CN101374610B - 用于布置在箱体中的清洁头的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，当构造用于旋转箱体中的清洁头的驱动系统并允许该系统包括具有分别存在于液体空间(4)内和液体空间外的两个磁性部分的磁滞耦合时，可保证外壳(2)和齿轮(14)之间的完全防水的分离。磁滞耦合的磁性部分(8，18)可由电磁体形成，并且具有一个部分相对于另一个部分(11，19)的可移位(13)的位置，该耦合可以在传递的转矩和/或速度方面进行调节。

Description

用于布置在箱体中的清洁头的驱动系统
技术领域
本发明涉及用于旋转箱体中的清洁头的驱动系统，所述驱动系统包括：外壳，具有安装在液体通道内的推进器，清洁液体在压力下被供应到液体通道；以及齿轮，由推进器驱动，并且与清洁液体分离地安装在外壳中，所述齿轮将推进器产生的旋转传递为箱体中的清洁头的减小的旋转，其中，推进器产生的旋转通过具有耦合部分的磁耦合被传递到齿轮，其一个耦合部分布置在外壳内在液体通道中，并且其另一耦合部分布置在外壳外，并且其中两个耦合部分构造成相互平行的盘。
背景技术
作为泄漏的防护装置，已知从安装在液体流外部的齿轮自身分离在液体流中延伸的驱动推进器轴。这通过各种衬垫和填料函可实现，但已经发现这些不总是可靠地工作，特别在磨损，液体暴露和老化后。
为了改善这些情况，已知当通过磁驱动系统传递转矩时，通过液体通道和外壳的外侧之间的壁完全分离所述部分，其中由推进器驱动的磁性部分安装在液体流的内部，而安装在外壳外部的从动磁性部分与齿轮连接。这样，所述部分磁耦合在一起以传递转矩和由此引起的旋转。
用于箱体清洁系统的这种驱动系统被公开于由Jinbaeck申请的欧洲专利EP 0723909A1中，其中从图2可见液体通道内的推进器驱动盘形磁性部分，该磁性部分在内部安置在通道内，并且磁耦合到通道外的另一盘形磁性部分。在该文献的权利要求2中规定，两个磁性部分均由永久磁体组成。此外还规定磁性部分可具有不同于示出的平行盘的另一构造，规定一个磁性部分可布置在另一个内。但是，未提及磁体在紧凑驱动系统中怎样能够相对彼此放置。通过手动调节埋头螺母可进行速度调节，使得推进器在通道内的位置和离开壁的间隔改变，从而引起推进器的转速改变。
另一清洁系统公开在由Sherman申请的US5640983A中。在这一系统中的耦合也是由平行的永久磁盘制成。该系统具有与EP0723909A1同样的问题。
由Olympus申请的欧洲专利EP 0084342A2公开了用来清洁例如内窥镜等的手术器械的一种洗涤机。该洗涤机配备有一组可旋转的洗涤喷嘴，该洗涤喷嘴由布置在洗涤机外部的马达驱动，所述马达通过磁耦合到可旋转的成组的洗涤喷嘴而传递其旋转。在该系统中不包括齿轮机构，并且不能调节其速度。所述文献提到平行盘形磁性部分，以及圆柱形同心布置的磁性部分。已经说明，磁性部分配备有永久磁体，但磁性部分也可构造为电磁体。不必传递巨大转矩以启动洗涤机，并且喷嘴的反作用力将有助于在洗涤机中旋转洗涤喷嘴。
然而，实际上难以制造永久磁体与用于箱体的清洁头结合地工作的这种磁耦合，特别是因为在启动时刻驱动磁性部分的相对大的启动转矩和高的旋转速度。这些状况可能导致从动部分不进入磁接合并因此不能传递所述转矩。当启动转矩超过耦合的最大转矩时，发生这种情况。该耦合以急动和震动的方式打滑，因为磁力被中断并且因此仅能传递很小的转矩。由于相同原因，确切地因为要求耦合部分可一起运动，具有永久磁体的这种类型的耦合称为同步耦合。换句话说，如果系统能够启动，有必要设定耦合的尺寸使其最大转矩显著大于其启动转矩。已知转矩达到1000Nm的同步耦合。
为此应该说明，这种磁耦合不能容易地被设定以传递可变转矩或可变速度。
一种优于传统永久磁体耦合的磁耦合是公开在由Yoshio申请的JP02299457A中的磁滞磁体。该磁滞耦合包括两个平行盘。但是，要求磁耦合紧凑且有效，因为磁耦合必须装入箱体中的清洁头的驱动系统内。
发明内容
本发明的目的
