PL241119B1 - Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału, stosowane do uszczelniania wałów obrotowych w maszynach i urządzeniach. Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału posiada w obudowie (2), pomiędzy miękkimi pierścieniami uszczelniającymi (3), wielokrawędziowy nabiegunnik (4), oddzielony od miękkich pierścieni uszczelniających (3) przekładkami niemagnetycznymi (8), w którym wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe (4a), usytuowane po stronie obudowy (2), oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe (4b), położone po stronie wału (1), dzięki czemu w wielokrawędziowym nabiegunniku (4), powstały kołnierze zewnętrzne (4c), usytuowane po stronie obudowy (2), oraz kołnierze wewnętrzne (4d), położone po stronie wału (1), zaś w zewnętrznych wnękach pierścieniowych (4a), wielokrawędziowego nabiegunnika (4), umieszczone są magnesy trwałe (5, 6), które przylegają do powierzchni bocznych środkowego kołnierza zewnętrznego (4c), biegunami jednoimiennymi N-N, a na walcowych powierzchniach zewnętrznych kołnierzy (4c), wielokrawędziowego nabiegunnika (4), po stronie obudowy (2), umieszczone są w gniazdach elastyczne pierścienie uszczelniające (13), typu „O”, a na cylindrycznych powierzchniach wewnętrznych kołnierzy (4d), wielokrawędziowego nabiegunnika (4), po stronie wału (1), wykonane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych (dr) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika (4), a wałem (1) znajduje się ciecz magnetyczna (7), zaś w komorze dławnicowej w obudowie (2), na końcu pakietu uszczelniającego po stronie zewnętrznej, umieszczony jest pierścień dociskowy (9), oraz dławik (10), a we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych pierścienia dociskowego (9) i dławika (10), osadzone są magnesy trwałe (11, 12) spolaryzowane osiowo i usytuowane względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału, stosowane do uszczelniania wałów obrotowych w maszynach i urządzeniach, np. uszczelnienie wałów w pompach wirowych.

Znane jest z opisu patentowego PL195697 uszczelnienie dławnicowe wału, który składa się z pakietu pierścieni uszczelniających umieszczony w komorze dławnicowej i ściśniętych dławikiem, zaś pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi oraz na dnie komory dławnicowej umieszczone są nabiegunniki w postaci pierścieni z występami uszczelniającymi, a ponadto uszczelnienie dławnicowe wyposażone jest w co najmniej jeden magnes trwały spolaryzowany promieniowo i usytuowany pomiędzy dwoma nabiegunnikami, przy czym w powstałych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi, a powierzchnią wału oraz w szczelinach pomiędzy powierzchnią wewnętrzną magnesu, a powierzchnią wału znajduje się ciecz magnetyczna utrzymywana w nich siłami pola magnetycznego.

Znane jest też z opisu patentowego PL208631 hybrydowe uszczelnienie wału, które charakteryzuje się tym, że wewnątrz stopniowanej komory, pomiędzy pakietami pierścieni uszczelniających, umieszczony jest dławik wewnętrzny w postaci wydrążonej tulei, w której osadzony jest magnes trwały spolaryzowany promieniowo i wielokrawędziowy nabiegunnik, a ponadto na walcowej powierzchni dławika wewnętrznego od strony wału usytuowane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami dławika i nabiegunnika, a wałem, znajduje się ciecz magnetyczna.

Z opisu patentowego PL223553 znane jest także uszczelnienie hybrydowe elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, w którym w komorze dławnicowej obudowy zamkniętej dławikiem zewnętrznym znajdują się dwa wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych ich kołnierzy, przedzielone magnesem trwałym, a w wytoczeniach nabiegunników usytuowanych po stronie ich zewnętrznych powierzchni czołowych, umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające, dociskane dławikami wewnętrznymi, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchnią wału lub tłoczyska.

Z opisu patentowego PL226935 znane jest również hybrydowe uszczelnienie elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, charakteryzujące się tym, że w komorze dławnicowej obudowy znajduje się tuleja kołnierzowa, której końce umieszczone są w wytoczeniach wykonanych w dławiku wewnętrznym i w dławiku zewnętrznym, a ponadto tuleja zaopatrzona jest w walcowe magnesy trwałe rozmieszczone równomiernie na obwodzie i osadzone w otworach wykonanych w kołnierzu tulei. Po obu stronach kołnierza tulei, do jego powierzchni bocznych przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki, do których z kolei przylegają miękkie pierścienie uszczelniające, zaś na dnie komory umieszczony jest dławik wewnętrzny, a od strony otoczenia komora zamknięta jest dławikiem zewnętrznym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników, a powierzchnią wału lub tłoczyska.

