JPS6014229B2 - 磁性流体シール装置 - Google Patents
磁性流体シール装置Info
- Publication number
- JPS6014229B2 JPS6014229B2 JP53105162A JP10516278A JPS6014229B2 JP S6014229 B2 JPS6014229 B2 JP S6014229B2 JP 53105162 A JP53105162 A JP 53105162A JP 10516278 A JP10516278 A JP 10516278A JP S6014229 B2 JPS6014229 B2 JP S6014229B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic fluid
- pressure
- magnetic
- annular
- pulse motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は種々のガスシールに適用される磁性流体シー
ル装置における磁性流体の補給機構の改良に関する。
ル装置における磁性流体の補給機構の改良に関する。
従来の磁性流体シール装置において、定常運転時は充分
なシール性能があっても突発的圧力上昇が発生した場合
とか磁性流体が蒸発して消耗した場合には磁性流体が飛
散してシール性能を失うので磁性流体を補給しなければ
ならない。
なシール性能があっても突発的圧力上昇が発生した場合
とか磁性流体が蒸発して消耗した場合には磁性流体が飛
散してシール性能を失うので磁性流体を補給しなければ
ならない。
この補給装置をもつ磁性流体シール装置の従来構造の一
例として第１図に縦断面図を示す。第１図において回転
軸１を取り囲む２個の環状ポールブロック２は○リング
３を介して固定ケーシング４の内周面に支持され、２個
の環状ポールブロック２の内周面と対向して回転軸１に
０リング５を介して鼓着された磁性円筒６の外周面にそ
れぞれ複数条の環状微小突起７が形議されている。環状
ボールブロック２の対向する両端面間には同一円周上に
等ピッチで隆磁石８が橋架され、対向しない両外側端面
は空間を隔て）軸受９に対向している。ガスはパイプ入
口１０を通り回転軸１および磁性体円筒６を貫通して固
定ケーシング４の内周面、磁性体円筒６の競面および環
状ポールブロック２の対向する側面にて囲まれた空間１
１を満たしたのち固定ケーシング４を貫通するパイプ出
口１２を通り抜ける。固定ケーシング４の内周面、回転
軸１の外周面、環状ポールブロック２の側面、磁性体円
筒６の側面、および軸受９の側面にて囲まれた空間１３
は大気で満たされている。また磁性流体補給管１４は固
定ケーシング４および環状ポールブ。ック２を貫通して
設けられる。このような構造において、綾磁石８→左側
環状ポールブロック２→（空隙）→左側の複数条の環状
微小突起７→磁性体円筒６→右側の複数条の環状微小突
起７→（空隙）→右側の環状ポールフロック２→樺磁石
８なる磁気回路が形成される。そしてそれぞれの環状微
小突起７部分に、磁性徴粉を含有する粘性流体いわゆる
磁性流体１５を磁性流体補給路１４から適宜注入してお
くと、この磁性流体１５は前述の磁気回路中に位置して
いるために、磁束密度の最も大なる環状微小突起７の先
端部分に集中し、この磁性流体１５によってガスをシー
ルする耐圧力を生じ、空間１ １のガスは大気側の空間
１３に漏れることはない。このような従来からの磁性流
体シール装置において、何らかの原因でガスに突発的な
異常圧力上昇が発生した場合には磁性流体１５が飛散し
てシール性能がなくなるので直ちに磁性流体補給路１４
より磁性流体１５を注入補給しなければならないが、例
えば超亀導回転機の場合低温のヘリウムガスのガス圧が
高いので磁性流体補給管１４から外部に冷たいガスが噴
出し、この周辺が冷却されて霜がつき、ガスが定常状態
の圧力に復帰しても磁性流体を磁性流体補給路１４より
注入補給することができないという欠点をもっていた。
すなわち磁性流体１５を補給するためには回転機の運転
を停止させ、ガス圧を低下させるという処置をしなけれ
ばならなかった。この発明は上記のような欠点を除去し
て、回転機の運転を停止させ、ガス圧を低下させるとい
う処置をなくして自動的に速やかに磁性流体を補給して
シール性能を復帰させることの可能な磁性流体シール装
置を提供することを目的とする。このため本発明によれ
ば上記の目的は磁性流体補給路に補給装置を設けて磁性
流体を強制圧入補給し、前記補給装置を制御するのに例
えば圧力検知器、比較回路、パルス発信器、増幅器、ス
プラィン鞄継手、圧力センサ、微分回路を用いて行なう
構造とすることにより達せられる。以下この発明の実施
例を図面に基づいて説明する。
例として第１図に縦断面図を示す。第１図において回転
