PL238823B1 - Przepust wału obrotowego z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi - Google Patents

Abstract

Przepust wału obrotowego z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi, zawierający ułożyskowany wał obrotowy, obudowę, pierścienie nośne, tulejkę kołnierzową nośną, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo i osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz ferromagnetyczną, charakteryzuje się tym, że w komorze utworzonej pomiędzy wewnętrznym łożyskiem tocznym (3), czopem (1a) wału obrotowego (1) i wewnętrzną powierzchnią cylindryczną gniazda obudowy (2), umieszczone jest pierwsze wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, złożone z pierścieni nośnych (4) umocowanych w obudowie (2) lub na czopie (1a) wału obrotowego (1), zaopatrzone w gniazda, w których osadzone są dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo (5, 6), wielokrawędziowego nabiegunnika (7) w kształcie tulejki kołnierzowej osadzonej na czopie (1a) wału obrotowego (1) lub w obudowie (2) oraz cieczy ferromagnetycznej (8). W komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi (3) umieszczone jest drugie wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, z tulejką kołnierzową nośną (10), w kołnierzu której osadzone są walcowe magnesy trwałe (11) spolaryzowane osiowo, a w wytłoczeniach tulejki (10) umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki (12), zaś ciecz ferromagnetyczna (8) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (12), a zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki dystansowej (13) osadzonej na wale (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przepust wału obrotowego z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi, stosowany w budowie niskociśnieniowych urządzeń gazowych oraz w technice wysokiej próżni.

Znany jest z opisu patentowego US6857635 A próżniowy przepust wału obrotowego z uszczelnieniem ferromagnetycznym, w którym ułożyskowany wał osadzony jest na dwóch łożyskach tocznych, usytuowanych po jednej stronie kołnierza na wale oraz w obudowie. W komorze położonej po drugiej stronie kołnierza wykonane są występy uszczelniające na wale, zaś na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej gniazda obudowy umocowane są dwa nabiegunniki o przekroju poprzecznym prostokątnym, przedzielone magnesem trwałym spolaryzowanym osiowo. Ciecz ferromagnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na wale a wewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi nabiegunników.

Znany jest też z opisu patentowego PL208614 B1 przepust wału obrotowego uszczelniony cieczą magnetyczną, który charakteryzuje się tym, że w pierścieniowych wnękach wykonanych na obu powierzchniach czołowych tulei nośnej osadzone są magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo, przy czym jeden z magnesów skierowany jest biegunem N, a drugi biegunem S do powierzchni wału, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w małych pierścieniowych szczelinach promieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi, usytuowanymi na wewnętrznej powierzchni walcowej tulei, a powierzchnią wału.

W opisie patentowym PL224130 B1 przedstawiony jest również próżniowy przepust wału uszczelniony cieczą magnetyczną, który charakteryzuje się tym, że w komorze utworzonej pomiędzy przegrodą obudowy, wewnętrzną cylindryczną powierzchnią gniazda obudowy i zewnętrzną cylindryczną powierzchnią tulei kołnierzowej osadzonej na wale, umieszczone są łożyska toczne przedzielone tulejką kołnierzową z kołnierzem skierowanym w stronę wału, w którym umieszczone są równomiernie rozłożone walcowe magnesy trwałe, a do powierzchni bocznych kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ponadto, tuleja kołnierzowa osadzona na wale ma kołnierz usytuowany po drugiej stronie przegrody obudowy, skierowany w stronę obudowy, w którym umieszczone są również równomiernie rozłożone walcowe magnesy trwałe, a do obu powierzchni bocznych kołnierza przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich zewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników nieruchomych i nabiegunników ruchomych a odpowiednimi powierzchniami walcowymi tulei kołnierzowej osadzonej na wale i gniazdem obudowy.

Z kolei w opisie patentowym PL229193 B1 ujawniono próżniowy przepust wału z zastosowaniem uszczelnień z cieczą magnetyczną, w którym w komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi osadzonymi w obudowie i na tulei kołnierzowej umocowanej na wale, usytuowany jest z luzem względem gniazda obudowy, kołnierz tulei kołnierzowej, do którego z obu stron przylegają pierścieniowe magnesy trwałe i wielokrawędziowe nabiegunniki ruchome osadzone na walcowych powierzchniach tulei, przy czym występy uszczelniające nabiegunników skierowane są w stronę gniazda obudowy oraz jeden magnes przylega biegunem do lewej powierzchni bocznej kołnierza, a drugi magnes przylega do prawej powierzchni bocznej kołnierza biegunem S lub odwrotnie. Ponadto w przegrodzie obudowy usytuowanej od strony próżni, umieszczone są równomiernie rozłożone walcowe magnesy trwałe, a do obu powierzchni bocznych przegrody przylegają wielokrawędziowe nabiegunniki nieruchome z występami uszczelniającymi wykonanymi na ich wewnętrznych powierzchniach walcowych. Ciecz magnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników ruchomych i nabiegunników nieruchomych a odpowiednimi powierzchniami walcowymi gniazda obudowy i tulei kołnierzowej.

