CN112769312B - 一种动密封传动装置 - Google Patents

一种动密封传动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112769312B
CN112769312B CN202011610661.8A CN202011610661A CN112769312B CN 112769312 B CN112769312 B CN 112769312B CN 202011610661 A CN202011610661 A CN 202011610661A CN 112769312 B CN112769312 B CN 112769312B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission
magnetic field
transmission output
shell
transmission input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011610661.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112769312A (zh
Inventor
邓志诚
吕超
张晓晴
姚毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202011610661.8A priority Critical patent/CN112769312B/zh
Publication of CN112769312A publication Critical patent/CN112769312A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112769312B publication Critical patent/CN112769312B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • H02K49/102—Magnetic gearings, i.e. assembly of gears, linear or rotary, by which motion is magnetically transferred without physical contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/225—Detecting coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • H02K49/104—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element
    • H02K49/108—Magnetic couplings consisting of only two coaxial rotary elements, i.e. the driving element and the driven element with an axial air gap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

本发明公开一种动密封传动装置，涉及传动部件密封技术领域，包括传动输入组件、传动输出组件、主动磁场控制组件和不导磁密封组件；传动输入组件包括传动输入轴和永磁体，传动输入轴转动安装于传动输入壳体内，传动输入轴端部安装有永磁体；传动输出组件包括传动输出轴，传动输出轴转动安装于传动输出壳体内；传动输入壳体与传动输出壳体通过不导磁密封组件密封连接；传动输入轴和传动输出轴上均安装有旋转变压器，旋转变压器与磁场控制器连接；磁场线圈安装于传动输出轴端部，导电滑环安装于传动输出轴上，并与磁场线圈连接；导电滑环上安装有碳刷，碳刷与磁场控制器连接。本发明可以实现扭矩的同步传递，并设置最大传递力矩，实现过载保护。

Description

一种动密封传动装置
技术领域
本发明涉及传动部件密封技术领域，特别是涉及一种动密封传动装置。
背景技术
在对机械旋转动力输出设备负载特性进行高、低压环境实验时，需要使用环境模拟箱模拟非常压的测试环境。但是，用于给待测设备施加转矩负载的设备由于本身性能等原因，必须放在常规环境中，即待测机械旋转动力输出设备与负载设备需分别放置在环境模拟箱舱内与舱外。这种情况下，待测设备与负载所处环境存在压力差，需要对传动部件进行密封。
如图1所示，传统的密封方法采用动部件(传动轴500)外嵌密封材料700。由于旋转部件传动轴500与密封材料700直接接触，因此两者之间会发生摩擦，导致密封材料700发热、变形、甚至脱落，影响设备寿命。此外由于摩擦产生的阻力矩，也会影响负载800力矩的测量。
发明专利(专利号201310422344)提出了一种采用永磁耦合的传动装置实现扭矩传递，该方法采用永磁铁，实现扭矩在内外法兰间的力矩传递。但是这种用永磁体传递力矩的方式与磁场强度以及相位差有关系，会出现输入与输出轴之间非同步转动，且正反转时也存在相位差，不适宜于应用在对测量结果要求较高的环境试验中。此外输入与输出轴端的磁场不可调节，存在传递力矩的极值，不方便调整传递的最大力矩。
