PL243906B1 - Uszczelnienie hybrydowe dla wielkogabarytowych elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub obrotowym - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie hybrydowe wielkogabarytowych elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub obrotowym, ma w komorze dławnicowej obudowy (2) osadzone dwa wielokrawędziowe nabiegunniki (3) w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy (3a), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (4) spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach (3b) wielokrawędziowych nabiegunników (3) usytuowanych po stronie tłoczyska (lub wału) (1) umieszczone są symetrycznie położone dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego (9) o przekroju prostokątnym oraz co najmniej dwóch magnesów trwałych (5, 6) spolaryzowanych promieniowo, przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami (7), przy czym sąsiednie magnesy trwałe (5, 6) ustawione są przemiennie biegunami N i S względem powierzchni tłoczyska(lub wału).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie hybrydowe dla wielkogabarytowych elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub obrotowym, stosowane w budowie maszyn i urządzeń np. do uszczelniania tłoczysk cylindrów hydraulicznych lub uszczelniania 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 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 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 szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach walcowych nabiegunników, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

Z kolei w zgłoszeniu patentowym P-435694 ujawniono uszczelnienie hybrydowe dla wielkogabarytowych elementów o ruchu obrotowym lub posuwisto-zwrotnym, które charakteryzuje się tym, że w środkowej części komory dławnicowej w obudowie usytuowane jest uszczelnienie złożone z dwóch asymetrycznych wielokrawędziowych nabiegunników, przedzielonych pierścieniowym magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, a po obu stronach tego uszczelnienia umieszczone są podzespoły uszczelniające, każdy złożony z co najmniej trzech symetrycznych wielokrawędziowych nabiegunników przedzielonych pierścieniowymi dwoma magnesami trwałymi spolaryzowanymi osiowo, osadzonymi w pierścieniowych podtoczeniach nabiegunników, przy czym magnesy trwałe te przylegają do bocznych powierzchni środkowego wielokrawędziowego nabiegunnika symetrycznego biegunami jednoimiennymi N. Poza tym, w pierścieniowych gniazdach powstałych pomiędzy bocznymi powierzchniami wielokrawędziowych nabiegunników symetrycznych i wewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami magnesów trwałych umieszczone są elastyczne pierścienie dociskowe o przekroju kołowym z materiału elastomerowego oraz tulejki ślizgowe z materiału o niskim współczynniku tarcia, przylegające do powierzchni wału (lub tłoczyska). Ponadto, pomiędzy wewnętrznymi bocznymi powierzchniami wielokrawędziowych nabiegunników asymetrycznych, wewnętrzną cylindryczną powierzchnią magnesu trwałego i wałem (lub tłoczyskiem) osadzony jest pojedynczy miękki pierścień uszczelniający, a na końcach podzespołów uszczelniających oraz pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami symetrycznymi a wielokrawędziowymi nabiegunnikami asymetrycznymi umieszczone są przekładki niemagnetyczne. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na wewnętrznych cylindrycznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników symetrycznych oraz na wewnętrznych cylindrycznych powierzchniach wielokrawędziowych nabiegunników asymetrycznych, a powierzchnią wału (lub tłoczyska).

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

Istota uszczelnienia według wynalazku zawierającego wielokrawędziowe nabiegunniki, pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przekładki niemagnetyczne, ciecz magnetyczną, miękkie pierścienie uszczelniające, dławiki i tulejki ślizgowe, polega na tym, że w komorze dławnicowej obudowy osadzone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach wielokrawędziowych nabiegunników wykonanych po stronie tłoczyska (lub wału) umieszczone są symetrycznie położone dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego o przekroju prostokątnym oraz co najmniej dwóch magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo, przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami, przy czym sąsiednie magnesy trwałe ustawione są przemiennie biegunami N i S względem powierzchni tłoczyska (lub wału), zaś komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy dławikami, w których osadzone są tulejki ślizgowe, usytuowane na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych dławików. Ponadto, w pierścieniowej wnęce powstałej pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy wielokrawędziowych nabiegunników, wewnętrzną 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 wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo 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 - wytoczenie,

- pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo, , 6 - magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo,

- przekładka niemagnetyczna,

- ciecz magnetyczna,

- miękki pierścień uszczelniający,

- pierścień uszczelniający typu „O”,

- dławik,

- tulejka ślizgowa, δ - pierścieniowa szczelina, 01, 02, 03, 04 - zamknięte obwody magnetyczne.