軸１を取り囲む２個の環状ポールブロック２は○リング
３を介して固定ケーシング４の内周面に支持され、２個
の環状ポールブロック２の内周面と対向して回転軸１に
０リング５を介して鼓着された磁性円筒６の外周面にそ
れぞれ複数条の環状微小突起７が形議されている。環状
ボールブロック２の対向する両端面間には同一円周上に
等ピッチで隆磁石８が橋架され、対向しない両外側端面
は空間を隔て）軸受９に対向している。ガスはパイプ入
口１０を通り回転軸１および磁性体円筒６を貫通して固
定ケーシング４の内周面、磁性体円筒６の競面および環
状ポールブロック２の対向する側面にて囲まれた空間１
１を満たしたのち固定ケーシング４を貫通するパイプ出
口１２を通り抜ける。固定ケーシング４の内周面、回転
軸１の外周面、環状ポールブロック２の側面、磁性体円
筒６の側面、および軸受９の側面にて囲まれた空間１３
は大気で満たされている。また磁性流体補給管１４は固
定ケーシング４および環状ポールブ。ック２を貫通して
設けられる。このような構造において、綾磁石８→左側
環状ポールブロック２→（空隙）→左側の複数条の環状
微小突起７→磁性体円筒６→右側の複数条の環状微小突
起７→（空隙）→右側の環状ポールフロック２→樺磁石
８なる磁気回路が形成される。そしてそれぞれの環状微
小突起７部分に、磁性徴粉を含有する粘性流体いわゆる
磁性流体１５を磁性流体補給路１４から適宜注入してお
くと、この磁性流体１５は前述の磁気回路中に位置して
いるために、磁束密度の最も大なる環状微小突起７の先
端部分に集中し、この磁性流体１５によってガスをシー
ルする耐圧力を生じ、空間１ １のガスは大気側の空間
１３に漏れることはない。このような従来からの磁性流
体シール装置において、何らかの原因でガスに突発的な
異常圧力上昇が発生した場合には磁性流体１５が飛散し
てシール性能がなくなるので直ちに磁性流体補給路１４
より磁性流体１５を注入補給しなければならないが、例
えば超亀導回転機の場合低温のヘリウムガスのガス圧が
高いので磁性流体補給管１４から外部に冷たいガスが噴
出し、この周辺が冷却されて霜がつき、ガスが定常状態
の圧力に復帰しても磁性流体を磁性流体補給路１４より
注入補給することができないという欠点をもっていた。
すなわち磁性流体１５を補給するためには回転機の運転
を停止させ、ガス圧を低下させるという処置をしなけれ
ばならなかった。この発明は上記のような欠点を除去し
て、回転機の運転を停止させ、ガス圧を低下させるとい
う処置をなくして自動的に速やかに磁性流体を補給して
シール性能を復帰させることの可能な磁性流体シール装
置を提供することを目的とする。このため本発明によれ
ば上記の目的は磁性流体補給路に補給装置を設けて磁性
流体を強制圧入補給し、前記補給装置を制御するのに例
えば圧力検知器、比較回路、パルス発信器、増幅器、ス
プラィン鞄継手、圧力センサ、微分回路を用いて行なう
構造とすることにより達せられる。以下この発明の実施
例を図面に基づいて説明する。
第２図にこの発明の一実施例による磁性流体シール装置
の縦断面を示す。図中従来（第１図）と対応する部品に
は同一符号を付してある。この実施例では磁性流体補給
路１４には予め多量の磁性流体を貯え少量ずつ補給する
磁性流体補給装置１６が接続され、さらに磁性液体補給
装置１６にはスプラィン軸継手１７を介してパルスモー
タ１８が直結されている。２０はこのパルスモー夕１８
にパルスを供ｖ給するパルス発信器で、通常は増幅器１
９が介在される。
の縦断面を示す。図中従来（第１図）と対応する部品に
は同一符号を付してある。この実施例では磁性流体補給
路１４には予め多量の磁性流体を貯え少量ずつ補給する
磁性流体補給装置１６が接続され、さらに磁性液体補給
装置１６にはスプラィン軸継手１７を介してパルスモー
タ１８が直結されている。２０はこのパルスモー夕１８
にパルスを供ｖ給するパルス発信器で、通常は増幅器１
９が介在される。
２１は比較回路で大気側圧力検知器２３ 億設定値とな
る場合が多い）に対し、シールが破れた場合に高圧から
大気圧に降下４する圧力を検出する圧力検知器２２との
圧力信号を比較する。
る場合が多い）に対し、シールが破れた場合に高圧から
大気圧に降下４する圧力を検出する圧力検知器２２との
圧力信号を比較する。
第３図は磁性流体補給装置１６、スプラィン軸継手１７
部分の縦断面図で１７ａはスプラィン部で、軸１７ｂは
磁性流体補給装置１６の軸と一体となっている。１６ａ
は磁性流体補給袋直１６のシリンダで内面にねじ１６ｂ
が切ってあり、これに螺合するねじを外周に持つプラン
ジヤ１６ｃが軸１７ｂに連結されていて、軸１７ｂの回
転に伴いプランジャ１６ｃが回転しながら下降し、磁性
流体１６ｄが押し出され、シリンダ１６ａの底面につな
がっている磁性流体補給路１４に注入される構造となっ
ている。
部分の縦断面図で１７ａはスプラィン部で、軸１７ｂは
