CN106817011A - 磁力齿轮盘、磁力齿轮组件及泵送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁力齿轮技术领域，具体涉及一种磁力齿轮盘、磁力齿轮组件及泵送系统。磁力齿轮盘包括基盘和多个磁铁；其中，当磁铁数量为奇数时，在基盘同一侧的多个磁铁的极性相同；当磁铁数量为偶数时，在基盘同一侧的多个磁铁的极性相同；或者，在基盘同一侧的相邻的两个磁铁的极性相反。由于上述的磁铁的排布方式，第一、主动盘和从动盘可以做到磁铁一一单点对应，因而传动精度较高。第二、主动盘和从动盘之间存在角度偏差时依然可以保证正常使用，安装方便。第三、由于磁力齿轮的两个磁力齿轮基盘之间具有间隙，传动过程中，不存在相互摩擦发热，也不存在扼铁发热问题，因而传动效率高。第四、实现了过载自保护。

Description

磁力齿轮盘、磁力齿轮组件及泵送系统

技术领域

本发明涉及磁力齿轮技术领域，尤其是涉及一种磁力齿轮盘、磁力齿轮组件及泵送系统。

背景技术

在泵送领域，常见的增速机构包括：齿轮增速机构、皮带轮增速机构、蜗轮蜗杆增速机构、以及鼠笼式磁力齿轮增速机构。

其中：

齿轮增速机构以及涡轮蜗杆增速机构在发生过载故障时，不能自动脱载，导致设备损毁或故障。

皮带轮增速机构在发生过载故障时，由于皮带(例如V型带)之间的打滑可以实现脱载，但是V型带的传动精度较低，工作效率低下。另外，为了提高传动精度，可以采用齿带传动，但是齿带不具备自打滑功能，也即不具备过载自保护功能，因而，在发生过载故障时，将会导致齿带的严重磨损。

鼠笼式磁力齿轮结构有第一磁铁列，调磁扼铁列，第二磁铁列组成，运动时由于扼铁会发热，传动效率低。鼠笼式磁力齿轮的N级和S级是整体式对应关系，传动精度不高，并且，在鼠笼式磁力齿轮安装时存在角度偏差时，将会严重影响扭矩传递，影响性能和寿命，因而安装不便。

因而，人们需要开发出一种具有过载自保护、传动精度高、安装方便并且传动效率高的高速泵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁力齿轮盘、磁力齿轮组件及泵送系统，以缓解现有技术中存在的增速机构不能兼具过载自保护、传动精度高、安装方便并且传动效率高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种磁力齿轮盘，包括基盘、多个内嵌于所述基盘并在所述基盘在周向方向上阵列排布的多个磁铁；其中，

当安装于所述基盘上的磁铁数量为奇数时，在所述基盘同一侧的多个所述磁铁的极性相同；

当安装于所述基盘上的磁铁数量为偶数时，在所述基盘同一侧的多个所述磁铁的极性相同；或者，在所述基盘同一侧的相邻的两个所述磁铁的极性相反。

更进一步地，所述磁铁设置为跑道型结构。

更进一步地，所述磁铁长度方向的中轴线与所述基盘的径向方向之间具有夹角。

更进一步地，所述基盘上设置有用于容纳所述磁铁的基盘槽，在基盘的一侧面的所述基盘槽的边缘沿基盘所在的平面向基盘槽的内部凸出设置有用于限制磁铁从所述基盘槽通过的台阶结构。

一种包括上述任一技术方案的磁力齿轮组件，包括配对使用的第一齿轮和第二齿轮；

当安装于所述第一齿轮和/或所述第二齿轮上的磁铁数量为奇数时，在所述第一齿轮和/或所述第二齿轮同一侧的多个所述磁铁的极性相同；

当安装于所述第一齿轮和所述第二齿轮上的磁铁数量为偶数时，位于所述第一齿轮同一侧以及位于所述第二齿轮同一侧的多个磁铁的极性相同，或者，位于所述第一齿轮同一侧以及位于所述第二齿轮同一侧的相邻两个所述磁铁的极性相反。

