CN112332582B - 一种基于磁流变液的防坠石电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁流变液的防坠石电机，涉及电机技术领域，包括电机本体和防护罩，所述电机本体内置于防护罩内，所述防护罩包括内护板、外护板和二者之间的防护层，所述内护板内侧与电机本体固定连接且外侧上端与外护板固定连接，所述防护层内固定连接有磁流变液囊，所述磁流变液囊内盛有磁流变液，所述磁流变液囊靠近内护板一侧侧壁内嵌有多个第一磁片，本发明在遇到坠石时，坠石击打防护罩的外护板，外护板将坠石的部分动能向磁流变液囊传递，从而减小外护板的受损程度，磁流变液囊内的磁流变液将受到的冲击动能转化为自身涌动的内能进行消耗，减小其对内护板和电机本体的冲击以对电机本体形成保护。

Description

一种基于磁流变液的防坠石电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种基于磁流变液的防坠石电机。
背景技术
电机是一种常用的动力源，为各种电器和机械提供运行动力，为了保证电机的正常运行，避免电机受到外界损伤，电机往往需要在其外侧安装电机防护罩，以保护电机。在一些矿井和矿洞等场合进行机械工作时，矿井和矿洞顶壁部分不稳定的岩石，在受到机械运转产生的振动时，容易崩落，对运行中的机械和电机造成冲击。此时，传统的电机防护罩应对坠石时，电机防护罩容易被坠石冲击形成凹坑，从而丧失对电机的防护能力，无法在下次坠石冲击凹坑时对电机形成防护效果，从而只能进行频繁更换电机防护罩以保护电机的正常运转；此外，可以通过加厚电机防护罩的厚度以及提高其强度，来减少被坠石损伤，但是，厚度和强度较大的防护罩提高成本的同时，仍然无法有效阻挡坠石的动能在冲击防护罩后以振动的形式向电机内传递，进而对电机工作产生影响。
发明内容
本发明提出的一种基于磁流变液的防坠石电机，目的是为了解决传统技术中电机防护罩容易被坠石冲击形成凹坑，从而丧失对电机的防护能力，无法在下次坠石冲击凹坑时对电机形成防护效果的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于磁流变液的防坠石电机，包括电机本体和防护罩，所述电机本体内置于防护罩内，所述防护罩包括内护板、外护板和二者之间的防护层，所述内护板内侧与电机本体固定连接且所述内护板外侧上端通过防护层与外护板连接，所述防护层内固定连接有磁流变液囊，所述磁流变液囊内盛有磁流变液，所述磁流变液囊靠近内护板一侧侧壁内嵌有多个第一磁片，且靠近外护板一侧侧壁内嵌有多个第二磁片，多个所述第一磁片和多个第二磁片一一对应且异名磁极相对，所述磁流变液囊底部连通有储存箱，所述储存箱固定连接在内护板外侧下端，所述储存箱上安装有换液阀，所述换液阀与外界磁流变液源连通，所述储存箱内密封滑动连接有缓冲活塞，所述缓冲活塞底部固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧远离缓冲活塞一端固定连接在储存箱底部上，所述缓冲弹簧上安装有压电片，所述压电片电性连接有报警器，所述报警器安装在内护板外侧下端。
优选地，所述内护板外侧中部对称固定连接有耳板，所述储存箱与报警器均位于耳板与内护板之间。
优选地，所述外护板与内护板曲率一致且间隙距离处处相等，所述磁流变液囊具有弹力，且其内部磁流变液对缓冲活塞的压力小于缓冲弹簧对缓冲活塞的压力。
优选地，所述压电片接收缓冲弹簧的压力，并在压力达到上限阈值后，启动报警器，所述报警器采用现有光声式报警器。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明在工作时，防护层中磁流变液囊内的磁流变液受到缓冲弹簧对缓冲活塞的推力，充盈整个磁流变液囊，使整个磁流变液囊在外护板和内护板之间形成支撑效果，辅助外护板对外界坠石进行抵挡；在遇到坠石时，坠石击打防护罩的外护板，外护板将坠石的部分动能向磁流变液囊传递，从而减小外护板的受损程度，磁流变液囊内的磁流变液将受到的冲击动能转化为自身涌动的内能进行消耗，减小其对内护板和电机本体的冲击以对电机本体形成保护。
