PL243301B1 - Hybrydowe uszczelnienie dla elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub o ruchu obrotowym - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie hybrydowe dla elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub o ruchu obrotowym, ma w komorze dławnicowej obudowy (2) osadzone dwa wielokrawędziowe nabiegunniki (3) w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy (3a), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (4) spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach (3b) wielokrawędziowych nabiegunników (3) położonych po stronie tłoczyska (lub wału) (1) umieszczone są dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego (7) o przekroju prostokątnym oraz magnesu trwałego (5) o przekroju ceowym, którego ramiona skierowane w stronę powierzchni tłoczyska (lub wału) (1) stanowią bieguny N i S, a od strony wewnętrznej magnesu trwałego (5) pomiędzy biegunami N i S umieszczony jest elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym (8) wraz z pierścieniami oporowymi (9). Komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy (2) dławikami (12), w których osadzone są tulejki ślizgowe porowate (13), przylegające do powierzchni tłoczyska (lub wału) (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie dla elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub o ruchu obrotowym, stosowane w budowie maszyn i urządzeń do uszczelniania np. tłoczysk cylindrów hydraulicznych lub wałów pomp wirowych.

Znane jest z opisu patentowego PL223553 uszczelnienie hybrydowe elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, które charakteryzuje się tym, że w komorze dławnicowej obudowy zamkniętej dławikiem zewnętrznym znajdują się dwa wielokrawędzio we nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych ich kołnierzy, przedzielone magnesem trwałym, a w podtoczeniach 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.

Znane jest też z opisu patentowego PL226935 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 podtoczeniach 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. Po obu stronach kołnierza 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 opisu patentowego PL227803 znane jest także hybrydowe uszczelnienie dla elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, w którym w komorze dławnicowej obudowy znajdują się 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 podtoczeniach 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 szczelina ch utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

Z kolei w opisie patentowym PL234946 ujawniono uszczelnienie hybrydowe dla wielkogabarytowych elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, które charakteryzuje się tym, że w komorze dławnicowej obudowy znajdują się dwa wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych ich kołnierzy, przedzielone magnesem trwałym, a w podtoczeniach nabiegunników, usytuowanych po stronie powierzchni wału lub tłoczyska, umieszczone są miękkie pierścienie uszczelniające oraz podzespoły złożone z pierścieni dociskowych, sprężyn śrubowych i pierścieni opor owych, dociśnięte od zewnątrz dławikami, w których osadzone są tulejki ślizgowe porowate. Ponadto w komorze powstałej pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy nabiegunników, magnesem trwałym i wałem (lub tłoczyskiem) umieszczony jest dodatkowo pojedynczy miękki pierścień uszczelniający. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji hybrydowego uszczelnienia dla elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub ruchu obrotowym, zapewniającym wysoką szczelność oraz dużą trwałość w przypadku zastosowania go w budowie maszyn i urządzeń, np. do uszczelniania np. tłoczysk cylindrów hydraulicznych lub uszczelniania wałów pomp wirowych.

Istota uszczelnienia według wynalazku zawierającego obudowę, wielokrawędziowe nabiegunniki, pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo, magnesy trwałe o przekroju ceowym, ciecz magnetyczną, elastyczne pierścienie uszczelniające o przekroju kołowym, pierścienie oporowe, mięk kie pierścienie uszczelniające, dławiki i tulejki ślizgowe porowate, polega na tym, że w komorze dławnicowej obudowy osadzone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach wielokrawędziowych nabiegunników położonych po stronie tłoczyska (lub wału) umieszczone są dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego o przekroju prostokątnym oraz magnesu trwałego o przekroju ceowym, którego ramiona skierowane w stronę powierzchni tłoczyska (lub wału) stanowią bieguny N i S, a od strony wewnętrznej tego magnesu trwałego pomiędzy biegunami N i S umieszczony jest elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym wraz z pierścieniami oporowymi, zaś komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy dławikami, w których osadzone są tulejki ślizgowe porowate, przylegające do powierzchni tłoczyska (lub wału). Ponadto, pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy wielokrawędziowych nabiegunników, powierzchnią cylindryczną magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo i tłoczyskiem (lub wałem) umieszczony jest pojedynczy miękki pierścień uszczelniający o przekroju prostokątnym. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników, a powierzchnią tłoczyska (lub wału) oraz w pierścieniowych szczelinach pomiędzy powierzchniami cylindrycznymi ramion magnesów trwałych o przekroju ceowym stanowiącymi bieguny N i S, a powierzchnią tłoczyska (lub wału).

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

Oznaczenia na rysunku:

- tłoczysko (lub wał),

- obudowa,

- wielokrawędziowy nabiegunnik,

3a - kołnierz,

3b - podtoczenie,

- pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo,

- magnes trwały o przekroju ceowym,

- ciecz magnetyczna,

- miękki pierścień uszczelniający,

- elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym,

- pierścień oporowy, , 11 - pierścienie uszczelniające typu „O”,

- dławik,

- tulejka ślizgowa porowata, δ - pierścieniowa szczelina,

01,02,03 - zamknięte obwody magnetyczne.