因此，亟待开发一种动密封传动装置，以解决现有技术所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种动密封传动装置，以解决现有技术所存在的上述问题，可以实现扭矩的同步传递，并设置最大传递力矩，实现过载保护。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种动密封传动装置，包括传动输入组件、传动输出组件、主动磁场控制组件和不导磁密封组件；所述传动输入组件安装于传动输入壳体内，所述传动输出组件安装于传动输出壳体内，所述传动输入壳体与所述传动输出壳体通过所述不导磁密封组件密封连接；所述传动输入组件包括传动输入轴和永磁体，所述传动输入轴转动安装于所述传动输入壳体内，所述传动输入轴靠近所述传动输出壳体的一端安装有所述永磁体；所述传动输出组件包括传动输出轴，所述传动输出轴转动安装于所述传动输出壳体内；所述主动磁场控制组件包括磁场线圈、导电滑环、旋转变压器、磁场控制器和碳刷；所述传动输入轴和所述传动输出轴上均安装有所述旋转变压器，所述旋转变压器与所述磁场控制器连接；所述磁场线圈安装于所述传动输出轴上靠近所述传动输入壳体的一端，所述导电滑环安装于所述传动输出轴上，并与所述磁场线圈连接；所述导电滑环上安装有所述碳刷，所述碳刷与所述磁场控制器连接。
优选的，所述传动输入轴通过第一轴承转动安装于所述传动输入壳体内。
优选的，所述传动输出轴通过第二轴承转动安装于所述传动输出壳体内。
优选的，所述传动输入轴靠近所述传动输出壳体的一端安装有永磁体固定盘，所述永磁体固定盘上呈圆周均布有多个所述永磁体；多个所述永磁体的截面均为扇形，且多个所述永磁体的圆心相同。
优选的，所述传动输出轴上靠近所述传动输入壳体的一端上安装有磁场线圈固定盘，所述磁场线圈固定盘上对应安装有多个所述磁场线圈，所述磁场线圈的数量与所述永磁体的数量相对应。
优选的，所述传动输出轴上由上至下设置有三个导电滑环。
优选的，所述不导磁密封组件包括非磁性密封盘，所述非磁性密封盘安装于所述传动输入壳体与所述传动输出壳体之间。
优选的，所述非磁性密封盘的外缘通过固定螺栓与所述传动输入壳体以及所述传动输出壳体连接。
优选的，所述固定螺栓与所述传动输入壳体以及所述传动输出壳体的连接处设置有橡胶密封圈。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明采用基于电机原理的动密封传动装置，在机械旋转动力输出设备端的输入传动轴安装有相同扇形且同心的永磁体，在负载端输出传动轴上装有与永磁体对应数量的磁场线圈，磁场控制器在比较来自输入传动轴以及输出传动轴上旋转变压器的位置信号后，通过碳刷与导电滑环控制磁场线圈产生合适的磁场强度和方向，使传动输入轴与传动输出轴实现无相位差传动，并且可以通过磁场控制器灵活调整最大传递力矩，实现过载保护的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为传统密封传动工作示意图；
图2为本发明动密封传动装置的结构示意图；
图3为本发明传动输入组件剖面图；
图4为本发明永磁体布局图；
图5为本发明传动输出组件剖面图；
图6为本发明主动磁场控制组件结构图；
图7为本发明不导磁密封组件安装示意图；
图中：100-传动输入组件，101-传动输入轴，102-第一轴承，103-永磁体，200-传动输出组件，201-传动输出轴，202-第二轴承，300-主动磁场控制组件，301-磁场线圈，302-导电滑环，303-旋转变压器，304-磁场控制器，305-碳刷，400-不导磁的密封组件，401-橡胶密封垫圈，402-非磁性密封盘，403-固定螺栓，500-传动轴，501-传动轴承，600-环境模拟箱壳体，700-密封材料，800-负载，900-待测机械旋转动力输出装置。
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。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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图2-7所示，本实施例提供一种动密封传动装置，主要包括传动输入组件100、传动输出组件200、主动磁场控制组件300和不导磁密封组件400；其中，传动输入组件100安装于传动输入壳体内，传动输出组件200安装于传动输出壳体内，传动输入壳体与传动输出壳体通过不导磁密封组件400密封连接。
具体地，如图3和4所示，传动输入组件100包括传动输入轴101和永磁体103，传动输入轴101通过第一轴承102转动安装于传动输入壳体内，第一轴承102使传动输入轴稳定旋转，传动输入轴101靠近传动输出壳体的一端安装有永磁体103，永磁体103及永磁体103产生的磁场随着传动输入轴101的转动而转动。
如图5所示，传动输出组件200包括传动输出轴201，传动输出轴201通过第二轴承202转动安装于传动输出壳体内，其结构与传动输入组件100基本类似，不同之处是在传动输出轴201端部装有主动磁场控制组件300的磁场线圈301。
如图6所示，主动磁场控制组件300包括磁场线圈301、导电滑环302、旋转变压器303、磁场控制器304和碳刷305；传动输入轴101和传动输出轴201上均安装有旋转变压器303，旋转变压器303与磁场控制器304连接；磁场线圈301安装于传动输出轴201上靠近传动输入壳体的一端，导电滑环302安装于传动输出轴201上，并与磁场线圈301连接；导电滑环302上安装有碳刷305，碳刷305与磁场控制器304连接。磁场控制器304接收旋转变压器303的信号，并通过碳刷305、导电滑环302控制磁场线圈301产生磁场的强度和方向。