Z kolei w opisie patentowym PL227803 przedstawiono hybrydowe uszczelnienie dla elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, które w komorze dławnicowej obudowy ma miękkie pierścienie uszczelniające, pomiędzy którymi umieszczone są w części środkowej wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, a pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi usytuowanymi od strony dławika i od strony dna komory umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki o przekroju poprzecznym w kształcie litery „L”, a w ich wytoczeniach położonych od strony obudowy znajdują się magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z tych magnesów jest ustawiony w układzie biegunów S-N, a drugi magnes - w układzie biegunów N-S względem osi wału (lub tłoczyska), zaś ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie konstrukcji hybrydowego uszczelnienia dławnicowego wału, zapewniającego jego wysoką szczelność oraz dużą trwałość w przypadku zastosowania go w budowie maszyn i urządzeń, np. do uszczelniania wałów w pompach wirowych.

Istota uszczelnienia według wynalazku złożonego z miękkich pierścieni uszczelniających, wielokrawędziowego nabiegunnika, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, przekładek niemagnetycznych, cieczy magnetycznej, pierścienia dociskowego i dławika polega na tym, że w komorze dław

PL241 119 B1 nicowej w obudowie, pomiędzy miękkimi pierścieniami uszczelniającymi umieszczony jest wielokrawędziowy nabiegunnik oddzielony od miękkich pierścieni uszczelniających przekładkami niemagnetycznymi, w którym wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe, usytuowane po stronie obudowy oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe położone po stronie wału, dzięki czemu w wielokrawędziowym nabiegunniku powstały kołnierze zewnętrzne usytuowane po stronie obudowy oraz kołnierze wewnętrzne położone po stronie wału. W zewnętrznych wnękach pierścieniowych wielokrawędziowego nabiegunnika umieszczone są magnesy trwałe, które przylegają do powierzchni bocznych środkowego kołnierza zewnętrznego biegunami jednoimiennymi N-N. Na walcowych powierzchniach zewnętrznych kołnierzy wielokrawędziowego nabiegunnika po stronie obudowy umieszczone są w gniazdach elastyczne pierścienie uszczelniające typu „O”, a na cylindrycznych powierzchniach wewnętrznych kołnierzy wielokrawędziowego nabiegunnika po stronie wału wykonane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika, a wałem znajduje się ciecz magnetyczna. Ponadto, w komorze dławnicowej w obudowie na końcu pakietu uszczelniającego od strony zewnętrznej, umieszczony jest pierścień dociskowy oraz dławik, zaś we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych pierścienia dociskowego i dławika osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane osiowo i usytuowane względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N.

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

Oznaczenia na rysunku:

- wał,

- obudowa,

- miękki pierścień uszczelniający,

- wielokrawędziowy nabiegunnik, a - zewnętrzna wnęka pierścieniowa, b - wewnętrzna wnęka pierścieniowa, c - kołnierz zewnętrzny, d - kołnierz wewnętrzny, , 6, 11, 12 - magnesy trwałe spolaryzowane osiowo,

- ciecz magnetyczna,

- przekładka niemagnetyczna,

- pierścień dociskowy,

- dławik,

- elastyczny pierścień uszczelniający typu „O”, dr - szczelina promieniowa, da - szczelina osiowa powietrzna, , 02 - zamknięte obwody magnetyczne.

Uszczelnienie składa się z miękkich pierścieni uszczelniających 3, wielokrawędziowego nabiegunnika 4, magnesów trwałych 5, 6, 11, 12 spolaryzowanych osiowo, cieczy magnetycznej 7, przekładek niemagnetycznych 8, pierścienia dociskowego 9 i dławika 10. W komorze dławnicowej w obudowie 2, pomiędzy miękkimi pierścieniami uszczelniającymi 3 (np. ze sznura plecionego) umieszczony jest wielokrawędziowy nabiegunnik 4, oddzielony od miękkich pierścieni uszczelniających 3 przekładkami niemagnetycznymi 8, w którym wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe 4a, usytuowane po stronie obudowy 2, oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe 4b, położone po stronie wału 1, dzięki czemu w wielokrawędziowym nabiegunniku 4, powstały kołnierze zewnętrzne 4c, usytuowane po stronie obudowy 2, oraz kołnierze wewnętrzne 4d, położone po stronie wału 1. W zewnętrznych wnękach pierścieniowych 4a, wielokrawędziowego nabiegunnika 4, umieszczone są magnesy trwałe 5, 6, które przylegają do powierzchni bocznych środkowego kołnierza zewnętrznego 4c, biegunami jednoimiennymi N-N. Na walcowych powierzchniach zewnętrznych kołnierzy 4c, wielokrawędziowego nabiegunnika 4, po stronie obudowy 2, umieszczone są w gniazdach elastyczne pierścienie uszczelniające 13, typu „O”, a na cylindrycznych powierzchniach wewnętrznych kołnierzy 4d, wielokrawędziowego nabiegunnika 4, po stronie wału 1, wykonane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych dr, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika 4, a wałem 1, znajduje się ciecz magnetyczna 7. Ponadto, w komorze dławnicowej w obudowie 2, na końcu pakietu uszczelniającego po stronie zewnętrznej, umieszczony jest pierścień dociskowy 9, oraz dławik 10, zaś we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych pierścienia doci

