PL229193B1 - Próżniowy przepust wału z zastosowaniem uszczelnień z cieczą magnetyczną - Google Patents

Abstract

Próżniowy przepust wału z zastosowaniem uszczelnień z cieczą magnetyczną charakteryzuje się tym, że w komorze, utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi (4) osadzonymi w obudowie (2) i na tulei kołnierzowej (3) umocowanej na wale (1), usytuowany jest z luzem względem gniazda obudowy (2) kołnierz (3a) tulei kołnierzowej (3), do którego z obu stron przylegają pierścieniowe magnesy trwałe (5 i 6) i wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome (7) osadzone na walcowych powierzchniach tulei kołnierzowej (3), przy czym występy uszczelniające wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych (7) skierowane są w stronę gniazda obudowy (2). Pierścieniowy magnes trwały (5) przylega biegunem N do lewej powierzchni bocznej kołnierza (3a), zaś drugi pierścieniowy magnes trwały (6) przylega do prawej powierzchni bocznej kołnierza (3a) biegunem S lub odwrotnie. Ponadto w otworach rozmieszczonych równomiernie na obwodzie przegrody (2a) obudowy (2), usytuowanej od strony próżni, umieszczone są walcowe magnesy trwałe (8), a do obu powierzchni bocznych przegrody (2a) przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome (9) z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna (10) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (?), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych (7) i wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych (9), a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy (2) i tulei kołnierzowej (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest próżniowy przepust wału z zastosowaniem uszczelnień z cieczą magnetyczną, wykorzystany w budowie urządzeń stosowanych w technice wysokiej próżni.

Z opisu patentowego US 4995622 (A) znany jest próżniowy przepust wału obrotowego z wielostopniowym 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 szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy wewnętrznymi walcowymi powierzchniami pierścieni, a wałem.

Z opisu patentowego US 5975536 (A) znany jest próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, z obracającym się układem magnetycznym. W rozwiązaniu tym wielokrawędziowy nabiegunnik z występami uszczelniającymi, usytuowany pomiędzy łożyskami tocznymi w obudowie, stanowi integralną część wału. We wnękach wykonanych w nabiegunniku umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunnika, a wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią komory dławnicowej w obudowie.

W ujawnionym w opisie patentowym US 6672592 rozwiązaniu znane jest wielostopniowego uszczelnienia z cieczą magnetyczną i obracającym się układem magnetycznym, w którym wielokrawędziowe nabiegunniki i umieszczony pomiędzy nimi magnes trwały spolaryzowany osiowo, umocowane są na obracającym się wale, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi usytuowanymi na zewnętrznych, walcowych powierzchniach nabiegunników, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego PL 203336 B1 próżniowy przepust wału obrotowego 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 tulei osadzonej w obudowie i na tulei osadzonej na wale wykonane są występy uszczelniające, przy czym każda 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 szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi jednej tulei, a walcową powierzchnią drugiej tulei.

Z polskiego opisu patentowego PL 208613 B1 znany jest też próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, który charakteryzuje się tym, że nabiegunniki wykonane w postaci tulei kołnierzowych, jeden osadzony w obudowie, drugi osadzony na wale, mają występy uszczelniające usytuowane na walcowych powierzchniach kołnierzy tulei oraz na środkowych częściach walcowych powierzchni obu tulei. W pierścieniowych wnękach wykonanych w nabiegunnikach umieszczone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi obu nabiegunników oraz w szczelinach promieniowych pomiędzy występami na kołnierzu nieruchomego nabiegunnika, a wałem i w szczelinach pomiędzy występami na kołnierzu ruchomego nabiegunnika, a obudową.

W ujawnionym w polskim opisie patentowym PL 208614 B1 przedstawiono próżniowy przepust wału obrotowego uszczelniony cieczą magnetyczną, w którym w pierścieniowych wnękach, wykonanych na obu powierzchniach czołowych tulei nośnej, osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów skierowany jest biegunem N, a drugi biegunem S do powierzchni wału. Ciecz magnetyczna znajduje się w małych pierścieniowych szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na wewnętrznej powierzchni walcowej tulei, a powierzchnią wału.

Ponadto znany jest z opisu patentowego PL 219517 B1 próżniowy przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, który zawiera osadzone na wale wielokrawędziowe nabiegunniki przedzielone magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo i charakteryzuje się tym, że występy uszczelniające nabiegunników usytuowane są na ich zewnętrznych walcowych powierzchniach, a od strony ich wewnętrznych walcowych powierzchni usytuowane są zbiorniczki na ciecz magnetyczną, połączone poprzecznymi kanalikami ze szczelinami roboczymi. Ciecz magnetyczna wypełnia zbiorniczki

PL 229 193 B1 i kanaliki, a także znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy.

Z opisu patentowego PL 220983 B1 znany jest również wysokoobrotowy przepust wału z wielostopniowym uszczelnieniem z cieczą magnetyczną, w którym tulejka umocowana w obudowie ma kołnierz skierowany w stronę wału, natomiast tulejka osadzona na wale ma kołnierz skierowany w stronę obudowy. Na zewnętrznej powierzchni walcowej umocowanej w obudowie wykonany jest obwodowy rowek śrubowy, zaś w przestrzeni powstałej pomiędzy tulejkami umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki, przedzielone magnesami trwałymi, umocowane w nieruchomej tulejce i skierowane występami uszczelniającymi w stronę wału lub na ruchomej tulejce z występami uszczelniającymi skierowanymi w stronę obudowy. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami cylindrycznymi tulejek kołnierzowych.

