CN105579368B - 可清洁的传送带驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种卫生的传送带驱动系统。该驱动系统具有刚性安装在壳体中的定子，所述壳体具有与安装支架的外表面相连续的外支承面，并且消除难于清洁的隐蔽处。转子组件由可转动地安装在壳体外表面上的驱动轮构成，或者由缠绕一部分外表面的有磁性的带构成，通过定子产生的转动的磁通波使所述转子组件转动。定子和转子能够形成感应电机或同步电机。

Description

可清洁的传送带驱动系统

技术领域

本发明总体涉及一种动力驱动的传送机，更具体地涉及一种传送带驱动装置。

背景技术

环形传送带通常通过安装在驱动轴上的由电机和传动链驱动的皮带轮或链轮来驱动，这里所述传动链包括齿轮箱、电力传输带或滚链。皮带轮或链轮、轴、电机和传动链均安装在传送机的框架中。但是这些部件却成为细菌藏身的隐匿处，以及难于清洁的缝隙。即使是将电机、传动链和皮带轮或链轮联合为一整套的鼓形电机，也需要安装部件，这样也产生了难于清洁的区域。在卫生的场合，彻底清洁传送机和它们的驱动系统的能力是重要的。

发明内容

体现本发明特征的传送机驱动系统的一种变体包括壳体，所述壳体具有内部区域和围绕着所述内部区域的静态的外支承面。定子沿轴线容纳在所述壳体的所述内部区域中。定子能被通电以产生绕所述轴线转动的磁通波。转子具有与所述壳体的所述外支承面接触的内支承面。所述磁通波与所述转子相互作用，以使所述转子沿所述壳体的所述外支承面绕所述轴线转动。

传送机驱动系统的另一种变体包括管状壳体，所述管状壳体具有沿轴向伸长的圆柱形的外支承面。静态定子封装在所述管状壳体内。定子能被通电以产生绕所述轴向转动的磁通波。转子组件具有由内支承环限定而成的中心轴孔，其接纳所述管状壳体的所述外支承面。所述转子组件还具有外驱动环，所述外驱动环与所述内支承环同轴。外驱动环的周边上的驱动结构驱动传送带。所述磁通波与所述转子组件相互作用，以使所述转子组件绕所述轴向沿所述壳体的所述外支承面转动，并绕所述外支承面的一部分驱动所述传送带。

附图说明

在下面的说明、所附权利要求和附图中将更详细地描述这些特征和其他方面，其中：

图1是体现本发明特征的传送带驱动系统的等距视图；

图2是图1中驱动系统的斜视图；

图3是图1的驱动系统端部的放大视图；

图4是图3的放大的驱动系统的切除视图；

图5是体现本发明特征的传送带驱动系统的另一种变体的等距视图，其包括作为转子的传送带；

图6是可用在图1的驱动系统中的磁阻电机或步进电机的端部的等距视图；

图7是可用在图1的驱动系统中的永磁电机的端部的等距视图；

图8A和8B是可用在图6中的磁阻电机或步进电机中的多段定子的部分分解和未分解的等距视图；

图9A和9B是图8A和8B的定子使转子轴向平移以便清洁以及使转子转动的等距视图；

图10A、10B和10C是可用在图1的驱动系统中的可清洁的转子的一种变体的等距视图、侧视图和正视图；

图11A、11B和11C是可用在图1的驱动系统中的可清洁的转子的第二种变体的等距视图、侧视图和正视图；

图12A、12B和12C是可用在图1的驱动系统中的可清洁的转子的第三种变体的等距视图、侧视图和正视图；以及

图13A、13B和13C是可用在图1的驱动系统中的可清洁的转子的第四种变体的等距视图、侧视图和正视图。

具体实施方式

图1和图2中示出了易于清洁的传送带驱动系统的一种变体。该驱动系统包括管状壳体10，其具有限定出中心轴线14的、伸长的、静态的圆柱形外支承面12。在大多数的传送机布置中，轴线14位于水平面内。壳体 10在相反的端部由安装支架16支撑，该安装支架显示为用于地面安装的带有支脚18的支柱。在地面安装的变体中，支柱显示为大体垂直于壳体10 的轴线14。但是安装支架也可以以不同方式布置以用于墙壁或天花板安装。并且在一些场合，壳体可以仅需要在一端的单个支柱。支柱的外表面20与壳体10的外支承面12以及与支柱16和圆柱形管10之间的过渡段的外表面22相连续。该连续的外表面具有远离壳体中间而恒定的或单调递减的直径，以避免形成细菌藏身或难于清洁的隐蔽处。

