych 7 umieszczone są w pobliżu zewnętrznej powierzchni walcowej tulei ruchomej 4, a w nabiegunnikach ruchomych 8 - w pobliżu wewnętrznej powierzchni walcowej tulei nieruchomej 3. Wierzchołki występów dwóch sąsiednich nabiegunników 7 i 8 przedzielonych magnesami 5 są skierowane ku sobie, zaś ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy tymi występami i przylega do odpowiednich powierzchni walcowych tulei ruchomej 4 i tulei nieruchomej 3. Zamknięte obwody magnetyczne utworzone są przez walcowe magnesy trwałe 5, nabiegunniki 7 i 8 i ciecz magnetyczną 9.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego ciecz magnetyczna 9 utrzymywana jest w małych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 7 i 8, a walcowymi powierzchniami tulei kołnierzowych 3 i 4, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto kołnierze 3a i 4a tulei 3 i 4, tworzą labirynt promieniowy, który stanowi dodatkową przeszkodę dla czynnika roboczego.

Wykaz oznaczeń na rysunku wał obudowa tuleja kołnierzowa nieruchoma tuleja kołnierzowa ruchoma 3a, 4a kołnierze walcowy magnes trwały pierścień nośny nabiegunnik nieruchomy nabiegunnik ruchomy ciecz magnetyczna

10, 11 pierścienie dystansowe

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Wielostopniowe uszczelnienie wału z zastosowaniem cieczy magnetycznej złożone z tulei kołnierzowej nieruchomej, tulei kołnierzowej ruchomej, walcowych magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, nabiegunników nieruchomych i ruchomych oraz cieczy magnetycznej, znamienne tym, że w przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem (3a) tulei nieruchomej (3), wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej (3) i zewnętrzną powierzchnią walcową tulei ruchomej (4) umieszczone są nabiegunniki nieruchome (7) przedzielone magnesami (5), a w przestrzeni utworzonej pomiędzy kołnierzem (4a) tulei ruchomej (4), a zewnętrzną powierzchnią walcową tulei ruchomej (4) i wewnętrzną powierzchnią walcową tulei nieruchomej (3) umieszczone są nabiegunniki ruchome (8) przedzielone również magnesami (5), zaś występy uszczelniające usytuowane są na wewnętrznych powierzchniach bocznych nabiegunników (7 i 8), przy czym w nabiegunnikach nieruchomych (7) umieszczone są one w pobliżu zewnętrznej powierzchni walcowej tulei ruchomej (4), a w nabiegunnikach ruchomych (8) umieszczone są one w pobliżu wewnętrznej powierzchni walcowej tulei nieruchomej (3) zaś wierzchołki występów dwóch sąsiednich nabiegunników (7 i 8) przedzielonych magnesami (5) są skierowane ku sobie, a ciecz magnetyczna (9) znajduje się w pierścieniowych szczelinach pomiędzy tymi występami i przylega do odpowiednich powierzchni walcowych tulei ruchomej (4) i tulei nieruchomej (3).