CN101924444A

CN101924444A - 一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置

Info

Publication number: CN101924444A
Application number: CN2009100860863A
Authority: CN
Inventors: 应德贵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-12-22

Abstract

本发明涉及一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，其特征在于：所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括蝶形端面和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。本发明利用转动屏蔽体的连续旋转而使盘形永磁体的磁场强度不断变化，对磁场的屏蔽效率高。

Description

一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置

技术领域

本发明涉及一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，该装置的盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；转动屏蔽体与半壳式固定屏蔽体导磁连接；转动屏蔽体通过转动连接件与中心固定轴转动安装。

背景技术

中国专利01139883.3公开了一种永磁感生发电装置，有发电线圈及永久磁体，所述的永久磁体是一个水平安装的圆盘式永久磁体，该永久磁体通过一个中心立柱与底座固定，该永久磁体的外面罩装一个旋转式磁屏蔽罩，该磁屏蔽罩通过轴承与中心立柱安装，该磁屏蔽罩上设有多个磁能释放窗口，该磁屏蔽罩底部装有从动皮带轮，所述的底座上设置有一个驱动电机，该驱动电机上装有拖动皮带轮，该拖动皮带轮与从动皮带轮皮带传动，所述的发电线圈安装在永久磁体一侧。本发明具有耗能小，发电效率高的优点。但是，该屏蔽结构不能适应较大尺寸的永磁体和高转速屏蔽体的条件。因此，需要提供一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，本发明的盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；本发明采用固定屏蔽体和转动屏蔽体相结合方式对盘形永磁体进行动态屏蔽，只需输入较小的功率，便可实现转动屏蔽体转动；本发明利用转动屏蔽体的连续旋转而使盘形永磁体不同区域的磁场强度不断发生变化，对磁场的屏蔽效率高。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括蝶形端面和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。

本发明的目的还可以由下述技术方案实现：一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括半圆形端面和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本发明采用半壳式固定屏蔽体和转动屏蔽体相结合方式对盘形永磁体进行动态屏蔽，只需输入较小的功率，便可实现转动屏蔽体转动，以达到在不同区域改变磁场强度的目的。

2、本发明的转动屏蔽体中的蝶形端面或者半圆形端面与导磁套管导磁连接，可以提高导磁效率，有效降低蝶形端面或者半圆形端面的厚度。

3、本发明的导磁套管上设置电磁线圈，该电磁线圈生成的磁场可以使转动屏蔽体中的蝶形端面或者半圆形端面实现瞬间磁饱和，可以降低发电线圈的伴生磁场对转动屏蔽体的引力，降低输入功率。

4、本发明的转动屏蔽体采用一片硅钢板材卷绕成坯料，使用切裁成形工艺生产，由于该成型工艺在加工的过程中没有切断金属材料特有的纤维状组织，保持了该组织的连续性，因此，具有优异的导磁性能，屏蔽效果好。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图

图2是本发明实施例一的结构示意图

图3是实施例一的转动屏蔽体结构示意图

图4是本发明的实施例二的结构示意图

图5是实施例二的转动屏蔽体结构

图6是实施例二的气动轴承体结构示意图

图7是本发明的实施例三的结构示意图

图8是本发明的盘形永磁体磁场分布示意图

图9是本发明的屏蔽状态磁场分布示意图

图10是本发明的磁场叠加分布示意图

图11是本发明实施例五的结构示意图

图12是本发明的转动屏蔽体叠压结构示意图

具体实施方式

实施例一：

参见图1、图2、图3，本发明的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架1，所述机架上设有一个中心固定轴2，机架的一个机架板上安装有盘形永磁体3，盘形永磁体包括两个端面磁极，盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体4，盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体5；转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；转动屏蔽体包括蝶形端面和弧形侧壁；转动屏蔽体上设有转动连接件，转动屏蔽体通过转动连接件与中心固定轴转动安装。中心固定轴与盘形永磁体同一个轴心设置。

