PL221563B1

PL221563B1 - Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną

Info

Publication number: PL221563B1
Application number: PL397294A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Ochoński; Wojciech Horak
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL397294A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które stosowane jest do uszczelniania wałów w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym.

Znane jest z opisu patentowego US 4 605 233 wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną, które złożone jest 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 nr 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 wielokrawędziowymi 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 nr 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.

Z polskiego opisu patentowego nr 208 615 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 m agnesy 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. 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 walcowymi 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 magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, nabiegunników ruchomych, nabiegunników nieruchomych oraz cieczy magnetycznej, polega na tym, że w obudowie uszczelnienia umieszczone są nabiegunniki nieruchome w postaci stopniowanych tulejek przedzielonych magnesem trwałym, a na wale osadzone są nabiegunniki ruchome również w postaci stopniowanych tulejek przedzielonych magnesem trwałym, przy czym występy uszczelniające wykonane są na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników nieruchomych lub na zewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników ruchomych, a ponadto magnesy umieszczone w obudowie i na wale ustawione są względem siebie w ten sposób, że jeden magnes jest w układzie biegunów N-S, a drugi magnes - w układzie biegunów S-N. Ciecz magnetyczna umieszczona jest w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiePL 221 563 B1 gunników ruchomych, a gładkimi powierzchniami walcowymi nabiegunników nieruchomych lub w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników nieruchomych, a gładkimi powierzchniami walcowymi nabiegunników ruchomych. Ponadto w uszczelnieniu usytuowana jest przegroda w postaci pierścienia o przekroju poprzecznym prostokątnym, która osadzona jest na wewnętrznej powierzchni walcowej magnesu umieszczonego w obudowie lub na zewnętrznej powierzchni walcowej magnesu umocowanego na wale.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym, przy czym na fig. 1 i 2 pokazano uszczelnienie, w którym nabiegunniki ustawione są w ten sposób, że nabiegunniki nieruchome mają największy stopień skojarzony z najmniejszym stopniem nabiegunnika ruchomego po zewnętrznych stronach uszczelnienia, a na fig. 3 i 4 nabiegunniki nier uchome mają najmniejszy stopień skojarzony z największym stopniem nabiegunnika ruchomego po zewnętrznych stronach uszczelnienia. Uszczelnienie składa się z dwóch nabiegunników nieruchomych 3 umocowanych w obudowie 2, które przedzielone są magnesem trwałym 5, z dwóch nabiegunników ruchomych 4 osadzonych na wale 1 i przedzielonych magnesem trwałym 6, cieczy magnetycznej 7 oraz przegrody 8. Magnes trwały 5 ustawiony jest względem nabiegunników nieruchomych 3 w układzie biegunów N-S, a magnes trwały 6 ustawiony jest względem nabiegunników ruchomych 4 w układzie biegunów S-N.

Nabiegunniki 3 i 4 są w postaci stopniowanych tulejek, przy czym na każdej powierzchni walcowej poszczególnych stopni nabiegunników wykonane są występy uszczelniające usytuowane na zewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników ruchom ych 4 (fig. 1 i 4) lub na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników nieruchomych 3 (fig. 2 i 3). Ciecz magnetyczna 7 umieszczona jest w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników ruchomych 4, a gładkimi powierzchniami walcowymi nabiegunników nieruchomych 3 (fig. 1 i 4) lub w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników nieruchomych 3, a gładkimi powierzchniami walcowymi nabiegunników ruchomych 4 (fig. 2 i 3). Zamknięty obwód magnetyczny utworzony jest przez nabiegunniki 3 i 4, magnesy trwałe 5 i 6 oraz ciecz magnetyczną 7.

Przegroda 8 ma postać pierścienia o przekroju poprzecznym prostokątnym, który umieszczony jest na wewnętrznej powierzchni walcowej magnesu trwałego 5 (fig. 1 i 2) lub na zewnętrznej powierzchni walcowej magnesu 6 (fig. 3 i 4).

W warunkach eksploatacji uszczelnienia ciecz magnetyczna 7 jest utrzymywana siłami pola magnetycznego w pierścieniowych szczelinach pomiędzy stopniami nabiegunników nieruchomych 3 i ruchomych 4, stanowiąc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego, a ponadto przegroda 8 tworzy dodatkowe uszczelnienie labiryntowe, które zwiększa szczelność uszczelnienia.

- wał

- obudowa

- nabiegunnik nieruchomy

- nabiegunnik ruchomy

5,6 - magnesy trwałe

- ciecz magnetyczna

- przegroda

Claims

Wielostopniowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną złożone z magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, nabiegunników ruchomych, nabiegunników nieruchomych, cieczy magnetycznej oraz przegrody, znamienne tym, że w obudowie (2) uszczelnienia umieszczone są nabiegunniki nieruchome (3) w postaci stopniowanych tulejek przedzielonych magnesem trwałym (5), a na wale (1) os adzone są nabiegunniki ruchome (4) również w postaci stopniowanych tulejek przedzielonych magnesem trwałym (6), przy czym występy uszczelniające wykonane są na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników nieruchomych (3) lub na zewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników ruchomych (4), a ponadto magnesy trwałe (5 i 6) umieszczone w obudowie (2) i na wale (1) ustawione są względem siebie w ten sposób, że magnes trwały (5) jest w układzie biegunów N-S, a magnes (6) - w układzie biegunów S-N lub odwrotnie, zaś ciecz magnetyczna (7) umieszczona jest w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników

PL 221 563 B1 ruchomych (4), a gładkimi powierzchniami walcowymi nabiegunników nieruchomych (3) lub w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników nieruchomych (3), a gładkim i powierzchniami walcowymi nabiegunników ruchomych (4), a przegroda (8) ma postać pierścienia o przekroju poprzecznym prostokątnym, który osadzony jest na wewnętrznej powierzchni walcowej magnesu trwałego (5) umieszczonego w obudowie (2) lub na zewnętrznej powierzchni walcowej magnesu trwałego (6) umocowanego na wale (1).