CN103117641A

CN103117641A - 磁传动设备的磁力平衡装置

Info

Publication number: CN103117641A
Application number: CN2013100292452A
Authority: CN
Inventors: 赵克中; 闫雪兰; 李成军; 韩爱国; 杜海宽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-27
Filing date: 2013-01-27
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明公开一种运用于磁传动设备中平衡磁传动偶件间及设备运行时产生轴向力的方法及装置。本发明的磁力平衡方法是在磁力传动装置的运动部件和非运动部件间分别设置其磁力线沿轴向分布的附加磁性元件，且设置于运动部件与非运动部件的附加磁性元件间产生的磁作用力与分别设置于驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向综合力方向相反。采用本发明的方法制备的设备可利用附加磁性元件产生的力平衡由驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向力。

Description

磁传动设备的磁力平衡装置

技术领域

本发明涉及一种运用于磁传动设备中用于平衡磁传动偶件间及设备运行时产生轴向力的方法，以这采用这种方法的装置，这里所述的轴向是指驱动轴或从动轴的轴向。

背景技术

磁力传动装置、一般用于输送或搅拌有毒、有害、易燃、易爆、高温、高压的介质，对设备的安全可靠性要求很高。磁力传动装置均是由带有磁性元件的驱动与从动磁传动偶件构成的。在传递扭矩时由于驱动轴和从动轴上的两个带有磁性装置的磁传动元件间的间隙较小，沿其轴向（既驱动或从动轴的轴向）必然产生相互吸引或相互排斥的轴向力。为克服磁力传动装置中的轴向力，现有技术中需要设置特殊的机械机构，例如轴向的止推轴承就是其中的一种机构。但现有技术中的这些特殊的机构难以保证工况所需要的安全可靠性；而且还会因止推轴承摩擦副的摩擦使机械损失增大，造成设备额外的无功动力损失，使设备相对效率变低。

如何克服现有技术不足是现阶段磁力传动领域待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种可能克服现有技术不足、能有效克服磁力传动设备的轴向磁力的方法，同时提供相应的装置。

本发明的磁力传动装置的磁力平衡方法是在磁力传动装置的运动部件（如传动轴）和非运动部件（如设备的壳体等静止部件）间分别设置其磁力线沿轴向分布的附加磁性元件，且设置于运动部件与非运动部件的附加磁性元件间产生的磁作用力与分别设置于驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向综合力方向相反。显然，采用本发明的方法，由端面永磁体间可以产生轴向的与由驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向力相反的力，利用这一力即可平衡由驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向力。

采用本发明的方法的磁力传动设备的磁力平衡装置包括分别设置于驱动轴上和从动轴上的磁性传动元件、轴承、支架，在运动部件和非运动部件上分别固定设置的有的其端面法线与轴向平行的两个附加的端面永磁体，两个附加的端面永磁体间以气隙相隔，且两端面永磁体间的作用力方向与由分别设置于驱动轴上和从动轴上磁传动元件间产生的轴向综合力方向相反。

以下是本发明优选的装置特征：

本发明的磁力传动装置的磁力平衡装置中每个端面永磁体由至少一个环形的永磁体构成，其磁极与环的平面相垂直；

本发明的磁力传动装置的磁力平衡装置中，每个端面永磁体由两个同心的环形永磁体构成。采用这两个同心环形的永磁体后，使磁场内部的磁力线形成了自回路，减小磁力线的发散损失，增强了端面磁场，提高了使用寿命。

本发明的磁力传动装置的磁力平衡装置，其特征在于每个环形永磁体是用若干块小块的永磁块拼成，且位于外环上的磁极与位于内环上的磁极相反；

本发明的磁力传动装置的磁力平衡装置中，其端面永磁体包封于顺磁材料，如耐腐蚀不锈钢等材料，之内，且每个端面永磁体处于气隙面的另一侧设置有用软铁构成的磁短路导磁体将端面永磁体的该侧磁短路。