参见图2，在本实施例中，所述机架由多个固定柱11和多个支架板12构成，机架采用不导磁材料(例如铝合金、不锈钢等)。中心固定轴安装在支架板12、13上。如果采用立式布局的技术方案，中心固定轴属于悬挂式安装，如果采用卧式布局的技术方案，中心固定轴属于悬臂式安装，本实施例按照立式布局的技术方案实施。在机架底部的支架板14上安装有盘形永磁体。盘形永磁体与支架板之间设置半壳式固定屏蔽体，半壳式固定屏蔽体与支架板14通过紧固零件15固定。

在本实施例中，盘形永磁体采用钕鉄硼材料，是一个圆盘形状的永磁体，包括上、下两个圆形端面磁极和一外柱面；永磁体采用沿端面方向(或称轴向)充磁工艺制作，所述永磁体的两个圆形端面分别呈N极、S极。盘形永磁体的上端面磁极上罩设一个转动屏蔽体5，下端面磁极上罩设半壳式固定屏蔽体4，转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接。

参见图2、图3，在本实施例中，半壳式固定屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，包括一个圆形端面41和筒状侧壁42，呈半壳结构。转动屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，包括蝶形端面51和弧形侧壁52；转动屏蔽体中的蝶形端面是呈轴对称设置的两个扇形面构成，扇形面的圆心角为90°。转动屏蔽体中的弧形侧壁的曲率半径与固定屏蔽体中的筒状侧壁的曲率半径相同，二者的侧壁之间保持最佳的磁隙关系即导磁连接；本发明所述的导磁连接是指转动屏蔽体在连续的转动过程中都与固定屏蔽体保持最佳的磁隙(通常是0.01-0.1毫米)。所述转动屏蔽体上设有转动连接件6，转动连接件采用不导磁材料，呈圆管形状，下部与转动屏蔽体固定，上部设置动力输入皮带轮7，通过上轴承和下轴承与中心固定轴转动安装。

实施例二：

本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。本实施例既可以采用立式布局的技术方案，也可以采用卧式布局的技术方案，为了便于描述和理解，本文仅描述立式布局的技术方案。

参见图4，在本实施例中，机架由多个固定柱111和多个支架板112构成，机架采用不导磁材料(例如铝合金、不锈钢等)。中心固定轴1 01上端安装在支架板112上，下端安装在底部的支架板113上。机架底部的支架板上安装有盘形永磁体。盘形永磁体130与支架板之间设置半壳式固定屏蔽体104，盘形永磁体包括两个圆环形端面磁极、外柱面、中心圆孔；所述中心固定轴的下端穿设在所述中心圆孔内，所述中心固定轴与盘形永磁体同轴心设置。在本实施例中，盘形永磁体采用钕鉄硼材料，采用沿端面方向充磁工艺制作，永磁体的两个圆环形端面分别呈N极、S极。盘形永磁体的上端面磁极上罩设一个转动屏蔽体105，下端面磁极上罩设半壳式固定屏蔽体，转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接，转动屏蔽体通过转动连接件102与中心固定轴101转动安装。

参见图5、图6，转动屏蔽体的蝶形端面是呈轴对称设置的两个扇形面106构成，所述扇形面的圆心角为60°-90°，扇形面的最佳圆心角为90°。半壳式固定屏蔽体包括一个圆形端面和筒状侧壁。转动屏蔽体包括蝶形端面和弧形侧壁；转动屏蔽体中的弧形侧壁的曲率半径与固定屏蔽体中的筒状侧壁的曲率半径相同，二者的侧壁之间保持最佳的磁隙关系。为了保持最佳的磁隙关系和减少转动屏蔽体的输入功率，所述转动屏蔽体上设置圆环式气动轴承108，所述机架上设置气动轴承体109。本发明所述的气动轴承也可以称为气浮导轨，圆环形的气动轴承体内通入压缩空气，气动轴承体上开设多个压缩气体喷孔，圆环式气动轴承是与气动轴承体对应设置的气浮环片，二者之间保持较小间隙。气浮导轨属于现有技术，参见北京牧风科技有限公司公开的气浮导轨技术内容。

