PL233726B1 - Hybrydowe uszczelnienie z ciecza magnetyczna, zwlaszcza dla walu wysokoobrotowego - Google Patents

Abstract

Hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną zwłaszcza dla wału wysokoobrotowego ma w obudowie (2) osadzone dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników (7), z których każda przedzielona jest magnesem trwałym (8), a pomiędzy nimi umieszczona jest także w obudowie uszczelnienia (2), para nabiegunników o przekroju prostokątnym (4), przedzielona magnesem trwałym (5). Na wale (1) osadzona jest tulejka (3), której kołnierz (3a) umieszczony jest z luzem w komorze, utworzonej pomiędzy nabiegunnikami o przekroju prostokątnym (4) przedzielonymi magnesem trwałym (5), przy czym na bocznych powierzchniach kołnierza (3a) tulejki (3) wykonane są występy uszczelniające. Ciecz magnetyczna (6) znajduje się w promieniowych szczelinach δr pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (7) usytuowanymi na ich wewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki (3) oraz w szczelinach osiowych δa pomiędzy występami uszczelniającymi na bocznych powierzchniach kołnierza (3a) tulejki (3), a bocznymi gładkimi powierzchniami nabiegunników o przekroju prostokątnym (4), położonymi po obu stronach kołnierza (3a) tulejki (3) lub w pierścieniowej szczelinie pomiędzy zewnętrznym obwodem kołnierza (3a) tulejki (3), a wewnętrzną powierzchnią cylindryczną magnesu (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną zwłaszcza dla wału wysokoobrotowego, które stanowi połączenie uszczelnienia odśrodkowego z cieczą magnetyczną oraz dwóch wielokrawędziowych uszczelnień z cieczą magnetyczną i znajduje zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym, pracujących pod ciśnieniem w środowisku cieczy lub gazu.

Znane jest z opisu patentowego PL214030 B1 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. 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.

Z opisu patentowego PL216903 B1 znane jest również 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.

Znane jest też z opisu patentowego PL217274 B1 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.

W opisie patentowym PL221367 B1 przedstawiono hybrydowe uszczelnienie wału obrotowego, w którym dwa wielokrawędziowe nabiegunniki mające przekrój poprzeczny w kształcie litery „L” przedzielone są magnesem trwałym, a dwa inne wielokrawędziowe nabiegunniki mają przekrój poprzeczny prostokątny i umieszczone są wraz z magnesami trwałymi w wielokrawędziowych nabiegunnikach o przekroju „L”, a ponadto pomiędzy nabiegunnikami usytuowany jest z luzem kołnierz tulejki kołnierzowej. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a walcowymi powierzchniami tulejki kołnierzowej. W jednej wersji uszczelnienia magnes trwały i wielokrawędziowe nabiegunniki wraz z magnesami umocowane są w obudowie, a tulejka kołnierzowa osadzona jest na wale, a w drugiej wersji uszczelnienia odwrotnie.

Jeszcze inne rozwiązanie uszczelnienia hybrydowego z cieczą magnetyczną dla wału obrotowego przedstawiono w opisie patentowym PL223204 B1, które charakteryzuje się tym, że tulejki kołnierzowe przedzielone nabiegunnikami o przekroju prostokątnym i magnesem trwałym osadzone są w obudowie lub na wale, a w komorach utworzonych pomiędzy nabiegunnikami a tulejkami kołnierzowymi umieszczone są nabiegunniki w kształcie tulejek kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach walcowych kołnierzy i osadzone na wale lub w obudowie, zaś na powierzchniach walcowych nabiegunników umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi wewnętrznymi lub zewnętrznymi tulejek kołnierzowych oraz pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami walcowymi zewnętrznymi lub wewnętrznymi nabiegunników w kształcie tulejek kołnierzowych.

Istota uszczelnienia według wynalazku, zawierającego tulejkę kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki, nabiegunniki o przekroju prostokątnym oraz ciecz magnetyczną polega na tym, że w obudowie uszczelnienia osadzone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników, z których każda przedzielona jest magnesem trwałym, a pomiędzy nimi umieszczona

PL 233 726 B1 jest także w obudowie uszczelnienia, para nabiegunników o przekroju prostokątnym, przedzielona również magnesem trwałym. Ponadto, na wale osadzona jest tulejka, której kołnierz umieszczony jest z luzem w komorze, utworzonej pomiędzy nabiegunnikami o przekroju prostokątnym przedzielonymi magnesem trwałym, przy czym na bocznych powierzchniach kołnierza tulejki wykonane są występy uszczelniające. Ciecz magnetyczna znajduje się w promieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników usytuowanymi na ich wewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki oraz w szczelinach osiowych pomiędzy występami uszczelniającymi na bocznych powierzchniach kołnierza tulejki, a bocznymi gładkimi powierzchniami nabiegunników o przekroju prostokątnym, położonymi po obu stronach kołnierza tulejki lub w pierścieniowej szczelinie pomiędzy zewnętrznym obwodem kołnierza tulejki, a wewnętrzną powierzchnią cylindryczną magnesu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym. Uszczelnienie składa się z dwóch wielokrawędziowych uszczelnień z cieczą magnetyczną pomiędzy którymi umieszczone jest uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną. Fig. 1 przedstawia położenie cieczy magnetycznej w uszczelnieniu odśrodkowym w stanie spoczynku i przy niedużej prędkości obrotowej wału, a fig. 2 - położenie cieczy magnetycznej w uszczelnieniu odśrodkowym przy dużej prędkości obrotowej wału.