Istota przepustu według wynalazku, zawierającego wał, obudowę, łożyska toczne, tuleję kołnierzową, pierścieniowe i walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że w komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi osadzonymi w obudowie i na tulei kołnierzowej umocowanej na wale, usytuowany jest z luzem względem gniazda obudowy kołnierz tulei kołnierzowej, do którego z obu stron przylegają pierścieniowe magnesy trwałe, do których z kolei przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome, osadzone na walcowych powierzchniach tulei kołnierzowej, przy czym występy uszczelniające wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych skierowane są w stronę gniazda obudowy oraz jeden pierścieniowy magnes trwały przylega biegunem N do lewej powierzchni bocznej kołnierza tulei kołnierzowej, a drugi pierścieniowy magnes trwały przylega do prawej powierzchni bocznej kołnierza tulei kołnierzowej biegunem S lub odwrotnie. Ponadto w otworach rozmieszczonych równomiernie na obwodzie przegrody obudowy, usytuowanej od strony próżni, umieszczone są walcowe magnesy trwałe, a do obu powierzchni bocznych tej przegrody przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych i wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy i tulei kołnierzowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym.

Uszczelnienie składa się z wału 1, obudowy 2, tulei kołnierzowej 3, łożysk tocznych 4, pierścieniowych magnesów trwałych 5 i 6 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych 7, walcowych magnesów trwałych 8 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych 9 i cieczy magnetycznej 10. W komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi 4 osadzonymi w obudowie 2 i na tulei kołnierzowej 3 umocowanej na wale 1 usytuowany jest z luzem względem gniazda obudowy 2 kołnierz 3a tulei kołnierzowej 3, do którego z obu stron przylegają pierścieniowe magnesy trwałe 5 i 6 i wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome 7 osadzone na tulei kołnierzowej 3. Występy uszczelniające nabiegunników ruchomych 7 wykonane są na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych i znajdują się w pobliżu gniazda obudowy 2. Pierścieniowy magnes trwały 5 przylega biegunem N do lewej powierzchni bocznej kołnierza 3a, a drugi pierścieniowy magnes trwały 6 przylega do prawej powierzchni bocznej kołnierza 3a biegunem S. W przegrodzie 2a obudowy 2, usytuowanej od strony próżni, umieszczone są równomiernie rozłożone na obwodzie walcowe magnesy trwałe 8, a do obu powierzchni bocznych przegrody 2a przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome 9 z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna 10 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych 7 i wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych 9, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy 2 i tulei kołnierzowej 3. Nakrętka ustalająca 11 zabezpiecza położenie łożysk tocznych 4 w obudowie 2, a pierścień sprężysty osadczy 12 mocuje tuleję kołnierzową 3 wraz z pierścieniowymi magnesami trwałymi 5 oraz 6 i wielokrawędziowymi nabiegunnikami ruchomymi 7 na wale 1. Zamknięty obwód magnetyczny φι utworzony jest przez tuleję kołnierzową 3, walcowy magnes trwały 8, wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome 9 i ciecz magnetyczną 10. Drugi zamknięty obwód magnetyczny φ2 tworzą obudowa 2, kołnierz 3a, pierścieniowe magnesy trwałe 5 i 6, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome 7 i ciecz magnetyczna 10.

PL 229 193 B1

W warunkach eksploatacji przepustu według wynalazku, w którym zastosowano dwa uszczelnienia z cieczą magnetyczną, w wyniku oddziaływania siły pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 10, utrzymywana jest ona w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych 7 i nieruchomych 9, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy 2 oraz tulei kołnierzowej 3 osadzonej na wale 1 i tworzy bariery dla czynnika uszczelnianego, zapewniające wysoką szczelność.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał

- obudowa

2a - przegroda

- tuleja kołnierzowa

3a - kołnierz

- łożysko toczne

5, 6 - pierścieniowe magnesy trwałe

- wielokrawędziowy nabiegunnik ruchomy

- walcowy magnes trwały

- wielokrawędziowy nabiegunnik nieruchomy

- ciecz magnetyczna

- nakrętka ustalająca

- pierścień sprężysty osadczy δ - szczelina pierścieniowa φ1, φ2 - zamknięte obwody magnetyczne

Claims (1)

1. Próżniowy przepust wału z zastosowaniem uszczelnień z cieczą magnetyczną, zawierający wał, obudowę, łożyska toczne, tuleję kołnierzową, pierścieniowe i walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome i nieruchome oraz ciecz magnetyczną, znamienny tym, że w komorze, utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi (4) osadzonymi w obudowie (2) i na tulei kołnierzowej (3) umocowanej na wale (1), usytuowany jest z luzem względem gniazda obudowy (2) kołnierz (3a) tulei kołnierzowej (3), do którego z obu stron przylegają pierścieniowe magnesy trwałe (5 i 6) i wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome (7) osadzone na walcowych powierzchniach tulei kołnierzowej (3), przy czym występy uszczelniające wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych (7) skierowane są w stronę gniazda obudowy (2), a pierścieniowy magnes trwały (5) przylega biegunem N do lewej powierzchni bocznej kołnierza (3a), zaś drugi pierścieniowy magnes trwały (6) przylega do prawej powierzchni bocznej kołnierza (3a) biegunem S lub odwrotnie, ponadto w otworach rozmieszczonych równomiernie na obwodzie przegrody (2a) obudowy (2), usytuowanej od strony próżni, umieszczone są walcowe magnesy trwałe (8), a do obu powierzchni bocznych przegrody (2a) przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome (9) z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, przy czym ciecz magnetyczna (10) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników ruchomych (7) i wielokrawędziowych nabiegunników nieruchomych (9), a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy (2) i tulei kołnierzowej (3).