CN108283999A - 一种永磁同步电机直驱的离心选矿机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，包括机壳、给矿口、外套、内套、尾矿排料口、旋转机构，所述内套与外套共轴且轴线上设有一旋转轴，所述旋转机构与所述旋转轴连接带动所述内套、外套绕轴线旋转，所述旋转机构为永磁同步电机；所述永磁同步电机包括转子组件及定子组件，所述转子组件包括动子以及绕所述轴线均匀布置在动子上的永磁体，所述动子套设在所述旋转轴上；所述定子组件与所述转子组件相对设置，所述定子组件包括有定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘。本发明离心选矿机通过永磁同步电机直接驱动选矿机内转鼓旋转，从而达到传动效率高、噪音低、扭矩大、精确控制的目的。

Description

一种永磁同步电机直驱的离心选矿机
技术领域
本发明属于涉及离心分离技术领域，特别是指一种永磁同步电机直驱的离心选矿机。
背景技术
离心分离是改进型的重力选矿技术，由于旋转运动可以产生比地球重力加速度大几十、几百甚至上千上万倍的离心加速度，因此采用旋转运动的离心分离技术具有普通重力选矿无法比拟的优越性能，具有分离效率高，处理量大，回收率高，适应性强等众多优点和好处。采用旋转运动的离心分离设备--离心选矿机，按照立式/卧式、有反冲水/无反冲水、间歇排料/连续排料等特点，可分为几类。
但是因离心选矿机经常在复杂、恶劣的工作环境下施工,所以其传动系统要能够经受重载荷和大冲击,并且要求具备大功率、低速大扭矩输出等功能。其中，旋转桶是离心选矿机的核心部件，目前主要采用驱动动力源加传动机构的组合方式。所述传动机构属于中间设备，诸如减速箱、皮带轮等，在工作当中增加了摩擦副，传动效率低、噪音大。
驱动动力源主要采用双速电机主驱动与液压马达辅助组合的驱动方式或变频电机驱动方式，所述的双速电机主驱动与液压马达辅助组合的驱动方式有以下缺点：1、不能连续调速；2、结构复杂，地质适应性差；3、传动效率低，故障率高影响选矿速度；4、液压马达和电机不能同时驱动等问题；5、响应速度慢，能耗高。
另外，现有离心选矿机在选矿过程中耗水量很大，通常需要分别配备反冲洗水及电机冷却水，不环保，机械稳定性较差，在一定程度上影响了单位占地面积的处理能力和生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，所述离心选矿机通过永磁同步电机直接驱动选矿机内转鼓(包括内套、外套)旋转，从而达到传动效率高、噪音低、扭矩大、精确控制的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，包括机壳、给矿口、外套、内套、尾矿排料口、旋转机构，所述内套与外套共轴且轴线上设有一旋转轴，所述旋转机构与所述旋转轴连接带动所述内套、外套绕轴线旋转；所述旋转机构为永磁同步电机；所述永磁同步电机包括转子组件及定子组件，所述转子组件包括动子以及绕所述轴线均匀布置在动子上的永磁体，所述动子套设在所述旋转轴上；所述定子组件与所述转子组件相对设置，所述定子组件包括有定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘。当永磁同步电机通电后，会产生绕轴线方向旋转的磁力，用于驱动转子组件旋转，从而带动选矿机外套、内套旋转，进行分离选矿工作。另外，定子铁芯做成一体成型的环形柱或环形盘，使得设备安装方便，进一步降低设备装配难度。
所述旋转轴可以设置在机壳的顶部或者底部，优选地，所述旋转轴设置在所述机壳底部并穿过所述外套与所述内套底部中心相连，所述旋转轴上位于机壳下方套设有轴承及支撑块，所述永磁同步电机套设在所述旋转轴上位于所述支撑块的下方。
进一步地，所述定子组件还包括有定子基座；所述定子铁芯固定安装于所述定子基座上；所述永磁体均布于所述动子的外侧壁和/或端面；所述定子铁芯置于所述定子基座的内侧壁和/或端面，与所述永磁体相对设置。通过定子绕组及永磁体的配合，在旋转轴径向和/或轴向对所述旋转轴提供旋转力矩，驱动旋转轴旋转，从而带动离心选矿机工作。
进一步地，所述永磁体设置在所述动子的内侧壁和/或端面，与所述定子铁芯相对设置。
