CN101936380A - 磁传动防漏封套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁传动防漏封套，包括动力装置、主壳体、主动磁体托盘、从动磁体托盘、永磁体、尾部防漏封盖、传动轴和动力轴；主壳体为一端封闭的腔体，产生旋转运动的动力装置固定在主壳体内，主壳体封闭端为非磁性材料制成，主动磁体托盘设置在主壳体封闭端的内侧，从动磁体托盘设置在主壳体封闭端外侧；主动磁体托盘和从动磁体托盘分别与动力轴和传动轴固接，固接点位置可调；主动磁体托盘和从动磁体托盘上沿径向均匀设有四个凹槽，每个凹槽内设有一个永磁体；主动磁体托盘和从动磁体托盘上的永磁体相距2-6mm。本发明的防漏封套采用磁力传动，防漏效果好，应用范围广，使用安全，且结构简单，便于维修。

Description

磁传动防漏封套

技术领域

本发明涉及一种水下防渗防漏传动装置，具体是指磁传动防漏封套。

背景技术

防渗防漏传动装置是在水下工程中为了防止某些带推进动力水下作业器械被液体流入、渗入而导致其内部的电子、机械元件损坏的一种装置。特别是在某些水下作业器械中某些如电动机等动力发出机构与螺旋桨等为代表的推进机构之间的接合处，如水下潜器(AUV、ROV等)常用的电机驱动螺旋桨系统中的潜器内部电机系统和推进螺旋桨之间的轴线接合处，一旦发生漏水，将导致驱动电机无法正常工作，从而也将导致整个水下潜器无法正常工作。随着人类水下观测开发活动的不断展开，对利用带推进动力水下作业器械来进行水下探测作业的需求不断增加，由于在水下的高压作业条件而引起的传动装置水密部件渗漏问题而导致这些水下作业器械无法正常工作的机率也在不断增加。因此，开发出一种防水性能优良，经济实用的防渗防漏传动装置，具有广阔的实际应用和商业前景。

现有的防渗防漏方式主要是采用轴封装置。轴封是防止壳体外部液体经由轴与壳体间隙渗入壳体内部的密封装置。常用的轴封形式有填料密封、机械密封和动力封。这些形式的防渗防漏装置均在一定程度上起到防渗防漏的作用。但是也存在不可避免的缺点：填料密封泄漏量大、功耗损失大；机械密封(也称端面密封)的密封效果好，泄漏量相对较小，但价格昂贵，加工安装维修保养比一般密封要求高；动力密封为保证密封效果需要消耗一部分额外功率，其传动功率损失较大，且停车时密封效果差。因此，如何使防渗漏装置在保证防漏效果的情况下高效运行、且适合多种作业环境的水下防渗防漏传动装置已成为越来越多研究者与使用者关心的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服水下防渗防漏传动装置现有技术的缺点，提供一种防漏效果优秀、结构简单、通用性好的磁传动防漏封套。

本发明通过下述技术方案实现：

一种磁传动防漏封套，包括动力装置、主壳体、主动磁体托盘、从动磁体托盘、永磁体、尾部防漏封盖、传动轴和动力轴；主壳体为一端封闭的腔体，产生旋转运动的动力装置固定在主壳体内，主壳体封闭端为非磁性材料制成，封闭端中心两侧分别对称设有凹槽，主动磁体托盘设置在主壳体封闭端的内侧，从动磁体托盘设置在主壳体封闭端外侧；主动磁体托盘和从动磁体托盘中部设有突起，突起中部设有通孔；动力轴一端与动力装置连接，另一端穿过主动磁体托盘上的通孔与设置在主壳体封闭端内测的凹槽连接；传动轴穿过从动磁体托盘上的通孔与设置在主壳体封闭端外侧的凹槽连接；主动磁体托盘和从动磁体托盘上沿径向均匀设有四个凹槽，每个凹槽内设有一个永磁体；主动磁体托盘和从动磁体托盘分别与动力轴和传动轴固接，固接点位置可调，以控制主动磁体托盘和从动磁体托盘上的永磁体相距2-6mm；尾部防漏封盖的盖沿设有圆槽，防漏橡皮圈固定在圆槽内，尾部防漏封盖固定在主壳体上；尾部防漏封盖上设有小孔，给动力装置提供电源的电缆从尾部防水封盖中间的小孔导出，小孔通过防水胶密封。