2、本发明在工作时，外护板受到坠石冲击形成凹坑时，外护板与内护板之间此局部间距减小，从而对其内的磁流变液囊造成挤压，使磁流变液囊两侧的磁片之间的间距减小，进而增大两侧磁片之间的磁场强度，磁流变液在磁场强度增大后其自身屈服强度增大，形成更强的缓冲能力，以弥补由于外护板形成凹坑丧失的防护能力，提高外护板的使用寿命，减少由于频繁更换带来的成本。
3、本发明在长时间工作后，外护板上的凹坑增多，对磁流变液囊的挤压不断变大，磁流变液囊内部的磁流变液对储存箱中缓冲活塞的压力大于缓冲弹簧对缓冲活塞的弹力，缓冲弹簧受到的压力不断增大，直至达到压电片检测压力的上限阈值后，启动报警器，以提醒工作人员必须要更换外护板了，从而极大地提高对外护板的利用效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A部分截面示意图；
图3为图2中A部分放大示意图；
图4为本发明的外护板受冲击后状态示意图；
图5为本发明的外护板长时间工作后状态示意图。
图中：1电机本体、2防护罩、3内护板、31耳板、4外护板、5防护层、6磁流变液囊、61第一磁片、62第二磁片、7储存箱、71换液阀、8缓冲活塞、9缓冲弹簧、10压电片、11报警器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
参照图1-5，一种基于磁流变液的防坠石电机，包括电机本体1和防护罩2，电机本体1内置于防护罩2内，防护罩2保护电机本体1。
防护罩2包括内护板3、外护板4和二者之间的防护层5，内护板3内侧与电机本体1固定连接，内护板3外侧中部对称固定连接有耳板31，利于通过耳板31搬运整个电机，同时对耳板31下的部件形成保护效果。
内护板3外侧上端通过防护层5与外护板4连接，外护板4对坠石形成抵抗效果，外护板4与内护板3曲率一致且间隙距离处处相等，利于保持防护层5的厚度基本一致，为外护板4和内护板3之间提供基本一致的支撑效果。
防护层5内固定连接有磁流变液囊6，磁流变液囊6内盛有磁流变液，磁流变液是一种由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，在一定强度磁场的作用下发生由液态向固态的转变，并随磁场强度的增强其屈服强度增大。
磁流变液囊6靠近内护板3一侧侧壁内嵌有多个第一磁片61，且靠近外护板4一侧侧壁内嵌有多个第二磁片62，多个第一磁片61和多个第二磁片62一一对应且异名磁极相对，第一磁片61和第二磁片62之间形成磁场，使其之间的磁流变液屈服强度提高，增强其对外抵抗效果。
磁流变液囊6底部连通有储存箱7，储存箱7固定连接在内护板3外侧下端，位于耳板31与内护板3之间，受耳板31保护。
储存箱7上安装有换液阀71，换液阀71与外界磁流变液源连通，在磁流变液长期使用后，进行更换，避免其完全失效影响防护罩2的防护能力。
储存箱7内密封滑动连接有缓冲活塞8，缓冲活塞8底部固定连接有缓冲弹簧9，缓冲弹簧9远离缓冲活塞8一端固定连接在储存箱7底部上，磁流变液囊6具有弹力，且其内部磁流变液对缓冲活塞8的压力小于缓冲弹簧9对缓冲活塞8的压力，从而使磁流变液充盈整个磁流变液囊6并对其形成膨胀效果，提高其对外护板4和内护板3之间的支撑效果。
缓冲弹簧9上安装有压电片10，压电片10电性连接有报警器11，报警器11安装在内护板3外侧下端，报警器11均位于耳板31与内护板3之间，受耳板31保护。
压电片10接收缓冲弹簧9的压力，并在压力达到上限阈值后，启动报警器11，报警器11采用现有光声式报警器。
