CN101350552B - 带冷却装置的永磁联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带冷却装置的永磁联轴器，包括隔离套，隔离套内腔置有固定在从动轴一端的内转子，设有至少一冷却介质输入流道和至少一冷却介质输出流道，冷却介质输入流道和冷却介质输出流道均与隔离套内腔相连通，永磁联轴器工作时，冷却介质通过冷却介质输入流道和冷却介质输出流道连续流经隔离套内腔。本发明由流道内的冷却介质带走隔离套内腔与内转子上的热量，产生冷却效果，均衡内转子的工作温度延长其使用年限、稳定工效、并能拓展高温使用极限。
Description
技术领域
本发明属于动力传输设备，涉及一种联轴器，具体的说是带冷却装置的永磁联轴器。
背景技术
在化工和电子工业领域，永磁联轴器由于其力矩的无接触传递，从而把原来的动态密封转换为静态密封，从根本上解决设备的泄漏问题，正在被许多生产企业所选择。
永磁联轴器包括与主动部件连接的外转子、隔离套、与从动部件连接的内转子。外转子中空，隔离套和内转子套入外转子中空空腔内，隔离套位于外转子和内转子之间。外转子利用永磁材料间的同性相斥、异性相吸的原理带动与从动部件的轴相连的内转子转动，达到力矩传递的目的。从动部件与隔离套形成一个封闭空间，内转子位于该封闭空间内。如图5所示为内转子工作状态剖面示意图，在内转子22、从动部件24、隔离套20形成的封闭空间内，充斥着一些可流动的工作介质21，主要为液态或气态泄漏物质。由于内转子高速旋转形成的磁场，在金属隔离套20上会产生感应电流(涡流)，从而产生热效应，导致内转子22局部区域温度升高。工作介质21随着内转子22旋转，在密闭空间环境内，工作介质21只在内转子22径向旋转，轴向不流动，其实相对于内转子22来说工作介质21是静止的。这种内转子工作机构，散热不佳局部区域温度升高严重时甚至引起磁性材料因过高的温度而产生失磁，使联轴器失去力矩传递的功能。
中国发明专利98803196.5中公开了一种弹性联轴器，它有至少一个整体式弹性的用于传递扭矩的传动件，在传动件的主动侧和从动侧固定安装连接件。在传动件内不可拆地至少埋入一个用良好导热材料制的冷却件，此冷却件通过传动件的一个生热量最大的芯部与比芯部冷的外部区延伸。
发明内容
本发明提供一种延长使用年限、工效稳定并能拓展高温使用极限的带冷却装置的永磁联轴器。
一种带冷却装置的永磁联轴器，包括隔离套，隔离套内腔置有固定在从动轴一端的内转子，设有至少一冷却介质输入流道和至少一冷却介质输出流道，冷却介质输入流道和冷却介质输出流道均与隔离套内腔相连通，永磁联轴器工作时，冷却介质通过冷却介质输入流道和冷却介质输出流道连续流经隔离套内腔。
所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道通过外部管路相连通，与隔离套内腔形成可循环回路，冷却介质可以在该回路中循环流动。
所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道为与隔离套内腔相连通的管路，该管路上设有冷却介质驱动装置。
由于现有技术中，隔离套一般都是固定在从动部分的支架上，隔离套为筒状结构，隔离套内腔即隔离套与从动部分的支架共同围成一个封闭的腔体，那么冷却介质输入流道和冷却介质输出流道如果以管路形式设置的话，该管路既可以接在隔离套的壳体上，也可以接在从动部分的支架上，都可以实现与隔离套内腔相连通。
作为冷却介质输入流道和冷却介质输出流道的另外一种实施方式，可以在所述的隔离套固定连接有一带中孔的冷却套，从动轴的一端穿过该中孔伸入隔离套内腔中，所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道位于冷却套内部。即冷却套位于隔离套与从动部分的支架之间，这样的话由隔离套、冷却套和从动部分的支架共同围成一个封闭的腔体，从动轴的一端和内转子都位于该腔体中，该腔体在冷却套上设有冷却介质的进、出口，进、出口相互夹角在45°～+315°之间，更便于冷却介质的循环。
所述的冷却套为圆环饼型，在径向上设有与中孔连通的第一径向孔，中孔与隔离套内腔连通，中孔及第一径向孔构成了冷却介质输入流道或冷却介质输出流道。
由于从动轴的一端需要穿过该中孔并伸入隔离套内腔中，中孔又要作为流道的一部分，所以中孔的内径要大于从动轴外径，使得冷却介质可以顺畅流过。
所述的冷却套在与隔离套接触的一侧设有与隔离套内腔连通的环形槽，径向上设有与环形槽连通的第二径向孔，环形槽与第二径向孔构成了冷却介质输出流道或冷却介质输入流道，为了便于冷却介质循环，两个径向孔通过外部管路连通，所述的管路上设有冷却介质驱动装置(一般是泵)。
圆环饼型冷却套内部通过设置若干连通的孔、槽构成了冷却介质输入流道和冷却介质输出流道，根据需要冷却套也可以是其它形状，优选圆环饼型易于加工。
为加强冷却介质循环及导热效果，作为优选冷却介质输入流道和冷却介质输出流道与隔离套内腔的连通部位应尽可能远些，一者应尽量靠近隔离套外圆周壁，另一者尽量靠近隔离套轴心，这样冷却介质才能最大限度流入隔离套内腔的各个角落。
所述的冷却套在与隔离套接触的部位设有与隔离套外沿形状相配合的环状凸台，隔离套外沿嵌套在该上。凸台结构可以使冷却套与隔离套配合更加紧密，冷却介质不易泄露，作为进一步改进，可以在冷却套与隔离套接触的环状凸台部分设置密封垫圈，进一步增强密闭性。
同样的道理，环状凸台也可以是环状的凹陷，隔离套外沿置入该凹陷，使冷却套与隔离套配合更加紧密，冷却介质不易泄露。
所述的隔离套外部设有外防护套，所述的冷却套朝向外防护套一侧设有与外防护套外沿形状相配合的环状凸台，外防护套外沿嵌套在该环状凸台上。凸台结构可以使冷却套与外防护套配合更加紧密，运行时不易发生错位，作为进一步改进，冷却套朝向外防护套一侧设有与外防护套外沿形状相配合的环状凹陷，外防护套外沿置入该凹陷，进一步增强效果，不仅可以避免发生错位也减少了外防护套的晃动。
由于冷却套位于隔离套与从动部分的支架之间，为了保证冷却套与从动部分的支架之间接触紧密，可在从动部分的支架部分设置凸台，冷却套与从动部分的支架配合时，该凸台嵌入冷却套的中孔里面，凸台的侧壁与中孔内壁紧密配合，使冷去介质难以从冷却套与从动部分的支架间泄露。
所述的内转子为圆筒状结构，圆筒底部设有可容许冷却介质穿过的离心导流孔，形成内部的冷却循环。
所述的离心导流孔轴线与内转子轴线成θ角，θ角为-75°～+75°，离心导流孔绕内转子轴线设置二个或二个以上，更便于冷却介质的循环。
本发明带冷却装置的永磁联轴器冷却介质输入流道和冷却介质输出流道与隔离套内腔连通，冷却介质可通过外部管路及驱动装置循环流动，带走隔离套内腔与内转子上的热量，产生冷却效果，均衡内转子的工作温度延长其使用年限、稳定工效、并能拓展高温使用极限。
附图说明
图1是本发明永磁联轴器剖面示意图；
图2是本发明永磁联轴器的另一种结构剖面示意图；
图3是本发明永磁联轴器冷却套的结构示意图；
图4是本发明永磁联轴器冷却套A-A向的剖面示意图；
图5是现有永磁联轴器的内转子工作状态剖面示意图；
附图中箭头表示介质流向。
具体实施方式
如图1、图3和图4所示本发明带冷却装置的永磁联轴器，包括隔离套4，隔离套4内腔置有固定在从动轴9一端的内转子8，设有至少一冷却介质输入流道和至少一冷却介质输出流道，冷却介质输入流道和冷却介质输出流道均与隔离套4内腔相连通，永磁联轴器工作时，冷却介质通过冷却介质输入流道和冷却介质输出流道连续流经隔离套4内腔。冷却介质输入流道和冷却介质输出流道通过外部管路相连通，与隔离套4内腔形成可循环回路，由驱动装置驱动循环。隔离套4固定连接有一带中孔的冷却套2，冷却套2相对与隔离套4一端连接有法兰10，从动轴9的一端穿过该中孔伸入隔离套4内腔中，冷却介质输入流道和冷却介质输出流道位于冷却套2内部。
冷却套为圆环饼型，在径向上设有与中孔连通的第一径向孔11，中孔与隔离套4内腔连通，中孔及第一径向孔11构成了冷却介质输入流道或冷却介质输出流道。
冷却套2在与隔离套4接触的一侧设有与隔离套4内腔连通的环形槽12，径向上设有与环形槽连通的第二径向孔1，环形槽12与第二径向孔1构成了冷却介质输出流道或冷却介质输入流道。