更进一步地，

所述磁力齿轮组件包括一对所述第一齿轮和所述第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮相对、间隔且交错布置；

在所述第一齿轮和所述第二齿轮相互重叠的表面具有相互对应的磁铁。

更进一步地，

所述磁力齿轮组件包括多个所述第一齿轮和所述第二齿轮；

多个所述第一齿轮同轴布置形成第一齿轮组，多个所述第二齿轮同轴布置形成所述第二齿轮组，所述第二齿轮组部分伸入所述第一齿轮组形成所述第一齿轮和所述第二齿轮依次交错排布的结构。

更进一步地，

所述磁力齿轮组件包括多个所述第一齿轮和所述第二齿轮；

多个所述第一齿轮同轴且重叠布置形成第三齿轮组，多个所述第二齿轮同轴且重叠布置形成所述第四齿轮组，所述第三齿轮组朝向所述第四齿轮组的一侧与所述第四齿轮组相对、间隔且错位设置。

更进一步地，

所述第一齿轮与驱动端相连，以及，所述第二齿轮与负载端相连，

或者；

所述第一齿轮与负载端相连，以及，所述第二齿轮与驱动端相连。

一种泵送系统，包括上述任一技术方案所述的磁力齿轮组件。

结合以上技术方案，本发明能够达到的有益效果在于：

本发明提供了一种磁力齿轮盘，包括基盘、多个内嵌于所述基盘并在所述基盘在周向方向上阵列排布的多个磁铁。其中，当安装于所述基盘上的磁铁数量为奇数时，在所述基盘同一侧的多个所述磁铁的极性相同；当安装于所述基盘上的磁铁数量为偶数时，在所述基盘同一侧的多个所述磁铁的极性相同；或者，在所述基盘同一侧的相邻的两个所述磁铁的极性相反。简而言之，当磁铁为奇数时，基盘同一侧的磁铁的极性可以同时为N级，也可以同时为S级。当磁铁数为偶数时，基盘同一侧的磁铁极性可以同时为N级或者同时为S级，也可以N级和S级间隔排列。

两个磁力齿轮基盘配对使用形成磁力齿轮组件，当其中一个基盘上的磁铁数为奇数时，基盘同一侧的磁铁的极性相同，为了与之配合使用，另一个基盘上的磁铁数设置为奇数且该基盘的同一侧的磁铁极性相同。当其中一个基盘上的磁铁数为偶数并且同一侧的磁铁的极性相同时，为了与之配合，另一个基盘上的磁铁数设置为偶数且该基盘的同一侧的磁铁极性相同。当其中一个基盘上的磁铁数为偶数并且同一侧相邻的磁铁的极性相反，为了与之配合，另一个基盘上的磁铁数设置为偶数且该基盘的同一侧的相邻的磁铁极性相反。

在使用过程中，两个磁力齿轮盘组成磁力齿轮组件，其中一个磁力齿轮盘与驱动端连接形成主动盘，另一个磁力齿轮盘与负载端连接形成从动盘，由于磁铁与磁铁之间的同性相斥或者异性相吸的磁场作用，主动盘上推或者拉动从动盘从而实现旋转运动。

由于上述的磁铁的排布方式，第一、主动盘和从动盘可以做到磁铁一一单点对应，因而传动精度较高。第二、与现有的鼠笼式磁力齿轮的磁铁布置方式相比，本发明在主动盘和从动盘之间存在角度偏差时依然可以保证正常使用，而鼠笼式磁力齿轮在存在角度偏差时将严重影响正常使用，因而，安装方便。第三、由于磁力齿轮的两个磁力齿轮基盘之间具有间隙，传动过程中，不存在相互摩擦发热，也不存在扼铁发热问题，因而传动效率高。第四、在负载端超过核定负载时，主动盘与从动盘之间的扭矩不足以驱动从动盘而发生自打滑，从而实现了过载自保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的磁力齿轮盘的磁铁数量为基数时的排布图；