现对本发明的原理做如下描述：
防护罩2在对电机本体1进行防护时，防护罩2的内护板3和外护板4之间的防护层5中，磁流变液囊6内的磁流变液受到与之连通的储存箱7中的缓冲弹簧9对缓冲活塞8的推力，磁流变液充盈整个磁流变液囊6并对其形成膨胀效果，使整个磁流变液囊6在外护板4和内护板3之间形成支撑效果，辅助外护板4对外界坠石进行抵挡；
在遇到坠石时，坠石击打防护罩2的外护板4，外护板4将坠石的部分动能向磁流变液囊6传递，从而减小外护板4的受损程度，磁流变液囊6内的磁流变液将受到的冲击动能转化为自身涌动的内能进行消耗，减小其对内护板3和电机本体1的冲击以对电机本体1形成保护；
在外护板4受到坠石冲击形成凹坑时，外护板4与内护板3之间此局部间距减小，从而对其内的磁流变液囊6造成挤压，使磁流变液囊6两侧第一磁片61和第二磁片62之间的间距减小，进而增强两者之间的磁场强度，磁流变液在磁场强度增大后其自身屈服强度增大，形成更强的缓冲能力，以弥补由于外护板4形成凹坑丧失的防护能力，提高外护板4的使用寿命，减少由于频繁更换带来的成本；
在长时间工作后，外护板4上的凹坑增多，对磁流变液囊6的挤压空间不断变大，磁流变液囊6内部的磁流变液对缓冲活塞8的压力逐渐大于缓冲弹簧9对缓冲活塞8的弹力，缓冲弹簧9受到的压力不断增大，直至达到其上安装的压电片10检测压力的上限阈值后，压电片10启动报警器11，以提醒工作人员必须要更换外护板4了，从而极大地提高对外护板4的利用效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于磁流变液的防坠石电机，包括电机本体(1)和防护罩(2)，所述电机本体(1)内置于防护罩(2)内，其特征在于，所述防护罩(2)包括内护板(3)、外护板(4)和二者之间的防护层(5)，所述内护板(3)内侧与电机本体(1)固定连接且外侧上端与防护层(5)连接，所述防护层(5)内固定连接有磁流变液囊(6)，所述磁流变液囊(6)内盛有磁流变液，所述磁流变液囊(6)靠近内护板(3)一侧侧壁内嵌有多个第一磁片(61)，且靠近外护板(4)一侧侧壁内嵌有多个第二磁片(62)，多个所述第一磁片(61)和多个第二磁片(62)一一对应且异名磁极相对，所述磁流变液囊(6)底部连通有储存箱(7)，所述储存箱(7)固定连接在内护板(3)外侧下端，所述储存箱(7)上安装有换液阀(71)，所述换液阀(71)与外界磁流变液源连通，所述储存箱(7)内密封滑动连接有缓冲活塞(8)，所述缓冲活塞(8)底部固定连接有缓冲弹簧(9)，所述缓冲弹簧(9)远离缓冲活塞(8)一端固定连接在储存箱(7)底部上，所述缓冲弹簧(9)上安装有压电片(10)，所述压电片(10)电性连接有报警器(11)，所述报警器(11)安装在内护板(3)外侧下端。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的防坠石电机，其特征在于，所述内护板(3)外侧中部对称固定连接有耳板(31)，所述储存箱(7)与报警器(11)均位于耳板(31)与内护板(3)之间。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的防坠石电机，其特征在于，所述外护板(4)与内护板(3)曲率一致且间隙距离处处相等，所述磁流变液囊(6)具有弹力，且其内部磁流变液对缓冲活塞(8)的压力小于缓冲弹簧(9)对缓冲活塞(8)的压力。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的防坠石电机，其特征在于，所述压电片(10)接收缓冲弹簧(9)的压力，并在压力达到上限阈值后，启动报警器(11)，所述报警器(11)采用现有光声式报警器。
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