磁性流体補給装置１６の軸と一体となっている。１６ａ
は磁性流体補給袋直１６のシリンダで内面にねじ１６ｂ
が切ってあり、これに螺合するねじを外周に持つプラン
ジヤ１６ｃが軸１７ｂに連結されていて、軸１７ｂの回
転に伴いプランジャ１６ｃが回転しながら下降し、磁性
流体１６ｄが押し出され、シリンダ１６ａの底面につな
がっている磁性流体補給路１４に注入される構造となっ
ている。
また空間１１（ガス側）に設けられた圧力検知器２３と
空間１３（大気側）に設けられた圧力検知器２３とは共
に比較回路２１に信号を与えるように機成され、磁性流
体補給装置１６の内圧すなわち磁性流体１６ｄの圧力は
圧力センサ２４と微分回路２５とを経てパルス発信回路
２０にフィードバックされるように構成されている。こ
の構造において何らかの原因により磁性流体１５の部分
のシールが破損した場合は高い圧力のガスは低い圧力の
大気側に流れて空間１１と空間１３との圧力が等しくな
り、圧力検知器２２，２３の差圧がなくなったことが比
較回路２１に伝えられ、比較回路２１よりの出力信号に
よりパルス発信器２０が所定のパルスを発信し、これが
増幅器１９にて増幅されたのちパルスモータ１８に入り
、パルスモーター８は回転させられる。パルスモータ１
８の回転は前述のスプラィン軸１７を介して磁性流体補
給装置１６に伝達され、磁性流体補給装置１６の作動に
伴い、磁性流体１６ｄは磁性流体補給路１４より注入さ
れる。この注入はガス圧を上回る圧力で強制的に磁性流
体補給路１４を経て環状微４・突起７の全周にわたって
補給される。このとき磁性流体シールの最高耐圧は環状
微小突起７の数、環状微小突起７と環状ポールブロック
２との空隙寸法によって決まっているので、ある一定量
以上の磁性流体を補給しても磁性流体補給装置１６の内
圧は前記磁性流体シールの最高耐圧以上に上昇しないと
いう特性を利用し、圧力検知器２２で磁性流体補給装置
１６は監視されながら運転させられ、磁性流体が補給さ
れながら圧力検知器２２の圧力上昇がなくなり一定値に
到達した際圧力センサ２４を介した微分回路２５よりの
信号は０となり、この場合に出力を発生するように構成
してあるのでパルス発信器２０‘こしや断指令が送られ
パルス発信はなくなり、このためパルスモータ１８は停
止され、磁性流体の注入停止によりシール性能復帰が完
了する。上記の発明によればガス圧と大気圧との差もし
くは温度変化を検知して磁性流体補給装置の作動により
強制的に磁性流体を圧入補給させることができるので、
自動的にシール性能を復帰させることの可能な磁性流体
シール装置を提供することができる。
空間１３（大気側）に設けられた圧力検知器２３とは共
に比較回路２１に信号を与えるように機成され、磁性流
体補給装置１６の内圧すなわち磁性流体１６ｄの圧力は
圧力センサ２４と微分回路２５とを経てパルス発信回路
２０にフィードバックされるように構成されている。こ
の構造において何らかの原因により磁性流体１５の部分
のシールが破損した場合は高い圧力のガスは低い圧力の
大気側に流れて空間１１と空間１３との圧力が等しくな
り、圧力検知器２２，２３の差圧がなくなったことが比
較回路２１に伝えられ、比較回路２１よりの出力信号に
よりパルス発信器２０が所定のパルスを発信し、これが
増幅器１９にて増幅されたのちパルスモータ１８に入り
、パルスモーター８は回転させられる。パルスモータ１
８の回転は前述のスプラィン軸１７を介して磁性流体補
給装置１６に伝達され、磁性流体補給装置１６の作動に
伴い、磁性流体１６ｄは磁性流体補給路１４より注入さ
れる。この注入はガス圧を上回る圧力で強制的に磁性流
体補給路１４を経て環状微４・突起７の全周にわたって
補給される。このとき磁性流体シールの最高耐圧は環状
微小突起７の数、環状微小突起７と環状ポールブロック
２との空隙寸法によって決まっているので、ある一定量
以上の磁性流体を補給しても磁性流体補給装置１６の内
圧は前記磁性流体シールの最高耐圧以上に上昇しないと
いう特性を利用し、圧力検知器２２で磁性流体補給装置
１６は監視されながら運転させられ、磁性流体が補給さ
れながら圧力検知器２２の圧力上昇がなくなり一定値に
到達した際圧力センサ２４を介した微分回路２５よりの
信号は０となり、この場合に出力を発生するように構成
してあるのでパルス発信器２０‘こしや断指令が送られ
パルス発信はなくなり、このためパルスモータ１８は停
止され、磁性流体の注入停止によりシール性能復帰が完
了する。上記の発明によればガス圧と大気圧との差もし
くは温度変化を検知して磁性流体補給装置の作動により
強制的に磁性流体を圧入補給させることができるので、
自動的にシール性能を復帰させることの可能な磁性流体
シール装置を提供することができる。
第１図は従釆の磁性流体シール装置の縦断面図、第２図
は本発明になる一実施例の磁性流体シール装置の縦断面
図、第３図は磁性流体補給装層、スプライン軸継手の縦