Uszczelnienie składa się z wielokrawędziowych nabiegunników 3, pierścieniowego magnesu trwałego 4 spolaryzowanego osiowo, magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo 5, 6, przekładek niemagnetycznych 7, cieczy magnetycznej 8, miękkich pierścieni uszczelniających 9, dławików 11 i tulejek ślizgowych 12. W komorze dławnicowej obudowy 2 umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki 3 w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy 3a, przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym 4 spolaryzowanym osiowo. W podtoczeniach 3b wielokrawędziowych nabiegunników 3, wykonanych po stronie tłoczyska (lub wału) 1, umieszczone są symetrycznie położone dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego 9 o przekroju prostokątnym, wykonanego np. ze sznura plecionego oraz czterech magnesów trwałych 5, 6 spolaryzowanych promieniowo, przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami 7, przy czym sąsiednie magnesy trwałe 5, 6 ustawione są przemiennie biegunami N i S względem powierzchni tłoczyska (lub wału) 1. Ponadto, pojedynczy miękki pierścień uszczelniający 6 o przekroju prostokątnym umieszczony jest w pierścieniowej wnęce powstałej pomiędzy magnesem trwałym 4 spolaryzowanym osiowo, trzpieniem (lub wałem) 1 i wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy 3a wielokrawędziowych nabiegunników 3. Komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy 2 dławikami 11, w których osadzone są tulejki ślizgowe 12. Wielokrawędziowe nabiegunniki 3 oraz dławiki 11 uszczelnione są względem obudowy 2 za pomocą pierścieni uszczelniających 10 typu „O”. Ciecz magnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 3 a powierzchnią tłoczyska (lub wału) 1 oraz w pierścieniowych szczelinach δ powstałych pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi magnesów trwałych 5, 6 spolaryzowanych promieniowo osadzonych w wytoczeniach 3b wielokrawędziowych nabiegunników 3 a tłoczyskiem (lub wałem) 1. Zamknięte obwody magnetyczne 01, 02, 03 utworzone są przez tłoczysko (lub wał) 1, magnesy trwałe 5, 6 spolaryzowane promieniowo oraz ciecz magnetyczną 8, zaś zamknięty obwód magnetyczny 04 utworzony jest przez magnes trwały 4 spolaryzowany osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki 3, ciecz magnetyczną 8 i tłoczysko (lub wał) 1.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz magnetyczną, utrzymywana jest ona w pierścieniowych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a tłoczyskiem (lub wałem) oraz w pierścieniowych szczelinach powstałych pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami a tłoczyskiem (lub wałem), tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto dociśnięcie pakietów uszczelniających dławikami powoduje ściśnięcie miękkich pierścieni uszczelniających o przekroju prostokątnym i powstanie nacisków stykowych na powierzchniach uszczelnianych, co dodatkowo zwiększa szczelności uszczelnienia. Dzięki zastosowaniu w uszczelnieniu cieczy magnetycznej o dobrych własnościach smarnych, uzyskuje się także znacznie zmniejszenie oporów ruc hu.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Uszczelnienie hybrydowe wielkogabarytowych elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym lub obrotowym, zawierające wielokrawędziowe nabiegunniki, pierścieniowy magnes trwały spolaryzowany osiowo, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przekładki niemagnetyczne, ciecz magnetyczną, miękkie pierścienie uszczelniające, dławiki i tulejki ślizgowe, znamienne tym, że w komorze dławnicowej obudowy (2) osadzone są dwa wielokrawędziowe nabiegunniki (3) w postaci tulei kołnierzowych z występami uszczelniającymi wykonanymi na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych ich kołnierzy (3a), przedzielone pierścieniowym magnesem trwałym (4) spolaryzowanym osiowo, a w podtoczeniach (3b) wielokrawędziowych nabiegunników (3) usytuowanych po stronie tłoczyska (lub wału) (1) umieszczone są symetrycznie położone dwa pakiety uszczelniające, każdy złożony z miękkiego pierścienia uszczelniającego (9) o przekroju prostokątnym oraz co najmniej dwóch magnesów trwałych (5), (6) spolaryzowanych promieniowo, przedzielonych niemagnetycznymi przekładkami (7), przy czym sąsiednie magnesy trwałe (5), (6) ustawione są przemiennie biegunami N i S względem powierzchni tłoczyska (lub wału) (1), zaś komora dławnicowa zamknięta jest z obu stron obudowy (2) dławikami (11), w których osadzone są tulejki ślizgowe (12), usytuowane na wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych dławików (11), zaś w pierścieniowej wnęce powstałej pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami czołowymi kołnierzy (3a) wielokrawędziowych nabiegunników (3), wewnętrzną powierzchnią cylindryczną pierścieniowego magnesu trwałego (4) spolaryzowanego osiowo i tłoczyskiem (lub wałem) (1) umieszczony jest pojedynczy miękki pierścień uszczelniający (9) o przekroju, prostokątnym, zaś ciecz magnetyczna (8) znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (3), a powierzchnią tłoczyska (lub wału) (1) oraz w pierścieniowych szczelinach δ powstałych pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi magnesów trwałych (5), (6) spolaryzowanych promieniowo, a powierzchnią tłoczyska (lub wału) (1).