Uszczelnienie składa się z obudowy 2, wielokrawędziowych nabiegunników 3, pierścieniowego magnesu trwałego 4 spolaryzowanego osiowo, magnesów trwałych o przekroju ceowym 5, cieczy magnetycznej 6, elastycznych pierścieni uszczelniających o przekroju kołowym 8, pierścieni oporowych 9, miękkich pierścieni uszczelniających 7, dławików 12 i tulejek ślizgowych porowatych 13. W komorze dławnicowej obudowy 2 osadzone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki 3 w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy 3a, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym 4 spolaryzowanym osiowo podtoczeniach 3b wielokrawędziowych nabiegunników 3 położonych po stronie tłoczyska (lub wału) 1 umieszczone są dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony miękkiego pierścienia uszczelniającego 7 o przekroju prostokątnym wykonanego np. ze sznura plecionego oraz magnesu trwałego 5 o przekroju ceowym, którego ramiona skierowane w stronę powierzchni tłoczyska (lub wału) 1 stanowią bieguny N i S, a od strony wewnętrznej magnesu trwałego 5 pomiędzy biegunami N i S umieszczony jest elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym 8 usytuowany między dwoma pierścieniami oporowymi 9. Komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy 2 dławikami 12, w których osadzone są tulejki ślizgowe porowate 13, przylegające do powierzchni tłoczyska (lub wału) 1. Ponadto, pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy 3a wielokrawędziowych nabiegunników 3, powierzchnią cylindryczną magnesu trwałego 4 spolaryzowanego osiowo i tłoczyskiem (lub wałem) 1 umieszczony jest pojedynczy miękki pierścień uszczelniający 7 o przekroju prostokątnym.

Pierścienie uszczelniające 10 typu „O” uszczelniają magnesy trwałe o przekroju ceowym 5 względem wielokrawędziowych nabiegunników 3, zaś pierścienie uszczelniające 11 typu „O” uszczelniają wielokrawędziowe nabiegunniki 3 względem obudowy 2. Ciecz magnetyczna 6 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 3, a powierzchnią tłoczyska (lub wału) 1 oraz w pierścieniowych szczelinach δ pomiędzy powierzchniami cylindrycznymi ramion magnesów trwałych 5 o przekroju ceowym stanowiącymi bieguny N i S, a powierzchnią tłoczyska (lub wału) 1. Zamknięte obwody magnetyczne 0i i 03 utworzone są przez magnesy trwałe 5 o przekroju ceowym, tłoczysko (lub wał) 1 i ciecz magnetyczną 6. Zamknięty obwód magnetyczny 02 utworzony jest przez wielokrawędziowe nabiegunniki 3, pierścieniowy magnes trwały 4 spolaryzowany osiowo, tłoczysko (lub wał) 1 oraz ciecz magnetyczną 6.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną 6, utrzymywana jest ona w pierścieniowych szczelinach δ pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 3 a tłoczyskiem (lub wałem) 1 oraz w pierścieniowych szczelinach δ pomiędzy powierzchniami cylindrycznymi ramion magnesów trwałych 5 o przekroju ceowym, a tłoczyskiem (lub wałem) 1, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto, odkształcenie elastycznych pierścieni uszczelniających o przekroju kołowym 8 umieszczonych pomiędzy biegunami N i S od strony wewnętrznej magnesów trwałych 5 o przekroju ceowym oraz odkształcenie miękkich pierścieni uszczelniających 7 o przekroju prostokątnym powoduje powstanie odpowiednich nacisków stykowych na powi erzchni styku tych pierścieni z tłoczyskiem (lub wałem) 1 i chroni uszczelnienia z cieczą magnetyczną przed utratą szczelności przy ruchu posuwisto-zwrotnym lub obrotowym elementu uszczelnianego. Dzięki zastosowaniu cieczy magnetycznej o dobrych własnościach smarnych, uzyskuje się także znacznie zmniejszenie oporów ruchu.

Claims (1)

1. Uszczelnienie hybrydowe dla elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub o ruchu obrotowym, zawierające obudowę, wielokrawędziowe nabiegunniki, pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo, magnesy trwałe o przekroju ceowym, ciecz magnetyczną, elastyczne pierścienie uszczelniające o przekroju kołowym, pierścienie oporowe, miękkie pierścienie uszczelniające, dławiki i tulejki ślizgowe porowate, znamienne tym, że w komorze dławnicowej obudowy (2) osadzone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki (3) w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy (3a), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (4) spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach (3b) wielokrawędziowych nabiegunników (3) położonych po stronie tłoczyska (lub wału) (1) umieszczone są dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego (7) o przekroju prostokątnym oraz magnesu trwałego (5) o przekroju ceowym, którego ramiona skierowane w stronę powierzchni tłoczyska (lub wału) (1) stanowią bieguny N i S, a od strony wewnętrznej magnesu trwałego (5) pomiędzy biegunami N i S umieszczony jest elastyczny pierścień uszczelniający o przekroju kołowym (8) wraz z pierścieniami oporowymi (9), zaś komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy (2) dławikami (12), w których osadzone są tulejki ślizgowe porowate (13), przylegające do powierzchni tłoczyska (lub wału) (1), ponadto, pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy (3a) wielokrawędziowych nabiegunników (3), powierzchnią cylindryczną magnesu trwałego (4) spolaryzowanego osiowo i tłoczyskiem (lub wałem) (1) umieszczony jest pojedynczy miękki pierścień uszczelniający (7) o przekroju prostokątnym, zaś ciecz magnetyczna (6) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (3), a powierzchnią tłoczyska (lub wału) (1) oraz w pierścieniowych szczelinach (6) pomiędzy powierzchniami cylindrycznymi ramion magnesów trwałych (5) o przekroju ceowym stanowiącymi bieguny N i S, a powierzchnią tłoczyska (lub wału) (1).