参见图12，在本实施例中，所述转动屏蔽体105采用多层硅钢片叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连续延伸的硅钢薄板材构成，所述硅钢片的厚度在0.1～1.5mm范围内，硅钢片层数在4～60层范围内，最优选的厚度是0.3mm，最优选的层数是10层。具体的制作方式是将一具有足够长度的硅钢薄板材使用圆盘形模具卷绕成多层的中空盘形坯料，然后使用切裁成形工艺切裁成如图12所显示的形状，由于该成型工艺在加工的过程中没有切断金属材料特有的纤维状组织，因此，具有优异的导磁性能。半壳式固定屏蔽体也采用相同的工艺制造。

参见图4，本实施例公开了将本发明应用于发电装置的情况，在本实施例中，在所述机架的支架板114上设置多个感应发电装置103，该感应发电装置设置于罩有转动屏蔽体一侧的盘形永磁体的端面磁极上方。本实施例的感应发电装置包括常规的感应鉄芯、感应发电线圈，属于现有技术内容，不详细描述。当转动屏蔽体以一定转速连续旋转时，感应线圈周围的磁场强度将连续变化，感应线圈将感应发电。有一个动力输入轮107与所述转动连接件102安装，该动力输入轮可以通过皮带传动机构与一个电动机动力连接，依靠电动机驱动转动屏蔽体连续转动。

实施例三：

本实施例是在实施例二基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施例二相同或者类似的部分，请参考实施例二公开的内容或者原理性描述进行理解，也应当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。本实施例既可以采用立式布局的技术方案，也可以采用卧式布局的技术方案，本文仅描述立式布局的技术方案在本实施例中。

参见图7，为了减少漏磁，减轻转动屏蔽体的重量，提高磁屏蔽效果，本实施例的屏蔽装置的中心固定轴101与盘形永磁体120之间同轴心设置一个导磁套管140，所述转动屏蔽体105的蝶形端面内沿与所述导磁套管导磁连接，所述导磁套管与所述盘形永磁体之间同轴心设置一个电磁发生装置130。

本实施例从结构上保证转动屏蔽体的蝶形端面与导磁套管具有高效的导磁连接。本发明所述的导磁连接是指两个蝶形端面在连续的转动过程中都与导磁套管的上、下两个端面保持最佳的磁隙(通常是0.01-0.1毫米)，蝶形端面与导磁套管构成完整的磁力线通道。图8显示的是盘形永磁体120在自由状态下的磁力线分布情况；图9显示的是盘形永磁体120加装了导磁套管140、转动屏蔽体105以后的磁力线分布情况，此时，磁力线沿转动屏蔽体的侧壁和导磁套管两条磁通路分布，蝶形端面上的磁力线分布也更加均匀，由此，可以减少蝶形端面的厚度。图中带箭头的虚线表示磁力线走向。

参见图10，本实施例中的转动屏蔽体在转动中可以使感应发电装置周围的磁场强度不断变化，使发电装置产生感应电流，同时，感应发电线圈也必然产生一个伴生磁场吸引转动屏蔽体，给转动屏蔽体的旋转增加阻力。为了降低感应发电线圈产生的伴生磁场对屏蔽体的引力，此时可以给电磁发生装置中的电磁线圈提供一个脉冲电流，使其产生一个与感应发电线圈的伴生磁场相反的磁场，该磁场通过导磁套管传导到转动屏蔽体的蝶形端面上，使蝶形端面达到瞬间磁饱和，将伴生磁场对屏蔽体的引力消弱。有助于转动屏蔽体的旋转运动。本实施例所采用的电磁发生装置包括脉冲电流发生电路、电磁线圈，当脉冲电流发生电路向电磁线圈输入脉冲电流时，电磁线圈就产生一个磁场。脉冲电流发生电路和电磁线圈都可以采用现有技术中公开的内容，不详细描述。

实施例四：

本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。本实施例既可以采用立式布局的技术方案，也可以采用卧式布局的技术方案，本文仅描述立式布局的技术方案。

一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括半圆形面体和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。本实施例与实施例一的区别是转动屏蔽体包括半圆形面体和弧形侧壁。

