PL192716B1 - Magnetic liquid shaft seal - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie wału za pomocą cieczy magnetycznej zawierające magnes trwały spolaryzowany osiowo, dwa wielokrawędziowe nabiegunniki, i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w obudowie (2) uszczelnienia lub na wale (1) osadzona jest tuleja ustalająca (6) do której po obu jej stronach zamocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (3) i (7) z występami uszczelniającymi zarówno na wewnętrznych jak na zewnętrznych powierzchniach walcowych, zaś ciecz magnetyczna (4) znajduje się w szczelinach (d1) pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach nabiegunników (3) i (7), a powierzchnią wału (1) oraz w szczelinach (d2) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na zewnętrznych powierzchniach nabiegunników (3) i (7), a obudową (2).Shaft sealing by magnetic fluid containing a polarized permanent magnet axially, two multi-edge pole pieces, and a magnetic fluid, characterized in that the housing (2) seals or on the shaft (1) is fitted with a retaining sleeve (6) to on both sides of which are multi-edged pole shoes (3) and (7) with lugs both on the internal seals as on external cylindrical surfaces, while the magnetic fluid (4) finds in the gaps (d1) between the projections sealing on internal surfaces the pole pieces (3) and (7) and the surface shaft (1) and in the slots (d2) formed between the sealing lips on the outer the surfaces of the pole pieces (3) and (7) and the housing (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie wału za pomocą cieczy magnetycznej przeznaczone dla urządzeń pracujących w środowisku gazowym lub w warunkach wysokiej próżni.The subject of the invention is a shaft seal with a magnetic liquid intended for devices operating in a gas environment or in high vacuum conditions.

Znane jest z książki H.H. Buchter'a pt. Industrial sealing technologt”, John Wiley & Sons, New York, 1979, str. 407, rys. 7.20 uszczelnienie wału z zastosowaniem cieczy magnetycznej, składa się z osadzonych w komorze dwóch pierścieniowych nabiegunników, oddzielonych osiowo spolaryzowanym magnesem trwałym. Szczeliny zawarte pomiędzy nabiegunnikami i wykonanymi na wale występami uszczelniającymi są wypełnione cieczą magnetyczną utrzymywaną w nich siłami pola magnetycznego.It is known from the book by H.H. Buchter entitled Industrial sealing technologt ”, John Wiley & Sons, New York, 1979, p. 407, fig. 7.20, the shaft seal using a magnetic fluid consists of two annular pole pieces mounted in the chamber, separated by an axially polarized permanent magnet. The gaps between the pole pieces and the shaft sealing lips are filled with a magnetic fluid held in them by the force of a magnetic field.

Znane jest z publikacji R. Moskowitza pt. Designing with ferrofluids w czasopiśmie Mechanical Engineering, February, 1975, str. 33, rys. 11 uszczelnienie ferromagnetyczne wału, złożone z dwóch wielokrawędziowych nabiegunników, pierścieniowego magnesu trwałego spolaryzowanego osiowo, pierścieni uszczelniających typu O i cieczy magnetycznej znajdującej się w małych szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznej, walcowej powierzchni nabiegunników, a powierzchnią wału.It is known from the publication of R. Moskowitz entitled Designing with ferrofluids in the journal Mechanical Engineering, February, 1975, p. 33, fig. 11 ferromagnetic shaft seal, consisting of two multi-edge pole pieces, an axially polarized ring permanent magnet, O-rings and a magnetic fluid located in the small gaps between the sealing lips on the inner cylindrical surface of the pole shoes and the shaft surface.

Istota uszczelnienia według wynalazku zawierającego korpus, magnesy trwałe, wielokrawędziowe nabiegunniki, tuleję kołnierzową i ciecz magnetyczną polega na tym, że w obudowie uszczelnienia lub na wale osadzona jest tuleja ustalająca do której po obu jej stronach zamocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki z występami uszczelniającymi zarówno na wewnętrznych jak na zewnętrznych powierzchniach walcowych, zaś ciecz magnetyczna znajduje się w szczelinach pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach nabiegunników, a powierzchnią wału oraz w szczelinach utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na zewnętrznych powierzchniach nabiegunników, a obudową.The essence of the seal according to the invention, comprising a body, permanent magnets, multi-edge pole shoes, a flanged sleeve and a magnetic fluid, consists in the fact that a retaining sleeve is mounted in the seal housing or on the shaft, to which, on both sides, multi-edge pole shoes with sealing lips on both the inner and on the outer cylindrical surfaces, and the magnetic fluid is present in the gaps between the sealing lips on the inner surfaces of the pole pieces and the shaft surface and in the gaps formed between the sealing lips on the outer surfaces of the pole pieces and the housing.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia uszczelnienie, w przekroju osiowym, osadzone nieruchomo w obudowie, a fig. 2 - uszczelnienie, w przekroju osiowym, obracające się wraz z wałem.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the seal, axially fixed, fixed in the housing, and Fig. 2 shows the seal, axially, rotating with the shaft.

