PL197519B1 - Shaft hybrid sealing - Google Patents

Abstract

Uszczelnienie hybrydowe wału, złożone z osadzonego na wale ł opatkowego wirnika objętego wnęką obudowy oraz z uszczelnienia ferromagnetycznego zabudowanego wewnątrz pokrywy zamocowanej do obudowy, przy czym uszczelnienie ferromagnetyczne tworzy pierścieniowy magnes trwały, spolaryzowany osiowo i objęty dwoma wielokrawędziowymi nabiegunnikami oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że wirnik (3) po stronie przeciwnej do łopatek (4) ma tulejowy występ (3a), wprowadzony w wykonane w pokrywie (8) pierścieniowe wytoczenie (8a) a wewnątrz tulejowego występu (3a) osadzone jest uszczelnienie ferromagnetyczne, którego wielokrawędziowe nabiegunniki (6) współpracują z powierzchnią walcową wytoczenia (8a) o mniejszej średnicy.Hybrid shaft seal, complex from the impeller mounted on the shaft enclosed in the housing cavity and from the seal ferromagnetic built inside cover attached to the housing, whereby the ferromagnetic seal forms an annular one permanent magnet, axially polarized and covered by two multi-edged pole pieces and a magnetic fluid, characterized in that the rotor (3) on the side opposite to the vanes (4) have a sleeve-like projection (3a) inserted ring made in the cover (8) a recess (8a) and inside a sleeve protrusion (3a) there is a ferromagnetic seal, whose multi-edged pole pieces (6) cooperate with a cylindrical surface a recess (8a) with a smaller diameter.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe uszczelnienie wału, złożone z uszczelnienia odśrodkowego i uszczelnienia ferromagnetycznego, stosowane w budowie maszyn i urządzeń o ruchu obrotowym.The subject of the invention is a hybrid shaft seal, consisting of a centrifugal seal and a ferromagnetic seal, used in the construction of machines and devices with rotary motion.

Znane z książki W. Tietze, „Handbuch Dichtungspraxis”, Vulkan-Verlag GmbH, Essen 2000, hybrydowe uszczelnienie wału pokazane na str. 720, rys. 99 złożone jest z uszczelnienia odśrodkowego w postaci wirnika z łopatkami oraz dodatkowego uszczelnienia ferromagnetycznego, zapewniającego szczelność układu zarówno w stanie spoczynku jak i przy obracającym się wale. Łopatkowy wirnik osadzony na wale objęty jest wnęką obudowy, a uszczelnienie ferromagnetyczne osadzone jest w pokrywie przymocowanej do obudowy. Efekt uszczelniający uzyskuje się dzięki sile odśrodkowej działającej na zaporową ciecz roboczą, wywołanej obracającym się wraz z wałem łopatkowym wirnikiem. Przy dużych prędkościach obrotowych wału siła odśrodkowa utrzymuje stały pierścień cieczy zaporowej w przestrzeni wnęki wokół wirnika i tym samym stanowi barierę uszczelniającą.Known from the book by W. Tietze, "Handbuch Dichtungspraxis", Vulkan-Verlag GmbH, Essen 2000, the hybrid shaft seal shown on page 720, fig. 99 consists of a centrifugal seal in the form of an impeller with blades and an additional ferromagnetic seal ensuring the tightness of the system both at rest and when the shaft is rotating. The blade impeller mounted on the shaft is enclosed in the housing cavity, and the ferromagnetic seal is embedded in the cover attached to the housing. The sealing effect is achieved due to the centrifugal force acting on the barrier working fluid, caused by the rotor rotating with the blade shaft. At high shaft speeds, the centrifugal force keeps a constant ring of barrier fluid in the cavity space around the rotor and thus forms a sealing barrier.

Znane jest również z opisu patentowego USA nr 4054293 hybrydowe uszczelnienie złożone z uszczelnienia odśrodkowego w postaci łopatkowego wirnika osadzonego na wale oraz dwóch uszczelnień ferromagnetycznych zabudowanych w obudowie i umieszczonych po obu stronach uszczelnienia odśrodkowego. Połączenie uszczelnienia odśrodkowego z uszczelnieniami ferromagnetycznymi umożliwia utrzymanie szczelności układu zarówno przy obracającym się wale jak i w stanie spoczynku.Also known from US Patent No. 4,054,293 is a hybrid seal consisting of a centrifugal seal in the form of a blade impeller mounted on a shaft and two ferromagnetic seals housed in the housing and placed on both sides of the centrifugal seal. The combination of a centrifugal seal with ferromagnetic seals makes it possible to maintain the tightness of the system both with the shaft rotating and at rest.

Istota hybrydowego uszczelnienia wału wg wynalazku polega na tym, że po stronie przeciwnej do łopatek wirnik ma tulejowy występ, wprowadzony w wykonane w pokrywie pierścieniowe wytoczenie. Wewnątrz tulejowego występu osadzone jest uszczelnienie ferromagnetyczne, którego wielokrawędziowe nabiegunniki współpracują z powierzchnią walcową wytoczenia, o mniejszej średnicy.The essence of the hybrid shaft seal according to the invention consists in the fact that on the side opposite to the blades, the rotor has a sleeve projection inserted into an annular groove in the cover. Inside the sleeve protrusion there is a ferromagnetic seal, whose multi-edge pole pieces cooperate with the cylindrical surface of the embossing, with a smaller diameter.

