CN101931296A - 一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，有一个机架，在所述机架上设有一个支撑组件，该支撑组件包括左半轴、中空筒形导磁芯轴、右半轴；在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的两个筒形永磁体，在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体，该转动屏蔽体包括两个瓦形屏蔽板；该瓦形屏蔽板覆盖在两个筒形永磁体的外柱面磁极上，所述瓦形屏蔽板通过转动连接盘与所述左、右半轴转动安装。本发明采用在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体的设计，具有受力均匀特点；只需通过动力输入轮输入较小的功率，便可达到在不同区域改变磁场强度的目的；采用中空筒形导磁芯轴的设计，可使两个瓦形屏蔽板与中空筒形导磁芯轴形成导磁回路。

Description

一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置

技术领域

本发明涉及一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，特别涉及一种安装有筒形永磁体、中空筒形导磁芯轴和转动屏蔽体的屏蔽装置，在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的两个筒形永磁体，在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体；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；

背景技术

专利号为ZL200610113824.5公开了一种用于屏蔽强磁场的多层复合结构的磁屏蔽装置，其特征在于，采用多层复合结构，从外到内包括三层：一硅钢部件，为中间层；一合金部件，为内层；一螺线管线圈，为外层；将合金部件置于硅钢部件内部，在合金部件的外部置有螺线管线圈。这种磁屏蔽装置的屏蔽效果好，结构简单，制作方便，但是该专利受整体结构限制，只适用于屏蔽强磁场的光电倍增管，其功能单一，不能进行磁能转换；因此，需要提供一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，该屏蔽装置有一个中空筒形导磁芯轴，在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的两个筒形永磁体，在两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体，该屏蔽装置通过动力输入轮带动转动屏蔽体作旋转运动。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，有一个机架，在所述机架上设有一个支撑组件，该支撑组件包括左半轴、中空筒形导磁芯轴、右半轴；在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的两个筒形永磁体，所述筒形永磁体包括外柱面磁极、内柱面磁极；所述两个筒形永磁体的外柱面磁极互为异性磁极设置，所述两个筒形永磁体的内柱面磁极互为异性磁极设置，在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体，该转动屏蔽体包括两个呈轴对称设置的瓦形屏蔽板；该瓦形屏蔽板覆盖在两个筒形永磁体的外柱面磁极上，在该瓦形屏蔽板两端设有转动连接盘，所述瓦形屏蔽板通过转动连接盘与所述左、右半轴转动安装。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本发明采用在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体的设计，可实现转动屏蔽体绕支撑组件旋转运动，该转动屏蔽体的两个瓦形屏蔽板通过转动连接盘与筒形永磁体同轴等距安装，具有受力均匀特点；使得筒形永磁体对瓦形屏蔽板干扰小，只需通过动力输入轮输入较小的功率，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、本发明采用中空筒形导磁芯轴的设计，可使两个瓦形屏蔽板与中空筒形导磁芯轴形成导磁回路，当瓦形屏蔽板转动时，该瓦形屏蔽板不断切换两筒形永磁体磁场的屏蔽区域，使得感应发电装置产生感应电流；

3、本发明在所述瓦形屏蔽板上设有电磁发生装置，可在该电磁发生装置上间歇输入电流，使瓦形屏蔽板产生一个磁场，该磁场的磁极与两筒形永磁体的外柱面磁极对应，在电流的作用下，使导入瓦形屏蔽板内的磁力线瞬间饱和并穿透瓦形屏蔽板，此时感应发电装置与瓦形屏蔽板之间形成一个同磁极的排斥磁场，可减小一部分感应发电装置对瓦形屏蔽板产生的吸引力，有助于瓦形屏蔽板的旋转运动；

4、本发明的瓦形屏蔽板采用多层硅钢片叠压结构，该瓦形屏蔽板材质均匀，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是本发明实施例一的立体图

图2是本发明实施例一的结构示意图(纵剖视图)

图3是本发明实施例一中支撑组件的示意图

图4是本发明实施例一中转动屏蔽体的示意图

图5是本发明实施例一中中空筒形导磁芯轴的磁场分布示意图

图6是本发明实施例一中瓦形屏蔽的示意图

图7是本发明实施例一中感应发电装置的示意图

图8是本发明实施例二的结构示意图(纵剖视图)