Istota przepustu wału obrotowego z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi, według wynalazku, zawierającego ułożyskowany wał obrotowy, obudowę, pierścienie nośne, tulejkę kołnierzową nośną, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo i osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz ferromagnetyczną, polega na tym, że w komorze utworzonej pomiędzy wewnętrznym łożyskiem tocznym, czopem wału obrotowego i wewnętrzną powierzchnią cylindryczną gniazda obudowy, umieszczone jest pierwsze wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, złożone z pierścieni nośnych umocowanych w obudowie lub na czopie wału obrotowego, zaopatrzone w gniazda, w których osadzone są

PL 238 823 B1 dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo. Jeden magnes trwały ustawiony jest względem powierzchni wału obrotowego w układzie biegunów N-S, a drugi magnes trwały w układzie biegunów S-N. Pierwsze uszczelnienie zawiera również wielokrawędziowy nabiegunnik w kształcie tulejki kołnierzowej osadzonej na czopie wału obrotowego lub w obudowie, z kołnierzem położonym z luzem pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami bocznymi magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo oraz cieczy ferromagnetycznej, umieszczonej w szczelinach pierścieniowych, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowego nabiegunnika, wykonanymi na jego zewnętrznych lub wewnętrznych powierzchniach walcowych położonych po obu stronach kołnierza, a wewnętrznymi lub zewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi pierścieni nośnych. W komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi umieszczone jest drugie wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, z tulejką kołnierzową nośną, w kołnierzu której osadzone są walcowe magnesy trwałe spolaryzowane osiowo, a w wytoczeniach tej tulejki umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki z występami uszczelniającymi usytuowanymi na ich wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych, zaś ciecz ferromagnetyczna znajduje się w pierścieniowych szczelinach, pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników a zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki dystansowej osadzonej na wale.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku w półprzekroju wzdłużnym, przy czym na fig. 1 pokazano rozwiązanie przepustu z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi, w którym w uszczelnieniu ferromagnetycznym - położonym po stronie procesowej, pierścienie nośne 4 wraz z magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo 5, 6 umocowane są w obudowie 2, a wielokrawędziowy nabiegunnik 7 osadzony jest na czopie 1a wału obrotowego 1, zaś na fig. 2 pokazano rozwiązanie przepustu z uszczelnieniem ferromagnetycznym po stronie procesowej w układzie odwrotnym, czyli pierścienie nośne 4 wraz z magnesami trwałymi spolaryzowanymi promieniowo 5, 6 osadzone są na wale obrotowym 1, a wielokrawędziowy nabiegunnik 7 umocowany jest w obudowie 2.

Przepust składa się z wału obrotowego 1, obudowy 2, pierścieni nośnych 4, tulejki kołnierzowej nośnej 10, magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo 5, 6, walcowych magnesów trwałych 11 spolaryzowanych osiowo, wielokrawędziowych nabiegunników 7, 12 i cieczy ferromagnetycznej 8. Wał obrotowy 1 osadzony jest na dwóch łożyskach tocznych 3, przedzielonych tulejkami dystansowymi 13 z materiału magnetycznego i które to łożyska są ustalone na wale obrotowym 1 przez pierścienie osadcze sprężynujące 9, 14, a w obudowie 2 za pomocą nakrętki 15. W komorze utworzonej pomiędzy wewnętrznym łożyskiem tocznym 3 opartym o kołnierz 1b wału obrotowego 1, czopem 1a wału obrotowego 1 i wewnętrzną powierzchnią cylindryczną gniazda obudowy 2, umieszczone jest pierwsze wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, złożone z pierścieni nośnych 4 umocowanych w obudowie 2 (fig. 1) lub na czopie 1a wału obrotowego 1 (fig. 2), zaopatrzonych w gniazda, w których osadzone są dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo 5, 6, przy czym magnes trwały 5 ustawiony jest względem powierzchni czopa 1a wału obrotowego 1 w układzie biegunów N-S, a magnes trwały 6 w układzie biegunów S-N względem powierzchni wału obrotowego 1, wielokrawędziowego nabiegunnika 7 w kształcie tulejki kołnierzowej osadzonej na czopie 1a wału obrotowego 1 (fig. 1) lub w obudowie 2 (fig. 2) z kołnierzem 7a położonym z luzem pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami bocznymi magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo 5, 6. Pierścień osadczy sprężynujący 9 mocuje wielokrawędziowy nabiegunnik 7 (fig. 1) lub pierścienie nośne 4 (fig. 2) na wale obrotowym 1. Ciecz ferromagnetyczna 8 umieszczona jest w szczelinach pierścieniowych δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 7b wielokrawędziowego nabiegunnika 7, wykonanymi na jego zewnętrznych lub wewnętrznych powierzchniach walcowych, położonych po obu stronach kołnierza 7a, a wewnętrznymi (fig. 1) lub zewnętrznymi (fig. 2) powierzchniami cylindrycznymi pierścieni nośnych 4. Zamknięty obwód magnetyczny φ1 utworzony jest przez pierścienie nośne 4, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo 5, 6, wielokrawędziowy nabiegunnik 7 i ciecz ferromagnetyczną 8.