断面図である。 １１・・・・・・回転軸、２・・・・・・環状ポールフ
ロック、４・・・・・・固定ケーシング、６・・・・・
・磁性体円筒、７・・・・・・環状微小突起、８…・・
・様磁石、９・・・・・・軸受、１４・…・・磁性流体
補給路、１５・・・・・・磁性流体、１６・・・・・・
磁性流体補給袋鷹、１７・・・・・・スプラィン軸継手
、１８・・…・パルスモータ、１９・…・・増幅器、２
０・・・・・・パルス発信器、２１…・・・比較回路、
２２，２３……圧力検知器、２４・・・・・・圧力セン
サ、２５…・・・微分回路。 第１図 第２図 第３図
は本発明になる一実施例の磁性流体シール装置の縦断面
図、第３図は磁性流体補給装層、スプライン軸継手の縦
断面図である。 １１・・・・・・回転軸、２・・・・・・環状ポールフ
ロック、４・・・・・・固定ケーシング、６・・・・・
・磁性体円筒、７・・・・・・環状微小突起、８…・・
・様磁石、９・・・・・・軸受、１４・…・・磁性流体
補給路、１５・・・・・・磁性流体、１６・・・・・・
磁性流体補給袋鷹、１７・・・・・・スプラィン軸継手
、１８・・…・パルスモータ、１９・…・・増幅器、２
０・・・・・・パルス発信器、２１…・・・比較回路、
２２，２３……圧力検知器、２４・・・・・・圧力セン
サ、２５…・・・微分回路。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 回転軸を取囲むポールブロツクと、このポールブロ
ツクの内周面と、回転軸外周とのいずれか一方に設けた
複数条の環状微小突起と、前記環状微小突起部に注入し
た磁性流体と、この磁性流体を前記環状微小突起の先端
に集中せしめる磁気回路をもつ磁石とを備えるものにお
いて、前記ポールブロツクにこれを貫通する磁性流体補
給路を設け、この補給路に必要時磁性流体を注入する磁
性流体補給装置をパルスモータによって駆動可能に構成
し、シールの破壊を検出する検出装置の信号により前記
パルスモータを駆動し、シール圧の上昇を検出する検出
装置により圧力の上昇が止まるまで、前記パルスモータ
ーを駆動することを特徴とする磁性流体シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53105162A JPS6014229B2 (ja) | 1978-08-29 | 1978-08-29 | 磁性流体シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53105162A JPS6014229B2 (ja) | 1978-08-29 | 1978-08-29 | 磁性流体シール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5533921A JPS5533921A (en) | 1980-03-10 |
| JPS6014229B2 true JPS6014229B2 (ja) | 1985-04-12 |
Family
ID=14399994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53105162A Expired JPS6014229B2 (ja) | 1978-08-29 | 1978-08-29 | 磁性流体シール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014229B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4407518A (en) * | 1983-01-05 | 1983-10-04 | Ferrofluidics Corporation | Nonbursting multiple-stage ferrofluid seal and system |
| US20100230901A1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | Ferrotec (Uk), Ltd. | Magnetic fluid rotary feedthrough with sensing and communication capability |
| CN110848393B (zh) * | 2019-10-17 | 2020-11-20 | 浙江大学 | 一种多级磁流体密封装置 |
-
1978
- 1978-08-29 JP JP53105162A patent/JPS6014229B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5533921A (en) | 1980-03-10 |
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