PL231497B1 - Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń pracujących w środowisku cieczy lub gazu, zawierające dwie tulejki kołnierzowe ruchome i jedną nieruchomą, pokrywę, magnesy trwałe pierścieniowe i walcowe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną, charakteryzuje się tym, na wale obrotowym (1) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe ruchome (4, 5), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (6), a w obudowie (2) osadzona jest tulejka kołnierzowa nieruchoma (3), w kołnierzu której, umieszczone są w otworach równomiernie rozłożonych na obwodzie walcowe magnesy trwałe (7), zaś do obu powierzchni bocznych kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki (8) z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone na wewnętrznych powierzchniach walcowych tulejki nieruchomej (3), natomiast na walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej wewnętrznej (4) wykonane są rowki śrubowe (10), usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym (13).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, znajdujące zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń pracujących w środowisku cieczy lub gazu.

Znane jest z opisu patentowego PL214030 hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, które charakteryzuje się tym, że osadzone na wale wielokrawędziowe nabiegunniki mają kształt tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi usytuowanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy, a pomiędzy kołnierzami tulejek kołnierzowych umieszczony jest wewnętrzny kołnierz tulei nośnej osadzonej w obudowie. We wnękach tulei nośnej umieszczone są magnesy trwałe, do których przylegają pokrywy zamocowane do obudowy, przy czym magnesy trwałe są spolaryzowane promieniowo naprzemiennie względem siebie, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi tulejek kołnierzowych, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi tulei nośnej.

Znane jest też z opisu patentowego PL216903 uszczelnienie hybrydowe dla wału wysokoobrotowego, które charakteryzuje się tym, że w obudowie osadzone są nabiegunniki w postaci tulejek kołnierzowych z występami i wnękami, wykonanymi na ich powierzchniach czołowych, a kołnierz osadzony na wale usytuowany jest pomiędzy nabiegunnikami i wewnętrzną powierzchnią walcową magnesu, a na swoich bocznych powierzchniach posiada występy i wnęki, które z występami i wnękami nabiegunników tworzą uszczelnienie labiryntowe, zaś w szczelinach utworzonych pomiędzy występami nabiegunników, a wnękami kołnierza znajduje się ciecz magnetyczna.

Z opisu patentowego PL217274 znane jest także hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, w którym na wale osadzone są wielokrawędziowe nabiegunniki, na których umocowane są nabiegunniki wraz z magnesami trwałymi, a w obudowie umocowana jest tuleja walcowo-stożkowa, przy czym na powierzchniach walcowych i stożkowych nabiegunników wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi i stożkowymi tulei, a ponadto część stożkowa tulei tworzy ze ścianą obudowy komorę chłodzącą.

Z opisu patentowego PL218973 znane jest również hybrydowe uszczelnienie wału z cieczą magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że magnes i przylegające do niego tulejki kołnierzowe osadzone są na obracającym się wale, a po obu stronach obudowy umocowane są pokrywy. Kołnierze tulejek usytuowane są w komorze utworzonej pomiędzy obudową i pokrywami, a na walcowych powierzchniach kołnierzy tulejek wykonane są występy uszczelniające, zaś na walcowych powierzchniach tulejek znajdują się rowki śrubowe, przy czym na jednej tulejce rowki wykonane są w układzie lewoskrętnym, a na drugiej - w układzie prawoskrętnym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi kołnierzy, a wewnętrzną, walcową powierzchnią obudowy. Ponadto, wewnętrzne powierzchnie walcowe pokryw tworzą z rowkami śrubowymi tulejek, uszczelnienia szczelinowe, usytuowane po obu stronach uszczelnienia z cieczą magnetyczną.

W zgłoszeniu patentowym P-413201 ujawniono hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną dla wałów obrotowych, w którym wielokrawędziowy nabiegunnik osadzony na wale jest w kształcie tulei kołnierzowej i ma na powierzchni walcowej kołnierza oraz na powierzchni walcowej tulei wykonane występy uszczelniające, a we wnęce usytuowanej na czołowej powierzchni pokrywy, przymocowanej do obudowy, osadzone są segmentowe magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na kołnierzu, a wewnętrzną walcową powierzchnią pokrywy, której średnica odpowiada zewnętrznej średnicy magnesów trwałych oraz w szczelinach pierścieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi położonymi na zewnętrznej, walcowej powierzchni tulei, a odpowiednią wewnętrzną powierzchnią walcową pokrywy.

