CN106499504A - 一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，涉及一种用于微小型转子发动机的水冷和电磁密封相结合的装置，属于微小型转子发动机领域。本发明在微小型转子发动机的气缸内开有上下两侧对称布置的冷却液通道，为保证磁力均匀，所述的冷却液通道的形状与气缸内壁形状相适应。在冷却液通道内安装有绝缘性良好的导线，在导线中通以直流电流即产生磁场，磁场吸引转子上的密封片紧紧接触气缸内壁，实现电磁密封。通过调节冷却液的流速来调节冷却效果，通过调节通过导线的电流大小来调节密封吸引力的大小。本发明能够实现改善转子发动机的散热问题和密封问题，解决转子发动机气缸由于热疲劳损伤导致的效率降低，寿命降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于微小型转子发动机的水冷却及电磁密封装置，尤其涉及一种水冷和电磁密封相结合的装置，属于微小型转子发动机领域。
背景技术
随着微电子机械系统(MEMS)的发展，研制小体积、轻质量、能量密度高、能持续运行的微能量系统已成为各国关注的焦点。与常规的电源设备相比，微小型发动机采用碳氢作为燃料，其能量密度要比电池系统高，由于燃料多样化的发展还具有成本低廉的潜力。因此微小型发动机在工业、农业、环境保护、医疗卫生等各行各业的电子器件将有广泛的应用前景。
当前针对微小型转子发动机的研究主要集中在结构与机理研究上，而忽视了对散热和密封问题的研究。对于微小型转子发动机而言，其工作时大量的散热导致的热应力，对转子发动机的使用效率和寿命都有很大的影响。通常由于润滑和工作概况的恶劣，密封片在交变载荷和高速滑动下更容易失效。对于微小型转子发动机而言，由于其缺乏必要的冷却系统而长时间工作在高温状态下，其更容易失效。尤其是随着发动机体积的减小，其散热和润滑不足，密封片容易发生偏磨和烧结引起失效。目前对于微小型转子发动机采用弹簧片和密封片结合的形式进行密封。密封片的失效容易导致微小型转子发动机的漏气，进而影响发动机的性能。因此，发明一种可用于转子发动机冷却及良好密封的装置是十分必要的。
发明内容
针对微小型转子发动机散热和密封不足，导致其效率和寿命降低的技术问题，本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，要解决的技术问题是提供一种即可以为微小型转子发动机提供冷却，又能实现微小型转子发动机良好密封的装置，即实现改善转子发动机的散热问题和密封问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，在微小型转子发动机的气缸内开有上下两侧对称布置的冷却液通道，为保证磁力均匀，所述的冷却液通道的形状与气缸内壁形状相适应。在冷却液通道内安装有绝缘性良好的导线，在导线中通以直流电流即产生磁场，磁场吸引转子上的密封片紧紧接触气缸内壁，实现电磁密封。
为提高转子密封片所受到的磁力，所述的导线的布置结构优选螺旋线结构。
所述的冷却液通道的形状与气缸内壁形状相适应指使冷却液通道的形状与气缸内壁形状尽量接近，形状越接近，磁力越均匀。
气缸内开有上下两侧对称布置的冷却液通道数量优选两条。
靠近气缸排气口的冷却液通道口为下侧冷却液入口、上侧冷却液入口，靠近进气口的为下侧冷却液出口、上侧冷却液出口。
由于气缸增加了冷却液通道，能够降低转子发动机工作时的温度，减少气缸由于受热变形量大而导致泄露的概率，减少转子发动机气缸由于热疲劳损伤导致的效率降低，寿命降低的问题。
本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，工作过程为：冷却液通入到气缸的上下两侧对称布置的冷却液通道，冷却液在下侧冷却液通道通过下侧冷却液入口流入，下侧冷却液出口流出，冷却液在上侧冷却液通道通过上侧冷却液入口流入，上侧冷却液出口流出，通过冷却液流过气缸冷却液通道实现气缸冷却。在冷却液通道内安装有绝缘性良好的导线，在导线内通以直流电流，稳定的电流会产生稳定的磁场，磁场能够吸引密封片时刻与气缸的内壁相接触，并且能够通过调节通过导线的电流的大小来调节密封片与气缸吸引力的大小，以达到调节密封程度的目的。
有益效果：
1.本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，通过在微小型转子发动机的气缸内开有上下两侧对称布置的冷却液通道，改善转子发动机的散热问题。
2.本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，由于气缸增加了冷却液通道，能够降低转子发动机工作时的温度，减少气缸由于受热变形量大而导致泄露的概率，减少转子发动机气缸由于热疲劳损伤导致的效率降低，寿命降低的问题。