图9是本发明实施例二中支撑组件的示意图

图10是本发明实施例二中加装电磁发生装置的磁场分布示意图

具体实施方式

实施例一

参见图1、图2、图4所示，本实施例的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，有一个机架1，在所述机架上设有一个支撑组件2，该支撑组件包括左半轴3、中空筒形导磁芯轴4、右半轴5；在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的左筒形永磁体6和右筒形永磁体7，所述筒形永磁体包括两个圆环形端面、外柱面磁极、内柱面磁极；所述两个筒形永磁体的外柱面磁极互为异性磁极设置，所述两个筒形永磁体的内柱面磁极互为异性磁极设置，在两筒形永磁体之间安装隔套8；在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体9，该转动屏蔽体包括两个呈轴对称设置的瓦形屏蔽板10；该瓦形屏蔽板覆盖在两个筒形永磁体的外柱面磁极上，两个筒形永磁体被瓦形屏蔽板覆盖面积相同，在该瓦形屏蔽板两端各设有一个转动连接盘11，所述瓦形屏蔽板通过转动连接盘与所述左、右半轴转动安装。

本实施例中所述的两个瓦形屏蔽板的材质、大小、形状均相同。本实施例中所述的转动连接盘采用塑料、铝合金、不锈钢、炭素纤维等不导磁的材料制成；所述的转动连接盘与瓦形屏蔽板固定连接，在所述的两个转动连接盘内各设有一个轴承12，通过以上结构可实现转动屏蔽体与左、右半轴的转动连接；有一个动力输入轮13与转动连接盘安装。在本实施例中，所述的两个筒形永磁体的材质、大小、形状均相同，均采用钕鉄硼材料，是一个圆筒形状的永磁体，包括两个圆环形端面、外柱面磁极、内柱面磁极；永磁体采用沿圆柱面方向充磁工艺制作，该种永磁体具有使用年限长能耗低的优点。设定本实施例中位于左边的筒形永磁体外柱面磁极为N极，内柱面磁极为S极，那么相对应的设定位于右边的筒形永磁体外柱面磁极为S极，内柱面磁极为N极；所述其中一个瓦形屏蔽板到所述筒形永磁体的外柱面磁极的距离与所述另一个瓦形屏蔽板到所述筒形永磁体的外柱面磁极的距离数值相等，该距离数值为0.1～0.8mm，本实施例中为0.8mm。

参见图7所示，本实施例所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置可以应用于一个发电装置，该发电装置的设计方案是：将动力输入轮外接一个驱动电机，通过驱动电机带动瓦形屏蔽板转动；在所述机架上安装有与两筒形永磁体的外柱面磁极位置对应的感应发电装置14，并环绕设置在两筒形永磁体外，所述的感应发电装置包括设置在所述机架上的多个U型导磁铁芯15和设置在该导磁铁芯上的发电线圈托架16，在该发电线圈托架上设置发电线圈(图中未显示)；该发电装置的设计方案利用旋转磁屏蔽原理产生电能；所述导磁铁芯两端分别与所述两个筒形永磁体的外柱面磁极位置对应。当瓦形屏蔽板以一定转速连续转动时，瓦形屏蔽板每经过一次感应发电装置所处位置时，将使通过感应发电装置的磁场强度发生变化，使磁通量变化并产生电能，通过感应发电装置将电能输出。

所述的转动连接盘可对转动屏蔽体起到定位作用，以保证筒形永磁体距瓦形屏蔽板之间距离相等，确保转动屏蔽体转动顺畅；该转动连接盘整体采用不导磁材料(不锈钢材料或者铝合金材料)制成，不会被永磁体吸附，便于安装。

参见图6所示，所述的瓦形屏蔽板采用多层硅钢片17叠压构成，其厚度在0.5～15mm之间，最优选的厚度是3mm，硅钢片层数在3～40之间，最优选的层数是10层；所述的瓦形屏蔽板的断面弧长对应的圆心角为60°～90°；具体的制作方式是一片硅钢板材卷绕成多层，然后使用切裁成形工艺加工成瓦形的屏蔽板，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，采用该种材料制成的瓦形屏蔽板重量轻，材质均匀，取材容易；为磁场建立一个磁力线快速通道。

参见图3所示，为了减少漏磁，减轻转动屏蔽体的重量，提高磁屏蔽效果，本实施例采用支撑组件的设计，所述的支撑组件由三段构成，中段是中空筒形导磁芯轴，采用导磁材料(碳钢材料)，具有较好的导磁性能，左段是由不导磁材料(例如铝合金)制作的左半轴，右段是由不导磁材料制作的右半轴；左半轴、右半轴与中空筒形导磁芯轴固定连接，支撑组件与机架固定，中空筒形导磁芯轴上固定安装两个盘形永磁体，固定方式是常规的技术手段，例如过盈配合等。参见图5所示，所述的中空筒形导磁芯轴可与所述瓦形屏蔽板形成导磁回路；当瓦形屏蔽板同时屏蔽两个筒形永磁体的部分外柱面磁极后，此时，位于左侧的筒形永磁体的N极磁力线18沿瓦形屏蔽板内的各硅钢片层间的导磁通道分布，磁力线的走向向上，并沿该瓦形屏蔽板导到位于右侧的筒形永磁体的S极；同时，位于右侧的筒形永磁体的N极磁力线19沿中空筒形导磁芯轴分布，磁力线的走向向下，并沿该中空筒形导磁芯轴导到位于左侧的筒形永磁体的S极(图中虚线表示中空筒形导磁芯轴的中心线20)；保证了磁路畅通。

