CN101198399B - 作为搅拌器驱动单元的永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种搅拌器驱动单元，可配置于混合容器底部、壁或者封盖处。该搅拌器特别适用于需要相对大型并且慢速旋转的搅拌器的场合。因此讨论例如用于稀释容器以及木材加工工业相关的搅拌器。本发明中搅拌器的驱动单元的特征在于搅拌器驱动单元包括与搅拌装置(20)相对的搅拌器轴(42)的末端相连的盘(48)以及包裹该盘的外壳。采用这种方式，向盘提供永磁体，其与设置在围绕盘(48)的外壳(50)的至少一侧壁(52，54)上与之相连的线圈(56)一同运转，构成永磁电机。

Description

作为搅拌器驱动单元的永磁电机
本发明涉及一种搅拌器，特别涉及一种可配置于混合容器底部、壁或者封盖处的搅拌器。本发明中的搅拌器特别适用于需要相对大型并且慢速旋转的搅拌器，但要被使用的空间有限的场合。例如，用于稀释容器、储存塔以及木材加工工业相关的搅拌器。
之前已知的搅拌器，如图1或者US5040899中公开的，搅拌器由与装配法兰连接的结构组成，并通过装配法兰固定于使用处。在图1的结构中，具有设置于搅拌器法兰内的搅拌器轴的轴承。同样地，图1中的延伸至容器内部的锥体支撑部件，其一个末端设置于法兰上，而搅拌器轴的第二轴承设置在所述支撑部件的另一末端。换句话说，搅拌器轴整体支撑到装配法兰。在容器内部，搅拌装置装配于搅拌器轴的末端，其通常为常规的螺旋推进器。传动齿轮附装到搅拌器轴邻近装配法兰外部的另一末端，所述传动齿轮构成搅拌器减速齿轮的一部分。减速齿轮的其他部分被设置成与所述传动齿轮接触，使得其驱动轴与轴承装配，优选但并非必要的令减速齿轮的一个末端安装到上述装配法兰，并在与装配法兰连接设置的主体部分上接近它的另一末端。在所述驱动轴外部末端提供联轴器，该联轴器的一部分装配于常规驱动电机的轴上。在图中的实施方案中，驱动电机也通常直接位于联轴器后方，位于容器外部。
在某些情况中，上述公开的搅拌器驱动中的齿轮实现的减速传动被皮带传动代替。
上述实施方案的缺点在于容器外部的径向需要相对大的空间。这样有时可能对容器和与容器连接装配的搅拌器的定位造成相当多限制。
其他缺点是取决于搅拌器驱动的机械结构的多种因素，例如：
-零件易于磨损，如轴承，传动齿轮或者皮带，
-需要驱动单元维护，如换油，润滑或者拉紧皮带，
-操作和条件的控制和监控，
-由驱动单元引起的搅拌器附加负载，如齿轮力引起的轴向负载或者拉紧皮带引起的径向负载，
-由于驱动单元结构相对复杂而易于损坏。
本发明的目的在于通过新的无需维护的驱动单元消除现有技术中搅拌器的至少一些缺点，该驱动单元直接配置于搅拌器轴而无需单独的减速齿轮或者类似物。
本发明中搅拌器的其它特征在附随的权利要求中是显而易见的。
本发明中装置的优点例如：
-驱动单元不含传动过程中易于磨损的零件，如轴承，传动齿轮或者皮带。
-驱动单元不需要维护，如换油，润滑或者拉紧皮带。
-驱动单元不需要控制和监控。
-驱动单元的损坏风险几乎不存在。
-无搅拌器附加负载，如齿轮力引起的轴向负载或者拉紧皮带引起的径向负载。
-驱动单元保护搅拌器轴和搅拌装置不受过载引起的损坏，因为设备的转矩曲线是水平的。
对本发明的搅拌器参考附图进行详细说明。
图1示意性图示了现有技术中的搅拌器；
图2示意性图示了本发明中的搅拌器。
图1公开了现有技术中搅拌器的常规结构，其中搅拌器2由与装配法兰10连接的结构组成，并通过装配法兰设置于使用处。图1的结构中，于搅拌器法兰10内设置了搅拌器轴14的轴承12。同样地，本实施方案中的延伸至容器(未表示，但应位于图中法兰10的右侧)内部的锥体支撑部件16，其一个末端固定在法兰10上。搅拌器轴14的第二轴承18设置在所述支撑部件的另一末端。换句话说，搅拌器轴14在其一个末端直接被整体支承到装配法兰10，并在其另一末端通过支撑部件16支撑。在容器内部，搅拌装置20装配于搅拌器轴14的末端，其通常为常规的多刀刃螺旋推进器。传动齿轮22直接在装配法兰10外部(由容器看)与搅拌器轴14的另一末端相连，所述传动齿轮构成搅拌器2减速齿轮的一部分。减速齿轮的其它部分被设置成与所述传动齿轮22接触，使得其驱动轴24优选但并非必要的在其一端以轴承安装在上述装配法兰10上，并接近它的另一端安装到与装配法兰10连接设置的主体部件26上。所述驱动轴24通过常规联轴器28与常规驱动电机30的轴32连接。在图中的实施方案中，驱动电机30也通常直接位于联轴器28后方，位于容器外部。
从图1的实施例并不清楚，但由于减速齿轮是机械的，其需要润滑，这意味着减速齿轮必须设置在搅拌器主体26中密封和封闭的空间内。除密封之外，主体中所述空间还需要油量监控装置，例如可以是浸入量尺，液位控制窗或者类似装置。
将电机产生的相对小的转矩转变为更适合搅拌器的较大转矩同时将电机的高的转动速度转变为搅拌器较低的转动速度的另一方法是使用皮带驱动。但是还需要监控皮带状态以及考虑到可能的皮带损坏的保护外壳。两种驱动类型都使得搅拌器和驱动器本身的轴受到径向和轴向负载。
例如，通过设置新型永磁电机作为搅拌器驱动，在图2的搅拌器中上述问题已被解决。该永磁电机也被称为磁通量电机。图2所示的搅拌器部分包括一些与现有技术的搅拌器相同的部件，主要作为容器内部零件。相同的附图标记对应于所述零件。换句话说，本发明的搅拌器通过装配法兰40与容器相连，搅拌器的支撑部件16从装配法兰40延伸至容器内部，所述支撑部件为圆锥形或者其他适合的形状。轴42的轴承结构18以及至少轴承设备所需密封物位于所述支撑部件16的另一末端。实际的搅拌器设备20固定配置在搅拌器轴42上。
搅拌器轴42也在装配法兰40上与轴承44一起固定。与现有技术方案不同，搅拌器轴42由容器的壁，底部或者封盖处进一步延伸，使得在轴42上设置与装配法兰40间隔的径向盘48，优选的，但非必须的，直接在轴42的一个末端设置，在相互间等圆周距内向盘48提供永磁体。所述盘48和轴末端被外壳50包裹，在外壳的径向壁52，54上或与之相连处装设线圈56，其基本朝向盘永磁体。但是，所述线圈56可仅在盘48的一侧，即只在外壳50的一侧壁上，但优选在盘48两侧的外壳50上设置线圈56。换句话说，所述盘48形成永磁电机46的转子48，所述具有线圈56的外壳50形成所述电机的定子。在图中的实施方案中，定子50通过中间套管58与搅拌器的装配法兰40相连。因此驱动单元46按永磁电机原理运行，采用这种方式，通过定子50的线圈56到装设永磁体的转子48，电力地产生轴42的转矩。永磁电机的运行由变频器控制，电机转动速度和其产生的转矩可被可靠和精确的控制。
上述实施方案使得搅拌器驱动能够设置在位于非常接近于容器壁或者类似位置，其中搅拌器法兰与其连接。实际上，仅轴承44的润滑需要一些到容器壁或者类似物的距离，但是其优选被设置于容器外部进行，即在搅拌器的装配法兰40和永磁电机46的定子50之间进行。但是，通过在法兰40中构造轴承座，使得轴承位于较接近搅拌装置20的某些区域，轴承的润滑可以通过法兰本身的通道进行，由此永磁电机的定子可以直接设置于搅拌器的装配法兰上。某些情况下，甚至可能将搅拌器法兰40与外壳50整合，更接近地，外壳50的侧壁54朝向法兰40。
由上述说明可知，提供了一种新型搅拌器，其相对于之前的搅拌器更为简单，更可靠以及更少空间消耗。但是，可以理解的是，本发明不局限于该公开的实施方案，其旨在覆盖其特征的各种结合和/或修改以及本发明所附权利要求定义的范围内的其它应用。

