CN112260481A - 一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器 - Google Patents

一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器 Download PDF

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    • H02K49/106—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with a radial air gap

Abstract

本发明提供了一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器，盘式限矩型永磁耦合器由固磁盘、空心方轴组成的内转子和由两个导体盘、连接支架组成的外转子构成，外转子两导体盘通过支架紧固连接为一个旋转整体，本发明是依据伯努利定律将连接支架的内、外两侧面形成气压差从而向内转子以及导体盘不断送风以帮助散热。本方案结构简单而科学，能有效帮助盘式永磁耦合器内部空气流动，帮助导体盘的永磁体散热，避免其因工作温度过高导致永磁体降低或失去磁性。

Description

一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器
技术领域
本发明涉及永磁耦合器，特别是一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器。
背景技术
永磁耦合器是依据法拉第电磁感应定律工作的传动元件，盘式限矩型永磁耦合器由外转子和内转子构成，外转子有两导体盘和连接支架紧固连接为一个旋转整体；内转子则由永磁体、固磁盘以及方轴组成，其工作原理是：内转子固磁盘体与外转子作相对旋转运动时，外转子导体盘因切割永磁体磁力线而产生垫涡流从而感生出反抗磁场，导体盘的感生磁场与永磁体原磁场相互作用，从而实现力矩的传递。
永磁耦合器必须依靠滑差（转速差）传递动力，和其他的滑差传动元件一样，必然存在功率损耗，且功率损耗率等于滑差率，永磁耦合器的传动功率损耗都转变成为热能，热能的聚集使其工作温度时保证永磁耦合器正常工作的必要举措。
专利号为CN209627201U公开了一种对负载设备在启动阶段起到延迟缓冲作用的延迟型磁力耦合器，其特征是它包括中心轴、从动轴连接套，第一定位套、第二定位套分别通过推力夹角接触轴承安装在中心轴上，第一固定盘通过第一小轴安装在第一定位套上，第二固定盘通过第二小轴安装在第二定位套上；第一定位套、第二定位套两者相对的端面分别安装有第一换极限位、第二换极限位盘，第一换极限位盘上设有第一凸起，第二换极限位盘上设有第二凸起，第一凸起与第二凸起之间交错布置，依第一定位套的旋转方向，第一凸起与第二凸起之间设有复位弹簧；本发明结构简单，运行时对负载设备具有软启动性能，可广泛应用于皮带输送机、斗式提升机和各种大惯量设备等。
目前各生产厂家控制永磁耦合器工作温度上升的主要措施是在感应盘（即导体盘）外侧加装散热片，通过散热片增加散热面积，以控制其工作温度的上升，而这对永磁体的散热没有直接效果，上述耦合器在使用过程中，其散热效果不理想，当温度过高时，会使永磁体的磁性降低或者失去磁性，影响耦合器的使用，因而是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于提高散热效果，具有降温作用，使用便利安全的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架及永磁耦合器。
本发明的技术方案是：一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，所述该连接支架的内、外两侧面分别被设计成平面和凸弧面，或连接支架的内侧面设计成平面，或外两侧面设计成凸弧面。
将外转子连接支架的内、外侧面分别设计呈平面和凹弧面，使两侧上空气流经的速度有差异，依据伯努利定律，连接支架内、外侧面空气流速不同就必然在两侧面形成气压差，此气压差将促使空气向转子内部流动，从而帮助永磁体和导体盘散热冷却。粗略计算线速度40m/s的连接支架可能产生2.67KPa的风压。
本发明的优点在于，理论根据科学，措施简单可行，仅利用盘式永磁耦合器外转子必不可少的连接支架简单的修改设计即可达到本发明的目的，帮助永磁耦合器内外转子散热，以提高永磁耦合器的使用能力。
进一步，所述连接支架的断面形状相对于径向呈对称形。
进一步，所述连接支架的断面形状呈光滑的流线型。便于顺利的将风引入支架内，降低对风的阻挡。
进一步，所述连接支架的两侧断面设有朝永磁耦合器的中心轴方向送风的斜面，斜面为光滑面。
进一步，所述斜面与永磁耦合器上导体盘的切线呈1-80°夹角。
优选地，斜面与永磁耦合器上导体盘的切线呈10-60°夹角。
进一步，所述斜面与永磁耦合器上导体盘的切线呈15、20、30或45°夹角。在耦合器旋转过程中，便于将风从连接支架的斜面引入支架内，增加支架内的气流，提高耦合器内的散热效果。
进一步，所述斜面内设有导风槽。优选地，导风槽设于斜面的内端，便于将导向支架的内侧或中心轴方向。
进一步，所述连接支架的截面呈直夹角梯形、梯形或平行四边形。
进一步，所述连接支架的斜面的上方设有进风板，进风板的固定在连接支架的上表面。优选地，进风板的前端为斜面，该斜面与连接板上的斜面处在同一水平面上，进一步提升引入支架内的风量。
一种盘式限矩型永磁耦合器，包括上述的连接支架，还包括固磁盘、空心方轴组成的内转子和由两个导体盘、连接支架组成的外转子，外转子两导体盘通过连接支架紧固连接为一个旋转整体。
本发明具有如下特点：本方案的结构简单，操作便利，能够有效的提高支架内的空气流动，起到风扇效应，便于支架内热量随气流的散失，帮助导体盘的永磁体散热，起到降温的效果，避免其因工作温度过高导致永磁体降低或失去磁性。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1-为盘式限矩型永磁耦合器结构示意图；
图2-为传统的永磁耦合器连接支架结构图；
图3-为本发明连接支架的结构图的俯视图；
图4-本专利工作原理示意图；
图5-为连接支架结构示意图；
图6-为连接支架的三种截面图；
图7-为连接支架的另一种截面图；
图8-为连接支架的另一种结构示意图；
1-连接轴，2-空心方轴，3-连接支架，4-导体盘，5-凸弧面，6-斜面，7-进风板，8-导风槽。
具体实施方式
如附图所示：一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架3，该连接支架3的内、外两侧面分别被设计成平面和凸弧面5，或连接支架3的内侧面设计成平面，或外两侧面设计成凸弧面5。
在实施例中，将外转子连接支架3的内、外侧面分别设计呈平面和凹弧面，使两侧上空气流经的速度有差异，依据伯努利定律，连接支架3内、外侧面空气流速不同就必然在两侧面形成气压差，此气压差将促使空气向转子内部流动，从而帮助永磁体和导体盘4散热冷却。粗略计算线速度40m/s的连接支架3可能产生2.67KPa的风压。
本发明理论根据科学，措施简单可行，仅利用盘式永磁耦合器外转子必不可少的连接支架3简单的修改设计即可达到本发明的目的，帮助永磁耦合器内外转子散热，以提高永磁耦合器的使用能力。
在实施中，连接支架3的断面形状相对于径向呈对称形。优选地，连接支架3的断面形状呈光滑的流线型。便于顺利的将风引入支架内，降低对风的阻挡。更优地，连接支架3的两侧断面设有朝永磁耦合器的中心轴方向送风的斜面6，斜面6为光滑面。
在实施中，斜面6与永磁耦合器上导体盘4的切线呈1-80°夹角。优选地，斜面6与永磁耦合器上导体盘4的切线呈10-60°夹角。更优地，斜面6与永磁耦合器上导体盘4的切线呈15、20、30或45°夹角。在耦合器旋转过程中，便于将风从连接支架3的斜面6引入支架内，增加支架内的气流，提高耦合器内的散热效果。
在另一实施中，斜面6内设有导风槽8。优选地，导风槽8设于斜面6的内端，便于将导向支架的内侧或中心轴方向。
在另一实施中，连接支架3的截面呈直夹角梯形、梯形或平行四边形。优选地，连接支架3的截面呈平行四边形，位于连接支架3旋转方向前端斜面6具有引风的作用，而位于连接支架3旋转方向后端的斜面6具有排风的作用，进一步的提升支架内散热的效果。
在另一个实施中，连接支架3的斜面6的上方设有进风板7，进风板7的固定在连接支架3的上表面。优选地，进风板7的前端为斜面6，该斜面6与连接板上的斜面6处在同一水平面上，进一步提升引入支架内的风量。
一种盘式限矩型永磁耦合器，包括上述的连接支架3，还包括固磁盘、空心方轴2组成的内转子和由两个导体盘4、连接支架3组成的外转子，外转子两导体盘4通过连接支架3紧固连接为一个旋转整体，优选地，永磁耦合器的两端还设有连接轴1便于其使用过程中的安装。
本发明的工作原理是：由图1可知，连接支架3、将两导体盘4紧固连接呈一旋转体（外转子），是永磁耦合器必不可少的零件，传统的连接支架3结构如图2所示，其断面呈矩形，在永磁耦合器高速旋转时，只有微弱的风扇作用，并对旋转造成一定的阻力，本专利所述的连接支架3结构如图3所示，其断面呈流线型、异形，即沿其运动切线方向对称，一侧为平面而另一侧为凸弧面5，当永磁耦合器高效旋转时，流经支架两侧面的空气流速不同（参见图4），曲面侧空气流速V2大于平面侧空气流速V1，根据伯努利定律，曲面侧的气压P2小于平面侧气压P1，两侧面和气压差P=P1-P2，就形成了向永磁耦合器内部送风进行散热的必要和充分的条件。
由于本专利所述连接支架3断面形状相对其运动的法线呈对称形，因而无论永磁耦合器旋转方向如何，其帮助永磁耦合器散热的效果不变，同时引起断面母线呈光滑的流线型、导流性好，因此其运动助力小，功耗也就小。
综上所述，本发明专利理论科学，工艺简单，无需增加任何零件即能有效改善永磁耦合器的散热，以提高永磁耦合器的使用效能。
以上详细描述了本发明的优选实施方案，但显然本发明并不仅限于上述实施方案。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等效变型，这些等效变型均属于本发明的保护范围。另外，需要说明的是，在上述的具体实施方案中所描述的各个技术特征可以另行独立进行组合，只要其在本发明的技术构思范围内即可。