实施例五：

参见图11，本实施例是在实施例四基础上的改进方案，其区别特征是所述盘形永磁体包括两个圆环形端面磁极、外柱面、中心圆孔；所述中心固定轴的一端穿设在所述中心圆孔内，所述中心固定轴与盘形永磁体同轴心设置；所述转动屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连续延伸的硅钢薄板材构成；有一个动力输入轮与所述转动连接件安装。所述机架上设置多个感应发电装置，该感应发电装置设置于罩有转动屏蔽体一侧的盘形永磁体的端面磁极上方；所述中心固定轴与所述盘形永磁体之间同轴心设置一个导磁套管，所述转动屏蔽体的蝶形端面内沿与所述导磁套管导磁连接，所述导磁套管与所述盘形永磁体之间同轴心设置一电磁发生装置；所述转动屏蔽体上设置圆环式气动轴承，所述机架上设置气动轴承体。本实施例的结构与实施例三基本相同，其区别是转动屏蔽体200包括半圆形面体和弧形侧壁。

Claims

1.一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，其特征在于：所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括蝶形端面和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。

2.根据权利要求1所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述盘形永磁体包括外柱面、中心圆孔，所述中心固定轴的一端穿设在所述中心圆孔内，所述中心固定轴与盘形永磁体同轴心设置；所述两个端面磁极是两个圆环形端面磁极。

3.根据权利要求2所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述转动屏蔽体的蝶形端面是呈轴对称设置的两个扇形面构成，所述扇形面的圆心角为60°-90°；所述转动屏蔽体上设置圆环式气动轴承，所述机架上设置气动轴承体。

4.根据权利要求3所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述转动屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连续延伸的硅钢薄板材构成。

5.根据权利要求4所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：有一个动力输入轮与所述转动连接件安装。

6.根据权利要求5所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：在所述机架上设置多个感应发电装置，该感应发电装置设置于罩有转动屏蔽体一侧的盘形永磁体的端面磁极上方。

7.根据权利要求6所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述中心固定轴与所述盘形永磁体之间同轴心设置一个导磁套管，所述转动屏蔽体的蝶形端面内沿与所述导磁套管导磁连接，所述导磁套管与所述盘形永磁体之间同轴心设置一电磁发生装置。

8.一种盘形永磁体半壳式屏蔽装置，有一个机架，其特征在于：所述机架上设有一个中心固定轴，所述机架的一个机架板上安装有盘形永磁体，所述盘形永磁体包括两个端面磁极，所述盘形永磁体的一个端面磁极上罩设一个半壳式固定屏蔽体，所述盘形永磁体的另一个端面磁极上罩设一个转动屏蔽体；所述转动屏蔽体与所述半壳式固定屏蔽体导磁连接；所述转动屏蔽体包括半圆形端面和弧形侧壁；所述转动屏蔽体上设有转动连接件，所述转动屏蔽体通过转动连接件与所述中心固定轴转动安装。

9.根据权利要求8所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述盘形永磁体包括外柱面、中心圆孔；所述中心固定轴的一端穿设在所述中心圆孔内，所述中心固定轴与盘形永磁体同轴心设置；所述两个端面磁极是两个圆环形端面磁极；所述转动屏蔽体采用多层硅钢片叠压结构，所述多层硅钢片叠压结构由一硅钢金属组织连续延伸的硅钢薄板材构成；有一个动力输入轮与所述转动连接件安装。

10.根据权利要求9所述的盘形永磁体半壳式屏蔽装置，其特征在于：所述机架上设置多个感应发电装置，该感应发电装置设置于罩有转动屏蔽体一侧的盘形永磁体的端面磁极上方；所述中心固定轴与所述盘形永磁体之间同轴心设置一个导磁套管，所述转动屏蔽体的半圆形端面内沿与所述导磁套管导磁连接，所述导磁套管与所述盘形永磁体之间同轴心设置一电磁发生装置；所述转动屏蔽体上设置圆环式气动轴承，所述机架上设置气动轴承体。