为进一步实现本发明目的，所述磁传动防漏封套还包括从动磁体托盘罩，从动磁体托盘罩的罩沿设有圆槽，防漏橡皮圈固定在圆槽内，从动磁体托盘罩用螺丝钉固定在主壳体上。

所述封闭端中心两侧的凹槽内优选设有轴承，通过轴承分别与传动轴和动力轴连接。

所述封闭端中心两侧设有突起，所述凹槽设在突起内，并延伸至主壳体封闭端内，突起优选突出封闭端表面2～3mm。

所述主动磁体托盘和从动磁体托盘优选通过紧固螺钉或销钉与动力轴和传动轴固接。

所述主壳体优选为一端封闭的圆筒结构。

所述动力装置为电机或马达或其他旋转动力装置。

所述主壳体封闭端用铝合金或工程塑料制造。

所述主动磁体托盘和从动磁体托盘优选为圆盘状，形状与结构相同。

所述主动磁体托盘和从动磁体托盘的凹槽深优选为2～2.5mm、长宽分别优选为8-12mm、4-6mm；每个凹槽中间设有通孔。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

(1)防漏效果好。由于动力是靠磁力从主壳体内传出，没有了机械连接，其余部位也没有活动连接，因此防漏效果优秀。

(2)应用范围广。由于采用了磁传动，该防水套在高液压环境下也有良好的防漏效果。在某些特高压液体内，可以在主壳体内预先注入低粘性的不对主壳体内部部件造成损害的液体以抵抗高压液体对主壳体的压力。因此，该防漏封套的应用范围得以大大扩展。

(3)使用安全。调整止滑圈的位置，可以控制两块磁体托盘之间的极限传动扭矩。在传动轴荷载超过此极限传动扭矩的时候，动力装置将会带动主动磁体托盘克服磁体之间的磁力继续转动而从动磁体托盘将因荷载过大而停止或减速转动，避免动力装置因卡死或超荷载运行而损坏。

(4)结构简单，维修方便，且成本低廉。本发明结构相较于传统防水结构更简单，维修更方便。

附图说明

图1是本发明磁传动防漏封套的纵剖面示意图；

图2是本发明磁传动防漏封套主动磁体托盘、从动磁体托盘的后视图；

图3是本发明磁传动防漏封套主动磁体托盘、从动磁体托盘的纵剖面图；

图4-1是本发明磁传动防漏封套两块磁体正面相对时的磁场及磁体受力示意图；

图4-2是本发明磁传动防漏封套两块磁体错位相对时的磁场及磁体受力示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。