图2为本发明实施例提供的磁力齿轮盘的磁铁数量为偶数时的排布图；

图3为本发明实施例提供的磁力齿轮组件中齿轮盘的磁铁数量为基数时的排布图；

图4为本发明实施例提供的磁力齿轮组件中齿轮盘的磁铁数量为偶数时的排布图；

图5为本发明实施例提供的磁力齿轮组件的三种组合形式示意图；

图6为本发明实施例提供磁力齿轮盘中的磁铁长度方向的中轴线与基盘的径向方向之间具有夹角的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的泵送系统的结构示意图。

图2为图1的俯视图；

图标：101－基盘；102－磁铁；100－第一齿轮组；200－第二齿轮组；110－第一齿轮；210－第二齿轮；300－第三齿轮组；400－第四齿轮组。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

实施例1

本实施例提供了一种磁力齿轮盘，包括基盘101、多个内嵌于基盘101并在基盘101在周向方向上阵列排布的多个磁铁102；其中，

当安装于基盘101上的磁铁102数量为奇数时，在基盘101同一侧的多个磁铁102的极性相同(请参照图1)。

当安装于基盘101上的磁铁102数量为偶数时，在基盘101同一侧的多个磁铁102的极性相同；或者，在基盘101同一侧的相邻的两个磁铁102的极性相反(请参照图2)。

在使用过程中，两个磁力齿轮盘组成磁力齿轮组件，其中一个磁力齿轮盘与驱动端连接形成主动盘，另一个磁力齿轮盘与负载端连接形成从动盘，由于磁铁102与磁铁102之间的同性相斥或者异性相吸的磁场作用，主动盘上推或者拉动从动盘从而实现旋转运动。

由于上述的磁铁102的排布方式，第一、主动盘和从动盘可以做到磁铁102一一单点对应，因而传动精度较高。第二、与现有的鼠笼式磁力齿轮的磁铁102布置方式相比，本发明在主动盘和从动盘之间存在角度偏差时依然可以保证正常使用，而鼠笼式磁力齿轮在存在角度偏差时将严重影响正常使用，因而，安装方便。第三、由于磁力齿轮的两个磁力齿轮基盘101之间具有间隙，传动过程中，不存在相互摩擦发热，也不存在扼铁发热问题，因而传动效率高。第四、在负载端超过核定负载时，主动盘与从动盘之间的扭矩不足以驱动从动盘而发生自打滑，从而实现了过载自保护。

本实施例的可选方案中，磁铁102设置为跑道型结构。跑道型结构方与具有相同长度(直径)的圆形磁铁102相比，两者产生的磁场的长度相同，因而磁场强度相同，然而跑道型的磁铁102可以更加节省原材料。

本实施例的可选方案中，磁铁102长度方向的中轴线与基盘101的径向方向之间具有夹角(请参照图6)。更为具体地，基盘101上设置有用于容纳磁铁102的基盘101槽，在基盘101的一侧面的基盘101槽的边缘沿基盘101所在的平面向基盘101槽的内部凸出设置有用于限制磁铁102从基盘101槽通过的台阶结构。由于上述夹角的存在，与基盘101槽沿基盘101的直径方向设置的方式相比，基盘101槽可以设置更长，相应地，磁铁102可以设置更长，因而可以增加磁场的强度，增加磁扭矩力。具体地，基盘101槽长度方向的中轴线与基盘101的径向方向之间的夹角为25°-45°，在此夹角范围内，磁力齿轮可以获得较大的磁扭矩力。

实施例2

本实施例提供了一种包括实施例1中述及的磁力齿轮组件，包括配对使用的第一齿轮110和第二齿轮210；

当安装于第一齿轮110和/或第二齿轮210上的磁铁102数量为奇数时，在第一齿轮110和/或第二齿轮210同一侧的多个磁铁102的极性相同(请参照图3)。

当安装于第一齿轮110和第二齿轮210上的磁铁102数量为偶数时，位于第一齿轮110同一侧以及位于第二齿轮210同一侧的多个磁铁102的极性相同，或者，位于第一齿轮110同一侧以及位于第二齿轮210同一侧的相邻两个磁铁102的极性相反(请参照图4)。