如图3更好显示的，驱动轮24具有中心孔26，其接纳壳体10的外支承面。驱动轮24具有交替的齿27和槽29形式的外周驱动结构28，交替的齿和槽与传送带32下侧30上的驱动接收结构啮合。壳体10是中空的，外支承面12围绕内部区域，在该内部区域中容纳着一个或更多个如图4所示的定子34。定子34具有钢芯35，其刚性地安装在定子孔36中所接纳的轴(未示出)上。所述轴的两端在过渡段22处静态地附接在安装支架16中。静态的定子34具有围绕壳体的轴线14周向布置的铜制绕组38和层状定子磁极40。定子绕组38在由交流电机驱动装置(未示出)通电时产生行进磁波42，其沿静态定子的磁极40行进以围绕轴线14转动。整个定子都装在外支承面12(图4中未示出)内，所述外支承面优选由不明显影响行进磁波42的材料制成，例如不锈钢。将定子绕组连接至电机驱动装置的导线穿过中空的安装支架16走线。

图4所示的驱动轮24由外周环44构成，带驱动结构28形成在该外周环上。外周环与位于外周环44内部的刚性环46同轴，并为了强度和刚度而由钢制成。导电环48，例如铝环或铜环，居于刚性环46内部。在导电环 48内部的是支承环50，其具有与定子壳体10的外支承面12相接触的内支承面52。

当定子通电时，转动磁波42在驱动轮24的导电环48中感应出电流(涡电流)。导电环48中被感应的电流产生电磁场，该电磁场与定子的转动磁波相互作用，以产生作用为围绕壳体10推动驱动轮24的作用力。因此，导电环48充当感应电机的转子。内支承环50、刚性环46和外周环44——均同轴固定在一起直到导电环48为止——形成了转子组件，即驱动轮26。

如图1和2所示，每个驱动系统可以有一个或更多个转子组件。可以有在壳体的整个轴向长度延伸的单个定子，或者有在间隔开的轴向位置成组在轴上的各个定子。如果采用多个定子，则每一个都可以与转子组件中的一个相关联。

当成组的一套定子中的定子通电时，行进的磁波不仅使相关联的转子转动，而且其还保持转子与定子轴向对准。当定子断电时，转子组件24能够在轴向15(如图3所示)上沿外支承面12滑动，并且滑动到较窄的渐缩段22用于清洁。同时，壳体的外支承面12也能够被清洁。为了允许转子组件26沿壳体10滑动，转子26的内支承面52的内径稍大于壳体的外支承面12的外径。

或者，驱动系统可以通过围绕转子组件在间隔开的圆周位置处安装永磁体来构造为同步电机。例如，图4中的导电环48能够由一系列永磁体棒 54代替，其围绕非磁性环的整个周边嵌入以形成磁性转子的磁极。或者，如图7所示，磁体能够被构造成海尔贝克(Halbach)阵列55以提高定子和转子之间的磁性耦合。图6中示出了另一种变体，其中将图4的驱动轮 24中的刚性环46和导电环48替换成铁磁体(例如铁或硅钢)环66，该环具有自该环径向向内面对的凸出的转子磁极68以与定子70形成磁阻电机。由定子产生的转动磁场感应转子中的非永磁体磁极，其由定子场牵引。电机可以是定子和转子磁极数量相等的同步磁阻电机，或者是磁极数量不等的变磁阻电机。采用适当的电子电机控制器来控制所述磁阻电机。

图8A和图8B示出了切换式磁阻定子的布置，其中以示例方式示出的定子72由三个同样的定子段74A-C构成。这三个定子段沿轴向对齐。在每一定子段中，定子绕组76缠绕着定子磁极78。定子72可以与永磁体转子一同使用以形成同步的步进电机，或者如图9A-9B所示，与磁阻转子80 一同使用。如图9B所示，当所有的定子段74A-C均通电时，转子按照箭头82所指示的那样绕定子转动。如果定子段74A通电，而其它定子段74B、74C断电，则转子80受到轴向作用力F，该作用力导向为使得定子和转子之间的磁路的磁阻降低。切换式磁阻转子80被吸引到通电的定子段74A，并且轴向滑动远离断电的定子段74B、74C。随着转子80轴向平移，外支承表面通常被转子遮盖的部分能够得以清洁。通过使中间的定子段74B重新通电并使之前已经通电的定子段74A断电，能够使转子80平移回到其正常位置。

图10A-13C示出了用于转子的易于清洁的外周环的四种变体。图10A-C 中的外环84的特征在于圆形的狭槽86，其在每个环的轴向和周向相反的两端处形成在外环84的周边内。每个狭槽都沿着大体圆形环的弦形成。狭槽 86允许清洁液进入到相邻的环之间的接缝88中。图12A-C示出了具有较深的圆形狭槽92的环90以具有甚至更大的清洁能力。图11A-C描绘了具有长V形狭槽96的轴向伸长的外环94以具有更好的清洁能力。以及图 13A-C示出了限定出平面99的成角度的外环98，平面99倾斜于所述环的轴线100，以提供到达定子壳体的支承面的途径以用于清洁。