3.本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，通过用在冷却液通道内布置电磁线圈吸引转子密封片的办法，取代了原先弹簧垫片和密封片结合的密封方式，有效减少密封失效的问题，并且能够通过调节电流的大小来调节密封程度。
4.本发明公开的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，实现水冷散热和电磁线圈密封结合一体化设计，即可以为微小型转子发动机提供冷却，又能实现微小型转子发动机良好密封的装置，即实现改善转子发动机的散热问题和密封问题。
附图说明
图1是气缸的主视图。
图2是气缸的俯视图。
其中：1—下侧冷却液入口、2—下侧冷却液出口、3—上侧冷却液入口、4—上侧冷却液出口、5—进气口、6—排气口、7—导线、8—气缸、9—转子、10—密封片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明进行进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例：
本实施例公开的一种微小型转子发动机水冷及可调电磁密封装置，冷却液通道是在气缸8上下两条通道，围绕气缸8内腔呈圆形或者椭圆形。其中靠近气缸排气口6的冷却液通道口为下侧冷却液入口1、上侧冷却液入口3，靠近进气口5的为下侧冷却液出口2、上侧冷却液出口4。在两条冷却液通道内都布有螺旋的导线7，通过电流线圈产生的磁力来吸引转子9中的密封片10顶部紧紧与气缸8内壁相接触。
在转子发动机开始工作时，冷却水通过水泵通入到气缸8的冷却液通道，流过气缸8冷却液通道后进入节温器和水散热器，以备再次进入气缸8的冷却液通道。这样达到冷却气缸8的效果，并且可以通过调节水泵的流速来调节其冷却效果。在导线7中通以恒定电流，导线7产生的磁力吸引密封片10顶部紧紧与气缸8内壁相接触，并可以通过调节通过的电流大小来调节其吸引力的大小，以达到调节其密封程度的效果。
通过上述气缸8的水冷和电磁密封的联合设计，很好的改善了转子发动机的散热问题和密封问题，对提高使用效率和寿命都有较大影响。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：在微小型转子发动机的气缸(8)内开有上下两侧对称布置的冷却液通道，为保证磁力均匀，所述的冷却液通道的形状与气缸内壁形状相适应；在冷却液通道内安装有绝缘性良好的导线(7)，在导线(7)中通以直流电流即产生磁场，磁场吸引转子上的密封片(10)紧紧接触气缸(8)内壁，实现电磁密封。
2.如权利要求1所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：为提高转子密封片(10)所受到的磁力，所述的导线(7)的布置结构为螺旋线结构。
3.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：所述的冷却液通道的形状与气缸(8)内壁形状相适应指使冷却液通道的形状与气缸(8)内壁形状尽量接近，形状越接近，磁力越均匀。
4.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：气缸(8)内开有上下两侧对称布置的冷却液通道数量为两条。
5.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：靠近气缸(8)排气口(6)的冷却液通道口为下侧冷却液入口(1)、上侧冷却液入口(3)，靠近进气口(5)的为下侧冷却液出口(2)、上侧冷却液出口(4)。
6.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：冷却水通过水泵通入到气缸(8)的冷却液通道，流过气缸(8)冷却液通道后进入节温器和水散热器，以备再次进入气缸(8)的冷却液通道；通过调节水泵的流速来调节冷却效果。
7.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：通过调节通过导线(7)的电流大小来调节吸引力的大小，以达到调节其密封程度的效果。
8.如权利要求1或2所述的一种微小型转子发动机用水冷及可调电磁密封装置，其特征在于：工作过程为，冷却液通入到气缸的上下两侧对称布置的冷却液通道，冷却液在下侧冷却液通道通过下侧冷却液入口(1)流入，下侧冷却液出口(2)流出，冷却液在上侧冷却液通道通过上侧冷却液入口(3)流入，上侧冷却液出口(4)流出，通过冷却液流过气缸(8)冷却液通道实现气缸(8)冷却；在冷却液通道内安装有绝缘性良好的导线(7)，在导线(7)内通以直流电流，稳定的电流会产生稳定的磁场，磁场能够吸引密封片(10)时刻与气缸(8)的内壁相接触，并且能够通过调节通过导线(7)的电流的大小来调节密封片(10)与气缸(8)吸引力的大小，以达到调节密封程度的目的。
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