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。

参见图8、图9所示，本实施例可在所述转动屏蔽体的两个瓦形屏蔽板上各安装一个电磁发生装置，该感应发电装置与所述的左侧筒形永磁体和右侧筒形永磁体之间形成的环形槽道21对应安装。本实施例所采用的电磁发生装置包括脉冲电流发生电路、电磁线圈托架、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。本实施例中的转动屏蔽体在转动中可以改变感应发电装置周围的磁场强度，使感应发电装置产生感应电流，同时，感应发电装置也必然产生一个伴生磁场吸引转动屏蔽体上的瓦形屏蔽板，给转动屏蔽体的旋转增加阻力。本实施例为提高瓦形屏蔽板的刚性，可将电磁发生装置的电磁线圈托架加以改造，所述的电磁线圈托架有一个托架主体22，在该托架主体上设有两个线圈缠板23，所述的两个线圈缠板分别与所述的两个瓦形屏蔽板安装，在所述托架主体的左右两端面上设有两个环形支撑板24，两个环形支撑板将两个线圈缠板连成一体。所述的电磁线圈托架可以采用塑料、铝合金、不锈钢、炭素纤维等不导磁的材料制成。采用环形支撑板的设计可有效的提高瓦形屏蔽板的整体刚性，可有效的避免因永磁体对瓦形屏蔽板的吸引所造成的瓦形屏蔽板弯曲，提高了本发明屏蔽装置的质量，延长了使用寿命。

参见图10所示，为了降低感应发电装置产生的伴生磁场对瓦形屏蔽板的引力，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，使其产生一个磁场，该磁场的N极与左侧筒形永磁体的N极对应，该磁场的S极与右侧筒形永磁体的S极对应，使得从左侧筒形永磁体的N极导入转动屏蔽板内的磁力线25瞬间饱和并穿透转动屏蔽板，此时感应发电装置与瓦形屏蔽板之间形成一个同磁极的排斥磁场，可减小一部分感应发电装置对瓦形屏蔽板产生的吸引力，有助于转动屏蔽体的旋转运动。

本实施例公开的技术方案是卧式方案，支撑组件按水平方向设置；本发明还可以设计成立式方案，在立式方案中，支撑组件按竖直方向设置，其它零件的连接关系不变。

Claims (10)

1.一种筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，有一个机架，其特征在于：在所述机架上设有一个支撑组件，该支撑组件包括左半轴、中空筒形导磁芯轴、右半轴；在所述中空筒形导磁芯轴上设置有同轴并列的两个筒形永磁体，所述筒形永磁体包括外柱面磁极、内柱面磁极；所述两个筒形永磁体的外柱面磁极互为异性磁极设置，所述两个筒形永磁体的内柱面磁极互为异性磁极设置，在所述两个筒形永磁体外设有一个转动屏蔽体，该转动屏蔽体包括两个呈轴对称设置的瓦形屏蔽板；该瓦形屏蔽板覆盖在两个筒形永磁体的外柱面磁极上，在该瓦形屏蔽板两端设有转动连接盘，所述瓦形屏蔽板通过转动连接盘与所述左、右半轴转动安装。

2.根据权利要求1所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：在所述瓦形屏蔽板上安装有电磁发生装置。

3.根据权利要求2所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：有一个动力输入轮与所述转动连接盘安装。

4.根据权利要求1所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述其中一个瓦形屏蔽板到所述筒形永磁体的外柱面磁极的距离与所述另一个瓦形屏蔽板到所述筒形永磁体的外柱面磁极的距离数值相等，该距离数值为0.1～0.8mm。

5.根据权利要求1所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：在所述机架上安装有与筒形永磁体位置对应的感应发电装置。

6.根据权利要求5所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述的感应发电装置包括设置在所述机架上的多个U型导磁铁芯和设置在该导磁铁芯上的发电线圈托架，在该发电线圈托架上设置发电线圈。

7.根据权利要求6所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述导磁铁芯两端分别与所述两个筒形永磁体的外柱面磁极位置对应。

8.根据权利要求1所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述瓦形屏蔽板采用多层硅钢片叠压结构。

9.根据权利要求8所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述的瓦形屏蔽板厚度在0.5～15mm之间。

10.根据权利要求9所述的筒形永磁体的瓦式屏蔽装置，其特征在于：所述硅钢片层数在3～40之间。

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