本发明的目的是补救这些许多缺点，并且通过驱动系统实现这个目的，其中来自所述推进器的旋转通过磁滞耦合被传递到所述齿轮，所述磁滞耦合包括由所述外壳内的所述推进器驱动的旋转磁感应器或磁滞部分，所述磁感应器或磁滞部分驱动安装在所述外壳外部的所述磁滞耦合的第二旋转部分，其为铁磁磁滞材料或与所述齿轮的输入轴连接的磁性部分，并且所述外壳外的所述第二耦合部分可以被沿着齿轮的输入轴轴向的方向移位，用来可变地改变到所述外壳内的协作的耦合部分的距离，以可变地传递所述磁滞耦合中的转矩和/或速度。
这种磁滞耦合在用于箱体的清洁头的启动阶段也提供保证旋转运动的相当确定的转矩传递的空前的可能性。已经发现，尽管驱动和从动磁性部分在启动时刻的转速存在巨大差异，磁滞耦合能够提供足以在速度方面加速从动磁性部分并因此加速齿轮的转矩，如果正确地设置尺寸，它可以传递大于启动转矩的转矩。磁滞耦合的有利性质包括，例如，与耦合部分之间的相对速度无关地传递几乎恒定的转矩的能力，和耦合以与连续的或变化的打滑协作的能力，所述打滑是“软的”并且对结构没有任何有害效果。
该构造还提供了通过轴向移动外壳外的耦合部分而实现的对于转矩传递的有效调节。当耦合部分之间的间隙可改变时，可以调节间隙中的能量含量并因此调节耦合部分之间的磁力，因此该耦合可被调节以传递给定转矩和/或给定速度。
可根据情况自由选择感应器和磁滞部分的相互位置，使得一个部分可以以“干”的方式放置在齿轮中或放置在外壳中的液体流中，如权利要求2和3所述。
这种磁滞耦合将在诸如不锈钢的非磁性材料的外壳中工作，不锈钢是用来与这种类型的清洁设备结合使用的优选材料。
所述驱动系统是免维护的，并且因此将不需要任何形式的保养。
如权利要求4和5所述，当通过永久磁体或通过电磁体产生磁场时，可获得希望的磁场性质，并且在涉及电磁体的情况下，也可获得可变的场强度。
最后，如权利要求6所述，有利的是，通过另外的磁或磁滞耦合将齿轮的旋转运动传递到清洁头，因此可获得液体部分和齿轮之间的完全分离。
附图说明
下面将参考附图更彻底地描述根据本发明的优选示例性实施例，其中：
图1示出具有平行安装的磁性部分的驱动系统的剖视图；
图2示出具有同心安装的磁性部分的类似的系统；并且
图3示出相对于图1中的例子的磁性部分的位置颠倒的驱动系统的剖视图。
具体实施方式
下面将描述图1，图2和图3中分别示出的三个示例性实施例。
除了磁滞耦合自身，例子中还示出穿过清洁装备的驱动部分的截面，即具有液体入口3的外壳2，用来在压力下清洁液体，所述液体流过推进器7，因而引起推进器以每分钟数千转的转速旋转。推进器7的旋转通过轴6传递到放置在外壳2中的磁性部分8、9。
液体流通过通道4被输送作为通过管道(未示出)输送到清洁头的液体，清洁头在箱体1中的下部。
清洁头可由旋转轴15旋转，并且它也设置有旋转喷嘴以在压力下喷射清洁液体并因此清洁箱体的整个内表面。
由于清洁头以低转数进行旋转，齿轮必须置于驱动推进器7和旋转轴15之间。
这个齿轮安装在外壳2上，如单线14所示。
齿轮的输入轴示出于12，并且其具有减小的转速的输出轴示出于15。
如示出的，带有齿轮的外壳2在外部安装在箱体1上。
在安装在液体通道4中的驱动推进器7和从动部分之间没有连接，在该从动部分中，外壳2被完全封闭以防止在壁部分10处泄漏。
此外，通过以非常相似的方式安装另外的磁滞耦合以便传递旋转运动，在齿轮和旋转轴15之间形成物理分离(未示出)，可提高泄漏防护。这种耦合(未示出)可构造成类似于示出的耦合，下面将描述该耦合。
现在将描述图1中示出的第一示例性实施例。
推进器7固定到轴6，它在顶部设置有盘形磁感应器9，该磁感应器设置有多个永久磁体8。
这些磁体8产生磁场，并且可以使用具有例如AINiCo磁性类型的大极化面的少数磁体，或者可选择具有大的磁力和小的表面面积的大量小的永久磁体。
代替磁体8，可安装电磁体，电磁体的优点在于，通过改变电压可无级地改变磁场的强度。这提供了要通过耦合被传递的转矩和/或速度的可变可调节性的选项。
如图1中所示，外壳2由壁部分10封闭。
采用盘11的形式的磁滞部分安装在该壁部分10的外侧，所述盘与盘形感应器9平行地延伸并且使得它们两者都绕相同旋转轴线可旋转。