Claims (10)

1.一种盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述该连接支架的内、外两侧面分别被设计成平面和凸弧面，或连接支架的内侧面设计成平面，或外两侧面设计成凸弧面。
2.根据权利要求1所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述连接支架的断面形状相对于径向呈对称形。
3.根据权利要求2所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述连接支架的断面形状呈光滑的流线型。
4.根据权利要求3所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述连接支架的两侧断面设有朝永磁耦合器的中心轴方向送风的斜面，斜面为光滑面。
5.根据权利要求4所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述斜面与永磁耦合器上导体盘的切线呈1-80°夹角。
6.根据权利要求5所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述斜面与永磁耦合器上导体盘的切线呈15、20、30或45°夹角。
7.根据权利要求4所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述斜面内设有导风槽。
8.根据权利要求1-7任一项所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述连接支架的截面呈直夹角梯形、梯形或平行四边形。
9.根据权利要求8所述的盘式限矩型永磁耦合器散热用的连接支架，其特征在于：所述连接支架的斜面的上方设有进风板，进风板的固定在连接支架的上表面。
10.一种盘式限矩型永磁耦合器，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的连接支架，还包括固磁盘、空心方轴组成的内转子和由两个导体盘、连接支架组成的外转子，外转子两导体盘通过连接支架紧固连接为一个旋转整体。
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