Claims (9)

1.一种搅拌器，用于木材加工工业的稀释容器或储存塔，包括至少一个装配法兰(40)，并通过该装配法兰使得所述搅拌器被安装到容器或者塔；搅拌器轴(42)，由第一和第二轴承(44，18)安装在所述装配法兰(40)和从所述装配法兰(40)延伸进所述容器或者塔的支撑部件(16)上，所述第二轴承(18)位于所述容器或者塔中处于所述支撑部件(16)的与装配法兰相对的末端；安装于搅拌器轴的支撑部件侧末端上的搅拌装置(20)和用于搅拌器的驱动单元，其特征在于：驱动单元包括与所述的搅拌装置(20)相对地安装到搅拌器轴(42)的一端的盘(48)，和围绕所述盘的外壳(50)，所述盘(48)设有与线圈(56)协同工作的永磁体，该线圈设置于所述盘(48)的至少一侧上，并且设置于围绕所述盘(48)的外壳(50)的至少一个壁(52，54)上或者与其相连而形成永磁电机。
2.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述线圈(56)设置于其上的所述至少一个壁是围绕所述盘(48)的外壳(50)的径向的侧壁(52，54)。
3.根据权利要求2所述的搅拌器，其特征在于：所述线圈(56)设置于围绕所述盘(48)的外壳(50)的两个径向的侧壁(52，54)上。
4.根据前述任意一项权利要求所述的搅拌器，其特征在于：所述永磁体在盘(48)上按照相互间等圆周距设置。
5.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：外壳(50)通过其侧壁(54)安装到装配法兰(40)。
6.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：外壳(50)通过中间套管(58)安装到装配法兰(40)。
7.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：外壳(50)与装配法兰(40)整合在一块。
8.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：装配法兰(40)设有用于润滑与装配法兰(40)相连接的轴承(44)的装置。
9.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于：所述搅拌器通过装配法兰(40)安装于容器或者塔的底部，壁或者封盖处。
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