Istota uszczelnienia hybrydowego z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierającego dwie tulejki kołnierzowe ruchome i jedną nieruchomą, pokrywę, magnesy trwałe pierścieniowe i walcowe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną, polega na tym, że na wale obrotowym osadzone są dwie tulejki kołnierzowe ruchome wewnętrzna i zewnętrzna, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym, a w obudowie osadzona jest tulejka kołnierzowa nieruchoma, w kołnierzu której, umieszczone są w otworach równomiernie rozłożonych na obwodzie walcowe magnesy trwałe, zaś do obu powierzchni bocznych tego kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunPL 231 497 B1 niki z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone na wewnętrznych powierzchniach walcowych tulejki nieruchomej. Ponadto, na walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej wewnętrznej, wykonane są rowki śrubowe, usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych ruchomych.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, w przekroju wzdłużnym.

Uszczelnienie składa się z dwóch tulejek kołnierzowych ruchomych 4, 5 i jednej tulejki kołnierzowej nieruchomej 3, pokrywy 11, pierścieniowego magnesu trwałego 6 i walcowych magnesów trwałych 7 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników 8 oraz cieczy magnetycznej 9. Na wale obrotowym 1 osadzone są dwie tulejki kołnierzowe ruchome: wewnętrzna 4 i zewnętrzna 5, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym 6, a w obudowie 2 osadzona jest tulejka kołnierzowa nieruchoma 3, w kołnierzu której umieszczone są w otworach równomiernie rozłożonych na obwodzie walcowe magnesy trwałe 7, zaś do obu powierzchni bocznych tego kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki 8 z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone na wewnętrznych powierzchniach walcowych tulejki nieruchomej 3. Tulejka kołnierzowa 3 wraz z magnesami 7 i wielokrawędziowymi nabiegunnikami 8 oraz tulejki kołnierzowe 4, 5 z pierścieniowym magnesem trwałym 6 umieszczone są w obudowie 2, wewnątrz komory dławnicowej zamkniętej pokrywą 11. Tulejki kołnierzowe 4, 5 wraz z magnesem 6 umocowane są na wale obrotowym 1 za pomocą pierścienia sprężystego osadczego 12. Ponadto, na walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej wewnętrznej 4 wykonane są rowki śrubowe 10, usytuowane po stronie komory rob oczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym 13. Wewnętrzna, cylindryczna powierzchnia obudowy 2 wraz z rowkami śrubowymi 10 na tulejce kołnierzowej ruchomej 4 tworzą dodatkowe uszczelnienie szczelinowe. Ciecz magnetyczna 9 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 8, a odpowiednimi zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych ruchomych 4, 5. Zamknięty obwód magnetyczny Φ utworzony jest przez tulejki kołnierzowe 4, 5, magnesy trwałe 6, 7, wielokrawędziowe nabiegunniki 8 i ciecz magnetyczną 9. W warunkach eksploatacji rozwiązania według wynalazku, siły pola magnetycznego utrzymują ciecz magnetyczną w pierścieniowych szczelinach δ, stanowiąc bariery dla czynnika uszczelnianego 13. Ponadto, rowki śrubowe 10 usytuowane na tulejce kołnierzowej ruchomej wewnętrznej 4, obracającej się wraz z wałem 1, wywołują efekt pompowania zwrotnego, który powoduje odrzucanie czynnika uszczelnianego 13, ze szczeliny lewostronnej pomiędzy tulejką ruchomą wewnętrzną 4, a obudową do wnętrza komory roboczej.

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy,

- obudowa,

- tulejka kołnierzowa nieruchoma,

- tulejka kołnierzowa ruchoma wewnętrzna,

- tulejka kołnierzowa ruchoma zewnętrzna,

- pierścieniowy magnes trwały,

- walcowy magnes trwały,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

- ciecz magnetyczna,

- rowki śrubowe,

- pokrywa,

- pierścień sprężysty osadczy,

- czynnik uszczelniany (ciecz lub gaz), δ - szczelina pierścieniowa,

Φ - zamknięty obwód magnetyczny.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelnienie hybrydowe z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego, zawierające dwie tulejki kołnierzowe ruchome i jedną nieruchomą, pokrywę, magnesy trwałe pierścieniowe i walcowe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że na wale obrotowym (1) osadzone są dwie tulejki kołnierzowe ruchome (4, 5), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (6), a w obudowie (2) osadzona jest tulejka kołnierzowa nieruchoma (3), w kołnierzu której, umieszczone są w otworach równomiernie rozłożonych na obwodzie walcowe magnesy trwałe (7), zaś do obu powierzchni bocznych kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki (8) z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych, osadzone na wewnętrznych powierzchniach walcowych tulejki nieruchomej (3), natomiast na walcowej powierzchni tulejki kołnierzowej ruchomej wewnętrznej (4) wykonane są rowki śrubowe (10), usytuowane po stronie komory roboczej, wypełnionej czynnikiem uszczelnianym (13).
2. 2. Uszczelnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników wielokrawędziowych (8), a odpowiednimi zewnętrznymi powierzchniami walcowymi tulejek kołnierzowych ruchomych (4, 5) w pierścieniowych szczelinach 5, znajduje się ciecz magnetyczna (9).