进一步地，所述旋转轴为两端开口的中空柱，位于所述永磁同步电机的下方旋转轴末端与反冲水管相连。
进一步地，所述定子组件设置在一定子支座上，所述反冲水管包括进水管、出水管，所述进水管、出水管分别穿过所述定子组件的中心并交汇于所述旋转轴的末端，所述旋转轴、进水管、出水管上分别设有电磁阀。永磁同步电机在工作时会伴随产生大量的热量，为确保设备的正常运行，利用反冲水管的水可以快速将热量带走，提高设备运行稳定性的同时，提高能量的利用率，简化设备结构，降低电机装配难度，节约水资源，实现资源最大化利用。
进一步地，所述永磁同步电机下方位于所述旋转轴上设有旋转扇叶，所述旋转扇叶外设有带通孔的保护罩。电机在驱动旋转轴转动的同时，带动旋转扇叶旋转，从而对电机进行散热，提高设备的稳定性，降低能耗，减少现有散热装置的动力源及各中间部件，结构简单，传动效率更高。
进一步地，所述定子基座为环形柱或环形盖帽结构，所述定子基座壁面上均布有多个通孔，所述通孔上设有防水透气膜。当动子旋转时，利用通孔扰动气流，加快气体流动，使电机散热，确保设备正常运行。
进一步地，所述动子为环形盖帽结构，所述动子侧壁上均布有多个通孔。作用同上。
进一步地，所述旋转轴与所述动子之间通过键连接。离心选矿机在运作过程中，需要承担非常巨大的传动扭矩，通过键连接一方面可以增强所述旋转轴的扭矩传递能力，保证扭矩传递的可靠性，另一方面可以方便所述动子的定位安装，且键槽加工方便，传送扭矩稳定可靠，相关技术及规范成熟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用永磁同步电机直接驱动离心选矿机，可以减少现有设备齿轮、减速箱等驱动中间环节，简化驱动方式及结构，提高驱动效率，实现离心选矿机的快速响应；2、本发明离心选矿机可根据需要选择电机的驱动方式，实现变频调速或伺服控制，以满足对驱动方式的灵活选择；3、本发明离心选矿机通过电磁力驱动，无接触传动，运行可靠，噪音小，结构简单，制造和使用成本低，能源的损耗大大减少；4、本发明离心选矿机采用永磁同步电机具有响应速度快，控制精度高的优点，同时可提供大功率的能量输出；5、本发明定子铁芯做成一体成型的环形柱或环形盘，使得设备安装方便，进一步降低设备装配难度；6、本发明离心选矿机充分利用反冲洗水对电机进行散热，简化设备结构，降低电机装配难度，节约水资源，提高资源利用率，实现资源最大化利用。
附图说明
图1为本发明一种永磁同步电机直驱的离心选矿机的结构示意图；
图2为本发明一种永磁同步电机直驱的离心选矿机的局部结构放大示意图；
图3为本发明定子铁芯的一种结构示意图；
图4为本发明另一种永磁同步电机直驱的离心选矿机的结构示意图；
图5为本发明定子铁芯的另一种结构示意图；
图6为本发明另一种永磁同步电机直驱的离心选矿机的局部结构放大示意图；
图7为本发明另一种永磁同步电机直驱的离心选矿机的结构示意图；
图中：1.机壳；2.外套；3.内套；4.给矿口；5.尾矿排料口；6.旋转轴；7.轴承；9.支撑块；10.旋转机构；11.转子组件；11-1.动子；11-2.永磁体；12.定子组件；12-1.定子铁芯；12-2.定子基座；13.反冲水管；13-1.进水管；13-2.出水管；14.旋转扇叶；15.保护罩；16.减震装置。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图所示，一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，包括机壳1、给矿口4、外套2、内套3、尾矿排料口5、旋转机构10，所述内套3与外套2共轴且轴线上设有一旋转轴6，所述旋转机构10与所述旋转轴6连接带动所述内套、外套绕轴线旋转，所述旋转机构10为永磁同步电机。其中所述旋转轴可以设置在机壳的顶部或者底部。所述离心选矿机可以是卧式离心选矿机，也可以是立式离心选矿机。
所述永磁同步电机包括转子组件11及定子组件12，所述转子组件11包括动子11-1以及绕所述轴线沿圆周方向均匀布置在动子11-1上的永磁体11-2，所述动子11-1套设在所述旋转轴上；所述定子组件12与所述转子组件11相对设置，所述定子组件12包括有定子铁芯12-1及缠绕在所述定子铁芯12-1上的定子绕组。其中，所述定子铁芯12-1为一体成型的环形柱或环形盘。