本发明通过设置于运动部件和静止部件的两个附加的端面永磁体的磁场相互作用平衡了由设置于驱动轴和从动轴上的磁传动元件和设备时所产生的综合轴向力，达到设备安全可靠运行的装置，达到整体设备自动平衡的目的，同时大大简化了机构。本发明的两个端面永磁体间相互不接触，在轴向无磨擦，因此可以完全克服现有技术中存在的机械磨擦损失，可以大大提高设备的效率，节省能源。本发明在具体的运用中可以通过磁路优化设计，在有限的空间范围内，准确的将单位面积所受的磁力提高到最大，并与永磁设备运行所产生的综合轴向力所匹配，且本发明的磁平衡装置结构非常简单，占有空间小；减化了复杂的机械平衡系统，克服了机械磨擦损失，使设备在启动和运行过程中达到软启动软连接，减小设备振动，提高了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图2为附图1的K-K向剖面视图，图3为附图1中动环A和静环B处永磁体与导磁体局部放大的磁场分布图。

图中：磁平衡装置是由两种磁极相反的动环A和静环B组成；动环A中，10为包封于导磁体环11和永磁体环12的耐腐蚀不锈钢包封，11为导磁体环，12为永磁体环；静环B中，13为永磁体环；14为导磁体环；15为包封永磁体环13和导磁体环14的顺磁材料包封。

具体实施方式

本发明以下结合附图及实施例解说。

由图1可见，本发明是分别在传动轴和静止件分别固定动环和静环，通过磁场之间的斥力达到自平衡轴向力的目的。在本发明的一个实施例中，动环A在传动轴上固定，静环B在静止件上固定，形成一副相斥的磁力辐；动环A与静环B相对应，永磁体环是由许多固定于轴向的永磁体块组成，分别镶嵌永磁体块形成的磁环，由两圈磁环组成，磁极相反；每个环是由同极磁块组成，外圈动环A上的永磁体环N极与静环B上永磁体环N极相斥，内圈动环A上的永磁体环S极与静环B上永磁体环S极相斥；在同一动、静环上，而两磁环之间的N、S极又形成内部自回路，增强了断面磁场；当磁传动设备在运行时所产生的轴向力增大时，设置于传动轴上的动环A设置方式为：在图1中的左边的两环形极性相反的永磁块的左侧设置一个用软铁制成的磁短路导磁体11，同时将两个永磁块构成的端面永磁体12和磁短路导磁体11用顺磁材料10包封于其中；同理，图1中右边的两块极性相反的永磁块的右侧设置一个用软铁制成的磁短路导磁体14，同时将两个永磁块构成的端面永磁体13和磁短路导磁体14用顺磁材料15包封于其中，在本实施例中所用的顺磁材料均为耐腐蚀不锈钢。两个端面永磁体12和13间以气隙相隔。当磁传动设备在运行时所产生的轴向力与端面永磁体12和13产生的斥力正好相反，如此形成相互平衡的两个力，当磁传动设备在运行时所产生的轴向力减小时，磁平衡装置起到软启动的作用，由于这一力的存在，使整个设备不再需要机械结构的平衡机构。

本发明的上述实施例在运行时，驱动轴上和从动轴上的磁传动元件产生了轴向的相互吸引力，而两个端面永磁体12与13间则产生相互的斥力，这一斥力可达到自动平衡的目的，保护了系统设备的安全性。相关的试验表明，本发明具有运行平稳、振动小、磨损小、寿命长、成本低、效率高的优良性能。

Claims

1.磁力传动装置的磁力平衡方法，其特征在于在磁力传动装置的运动部件和非运动部件间分别设置其磁力线沿轴向分布的附加磁性元件，且设置于运动部件与非运动部件的附加磁性元件间产生的磁作用力与分别设置于驱动轴和从动轴上的磁传动元件及设备在运行中产生的轴向综合力方向相反。

2.权利要求1所述磁力传动装置的磁力平衡方法的装置，包括分别设置于驱动轴上和从动轴上的磁性传动元件、轴承、支架，其特征在于在运动部件和非运动部件上分别固定设置有其端面法线与轴向平行的两个附加的端面永磁体，两个附加的端面永磁体间以气隙相隔，且两端面永磁体间的作用力方向与由分别设置于驱动轴上和从动轴上磁传动元件间产生的轴向综合力方向相反。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于每个端面永磁体由至少一块环形的永磁体构成，其磁极与环的平面相垂直。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于每个端面永磁体由两个同心的环形永磁体构成。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于每个环形永磁体是用若干块小块的永磁块拼成，且位于外环上的磁极与位于内环上的磁极相反。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于各个端面永磁体包封于顺磁材料之内，且每个端面永磁体处于气隙面的另一侧设置有用软铁构成的磁短路导磁体将端面永磁体的该侧磁短路。