如图1～3所示，所述磁传动防漏封套包括动力装置7、主壳体5、主动磁体托盘11、从动磁体托盘3、永磁体12、尾部防漏封盖10、防漏橡皮圈6、主壳体内缆线9、传动轴1、从动磁体托盘罩2、动力轴4；主壳体5为一端封闭的腔体，优选为一端封闭的圆筒结构；产生旋转运动的动力装置7固定在主壳体5内，动力装置7可以是电机或马达或其他旋转动力装置；主壳体5封闭端为非磁性材料制成，优选用铝合金或工程塑料制造；封闭端中心两侧对称地设有凹槽，但是凹槽并不贯穿封闭端；优选地在封闭端中心两侧设有突起，凹槽设有突起内，并延伸至主壳体5封闭端内，凹槽突出封闭端表面2～3mm。主动磁体托盘11设置在主壳体封闭端的内侧，从动磁体托盘3设置在主壳体封闭端外侧；主动磁体托盘11和从动磁体托盘3中部设有突起，突起中部设有通孔；动力轴4一端与动力装置7连接，另一端穿过主动磁体托盘11上的通孔与设置在主壳体5封闭端内测的凹槽连接；优选地与设置在该凹槽内的轴承连接，传动轴1穿过从动磁体托盘3上的通孔与设置在主壳体5封闭端外侧的凹槽连接，优选地与设置在该凹槽内的轴承连接；主动磁体托盘11和从动磁体托盘3优选为圆盘状，形状与结构相同。主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上沿径向均匀设有四个凹槽14，每个凹槽14内设有一个永磁体12；永磁体12优选用强磁性的铷铁硼永磁铁。主动磁体托盘11和从动磁体托盘3的凹槽14深为2～2.5mm、长宽分别为8-12mm、4-6mm；每个凹槽中间设有通孔15。主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的永磁体12相距2-6mm；优选4mm。主动磁体托盘和从动磁体托盘分别与动力轴和传动轴固接，固接点位置可调，以控制主动磁体托盘和从动磁体托盘上的永磁体相距2-6mm，优选为4mm；优选地，主动磁体托盘11和从动磁体托盘3分别通过紧固螺钉13或销钉与动力轴4和传动轴1固接，紧固螺钉13或销钉设置在主动磁体托盘11和从动磁体托盘3中部突起上。尾部防漏封盖10的盖沿设有圆槽，防漏橡皮圈6固定在圆槽内，尾部防漏封盖10用螺丝钉固定在主壳体5上；尾部防漏封盖10上设有小孔8，给动力装置7提供电源的电缆9从尾部防水封盖中间的小孔8导出，小孔8通过防水胶密封。从动磁体托盘罩2的罩沿设有圆槽，防漏橡皮圈6固定在圆槽内，从动磁体托盘罩2用螺丝钉固定在主壳体5上。

尾部防漏封盖10上设有小孔8不但将为动力装置7提供电源的电缆9导出，在某些特高水压情况下，如深海作业时，还可以通过该小孔8注入液体。深海作业中巨大的海水压力会使主壳体5产生变形，这时，可从借助液体在不同压力下体积变化微小这一特性，先向主壳体内部注满低粘性的不对主壳体内部部件造成损害的液体，然后再用防水胶将小孔8密封。于是，在深海内部，主壳体5内部的液体压力可以平衡主壳体外部海水产生的压力，以阻止主壳体5在巨大压力下产生变形。

在每个凹槽14内设有通孔15，可以将主动磁体托盘11和从动磁体托盘3对永磁体12之间的磁场受到的干扰降低。

凹槽沿突出封闭端表面约2～3mm。动力轴4和传动轴1分别连接在封闭端两侧的凹槽上，两侧凹槽内均设置有轴承，以承担两侧动力轴和传动轴承因磁体吸引产生的压力。

主动磁体托盘11和从动磁体托盘3分别通过紧固螺钉13或销钉与动力轴4和传动轴1固接。固接位置可以调整，根据不同的应用需求，通过调节主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的紧固螺钉13，可以分别调节主动磁体托盘11和从动磁体托盘3在动力轴4和传动轴1上的位置，进而改变两个磁体托盘之间的距离，以改变两个磁体托盘上磁体之间的磁力，于是便可以控制两个磁体托盘之间的极限传动扭矩。

如图4为主动磁体托盘11和从动磁体托盘3处于不同位置时两个托盘上的永磁体12的受力示意图。图4-1为动力装置7停止运转时，主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的磁体分别两两正面相对，两块磁体所受磁力分别指向对面的磁体，大小相等，此时不存在动力传输。图4-2为动力装置运行时，传动轴1上因为安装了螺旋桨或其他设备而加上了荷载，且荷载对传动轴1所产生的扭矩必与动力装置对动力轴4产生的扭矩方向相反，因此主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的磁体将分别两两斜相对，两块磁体所受磁力分别指向对方中心，大小相等。由于磁力牵引，从动磁体托盘3将不断趋向于回复到图4-1所示的主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的磁铁两两正面相对的状态，而主动磁体托盘11因动力装置7的驱动不断转动，因此，从动磁体托盘3也将跟随主动磁体托盘11不断转动，这就完成了动力由主壳体5内部传输到传动轴1的过程。由上述可知，在实际使用中，因为该防水套内部的动力装置和外部的传动轴之间没有活动连接，仅仅依靠磁铁之间的磁力传输动力，主壳体封闭端与主壳体5是一体的，因此，外部液体只能通过尾部防漏封盖10上的小孔8及其与主壳体5的连接处进入主壳体内，但是这两处也是采用固定连接，防漏易于实现，因此，该发明所述的防漏封套具有良好的防漏效果。