盘11优选地由包含金属氧化物的磁性材料制成，该金属氧化物比如电绝缘的Fe2O3粉末。这种材料具有高的各向同性电阻，这有效地防止在磁滞部分中产生涡流。此外，即使在相对较高温度下，磁属性仍然良好。
代替这个实施例，可以构想使用具有多层铁磁磁滞材料的层合材料，所述多层通过电介质膜彼此绝缘。
这种耦合的结构使得它能够以包括通过空气间隙和壁彼此分离的部分的方式将推进器7产生的转矩传递到齿轮的输入轴12。
经验显示，磁性部分之间的相对大的间隙导致通过耦合传递的较低的转矩和/或较低的速度。
为了能够调节耦合并因此调节转矩，磁滞部分安装在轴12上使得它可以沿轴向调节，如箭头13所示。以公知的方式，耦合可制成从外部，例如从外壳14上的外部可调节。
图2中示出磁滞耦合的第二实施例。
耦合部分包括两个同心安装的环，即安装在轴6上的具有磁体18的内部固定磁环16，和在外部安装在外壳上并在隔板17上在外部延伸的环19。
协作磁滞环19在隔板17和具有磁体18的内部固定磁环16的周围延伸，而所述磁滞环固定到齿轮的输入轴12。
这种耦合也可通过外磁滞环19的轴向运动被调节，因而改变转矩和/或速度，如箭头13所示。
因为给出很大转矩的径向延伸的空间间隙，因此耦合的这个实施例非常紧凑并且可以传递大的转矩。这样，通过相对低的磁化可传递大的转矩。
在图1和2中示出的示例性实施例中，磁性部分布置在液体空间中。
图3中示出磁性部件的颠倒布置的例子，从它可见，磁滞部分11布置在外壳中，而感应磁性部分8，9在外部布置在外壳2上。
在使用电磁体的情况下感应部分的这种位置特别有利，这是因为，在技术上，它更容易在干的大气中形成必要电连接。此外，也可以使用液体来冷却磁滞部分。
而且，可以颠倒图2中示出的结构，使得磁性部分16，18在外部在磁滞部分上延伸。
最后，驱动系统可通过另外的磁耦合延伸以将齿轮的旋转运动传递到清洁头的旋转轴15。
由于外壳如此被完全封闭并且因此被防止例如轴密封的磨损引起的液体泄漏，因此可实现外壳2中的液体和齿轮之间的完全液体分离。

Claims (4)

1.一种用来旋转箱体中的清洁头的驱动系统，所述驱动系统包括：外壳(2)，具有安装在液体通道(4)内的推进器(7)，清洁液体在压力下被供应到所述液体通道(4)；以及齿轮，该齿轮由所述推进器(7)驱动，并且与所述清洁液体分离地安装在所述外壳(2)中，所述齿轮将所述推进器(7)产生的旋转传递为所述箱体(1)中的所述清洁头的减小的旋转，其中，由所述推进器(7)产生的旋转通过具有耦合部分的磁耦合被传递到所述齿轮，所述磁耦合的一个耦合部分布置在所述外壳内所述液体通道中，并且所述磁耦合的另一耦合部分布置在所述外壳外，并且其中所述耦合部分构造成相互平行的盘，其特征在于，来自所述推进器(7)的旋转通过磁滞耦合被传递到所述齿轮，所述磁滞耦合包括：
i)旋转磁感应器(8，9)或
ii)磁滞部分(11)，
所述磁感应器或磁滞部分被布置在所述外壳内，由所述外壳(2)内的所述推进器(7)驱动，并驱动所述磁滞耦合的第二耦合部分，所述第二耦合部分安装在所述外壳(2)外部，其为铁磁磁滞材料(11)或与所述齿轮的输入轴(12)连接的磁性部分(8，9)，其中
安装在所述外壳(2)外部的所述第二耦合部分(11；8，9)能够沿着齿轮的输入轴(12)轴向的方向(13)移位，用来可变地改变到布置在所述外壳(2)内的所述耦合部分(8，9；11)的距离，以可变地传递所述磁滞耦合中的转矩和/或速度。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述磁感应器设置有多个永久磁体(8)，用来产生必要的磁场强度和极性。
3.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述磁感应器(8，9)设置有电磁磁体。
4.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述齿轮的旋转通过另外的磁滞耦合被传递到用于所述清洁头的驱动轴(15)。
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