PL235930B1 - Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczna dla wału wysokoobrotowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, stosowane w budowie maszyn i urządzeń, pracujących w środowisku gazowym.

Znane jest z polskiego opisu patentowego PL174451 uszczelnienie odśrodkowe wału z cieczą ferromagnetyczną zawierające wał z kołnierzem, dwie pary magnesów trwałych oraz ciecz ferromagnetyczną. Na czołowych powierzchniach kołnierza usytuowane są występy uszczelniające, zaś dwie pary magnesów trwałych umieszczone są tak w obudowie, że po jednej stronie kołnierza jeden magnes usytuowany jest względem czoła kołnierza biegunem N, a drugi magnes biegunem S, tworząc zamknięty obwód magnetyczny.

Znane jest też z opisu patentowego PL174460 uszczelnienie odśrodkowe z cieczą ferromagnetyczną dla wału zawierającego kołnierz ze stożkowymi powierzchniami bocznymi, magnes trwały spolaryzowany osiowo, dwa nabiegunniki z wielokrawędziowymi pobocznicami o stożkowych powierzchniach i takim samym kącie nachylenia jak stożkowe powierzchnie boczne kołnierza oraz ciecz ferromagnetyczną umieszczoną w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchniami bocznymi kołnierza.

Z polskiego opisu patentowego PL202542 znane jest również uszczelnienie odśrodkowe wału z cieczą magnetyczną, zawierające wał z kołnierzem, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, nabiegunniki wielokrawędziowe oraz ciecz magnetyczną, które charakteryzuje się tym, że w komorze obudowy po obu stronach kołnierza umieszczone są magnesy trwałe i nabiegunniki wewnętrzne z występami uszczelniającymi skierowanymi w stronę czołowych powierzchni kołnierza, a ponadto elementy obudowy mają nabiegunniki zewnętrzne z występami uszczelniającymi skierowanymi w stronę powierzchni wału, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami nabiegunników wewnętrznych, a czołowymi powierzchniami kołnierza oraz w szczelinach między występami nabiegunników zewnętrznych, a powierzchnią wału.

Z opisu patentowego PL217273 znane jest także uszczelnienie odśrodkowe wału z zastosowaniem cieczy magnetycznej, które charakteryzuje się tym, że we wnękach wykonanych w elementach obudowy, po obu stronach kołnierza tulei osadzonej na wale, umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki oraz magnesy trwałe usytuowane jednoimiennymi biegunami w stronę powierzchni bocznych kołnierza. Kolejny nabiegunnik umieszczony jest w komorze wykonanej w elementach nad cylindryczną powierzchnią kołnierza, a ciecz magnetyczna znajduje się w małych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a odpowiednimi powierzchniami bocznymi i powierzchnią cylindryczną kołnierza tulei.

Istota uszczelnienia według wynalazku, zawierającego tuleję kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną, polega na tym, że tuleja kołnierzowa osadzona jest na wale, a do obu powierzchni bocznych kołnierza przylegają biegunami jednoimiennymi magnesy trwałe oraz wielokrawędziowe nabiegunniki, umocowane na zewnętrznych, walcowych powierzchniach tulei. Wielokrawędziowe nabiegunniki wyposażone są w występy uszczelniające wykonane na ich powierzchniach bocznych, a także tuleja kołnierzowa na obu jej końcach wyposażona jest w występy uszczelniające wykonane na jej zewnętrznych, powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach osiowych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a bocznymi powierzchniami wytoczeń w elementach obudowy oraz w szczelinach promieniowych pomiędzy występami uszczelniającymi tulei kołnierzowej, a wewnętrznymi, cylindrycznymi powierzchniami w elementach obudowy.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju osiowym, na którym fig. 1 przedstawia uszczelnienie w stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej wału, a fig. 2 - uszczelnienie przy dużej prędkości obrotowej wału.