Uszczelnienie wg wynalazku przedstawione jest opisem przykładowego wykonania, pokazanego na rysunku w półprzekroju osiowym.The seal according to the invention is described by an exemplary embodiment shown in the drawing in half axial section.

Wirnik 3 uszczelnienia osadzony jest na wale 1 poprzez tuleję 3b. Tarcza wirnika 3 objęta jest wnęką obudowy 2, zamkniętą od zewnątrz przez pokrywę 8. Na jednej stronie tarczy wirnika 3 wykonane są łopatki 4, natomiast na stronie drugiej wirnik 3 posiada tulejowy występ 3a wprowadzony w pierścieniowe wytoczenie 8a pokrywy 8. Uszczelnienie ferromagnetyczne zabudowane jest wewnątrz tulejowego występu 3a, a stanowi je spolaryzowany osiowo magnes trwały 5, objęty przez dwa wielokrawędziowe nabiegunniki 6 i ciecz magnetyczna 7. Ciecz magnetyczna 7 znajduje się w szczelinach promieniowych pomiędzy występami nabiegunników 6 a powierzchnią walcową wytoczenia 8a o mniejszej średnicy.The impeller 3 of the seal is mounted on the shaft 1 through the sleeve 3b. The rotor disc 3 is enclosed in the housing cavity 2, closed from the outside by the cover 8. On one side of the rotor disc 3 there are blades 4, while on the other side the rotor 3 has a sleeve projection 3a inserted into the annular groove 8a of the cover 8. The ferromagnetic seal is built inside The sleeve-shaped projection 3a is an axially polarized permanent magnet 5, enclosed by two multi-edge pole pieces 6 and a magnetic fluid 7. The magnetic fluid 7 is located in the radial gaps between the projections of the pole pieces 6 and the cylindrical surface of the recess 8a of a smaller diameter.

Obwód magnetyczny zamknięty jest przez magnes trwały 5, wielokrawędziowe nabiegunniki 6, ciecz magnetyczną 7 i pokrywę 8. Szczeliny pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulejowego występu 3a a wytoczeniem 8a w pokrywie 8 oraz pomiędzy wewnętrzną cylindryczną powierzchnią pokrywy 8, a zewnętrzną powierzchnią tulei 3b umożliwiają swobodny obrót wirnika 3 wraz z uszczelnieniem ferromagnetycznym względem pokrywy 8.The magnetic circuit is closed by a permanent magnet 5, multi-edge pole pieces 6, a magnetic fluid 7 and a cover 8. The gaps between the outer surface of the sleeve projection 3a and the recess 8a in the cover 8 and between the inner cylindrical surface of the cover 8 and the outer surface of the sleeve 3b allow the rotor to rotate freely 3 with ferromagnetic seal against the cover 8.

W warunkach eksploatacji uszczelnienia efekt uszczelniający uzyskuje się dzięki sile odśrodkowej oddziaływującej na zaporową ciecz roboczą, siłę wywołaną przez obracający się wraz z wałem 1 wirnik 3 z łopatkami 4 oraz przez siły pola magnetycznego utrzymującego ciecz magnetyczną 7 w szczelinach pomiędzy wielokrawędziowymi nabiegunnikami 6 a powierzchnią walcową wytoczenia 8a o mniejszej średnicy.In the operating conditions of the seal, the sealing effect is achieved thanks to the centrifugal force acting on the barrier working fluid, the force caused by the rotor 3 rotating with the shaft 1 with blades 4 and by the forces of the magnetic field holding the magnetic fluid 7 in the gaps between the multi-edge pole pieces 6 and the cylindrical surface of the groove 8a with a smaller diameter.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Uszczelnienie hybrydowe wału, złożone z osadzonego na wale łopatkowego wirnika objętego wnęką obudowy oraz z uszczelnienia ferromagnetycznego zabudowanego wewnątrz pokrywy zamocowanej do obudowy, przy czym uszczelnienie ferromagnetyczne tworzy pierścieniowy magnes trwały, spolaryzowany osiowo i objęty dwoma wielokrawędziowymi nabiegunnikami oraz ciecz magnetyczną, znamienne tym, że wirnik (3) po stronie przeciwnej do łopatek (4) ma tulejowy występ (3a), wprowadzony w wykonane w pokrywie (8) pierścieniowe wytoczenie (8a) a wewnątrz tulejowego występu (3a) osadzone jest uszczelnienie ferromagnetyczne, którego wielokrawędziowe nabiegunniki (6) współpracują z powierzchnią walcową wytoczenia (8a) o mniejszej średnicy.Hybrid shaft seal, consisting of a blade rotor mounted on the shaft enclosed in the housing cavity and a ferromagnetic seal built inside the cover attached to the housing, the ferromagnetic seal forming an annular permanent magnet, axially polarized and covered by two multi-edge pole pieces and a magnetic liquid, characterized in that the rotor (3) on the side opposite to the blades (4) there is a sleeve protrusion (3a), inserted into an annular recess (8a) in the cover (8), and inside the sleeve protrusion (3a) there is a ferromagnetic seal, whose multi-edge pole pieces (6) cooperate with a cylindrical recess (8a) with a smaller diameter.