在本实施例中，传动输入轴101靠近传动输出壳体的一端安装有永磁体固定盘，永磁体固定盘上呈圆周均布有多个永磁体103；多个永磁体103的截面均为扇形，且多个永磁体103的圆心相同。传动输出轴201上靠近传动输入壳体的一端上安装有磁场线圈固定盘，磁场线圈固定盘上对应安装有多个磁场线圈301，磁场线圈301的数量与永磁体103的数量相对应。
在本实施例中，传动输出轴201上由上至下设置有三个导电滑环302。
在本实施例中，如图7所示，不导磁密封组件400包括非磁性密封盘402，非磁性密封盘402安装于传动输入壳体与传动输出壳体之间；非磁性密封盘402可以传递磁场的强度和方向，同时起到密封作用；非磁性密封盘402的外缘通过固定螺栓403与传动输入壳体以及传动输出壳体连接，固定螺栓403与传动输入壳体以及传动输出壳体的连接处设置有橡胶密封圈401，橡胶密封圈401位于非磁性密封盘402与传动输入壳体以及传动输出壳体之间，可以避免传动轴与密封材料直接接触。
本发明中，当机械旋转动力输出设备进行高、低压环境实验时，传动输入组件100的传动输入轴101跟随待测设备进行转动，带动传动输入轴101端部的永磁体103及其产生的磁场进行同样的转动，磁场控制器304接收到传动输入轴101和传动输出轴201上的旋转变压器303信号并进行比较，然后控制磁场线圈301产生强度和方向适当的磁场，保证传动输入轴101与传动输出轴201在磁场作用下同时转动且无相位差，传动输出轴201再与负载连接，就可以进行扭矩动力的转递，达到动密封的效果。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种动密封传动装置，其特征在于：包括传动输入组件、传动输出组件、主动磁场控制组件和不导磁密封组件；所述传动输入组件安装于传动输入壳体内，所述传动输出组件安装于传动输出壳体内，所述传动输入壳体与所述传动输出壳体通过所述不导磁密封组件密封连接；所述传动输入组件包括传动输入轴和永磁体，所述传动输入轴转动安装于所述传动输入壳体内，所述传动输入轴靠近所述传动输出壳体的一端安装有所述永磁体；所述传动输出组件包括传动输出轴，所述传动输出轴转动安装于所述传动输出壳体内；所述主动磁场控制组件包括磁场线圈、导电滑环、旋转变压器、磁场控制器和碳刷；所述传动输入轴和所述传动输出轴上均安装有所述旋转变压器，所述旋转变压器与所述磁场控制器连接；所述磁场线圈安装于所述传动输出轴上靠近所述传动输入壳体的一端，所述导电滑环安装于所述传动输出轴上，并与所述磁场线圈连接；所述导电滑环上安装有所述碳刷，所述碳刷与所述磁场控制器连接；
所述磁场控制器能够比较来自输入所述传动输入轴以及所述传动输出轴上旋转变压器的位置信号后，通过所述碳刷与所述导电滑环控制所述磁场线圈产生合适的磁场强度和方向，使所述传动输入轴与所述传动输出轴实现无相位差传动，并且能够通过所述磁场控制器调整最大传递力矩，实现过载保护的功能。
2.根据权利要求1所述的动密封传动装置，其特征在于：所述传动输入轴通过第一轴承转动安装于所述传动输入壳体内。
3.根据权利要求1所述的动密封传动装置，其特征在于：所述传动输出轴通过第二轴承转动安装于所述传动输出壳体内。
4.根据权利要求1所述的动密封传动装置，其特征在于：所述传动输入轴靠近所述传动输出壳体的一端安装有永磁体固定盘，所述永磁体固定盘上呈圆周均布有多个所述永磁体；多个所述永磁体的截面均为扇形，且多个所述永磁体的圆心相同。
5.根据权利要求4所述的动密封传动装置，其特征在于：所述传动输出轴上靠近所述传动输入壳体的一端上安装有磁场线圈固定盘，所述磁场线圈固定盘上对应安装有多个所述磁场线圈，所述磁场线圈的数量与所述永磁体的数量相对应。
6.根据权利要求1所述的动密封传动装置，其特征在于：所述传动输出轴上由上至下设置有三个导电滑环。
7.根据权利要求1所述的动密封传动装置，其特征在于：所述不导磁密封组件包括非磁性密封盘，所述非磁性密封盘安装于所述传动输入壳体与所述传动输出壳体之间。
8.根据权利要求7所述的动密封传动装置，其特征在于：所述非磁性密封盘的外缘通过固定螺栓与所述传动输入壳体以及所述传动输出壳体连接。
9.根据权利要求8所述的动密封传动装置，其特征在于：所述固定螺栓与所述传动输入壳体以及所述传动输出壳体的连接处设置有橡胶密封圈。
CN202011610661.8A 2020-12-30 2020-12-30 一种动密封传动装置 Active CN112769312B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011610661.8A CN112769312B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种动密封传动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011610661.8A CN112769312B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种动密封传动装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112769312A CN112769312A (zh) 2021-05-07
CN112769312B true CN112769312B (zh) 2022-03-11

Family