优选地，所述旋转轴6与所述动子11-1之间通过键连接。
根据生产利用，选用使用范围较广地立式离心选矿机作为本发明具体的实施方式，所述旋转轴6设置在所述机壳1底部并穿过所述外套2与所述内套3底部中心相连，所述旋转轴6上位于机壳1下方套设有轴承7及支撑块9，所述永磁同步电机套设在所述旋转轴6上位于所述支撑块9的下方。所述机壳1与机架之间设有减震装置16。
下面具体阐述定子组件12及转子组件11的布置方式，使用时可采用以下几种布置方式的永磁同步电机来直驱离心选矿机。
实施例一
如图1-3所示，所述定子组件12还包括有定子基座12-2；所述定子铁芯12-1固定安装于所述定子基座12-2上，所述定子基座12-2安装在所述支撑块9上；所述动子11-1呈环形柱结构；所述永磁体11-2均布于所述动子11-1的外侧壁；所述定子基座12-2呈环形柱结构并套设在所述转子组件11外；所述定子铁芯12-1置于所述定子基座12-2的内侧壁，所述定子铁芯12-1为一体成型的环形柱，与所述永磁体11-2相对设置。所述定子基座12-2壁面上均布有多个通孔，所述通孔上设有防水透气膜(图中未示出)。
通电后，所述动子11-1为所述定子铁芯12-1提供一个径向上旋转的磁场，促使所述定子组件12及转子组件11为所述旋转轴6提供绕所述旋转轴6轴心线旋转的力矩，直接驱动离心选矿机进行选矿工作。
实施例二
如图4-5所示，所述定子组件12还包括有定子基座12-2；所述定子铁芯12-1固定安装于所述定子基座12-2上，所述定子基座12-2安装在所述支撑块9上；所述动子11-1呈环形盘结构；所述永磁体11-2均布于所述动子11-1的顶面；所述定子基座12-2套设在所述转子组件11上方；所述定子铁芯12-1呈环形盘结构并置于所述定子基座12-2的底面，与所述永磁体11-2相对设置。所述永磁同步电机下方位于所述旋转轴6上设有旋转扇叶14，所述旋转扇叶14外设有带通孔的保护罩15。
通电后，所述动子11-1为所述定子铁芯12-1提供一个轴向上旋转的磁场，促使所述定子组件12及转子组件11为所述旋转轴6提供绕所述旋转轴6轴心线旋转的力矩，直接驱动离心选矿机进行选矿工作。
实施例三
如图6所示，所述定子组件12还包括有定子基座12-2；所述定子铁芯12-1固定安装于所述定子基座12-2上，所述定子基座12-2安装在所述支撑块9上；所述动子11-1呈环形柱结构；所述永磁体11-2均布于所述动子11-1的外侧壁和顶面；所述定子基座12-2呈环形盖帽结构并套设在所述转子组件11外；所述定子铁芯12-1分别置于所述定子基座12-2的内侧壁(此处的定子铁芯12-1为环形柱结构)和底面(此处的定子铁芯12-1为环形盘结构)，与所述永磁体11-2相对设置。
通电后，所述动子11-1为所述定子铁芯12-1提供一个径向和轴向上旋转的磁场，促使所述定子组件12及转子组件11为所述旋转轴6提供绕所述旋转轴6轴心线旋转的力矩，直接驱动离心选矿机进行选矿工作。
实施例四
如图7所示，所述转子组件11为环形盖帽结构，所述转子组件11设置在所述定子组件12外侧，所述永磁体11-2设置在所述动子11-1的内侧壁，所述定子铁芯12-1设置在一定子支座的顶面上，与所述永磁体11-2相对设置。所述旋转轴6为两端开口的中空柱，位于所述永磁同步电机的下方旋转轴6末端与反冲水管13相连，所述反冲水管13包括进水管13-1、出水管13-2，所述进水管13-1、出水管13-2分别穿过所述定子组件12的中心并交汇于所述旋转轴6的末端，所述旋转轴6、进水管13-1、出水管13-2上分别设有电磁阀。所述定子铁芯12-1为环形柱结构。
在分离尾矿时，关闭旋转轴6上的电磁阀，开启进水管13-1、出水管13-2上的电磁阀，利用反冲洗水对永磁同步电机进行降温散热；尾矿分离完毕，需要冲洗收集精矿时，关闭出水管13-2上的电磁阀，开启旋转轴6上的电磁阀对内套3内壁进行冲洗；接着关闭旋转轴6上的电磁阀，开启出水管13-2上的电磁阀，直至精矿收集完毕，关闭进水管13-1，断电，关闭离心选矿机。
实施例五