W obudowie 2 uszczelnienia osadzona jest tuleja ustalająca 6 do której po obu jej stronach są zamocowane walcowe wielokrawędziowe nabiegunniki 3 i 7 z występami uszczelniającymi zarówno na wewnętrznych jak na zewnętrznych powierzchniach walcowych (fig.1). Do tulei ustalającej 6, przylega magnes trwały 5, spolaryzowany osiowo, usytuowany pomiędzy nabiegunnikami 3 i 7. Magnes trwały 5 jest spolaryzowany osiowo. Obracający się wał 1 jest uszczelniany przez ciecz magnetyczną 4 znajdującą się w szczelinach d1 pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach nabiegunników 3 i 7, a powierzchnią wału 1 oraz w szczelinach d2 utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na zewnętrznych powierzchniach nabiegunników 3 i 7, a obudową 2. Szczelność wału 1 względem obudowy 2 jest zapewniona przez ciecz magnetyczną 4 znajdującą się w szczelinach d2 pomiędzy występami uszczelniającymi na zewnętrznych powierzchniach nabiegunników 3 i 7, a obudową 2.A retaining sleeve 6 is mounted in the seal housing 2, to which, on both sides, cylindrical multi-edge pole pieces 3 and 7 with sealing protrusions both on the inner and outer cylindrical surfaces are fixed (Fig. 1). Adjacent to the retaining sleeve 6 is a permanent magnet 5, axially polarized, located between the pole pieces 3 and 7. The permanent magnet 5 is axially polarized. The rotating shaft 1 is sealed by the magnetic fluid 4 present in the gaps d1 between the sealing lips on the inner surfaces of the pole pieces 3 and 7 and the surface of the shaft 1 and in the gaps d2 formed between the sealing lips on the outer surfaces of the pole pieces 3 and 7 and the housing 2. The tightness of the shaft 1 against the housing 2 is ensured by the magnetic fluid 4 located in the gaps d2 between the sealing lips on the outer surfaces of the pole pieces 3 and 7 and the housing 2.

W rozwiązaniu pokazanym na fig. 2 tuleja ustalająca 6 wraz z magnesem trwałym 5 i wielokrawędziowymi nabiegunnikami 3 i 7 jest osadzona na obracającym się wale 2.In the solution shown in Fig. 2, the locating sleeve 6 with the permanent magnet 5 and multi-edge pole pieces 3 and 7 is mounted on the rotating shaft 2.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia, zamknięty obwód magnetyczny o strumieniu fą utworzony jest przez wał 1, nabiegunniki 3 i 7, z magnes trwały 5 i ciecz magnetyczną 4 a zamknięty obwód magnetyczny o strumieniu f>2 utworzony jest przez obudowę 2, nabiegunniki 3 i 7, z magnes trwały 5 i ciecz magnetyczną 4. Strumienie fą i f>2 utrzymują ciecz magnetyczną 4 w szczelinach d1 i d2 tworząc bariery uszczelniające dla czynnika roboczego.In the operating conditions of the seal, a closed magnetic circuit with flux fa is formed by the shaft 1, pole pieces 3 and 7, with a permanent magnet 5 and a magnetic liquid 4, and a closed magnetic circuit with flux f> 2 is formed by the housing 2, pole pieces 3 and 7, with permanent magnet 5 and magnetic fluid 4. The streams fa and f> 2 keep the magnetic fluid 4 in the gaps d1 and d2 creating sealing barriers for the working medium.

Claims (1)

Uszczelnienie wału za pomocą cieczy magnetycznej zawierające magnes trwały spolaryzowany osiowo, dwa wielokrawędziowe nabiegunniki, i ciecz magnetyczną, znamienne tym, że w obudowie (2) uszczelnienia lub na wale (1) osadzona jest tuleja ustalająca (6) do której po obu jej stronach zamocowane są wielokrawędziowe nabiegunniki (3) i (7) z występami uszczelniającymi zarówno na wewnętrznych jak na zewnętrznych powierzchniach walcowych, zaś ciecz magnetyczna (4) znajduje się w szczelinach (d1) pomiędzy występami uszczelniającymi na wewnętrznych powierzchniach nabiegunników (3) i (7), a powierzchnią wału (1) oraz w szczelinach (d2) utworzonych pomiędzy występami uszczelniającymi na zewnętrznych powierzchniach nabiegunników (3) i (7), a obudową (2).Shaft seal by means of a magnetic fluid containing an axially polarized permanent magnet, two multi-edge pole shoes and a magnetic fluid, characterized in that the housing (2) of the seal or the shaft (1) is fitted with a retaining sleeve (6) to which is attached on both sides there are multi-edged pole shoes (3) and (7) with sealing lips on both the inner and outer cylindrical surfaces, and the magnetic fluid (4) is located in the gaps (d1) between the sealing lips on the inner surfaces of the pole pieces (3) and (7), and the surface of the shaft (1) and in the gaps (d2) formed between the sealing projections on the outer surfaces of the pole pieces (3) and (7) and the housing (2).