Uszczelnienie złożone jest z tulejki 3, magnesów trwałych 5, 8 spolaryzowanych osiowo, nabiegunników 4 o przekroju prostokątnym, wielokrawędziowych nabiegunników 7 oraz cieczy magnetycznej 6. Tulejka 3 osadzona jest na wale 1, a w obudowie 2 umocowane są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników 7 przedzielonych magnesami trwałymi 8, zaś pomiędzy nimi umieszczone są nabiegunniki o przekroju prostokątnym 4 przedzielone magnesem trwałym 5. Kołnierz 3a tulejki 3 umieszczony jest z luzem w komorze powstałej pomiędzy nabiegunnikami o przekroju prostokątnym 4 i magnesem trwałym 5. Na bocznych powierzchniach kołnierza 3a tulejki 3 oraz na wewnętrznych, cylindrycznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników 7 wykonane są występy uszczelniające. Ciecz magnetyczna 6 znajduje się w szczelinach promieniowych 5r utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 7, a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki 3 oraz w szczelinach osiowych 5_a pomiędzy występami uszczelniającymi na kołnierzu 3a, a bocznymi gładkimi powierzchniami nabiegunników 4 (fig. 1) lub w pierścieniowej szczelinie pomiędzy zewnętrznym obwodem kołnierza 3a tulejki 3, a wewnętrzną powierzchnią cylindryczną magnesu 5 (fig. 2). Pierścień sprężysty osadczy 9 mocuje nabiegunniki 4, 7 oraz magnesy trwałe 5, 8 w obudowie 2, a pierścień sprężysty osadczy 10 ustala położenie tulejki 3 na wale 1. Zamknięte obwody magnetyczne φ1, φ2 utworzone są przez tulejkę 3, nabiegunniki 7, magnesy 8 i ciecz magnetyczną 6, a zamknięty obwód magnetyczny φ3 utworzony jest przez kołnierz 3a tulejki 3, nabiegunniki 4, magnes 5 i ciecz magnetyczną 6.

W warunkach eksploatacji hybrydowego uszczelnienia według wynalazku, gdy wał jest w stanie spoczynku lub przy niedużej prędkości obrotowej, wówczas ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach promieniowych 5r obu skrajnych wielokrawędziowych uszczelnień oraz w szczelinach osiowych 5_a uszczelnienia odśrodkowego, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego (fig. 1), zaś przy dużej prędkości obrotowej wału, ciecz magnetyczna znajdująca się w szczelinach osiowych 5_a uszczelnienia odśrodkowego, na skutek oddziaływania siły odśrodkowej przewyższającej siłę pola magnetycznego, zostaje odrzucona do pierścieniowej szczeliny pomiędzy zewnętrznym obwodem kołnierza tulejki, a wewnętrzną powierzchnią cylindryczną magnesu, tworząc dodatkową barierę uszczelniającą dla czynnika roboczego.

Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Hybrydowe uszczelnienie z cieczą magnetyczną zwłaszcza dla wału wysokoobrotowego, zawierające tulejkę kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki, nabiegunniki o przekroju prostokątnym oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w obudowie uszczelnienia (2) osadzone są dwie pary wielokrawędziowych nabiegunników (7), z których każda przedzielona jest magnesem trwałym (8), a pomiędzy nimi umieszczona jest także w obudowie uszczelnienia (2), para nabiegunników o przekroju prostokątnym (4), przedzielona magnesem trwałym (5), natomiast na wale (1) osadzona jest tulejka (3), której kołnierz (3a) umieszczony jest z luzem w komorze, utworzonej pomiędzy nabiegunnikami o przekroju prostokątnym (4) przedzielonymi magnesem trwałym (5), przy czym na bocznych

PL 233 726 Β1 powierzchniach kołnierza (3a) tulejki (3) wykonane są występy uszczelniające, zaś ciecz magnetyczna (6) znajduje się w promieniowych szczelinach 5_r pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (7) usytuowanymi na ich wewnętrznych cylindrycznych powierzchniach, a zewnętrznymi walcowymi powierzchniami tulejki (3) oraz w szczelinach osiowych 5_a pomiędzy występami uszczelniającymi na bocznych powierzchniach kołnierza (3a) tulejki (3), a bocznymi gładkimi powierzchniami nabiegunników o przekroju prostokątnym (4), położonymi po obu stronach kołnierza (3a) tulejki (3) lub w pierścieniowej szczelinie pomiędzy zewnętrznym obwodem kołnierza (3a) tulejki (3), a wewnętrzną powierzchnią cylindryczną magnesu (5).

Rysunki