所述转子组件11为环形盘结构，所述转子组件11设置在所述定子组件12外侧，所述永磁体11-2设置在所述动子11-1的底面，所述定子铁芯12-1设置在一定子支座的顶面上，与所述永磁体11-2相对设置。所述旋转轴6为两端开口的中空柱，位于所述永磁同步电机的下方旋转轴6末端与反冲水管13相连，所述反冲水管13包括进水管13-1、出水管13-2，所述进水管13-1、出水管13-2分别穿过所述定子组件12的中心并交汇于所述旋转轴6的末端，所述旋转轴6、进水管13-1、出水管13-2上分别设有电磁阀。所述定子铁芯12-1为环形盘结构。工作过程与实施例四相同。
实施例六
所述转子组件11为环形盖帽结构，所述转子组件11设置在所述定子组件12外侧，所述永磁体11-2设置在所述动子11-1的内侧壁及底面，所述定子铁芯12-1设置在一定子支座的侧壁(此处的定子铁芯12-1为环形柱结构)及顶面(此处的定子铁芯12-1为环形盘结构)上，与所述永磁体11-2相对设置。所述旋转轴6为两端开口的中空柱，位于所述永磁同步电机的下方旋转轴6末端与反冲水管13相连，所述反冲水管13包括进水管13-1、出水管13-2，所述进水管13-1、出水管13-2分别穿过所述定子组件12的中心并交汇于所述旋转轴6的末端，所述旋转轴6、进水管13-1、出水管13-2上分别设有电磁阀。工作过程与实施例四相同。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，包括机壳、给矿口、外套、内套、尾矿排料口、旋转机构，所述内套与外套共轴且轴线上设有一旋转轴，所述旋转机构与所述旋转轴连接带动所述内套、外套绕轴线旋转，所述旋转机构为永磁同步电机；所述永磁同步电机包括转子组件及定子组件，所述转子组件包括动子以及绕所述轴线均匀布置在动子上的永磁体，所述动子套设在所述旋转轴上；所述定子组件与所述转子组件相对设置，所述定子组件包括有定子铁芯及缠绕在所述定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述旋转轴设置在所述机壳底部并穿过所述外套与所述内套底部中心相连，所述旋转轴上位于机壳下方套设有轴承及支撑块，所述永磁同步电机套设在所述旋转轴上位于所述支撑块的下方。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述定子组件还包括有定子基座；所述定子铁芯固定安装于所述定子基座上；所述永磁体均布于所述动子的外侧壁和/或端面；所述定子铁芯置于所述定子基座的内侧壁和/或端面，与所述永磁体相对设置。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述永磁体设置在所述动子的内侧壁和/或端面，与所述定子铁芯相对设置。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述旋转轴为两端开口的中空柱，位于所述永磁同步电机的下方旋转轴末端与反冲水管相连。
6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述定子组件设置在一定子支座上，所述反冲水管包括进水管、出水管，所述进水管、出水管分别穿过所述定子组件的中心并交汇于所述旋转轴的末端，所述旋转轴、进水管、出水管上分别设有电磁阀。
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述永磁同步电机下方位于所述旋转轴上设有旋转扇叶，所述旋转扇叶外设有带通孔的保护罩。
8.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述定子基座为环形柱或环形盖帽结构，所述定子基座壁面上均布有多个通孔，所述通孔上设有防水透气膜。
9.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述动子为环形盖帽结构，所述动子侧壁上均布有多个通孔。
10.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的离心选矿机，其特征在于，所述旋转轴与所述动子之间通过键连接。
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