本实施例在实施例1的基础上提供了磁力齿轮组件，明确了配套使用的第一齿轮110和第二齿轮210上的磁铁102的配对方式。第一、主动盘和从动盘可以做到磁铁102一一单点对应，因而可以精确传递扭矩。第二、与现有的鼠笼式磁力齿轮的磁铁102布置方式相比，本发明在主动盘和从动盘之间存在角度偏差时依然可以保证正常使用，而鼠笼式磁力齿轮在存在角度偏差时将严重影响正常使用，因而安装较为方便。第三、由于磁力齿轮的两个磁力齿轮基盘101之间具有间隙，传动过程中，不存在相互摩擦发热，也不存在扼铁发热问题，因而传动效率高(发明人经试验证实，传动效率可以高达99％)。第四、在负载端超过核定负载时，主动盘与从动盘之间的扭矩不足以驱动从动盘而发生自打滑，从而实现了过载自保护。

磁力齿轮组件的形状和结构可以设置为多种，兹列举以下三种形式(请参照图5)：

方式一：单个配套形式，具体而言：

磁力齿轮组件包括一对第一齿轮110和第二齿轮210，第一齿轮110和第二齿轮210相对、间隔且交错布置；

在第一齿轮110和第二齿轮210相互重叠的表面具有相互对应的磁铁102。

方式二：交错布置形式，具体而言：

磁力齿轮组件包括多个第一齿轮110和第二齿轮210；

多个第一齿轮110同轴布置形成第一齿轮组100，多个第二齿轮210同轴布置形成第二齿轮组200，第二齿轮组200部分伸入第一齿轮组100形成第一齿轮110和第二齿轮210依次交错排布的结构。

第一齿轮组100包括第一齿轮A1、A2和A3；第二齿轮组200包括B1、B2和B3，B1部分伸入A1和A2之间，B2部分伸入A2和A3之间，B3位于A3外侧。需要说明的是，方式二中述及的交错布置形式不限制第一齿轮组100中第一齿轮110的数量，以及第二齿轮组200中第二齿轮210的数量。

方式三：重叠布置形式，具体而言：

磁力齿轮组件包括多个第一齿轮110和第二齿轮210；

多个第一齿轮110同轴且重叠布置形成第三齿轮组300，多个第二齿轮210同轴且重叠布置形成第四齿轮组400，第三齿轮组300朝向第四齿轮组400的一侧与第四齿轮组400相对、间隔且错位设置。

第三齿轮组300包括C1、C2和C3，第四齿轮组400包括D1、D2和D3，其中，C1、C2和C3相互重叠，D1、D2和D3相互重叠，C3和D1相对、间隔且错位设置。需要说明的是，方式三中述及的重叠布置形式不限制第三齿轮组300中第一齿轮110的数量，以及第四齿轮组400中第二齿轮210的数量。

以下对第一齿轮110、第二齿轮210、驱动端和负载端的连接形式举例说明如下：

第一齿轮110与驱动端相连，以及，第二齿轮210与负载端相连，或者；第一齿轮110与负载端相连，以及，第二齿轮210与驱动端相连，请参照图7，其中图7表示了第一齿轮110与驱动端相连，第二齿轮210与负载端相连的情形。

通过上述结构形式可知，负载端和驱动端由第一齿轮110、第二齿轮210组成的磁力齿轮组件隔离，因而隔绝了驱动端与负载端之间的震动传递，噪音较小，设备整体寿命得到了提高。

本实施例的可选方案中，以上述及的驱动端可以是驱动电机，驱动电机例如可以是三相异步电动机，三相异步电动机整体运行性能较好。为了精确调整驱动电机的转速，驱动电机连接有变频器，变频器用于精确控制驱动电机的转速以适应不同的工况。另外，以上述及的负载端可以是负载泵。

实施例3

本实施例提供了一种泵送系统，请参照图7，包括实施例2中的磁力齿轮组件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种磁力齿轮盘，其特征在于，包括基盘(101)、多个内嵌于所述基盘(101)并在所述基盘(101)在周向方向上阵列排布的多个磁铁(102)；其中，

当安装于所述基盘(101)上的所述磁铁(102)数量为奇数时，在所述基盘(101)同一侧的多个所述磁铁(102)的极性相同；

当安装于所述基盘(101)上的磁铁(102)数量为偶数时，多个所述磁铁(102)朝向所述基盘(101)同一侧的极性相同；或者，在所述基盘(101)同一侧的相邻的两个所述磁铁(102)的极性相反。

2.根据权利要求1所述的磁力齿轮盘，其特征在于，所述磁铁(102)设置为跑道型结构。

3.根据权利要求2所述的磁力齿轮盘，其特征在于，所述磁铁(102)长度方向的中轴线与所述基盘(101)的径向方向之间具有夹角。

4.根据权利要求3所述的磁力齿轮盘，其特征在于，所述基盘(101)上设置有用于容纳所述磁铁(102)的基盘槽，在所述基盘(101)的一侧面的所述基盘槽的边缘沿基盘(101)所在的平面向基盘槽的内部凸出设置有用于限制所述磁铁(102)从所述基盘槽通过的台阶结构。

5.一种包括如权利要求1-4任一项所述的磁力齿轮盘的磁力齿轮组件，其特征在于，包括配对使用的第一齿轮(110)和第二齿轮(210)；

当安装于所述第一齿轮(110)和/或所述第二齿轮(210)上的磁铁(102)数量为奇数时，在所述第一齿轮(110)和/或所述第二齿轮(210)同一侧的多个所述磁铁(102)的极性相同；

当安装于所述第一齿轮(110)和所述第二齿轮(210)上的磁铁(102)数量为偶数时，位于所述第一齿轮(110)同一侧以及位于所述第二齿轮(210)同一侧的多个磁铁(102)的极性相同，或者，位于所述第一齿轮(110)同一侧以及位于所述第二齿轮(210)同一侧的相邻两个所述磁铁(102)的极性相反。

6.根据权利要求5所述的磁力齿轮组件，其特征在于，

所述磁力齿轮组件包括一对配对使用的所述第一齿轮(110)和所述第二齿轮(210)，所述第一齿轮(110)和所述第二齿轮(210)间隔且交错布置；

在所述第一齿轮(110)和所述第二齿轮(210)相互重叠的表面具有相互对应的所述磁铁(102)。

7.根据权利要求5所述的磁力齿轮组件，其特征在于，所述磁力齿轮组件包括多个所述第一齿轮(110)和多个所述第二齿轮(210)；

多个所述第一齿轮(110)同轴布置形成第一齿轮组(100)，多个所述第二齿轮(210)同轴布置形成所述第二齿轮组(200)，所述第二齿轮组(200)部分伸入所述第一齿轮组(100)形成所述第一齿轮(110)和所述第二齿轮(210)依次交错排布的结构。

8.根据权利要求5所述的磁力齿轮组件，其特征在于，所述磁力齿轮组件包括多个所述第一齿轮(110)和多个所述第二齿轮(210)；

多个所述第一齿轮(110)同轴且重叠布置形成第三齿轮组(300)，多个所述第二齿轮(210)同轴且重叠布置形成第四齿轮组(400)，所述第三齿轮组(300)朝向所述第四齿轮组(400)的一侧与所述第四齿轮组(400)相对、间隔且错位设置。

9.根据权利要求5所述的磁力齿轮组件，其特征在于，

所述第一齿轮(110)与驱动端相连，以及，所述第二齿轮(210)与负载端相连，

或者；

所述第一齿轮(110)与负载端相连，以及，所述第二齿轮(210)与驱动端相连。

10.一种泵送系统，其特征在于，包括如权利要求5-9任一项所述的磁力齿轮组件。