PL 241 119 B1 skowego 9 i dławika 10, osadzone są magnesy trwałe 11,12, spolaryzowane osiowo i usytuowane względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N. Takie ustawienie magnesów trwałych 11,12 powoduje, że pomiędzy pierścieniem dociskowymi i dławikiem 10, występuje szczelina osiowa powietrzna da. Zamknięte obwody magnetyczne 01, 02 utworzone są przez magnesy trwałe 5, 6, wielokrawędziowy nabiegunnik 4, ciecz magnetyczną 7 oraz wał 1.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, siła docisku dławika 10, powoduje ściśnięcie miękkich pierścieni uszczelniających 3 i powstanie odpowiednich nacisków stykowych na powierzchniach uszczelnianych, a ustawienie magnesów trwałych 11, 12 w pierścieniu dociskowym 9 i w dławiku 10, w układzie biegunów jednoimiennych N-N, powoduje odpychanie pierścienia dociskowego 9 od dławika 10, zapewniając stały docisk miękkich pierścieni uszczelniających 3 w pakiecie. Ponadto w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 7, utrzymywana jest ona w szczelinach promieniowych dr, pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 4, a wałem 1, tworząc dodatkowe bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Dzięki zastosowaniu cieczy magnetycznej o dobrych własnościach smarnych, uzyskuje się także znacznie zmniejszenie oporów tarcia w uszczelnieniu.

Claims (1)

1. Hybrydowe uszczelnienie dławnicowe wału złożone z miękkich pierścieni uszczelniających, wielokrawędziowego nabiegunnika, magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo, przekładek niemagnetycznych, cieczy magnetycznej, pierścienia dociskowego i dławika, znamienne tym, że w komorze dławnicowej w obudowie (2), pomiędzy miękkimi pierścieniami uszczelniającymi (3), umieszczony jest wielokrawędziowy nabiegunnik (4), oddzielony od miękkich pierścieni uszczelniających (3) przekładkami niemagnetycznymi (8), w którym wykonane są zewnętrzne wnęki pierścieniowe (4a), usytuowane po stronie obudowy (2), oraz wewnętrzne wnęki pierścieniowe (4b), położone po stronie wału (1), dzięki czemu w wielokrawędziowym nabiegunniku (4), powstały kołnierze zewnętrzne (4c), usytuowane po stronie obudowy (2), oraz kołnierze wewnętrzne (4d), położone po stronie wału (1), zaś w zewnętrznych wnękach pierścieniowych (4a),wielokrawędziowego nabiegunnika (4), umieszczone są magnesy trwałe (5, 6), które przylegają do powierzchni bocznych środkowego kołnierza zewnętrznego (4c), biegunami jednoimiennymi N-N, a na walcowych powierzchniach zewnętrznych kołnierzy (4c), wielokrawędziowego nabiegunnika (4), po stronie obudowy (2), umieszczone są w gniazdach elastyczne pierścienie uszczelniające (13), typu „O”, a na cylindrycznych powierzchniach wewnętrznych kołnierzy (4d), wielokrawędziowego nabiegunnika (4), po stronie wału (1),wykonane są występy uszczelniające, zaś w szczelinach promieniowych (dr) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika (4), a wałem (1) znajduje się ciecz magnetyczna (7), zaś w komorze dławnicowej w obudowie (2), na końcu pakietu uszczelniającego po stronie zewnętrznej, umieszczony jest pierścień dociskowy (9), oraz dławik (10), a we wnękach wykonanych na powierzchniach czołowych pierścienia dociskowego (9) i dławika (10), osadzone są magnesy trwałe (11, 12) spolaryzowane osiowo i usytuowane względem siebie biegunami jednoimiennymi N-N.