Ponadto, w komorze utworzonej pomiędzy wałem obrotowym 1, obudową 2 i łożyskami tocznymi 3, umieszczone jest drugie wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, złożone z tulejki kołnierzowej nośnej 10, umocowanej w obudowie 2, w kołnierzu której osadzone są walcowe magnesy trwałe 11 spolaryzowane osiowo, a w wytoczeniach tulejki 10 umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki 12, zaś ciecz ferromagnetyczna 8 znajduje się w pierścieniowych szczelinach δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi nabiegunników 12 a zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki dystansowej 13 osadzonej na wale 1. Zamknięty obwód magnetyczny φ2 utworzony jest przez magnes trwały 11, wielokrawędziowe nabiegunniki 12, tulejkę dystansową 13 i ciecz ferromagnetyczną 8.

PL 238 823 B1

W warunkach eksploatacji przepustu według wynalazku, w wyniku oddziaływania sił pola magnetycznego na ciecz ferromagnetyczną 8, utrzymywana jest ona w szczelinach pierścieniowych δ, utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi 7b wielokrawędziowego nabiegunnika 7 a odpowiednimi powierzchniami walcowymi pierścieni nośnych 4 oraz w szczelinach pierścieniowych 5 pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników 12 a powierzchnią walcową tulejki dystansowej 13, tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego. Ponadto kołnierz 7a wielokrawędziowego nabiegunnika 7 w kształcie tulejki kołnierzowej, usytuowany z luzem pomiędzy powierzchniami bocznymi magnesów trwałych spolaryzowanych osiowo 5, 6, tworzy promieniowe uszczelnienie labiryntowe, które stanowi dodatkową przeszkodę dla czynnika roboczego.

Wykaz oznaczeń na rysunku

- wał obrotowy a - czop b - kołnierz wału obrotowego

- obudowa

- łożysko toczne

- pierścień nośny , 6 - magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo

- wielokrawędziowy nabiegunnik

7a - kołnierz b - występ uszczelniający

- ciecz ferromagnetyczna

- tulejka kołnierzowa nośna

- walcowy magnes trwały

- wielokrawędziowy nabiegunnik

- tulejka dystansowa , 14 - pierścienie osadcze sprężynujące

- nakrętka δ - szczelina pierścieniowa φ1, φ2 - zamknięte obwody magnetyczne

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Przepust wału obrotowego z wielostopniowymi uszczelnieniami ferromagnetycznymi, zawierający ułożyskowany wał obrotowy, obudowę, pierścienie nośne, tulejkę kołnierzową nośną, magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo i osiowo, wielokrawędziowe nabiegunniki i ciecz ferromagnetyczną, znamienny tym, że w komorze utworzonej pomiędzy wewnętrznym łożyskiem tocznym (3), czopem (1a) wału obrotowego (1) i wewnętrzną powierzchnią cylindryczną gniazda obudowy (2), umieszczone jest pierwsze wielostopniowe uszczelnienie ferromagnetyczne, złożone z pierścieni nośnych (4) umocowanych w obudowie (2) lub na czopie (1a) wału obrotowego (1), zaopatrzone w gniazda, w których osadzone są dwa magnesy trwałe spolaryzowane promieniowo (5, 6), z których jeden magnes trwały (5) ustawiony jest względem powierzchni wału obrotowego (1) w układzie biegunów N-S, a drugi magnes trwały (6) w układzie biegunów S-N, wielokrawędziowego nabiegunnika (7) w kształcie tulejki kołnierzowej osadzonej na czopie (1a) wału obrotowego (1) lub w obudowie (2), z kołnierzem (7a) położonym z luzem pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami bocznymi magnesów trwałych spolaryzowanych promieniowo (5, 6) oraz cieczy ferromagnetycznej (8), umieszczonej w szczelinach pierścieniowych (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi (7b) wielokrawędziowego nabiegunnika (7), wykonanymi na jego zewnętrznych lub wewnętrznych powierzchniach walcowych położonych po obu stronach kołnierza (7a), a wewnętrznymi lub zewnętrznymi powierzchniami cylindrycznymi pierścieni nośnych (4), natomiast w komorze utworzonej pomiędzy łożyskami tocznymi (3) umieszczone jest drugie wielostopniowe

   PL 238 823 Β1 uszczelnienie ferromagnetyczne, z tulejką kołnierzową nośną (10), w kołnierzu której osadzone są walcowe magnesy trwałe (11) spolaryzowane osiowo, a w wytoczeniach tulejki (10) umieszczone są wielokrawędziowe nabiegunniki (12) z występami uszczelniającymi usytuowanymi na ich wewnętrznych powierzchniach cylindrycznych, zaś ciecz ferromagnetyczna (8) znajduje się w pierścieniowych szczelinach (δ), utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi wielokrawędziowych nabiegunników (12) a zewnętrzną powierzchnią walcową tulejki dystansowej (13) osadzonej na wale (1).