Uszczelnienie składa się z elementów obudowy 2, 3, tulei kołnierzowej 4, magnesów trwałych 5 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników 6 i cieczy magnetycznej 7. Tuleja 4 osadzona jest na wale 1, a do obu powierzchni bocznych kołnierza 4a przylegają biegunami jednoimiennymi N magnesy trwałe 5 oraz wielokrawędziowe nabiegunniki 6, umocowane na zewnętrznych, walcowych powierzchniach tulei 4. Nabiegunniki 6 wyposażone są w występy uszczelniające wykonane na ich powierzchniach bocznych. Tuleja kołnierzowa 4 na obu jej końcach wyposażona jest także w występy uszczelniające, wykonane na jej zewnętrznych powierzchniach walcowych. Pierścienie uszczelniające 8 typu „O” uszczelniają nabiegunniki 6 względem tulei kołnierzowej 4, a pierścień osadczy sprężysty 9 mocuje tuleję 4 na wale 1. W warunkach eksploatacji uszczelnienia, przy małej prędkości obrotowej

PL 235 930 B1 wału lub w stanie spoczynku (fig. 1), ciecz magnetyczna 7 utrzymywana jest siłami pola magnetycznego i znajduje się w szczelinach osiowych 5a pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 6, a bocznymi powierzchniami wytoczeń w elementach obudowy 2, 3 oraz w szczelinach promieniowych 5r pomiędzy występami uszczelniającymi tulei kołnierzowej 4, a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi w elementach obudowy 2, 3, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika uszczelnianego. Przy dużej prędkości obrotowej wału (fig. 2), ciecz magnetyczna 7 znajdująca się w szczelinach osiowych 5a na skutek działania siły odśrodkowej, przewyższającej siłę przyciągania magnetycznego zostaje odrzucona do przestrzeni wokół zewnętrznych powierzchni walcowych nabiegunników 6, tworząc warstwę cieczy, która wraz z cieczą magnetyczną 7 utrzymywaną w szczelinach promieniowych 5r tworzy bariery dla czynnika uszczelnianego. W stanie spoczynku i przy małej prędkości obrotowej zamknięte obwody magnetyczne Φι, Φ2 (fig. 1), a przy dużej prędkości obrotowej zamknięte obwody magnetyczne Φ3, Φ4 (fig. 2) utworzone są przez tuleję kołnierzową 4, magnesy 5, nabiegunniki 6, ciecz magnetyczną 7 i elementy obudowy 2, 3.

Oznaczenia na rysunku:

- wał obrotowy, , 3 - elementy obudowy,

- tuleja kołnierzowa, 4a - kołnierz,

- magnes trwały,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

- ciecz magnetyczna,

- pierścień uszczelniający typu „O”,

- pierścień osadczy sprężysty,

5r - szczelina promieniowa,

5_a - szczelina osiowa,

Φι, Φ2, Φ3, Φ4 - zamknięte obwody magnetyczne

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Uszczelnienie odśrodkowe z cieczą magnetyczną dla wału wysokoobrotowego, zawierające tuleję kołnierzową, magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że tuleja kołnierzowa (4) osadzona jest na wale (1), a do obu powierzchni bocznych kołnierza (4a) przylegają biegunami jednoimiennymi magnesy trwałe (5) oraz wielokrawędziowe nabiegunniki (6), umocowane na zewnętrznych, walcowych powierzchniach tulei (4), przy czym wielokrawędziowe nabiegunniki (6) wyposażone są w występy uszczelniające wykonane na ich powierzchniach bocznych, a także tuleja kołnierzowa (4) na obu jej końcach wyposażona jest w występy uszczelniające wykonane na jej zewnętrznych, powierzchniach walcowych, zaś ciecz magnetyczna (7) znajduje się w szczelinach osiowych (Sa) pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników (6), a bocznymi powierzchniami wytoczeń w elementach obudowy (2, 3) oraz w szczelinach promieniowych (Sr) pomiędzy występami uszczelniającymi tulei kołnierzowej (4), a wewnętrznymi, cylindrycznymi powierzchniami w elementach obudowy (2, 3).