当传动轴1上的荷载过大，传动轴1上的荷载产生的扭矩超过了主动磁体托盘11和从动磁体托盘3之间的极限传动扭矩时，如传动轴因故障被卡住等情况发生时，此时牵引从动磁体托盘3跟随主动磁体托盘11一起旋转所需要的牵引力将超过主动磁体托盘11和从动磁体托盘3上的磁体所产生的磁力，此时两个托盘上磁体产生的磁力将不足以牵引从动磁体托盘3转动，但主动磁体托盘11将会在动力装置7的驱动下继续转动，而从动磁体托盘3因荷载过大将会停止转动，主动磁体托盘11和从动磁体托盘3将会发生相对错位转动。由此可见，主动磁体托盘11和从动磁体托盘3之间通过磁力牵引这种连接形式实际上是一种非刚性连接，传动轴1因故障等原因被卡死不会导致动力轴4卡死，这实际上就达到了保护动力装置的目的。

本例中取主壳体5为圆筒形是为了便于阐述。在其他实际运用中，主壳体不限于是圆筒状，可以是大型隔板等等，只要等起到支撑动力轴和传动轴、隔离内外空间的功能即可。

如此所述，便可较好地实现本发明。

Claims (9)

1.一种磁传动防漏封套，其特征在于包括动力装置、主壳体、主动磁体托盘、从动磁体托盘、永磁体、尾部防漏封盖、传动轴和动力轴；主壳体为一端封闭的腔体，产生旋转运动的动力装置固定在主壳体内，主壳体封闭端为非磁性材料制成，封闭端中心两侧分别对称设有凹槽，主动磁体托盘设置在主壳体封闭端的内侧，从动磁体托盘设置在主壳体封闭端外侧；主动磁体托盘和从动磁体托盘中部设有突起，突起中部设有通孔；动力轴一端与动力装置连接，另一端穿过主动磁体托盘上的通孔与设置在主壳体封闭端内测的凹槽连接；传动轴穿过从动磁体托盘上的通孔与设置在主壳体封闭端外侧的凹槽连接；主动磁体托盘和从动磁体托盘上沿径向均匀设有四个凹槽，每个凹槽内设有一个永磁体；主动磁体托盘和从动磁体托盘分别与动力轴和传动轴固接，固接点位置可调，控制主动磁体托盘和从动磁体托盘上的永磁体相距2-6mm；尾部防漏封盖的盖沿设有圆槽，防漏橡皮圈固定在圆槽内，尾部防漏封盖固定在主壳体上；尾部防漏封盖上设有小孔，给动力装置提供电源的电缆从尾部防水封盖中间的小孔导出，小孔通过防水胶密封。

2.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述磁传动防漏封套还包括从动磁体托盘罩，从动磁体托盘罩的罩沿设有圆槽，防漏橡皮圈固定在圆槽内，从动磁体托盘罩用螺丝钉固定在主壳体上。

3.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述封闭端中心两侧的凹槽内设有轴承，通过轴承分别与传动轴和动力轴连接。

4.根据权利要求1或3所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述封闭端中心两侧设有突起，所述凹槽在突起内，凹槽突出封闭端表面2～3mm。

5.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述主动磁体托盘和从动磁体托盘分别通过紧固螺钉或销钉分别与动力轴和传动轴固接。

6.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述主壳体为一端封闭的圆筒结构。

7.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述动力装置为电机或马达等旋转动力装置。

8.根据权利要求1所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述主动磁体托盘和从动磁体托盘呈圆盘状，形状与结构相同。

9.根据权利要求9所述的磁传动防漏封套，其特征在于：所述主动磁体托盘和从动磁体托盘的凹槽，每个凹槽中间设有通孔，每个凹槽中固定有永磁铁。

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