图5中示出了驱动系统的另一种变体。定子和壳体10与图1中的相同。代替以转子作为驱动传送带的驱动轮的一部分，传送带本身可以被构造为转子。图5所示的传送带56是被磁化的扁平传送带。例如，传送带能够由两层构成——外层58和有磁性的内层60。外层58在其外侧上支承着被传送的物品，在其内侧上与有磁性的内层60结合。类似于挤压出的冰箱磁体，有磁性的内层可以是海尔贝克(Halbach)磁化的，以增大与定子的磁耦合。因此，能够在没有驱动轮的情况下通过定子来驱动有磁性的传送带。或者，有磁性的内层60可以包括一系列磁棒或磁条62，其横跨传送带的宽度沿轴线14延伸并形成转子磁极。为了平滑地架在壳体10的外支承面12上，传送带56的内支承面64是平滑的。

Claims (24)

1.一种传送机驱动系统，包括：

壳体，所述壳体具有内部区域和围绕着所述内部区域的静态的外支承面；

定子，所述定子沿轴线静态地容纳在所述壳体的所述内部区域中，并且能被通电以产生绕所述轴线转动的磁通波；

转子，所述转子具有架在所述壳体的所述外支承面上的内支承面，其中所述磁通波与所述转子相互作用，以使所述转子沿所述壳体的所述外支承面绕所述轴线转动。

2.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子包括导电驱动轮，所述导电驱动轮具有与所述轴线同轴并由所述内支承面限定而成的孔。

3.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子包括磁驱动轮，所述磁驱动轮与所述轴线同轴并具有多个磁极。

4.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子由铁磁材料制成，并且包括多个径向向内凸出的磁极以与所述定子形成变磁阻电机。

5.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述定子包括沿轴向对齐的多个相邻的定子段。

6.根据权利要求5所述的传送机驱动系统，其中所述定子段的每个是能被单独通电的。

7.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子包括驱动轮，所述驱动轮与所述轴线同轴，并具有外周，所述外周带有一个或更多个用于与传送带接合的驱动面。

8.根据权利要求7所述的传送机驱动系统，其中所述驱动轮的所述外周位于倾斜于所述轴线的平面内。

9.根据权利要求7所述的传送机驱动系统，其中所述外周具有狭槽，所述狭槽形成于轴向和周向间隔的位置处。

10.根据权利要求9所述的传送机驱动系统，其中所述狭槽是V形的。

11.根据权利要求9所述的传送机驱动系统，其中所述狭槽是圆形的。

12.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子包括与所述轴线同轴的刚性环和接纳于所述刚性环内的导电环。

13.根据权利要求12所述的传送机驱动系统，其中所述刚性环由钢制成，并且所述导电环由铝制成。

14.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子包括架在所述壳体的所述外支承面上的被磁化的传送带。

15.根据权利要求14所述的传送机驱动系统，其中所述被磁化的传送带是海尔贝克磁化的。

16.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述壳体的所述外支承面由非磁性材料制成。

17.根据权利要求16所述的传送机驱动系统，其中所述非磁性材料是不锈钢。

18.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述壳体是沿所述轴线伸长的圆柱形管。

19.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述壳体包括至少一个安装支架，所述安装支架具有与所述外支承面连续的外表面。

20.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中由所述定子产生的所述磁通波使所述转子保持与所述定子沿轴向对齐。

21.根据权利要求1所述的传送机驱动系统，其中所述转子的所述内支承面的内径稍大于所述壳体的所述外支承面的外径，大于的量足以允许所述转子在所述定子未通电时沿所述外支承面轴向滑动。

22.一种传送机驱动系统，包括：

管状壳体，所述管状壳体具有沿轴向伸长的圆柱形的外支承面；

定子，所述定子静态地封装在所述管状壳体内，并且能被通电以产生绕所述轴向转动的磁通波；

转子组件，所述转子组件具有由内支承环限定而成的中心轴孔，用于接纳所述管状壳体的所述外支承面，所述转子组件还具有与所述内支承环同轴的外驱动环，并具有用于驱动传送带的外周驱动结构，其中所述磁通波与所述转子组件相互作用，以使所述转子组件绕所述轴向沿所述壳体的所述外支承面转动，并绕所述外支承面的一部分驱动所述传送带。

23.根据权利要求22所述的传送机驱动系统，其中所述内支承环由导电材料制成，并且所述磁通波在导电的所述内支承环中感应出电流，产生转子磁场，所述转子磁场与所述磁通波相互作用以产生使所述转子组件绕静态的所述定子转动的作用力。

24.根据权利要求22所述的传送机驱动系统，包括沿所述轴向在间隔开的位置处静态布置在所述壳体中的多个定子，以及安装在所述外支承面上的多个转子组件，所述转子组件的每个布置在与所述定子的间隔开的位置中的一个对应的轴向位置处。