ID=75697605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011610661.8A Active CN112769312B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种动密封传动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112769312B (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1512627A (en) * 1974-06-19 1978-06-01 Marldon Ltd Magnetic coupling
CN101345468B (zh) * 2007-07-09 2011-03-23 上海星之辰电气传动技术有限公司 伺服式离合装置及其运行方式
CN101931309A (zh) * 2009-06-22 2010-12-29 林贵生 一种高效的传动轴永磁耦合装置
CN101800464B (zh) * 2010-01-28 2011-11-09 清华大学 高温气冷堆氦气空间的密封传动装置及其驱动装置
DE102011006654B3 (de) * 2011-04-01 2012-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Drehkolben-Röntgenstrahler sowie Verfahren zum Betrieb eines Drehkolben-Röntgenstrahlers
CN103794334B (zh) * 2014-02-13 2016-03-30 保定天威集团特变电气有限公司 一种变压器矩形管口堵板的密封方法
US9450446B2 (en) * 2014-04-28 2016-09-20 Apple Inc. Connector-free magnetic charger/winder
DE102014013453A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-17 Centa-Antriebe Kirschey Gmbh Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten
CN105915020A (zh) * 2016-05-18 2016-08-31 徐州医学院 一种植入式医疗设备充电装置
CN106247048B (zh) * 2016-07-29 2018-08-31 盐城丰工机械有限公司 一种高效密封法兰
CN207251431U (zh) * 2017-07-20 2018-04-17 江苏磁谷科技股份有限公司 盘式永磁耦合机构、盘式永磁耦合调速器、磁耦合调速装置、无刷双馈耦合传动装置
CN111446839A (zh) * 2020-05-18 2020-07-24 祝显胜 一种磁力耦合传动装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《磁力耦合动密封驱动结构参数优化设计与试验分析》;朱姿娜等;《机械强度》;20200415;第42卷(第2期);第343-349页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112769312A (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015295926B2 (en) Winding type permanent magnet coupling transmission device
CN102530246B (zh) 用于制动/驱动飞机轮子的设备
US20070007857A1 (en) Generator
JP2021517648A (ja) 回転負荷に適用したｅｍｃ試験システム及びその試験方法
CN202082318U (zh) 一种单盘式磁流变柔性制动器
CN102624197A (zh) 一种径向气隙可调的调速异步磁力联轴器
CN106911243B (zh) 一种平移调磁环型永磁涡流调速装置
CN112769312B (zh) 一种动密封传动装置
CN103501148A (zh) 一种无轴承永磁同步电机无径向位移传感器运行控制方法
CN112377621B (zh) 一种适用于高速旋转轴轴径双向微动的磁性液体密封装置
CN112377622A (zh) 一种适用于高速旋转密封的双磁源磁性液体密封装置
CN108023450A (zh) 一种具有对称间距调节机构的联轴器
CN112542934A (zh) 一种移动磁钢的永磁调速器
CN103107679B (zh) 一种圆盘式时滞效应较小的永磁涡流联轴器
CN106059249B (zh) 磁力联轴器及其安装方法
JP2016524448A (ja) 電気機械における軸受力の低減
CN210693744U (zh) 一种永磁涡流传动反应釜
Patel et al. End-winding vibrations in large synchronous generators
CN106981971A (zh) 一种新型调速型电磁耦合器
CN206036232U (zh) 一种分瓣式交错型磁流体密封装置
CN105569919A (zh) 一种风电机组柔性刹车装置
CN207732614U (zh) 一种台阶式永磁调速器
CN210693680U (zh) 一种永磁直驱反应釜
CN112202284A (zh) 一种永磁直驱反应釜
CN110557002A (zh) 一种带磁齿轮减速器的全封闭力矩电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant