CN102013770B - 外转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法，密封装置具有模芯，模芯具有空心圆筒、定位轴、电热元件，空心圆筒的上端面设有一个以上的石蜡注入口和一个以上的密封树脂注入口，空心圆筒的侧壁上开有一个以上的抽真空导管出口。密封方法为：用铁磁吸附圈将玻璃纤维布固定在外转子的永磁体上，用石蜡或其他低熔点物质封闭模芯，并采用真空灌注密封树脂对外转子永磁电机的永磁体进行密封。本发明有效地提高永磁体密封的质量，提高真空灌注的工作效率，由于密封后外转子内圆的圆柱度能得到要求，几乎不需要人工对灌注密封树脂后的工件进行修整，大大地降低操作人员的工作量和劳动强度。

Description

外转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法

技术领域

本发明涉及一种外转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法。

背景技术

外转子永磁电机的外转子内壁上安装有永磁体磁极，为了提高磁极安装的牢固度，防止永磁体的损坏，在永磁体磁极之间的缝隙间要灌注密封树脂，在永磁体的上表面要贴附保护用的玻璃纤维布，从而将永磁体整体密封在转子内壁上。使用真空灌注密封树脂的方法对永磁体进行密封，能较好地保证永磁体的密封质量。密封时首先要在永磁体与外转子内壁之间形成一个密闭的空间，将此密闭空间抽真空后，才能将密封树脂灌注其中。现通常采用的抽真空方法是在永磁体表面手工贴气密隔膜，但由于工件体积太大，气密隔膜需要进行多处拼接，接口处和气密隔膜与工件结合部难以保证密闭，导致真空度达不到规定的要求，不能保证密封树脂充满所有的缝隙，此外，由于气密隔膜无法紧贴住工件，导致密封树脂在重力的作用下向下流淌，在工件内部的局部圆柱度可能达不到规定的要求，在灌注密封树脂后常常要花费大量的时间进行测量和铲除多余的密封树脂。

在先申请的中国专利CN101572461A《用于密封发电机的转子的永磁体的方法以及发电机的转子》公开了一种用于密封发电机的转子的永磁体的方法，该方法是将端部屏障件布置在转子磁轭的空出部分上；用非磁性材料薄片将永磁体和间隔件包起来，该薄片覆盖转子的整个长度，包括端部屏障件；将气密隔膜布置在薄片的外侧，并使它与转子磁轭的端部密封，这样，隔膜和转子磁轭一起形成气密包封罩；向在隔膜和转子磁轭之间的气密包封罩施加真空；将树脂灌注至该气密包封罩中；以及使该树脂凝固，此方法只适用于内转子永磁电机永磁体的密封树脂真空灌注，同时气密包封罩内的真空度也难以得到保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种外转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法，能方便有效地使玻璃纤维布紧贴住外转子的永磁体，并保证永磁体缝隙间及永磁体与玻璃纤维布之间能充满密封树脂，达到密封要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种外转子永磁电机永磁体的密封装置，用于密封安装有永磁体的外转子，外转子为碗形结构，外转子的中心部位设有轴承安装孔，永磁体环状排列在外转子的外端面与内端面之间的内圆柱面上，所述的密封装置具有模芯，所述的模芯具有与外转子的外端面与内端面配合的空心圆筒、用于插入轴承安装孔的定位轴、电热元件，所述的空心圆筒的上端面设有一个以上的石蜡注入口和一个以上的密封树脂注入口，所述的空心圆筒的侧壁上开有一个以上的抽真空导管出口，所述的石蜡注入口分布的圆周直径小于永磁体分布的圆周直径，所述的密封树脂注入口位于石蜡注入口外侧。

所述的空心圆筒的上端面设有与外转子的外端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封树脂注入口外侧，所述的空心圆筒的下端面设有与外转子的内端面密封连接的下密封装置。

所述的空心圆筒由非磁性材料制成，所述的空心圆筒的截面为“Z”字形。所述的空心圆筒内安装有轮毂式的辐板，所述的电热元件安装在辐板上，所述的定位轴安装在辐板中心的圆筒内。

所述的上密封装置包括上密封条和上端面密封凹槽，上密封条嵌入上密封凹槽内，所述的下密封装置包括下密封条和下端面密封凹槽，下密封条嵌入下端面密封凹槽内。

一种使用上述的外转子永磁电机永磁体的密封装置密封外转子的密封方法，该方法为：

首先在外转子的永磁体的内壁吸附缠绕有玻璃纤维布的铁磁吸附圈，利用永磁体对铁磁吸附圈的磁力，玻璃纤维布紧密吸附在永磁体的内壁，铁磁吸附圈上布置抽真空装置和覆盖在抽真空装置上的隔离膜，将铁磁吸附圈的上端、下端与外转子的外端面、内端面接触处分别粘接。

将模芯吊起，将定位轴插入外转子的轴承安装孔内，空心圆筒的上端面与外转子的外端面通过上密封装置密封连接，空心圆筒的下端面与外转子的内端面通过下密封装置密封连接；

将抽真空导管从抽真空导管出口中抽出，将所有侧壁上抽真空导管出口与抽真空导管之间的空隙和没有安装抽真空导管的抽真空导管出口全部封死。

将低熔点物质加热到熔点以上，保持其熔化状态，从石蜡注入口注入熔化的低熔点物质，流动的低熔点物质将铁磁吸附圈与空心圆筒之间的空隙填满，永磁体之间及永磁体与玻璃纤维布之间与外部隔绝形成封闭的空间。

在低熔点物质固化后，将与密封树脂注入口相通的管道上的阀门关闭，将抽真空装置的抽真空导管与真空泵连接，启动真空泵抽真空，待真空度达到设定值后，开启与密封树脂注入口相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道注入永磁体与玻璃纤维布间的缝隙内；在密封树脂固化后，开启电热元件，使低熔点物质再次熔化，保持温度高于低熔点物质的熔点温度，将低熔点物质排出；吊起模芯，拆除所有的密封树脂注入管道和抽真空装置，进行清理后便完成了永磁体密封工作。

进一步地，所述的低熔点物质为石蜡。

进一步地，在密封树脂固化时，当环境温度低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元件，并进行保温，当环境温度高于密封树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温度。

本发明的有益效果是：本发明的外转子永磁电机永磁体的密封装置及其密封方法能够有效地提高永磁体密封的质量，充分保证抽真空时能达到规定的真空度，提高真空灌注的工作效率50％以上，由于密封后外转子内圆的圆柱度能得到要求，几乎不需要人工对灌注密封树脂后的工件进行修整，大大地降低操作人员的工作量和劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明中铁磁吸附圈的结构示意图；

图2是本发明中密封装置的结构示意图；

图3是采用本发明的密封装置及密封方法密封外转子的使用示意图；

图4是图3中A处的放大示意图；

其中：1.铁磁吸附圈，1-1.带孔铁磁材料薄板，1-2.脱模布，2.模芯，2-1.空芯圆筒，2-11.上端面，2-111.上端面密封凹槽，2-12.下端面，2-121.下端面密封凹槽，2-13.石蜡注入口，2-14.抽真空导管出口，2-15.密封树脂注入口，2-16.辐板，2-17.上密封条，2-18.下密封条，2-2.定位轴，2-3.电热元件，3.外转子，3-1.永磁体，3-2.玻璃纤维布，3-3.缝隙，4.抽真空装置，4-1.抽真空导管，5.隔离膜。

具体实施方式

如图2图3所示，一种外转子永磁电机永磁体的密封装置，用于密封安装有永磁体3-1的外转子3，外转子3为碗形结构，外转子3的中心部位设有轴承安装孔，永磁体3-1环状排列在外转子3的外端面与内端面之间的内圆柱面上，永磁体在外转子内构成一个多边体。

密封装置具有模芯2，模芯2具有与外转子3的外端面与内端面配合的空心圆筒2-1、用于插入轴承安装孔的定位轴2-2、电热元件2-3，空心圆筒2-1由非磁性材料制成，空心圆筒2-1的截面为“Z”字形，空心圆筒2-1上端面的外径大于或等于外转子3的外径，空心圆筒2-1下端面的内径小于或等于外转子3的内径，空心圆筒2-1内安装有轮毂式的辐板2-16，电热元件2-3安装在辐板2-16上，电热元件的功率可调，最大发热量足以保证注入模芯2与铁磁吸附圈1之间的低熔点物质熔化，加热时可在外转子3外加一保温罩。

定位轴2-2安装在辐板2-16中心的圆筒内，定位轴2-2与辐板2-16中心的圆筒静配合，定位轴2-2采用钢质材料，定位轴2-2伸出辐板2-16中心的圆筒的部分外径小于轴承安装孔的内径。

空心圆筒2-1的上端面2-11设有一个以上的石蜡注入口2-13和一个以上的密封树脂注入口2-15，空心圆筒2-1的侧壁上开有一个以上的抽真空导管出口2-14，石蜡注入口2-13分布的圆周直径小于永磁体3-1分布的圆周直径，密封树脂注入口2-15位于石蜡注入口2-13外侧。密封树脂注入口2-15一端与永磁体3-1之间的缝隙3-3相通，密封树脂注入口2-15另一端通过管道与密封树脂储罐相通。

空心圆筒2-1的上端面底部设有与外转子3的外端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封树脂注入口2-15外侧，空心圆筒2-1的下端面底部设有与外转子3的内端面密封连接的下密封装置，上密封装置包括上密封条2-17和上端面密封凹槽2-111，上密封条2-17嵌入上密封凹槽2-111内，下密封装置包括下密封条2-18和下端面密封凹槽2-121，下密封条2-18嵌入下端面密封凹槽2-121内。

如图3图4所示，一种使用上述外转子永磁电机永磁体的密封装置密封外转子的密封方法，该方法为：

首先在外转子3的永磁体3-1的内壁吸附缠绕有玻璃纤维布3-2的铁磁吸附圈1，利用永磁体3-1对铁磁吸附圈1的磁力，玻璃纤维布3-2紧密吸附在永磁体3-1的内壁，铁磁吸附圈1上布置抽真空装置4和覆盖在抽真空装置4上的隔离膜5，铁磁吸附圈1的上、下端与外转子3的外、内端面接触处分别用胶带粘接，以防止低熔点物质渗到玻璃纤维布3-2上。

如图1所示，铁磁吸附圈1具有多个套袋单元，套袋单元具有由脱模布1-2制成的套袋，套袋内装有平整而具有韧性的带孔铁磁材料薄板1-1。带孔铁磁材料薄板1-1的厚度为1mm，可以采用冲孔或用金属编织的筛网，套袋可由两块可覆盖带孔铁磁材料薄板1-1的脱模布1-2用缝纫或超声缝合的方法制成，带孔铁磁材料薄板1-1置于套袋中，并缝合套袋口，并适当卷曲形成筒形铁磁吸附圈1，铁磁吸附圈1的尺寸稍大于与外转子3的内表面积。

玻璃纤维布3-2为一层或多层高密度玻璃纤维材料，玻璃纤维布3-2的尺寸稍大于外转子3的内表面积。利用永磁体3-1对铁磁吸附圈1的吸力，铁磁吸附圈1的顶压作用使玻璃纤维布3-2在外转子3内部形成一个圆柱体，玻璃纤维布3-2牢固、平顺、服帖地附着在外转子3内表面上，从而极大地提高了外转子3密封后的内部圆柱度。

将模芯2吊起，将定位轴2-2插入外转子3的轴承安装孔内，定位轴2-2与轴承安装孔动配合，使模芯2与外转子3保持同心。

空心圆筒2-1的上端面与外转子3的外端面通过上密封装置密封连接，空心圆筒2-1的下端面与外转子3的内端面通过下密封装置密封连接。

将抽真空导管4-1从抽真空导管出口2-14中抽出，将所有侧壁上抽真空导管出口2-14与抽真空导管4-1之间的空隙和没有安装抽真空导管4-1的抽真空导管出口2-14全部封死。

低熔点物质选用石蜡。

将石蜡加热到熔点以上，保持其熔化状态，从石蜡注入口2-13注入熔化的石蜡，流动的石蜡将铁磁吸附圈1与空心圆筒2-1之间的所有空隙全部填满，永磁体3-1之间及永磁体3-1与玻璃纤维布3-2之间与外部隔绝形成封闭的空间；

在石蜡固化后，将与密封树脂注入口2-15相通的管道上的阀门关闭，将抽真空装置4的抽真空导管4-1与真空泵连接，启动真空泵抽真空，待真空度达到设定值后，开启与密封树脂注入口2-15相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道注入永磁体3-1之间的缝隙3-3内以及与永磁体3-1玻璃纤维布(3-2)间的所有缝隙内；在密封树脂固化后，开启电热元件2-3，盖上保温罩，使石蜡再次熔化，保持温度高于石蜡的熔点温度，用抽取或吸出的方法将石蜡排出；吊起模芯2，拆除所有的密封树脂注入管道和抽真空装置4，进行清理后便完成了永磁体密封工作。

在密封树脂固化时，当环境温度低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元件2-3，并进行保温，当环境温度高于密封树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温度。

本发明用铁磁吸附圈1将玻璃纤维布3-2固定在外转子3的永磁体3-1上，用石蜡或其他低熔点物质封闭模芯2，并采用真空灌注密封树脂对外转子永磁电机的永磁体3-1进行密封。采用本发明的密封装置及密封方法密封的外转子3，其密封树脂完全充满永磁体3-1之间及永磁体3-1与玻璃纤维布3-2之间所有的缝隙，灌注密封得到的外转子3内表面的圆柱度能够满足要求，后续的测量及铲除多余密封树脂的工作量减少，密封方法操作简单，密封后得到的外转子3的密封性能提高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种外转子永磁电机永磁体的密封装置，用于密封安装有永磁体(3-1)的外转子(3)，外转子(3)为碗形结构，外转子(3)的中心部位设有轴承安装孔，永磁体(3-1)环状排列在外转子(3)的外端面与内端面之间的内圆柱面上，其特征在于：所述的密封装置具有模芯(2)，所述的模芯(2)具有与外转子(3)的外端面与内端面配合的空心圆筒(2-1)、用于插入轴承安装孔的定位轴(2-2)、电热元件(2-3)，所述的空心圆筒(2-1)的截面为“Z”字形，所述的空心圆筒(2-1)的上端面(2-11)设有一个以上的石蜡注入口(2-13)和一个以上的密封树脂注入口(2-15)，所述的空心圆筒(2-1)的侧壁上开有一个以上的抽真空导管出口(2-14)，所述的石蜡注入口(2-13)分布的圆周直径小于永磁体(3-1)分布的圆周直径，所述的密封树脂注入口(2-15)位于石蜡注入口(2-13)外侧；

所述的空心圆筒(2-1)的上端面设有与外转子(3)的外端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封树脂注入口(2-15)外侧，所述的空心圆筒(2-1)的下端面设有与外转子(3)的内端面密封连接的下密封装置。

2.如权利要求1所述的外转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于：所述的空心圆筒(2-1)由非磁性材料制成。

3.如权利要求1所述的外转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于：所述的空心圆筒(2-1)内安装有轮毂式的辐板(2-16)，所述的电热元件(2-3)安装在辐板(2-16)上，所述的定位轴(2-2)安装在辐板(2-16)中心的圆筒内。

4.如权利要求1所述的外转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于：所述的上密封装置包括上密封条(2-17)和上端面密封凹槽(2-111)，上 密封条(2-17)嵌入上密封凹槽(2-111)内，所述的下密封装置包括下密封条(2-18)和下端面密封凹槽(2-121)，下密封条(2-18)嵌入下端面密封凹槽(2-121)内。

5.一种使用权利要求1～3任一项所述的外转子永磁电机永磁体的密封装置密封外转子的密封方法，其特征在于：该方法为：

首先在外转子(3)的永磁体(3-1)的内壁吸附缠绕有玻璃纤维布(3-2)的铁磁吸附圈(1)，利用永磁体(3-1)对铁磁吸附圈(1)的磁力，玻璃纤维布(3-2)紧密吸附在永磁体(3-1)的内壁，铁磁吸附圈(1)上布置抽真空装置(4)和覆盖在抽真空装置(4)上的隔离膜(5)，铁磁吸附圈(1)的上端、下端与外转子(3)的外端面、内端面接触处分别粘接；

将模芯(2)吊起，将定位轴(2-2)插入外转子(3)的轴承安装孔内，空心圆筒(2-1)的上端面与外转子(3)的外端面通过上密封装置密封连接，空心圆筒(2-1)的下端面与外转子(3)的内端面通过下密封装置密封连接；

将抽真空导管(4-1)从抽真空导管出口(2-14)中抽出，将所有侧壁上抽真空导管出口(2-14)与抽真空导管(4-1)之间的空隙和没有安装抽真空导管(4-1)的抽真空导管出口(2-14)全部封死；

将低熔点物质加热到熔点以上，保持其熔化状态，从石蜡注入口(2-13)注入熔化的低熔点物质，流动的低熔点物质将铁磁吸附圈(1)与空心圆筒(2-1)之间的空隙填满，永磁体(3-1)之间及永磁体(3-1)与玻璃纤维布(3-2)之间与外部隔绝形成封闭的空间；

在低熔点物质固化后，将与密封树脂注入口(2-15)相通的管道上的阀门关闭，将抽真空装置(4)的抽真空导管(4-1)与真空泵连接，启动真空泵抽 真空，待真空度达到设定值后，开启与密封树脂注入口(2-15)相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道注入永磁体(3-1)与玻璃纤维布(3-2)间的缝隙内；在密封树脂固化后，开启电热元件(2-3)，使低熔点物质再次熔化，保持温度高于低熔点物质的熔点温度，将低熔点物质排出；吊起模芯(2)，拆除所有的密封树脂注入管道和抽真空装置(4)，进行清理后便完成了永磁体密封工作。

6.如权利要求5所述的密封方法，其特征在于：所述的铁磁吸附圈(1)具有一个以上的套袋单元，所述的套袋单元具有由脱模布(1-2)制成的套袋，套袋内装有带孔铁磁材料薄板(1-1)。

7.如权利要求5所述的密封方法，其特征在于：所述的低熔点物质为石蜡。

8.如权利要求5所述的密封方法，其特征在于：在密封树脂固化时，当环境温度低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元件(2-3)，并进行保温，当环境温度高于密封树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温度。 

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