冷却套2在与隔离套4接触的部位设有与隔离套4外沿形状相配合的环状凸台，隔离套4外沿嵌套在该环状凸台上。
隔离套4外部设有外防护套3，冷却套2朝向外防护套3一侧设有与外防护套3外沿形状相配合的环状凸台，外防护套3外沿嵌套在该环状凸台上。
内转子8为圆筒状结构，圆筒底部设有可容许冷却介质穿过的离心导流孔，形成内部的冷却循环。
本发明工作过程如图1、图3和图4所示永磁联轴器，主动轴7在电机带动下旋转使外转子5转动，外转子5利用磁力带动内转子8旋转，由内转子8带动工作机构的从动轴9工作。驱动装置驱动下冷却介质自第二径向孔1进入，通过环形槽12进入隔离套4的内腔，冷却介质流经内转子8的离心导流孔进行内循环冷却，再经冷却套2的中孔，自第一径向孔11流出，带走热量。通过冷却介质的温度和流量的调节，达到控制永磁联轴器的内部温度的目的，从而拓展高温使用极限。
如图2、图3和图4所示一种永磁联轴器的工作过程，其冷却介质自第二径向孔1进入，通过环形槽12进入隔离套4内腔，冷却介质经内转子8外周，再经冷却套2的中孔，自第一径向孔11流出，带走热量。通过冷却介质的温度和流量的调节，达到控制永磁联轴器的内部温度的目的，从而拓展高温使用极限。
Claims (8)
1.一种带冷却装置的永磁联轴器，包括隔离套(4)，隔离套(4)内腔置有固定在从动轴一端的内转子(8)，设有至少一冷却介质输入流道和至少一冷却介质输出流道，冷却介质输入流道和冷却介质输出流道均与隔离套(4)内腔相连通，永磁联轴器工作时，冷却介质通过冷却介质输入流道和冷却介质输出流道连续流经隔离套(4)内腔，所述的隔离套(4)固定连接有一带中孔的冷却套(2)，从动轴的一端穿过该中孔伸入隔离套(4)内腔中，所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道位于冷却套内部，其特征在于：所述的冷却套(2)为圆环饼型，在径向上设有与中孔连通的第一径向孔(11)，中孔与隔离套(4)内腔连通，中孔及第一径向孔(11)构成了冷却介质输入流道或冷却介质输出流道。
2.如权利要求1所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道通过外部管路相连通，与隔离套(4)内腔形成可循环回路。
3.如权利要求1或2所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的冷却介质输入流道和冷却介质输出流道为与隔离套(4)内腔相连通的管路，该管路上设有冷却介质驱动装置。
4.如权利要求1所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的冷却套(2)在与隔离套(4)接触的一侧设有与隔离套(4)内腔连通的环形槽(12)，冷却套(2)在径向上设有与环形槽(12)连通的第二径向孔(1)，环形槽(12)与第二径向孔(1)构成了冷却介质输出流道或冷却介质输入流道。
5.如权利要求4所述的永磁联轴器，其特征在于：第一径向孔(11)和第二径向孔(1)通过外部管路连通，所述的管路上设有冷却介质驱动装置。
6.如权利要求1所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的冷却套(2)在与隔离套(4)接触的部位设有与隔离套(4)外沿形状相配合的环状凸台或环状凹槽，隔离套(4)外沿嵌套在环状凸台上或置入环状凹槽中。
7.如权利要求1所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的隔离套(4)外部设有外防护套(3)，所述的冷却套(2)朝向外防护套(3)一侧设有与外防护套(3)外沿形状相配合的环状凸台或环状凹槽，外防护套(3)外沿嵌套在环状凸台上或置入环状凹槽中。
8.如权利要求1所述的永磁联轴器，其特征在于：所述的内转子(8)为圆筒状结构，圆筒底部设有可容许冷却介质穿过的离心导流孔。
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