CN114244066A - 一种风冷式涡流散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷式涡流散热装置，包括有机架，所述机架上安装有散热壳体，所述散热壳体的两侧对称设有涡流降热管，所述散热壳体包裹有装设于机架上的永磁涡流调速器，所述永磁涡流调速器包括有依次装设于驱动轴上的翼型叶轮、永磁体盘、铜盘，所述散热壳体的内侧面与永磁涡流调速器之间存有间隙，两所述涡流降热管分别通过气管与空压机相连接；本发明装置安装于整个涡流调速器上，增强了散热效果，又不会产生多余的负载使调速器的传动效率降低，降低了设备工作环境的温度，延长了设备的使用寿命。

Description

一种风冷式涡流散热装置

技术领域

本发明涉及磁力耦合传动技术领域，具体地说尤其涉及一种风冷式涡流散热装置。

背景技术

传统的机械式传动结构主要有齿轮结构、皮带轮机构、链结构和涡轮蜗杆等结构，这些传动机构与负载直接刚性连接，因此在传动过程中存在摩擦磨损、振动和噪声等情况。2016年，我国将”永磁涡流柔性传动节能技术”列入《国家重点节能低碳技术推广目录》。因此，磁力耦合器的研究与应用具有及其广阔的空间和价值。例如，永磁涡流调速器就是一种基于电磁感应原理研制出的非接触式调速装置，主要作用是实现运动系统中电机驱动轴和负载输出轴之间的运动和动力传递。其工作原理是输入轴带动永磁体盘转动时，输入轴与输出轴构成转速差，铜盘切割永磁体盘中的永磁体发出的磁感线后产生感应电动势并且在铜盘中产生涡电流，涡电流产生反感磁场，与永磁体产生的磁场相互作用，从而实现两者之间的扭矩传递，带动输出轴转动，并且通过改变铜盘与永磁体之间的气隙大小来控制输出轴的转速和转矩的大小。主要有无摩擦磨损、寿命长和允许对中误差大等优点，此外，它还具有高效节能、可靠性高、在恶劣环境中能很好适应、缓冲减震和软启动的功效。然而，在磁力传动技术不断发展中，实际和理论仍然存在一些技术性问题未能恰当解决，如永磁涡流调速器的发热问题。永磁涡流调速器在运行时，磁感应涡流损耗会产生大量的热，使得传动系统各部件温度升高，温度过高会影响永磁体材料的工作特性，进而影响调速系统的可靠性。

在大功率的磁力传动中，由于发热量增大，通常采用水冷或者油冷等冷却方式，但水冷油冷所需的设备价格昂贵，且操作较为复杂，一般的水冷散热不会像风扇那样容易拆卸，因为水冷需要水作为循环体及导热作用而存在，所以对于布线和将来的拆卸和清洁有一定的困难，而且，如果使用劣质的材料很可能导致冷却液泄露，损坏设备。而在中小功率的磁力传动系统中，发热量较少，通常采用空气冷却方式进行散热。现有的永磁涡流调速器散热的风冷方式一般是在导磁结构架的表面加散热翅片，此方法不仅增加了永磁涡流调速器的额外负载，而且散热翅片难加工，难以安装，安装后难以拆卸，积灰后散热效率下降，不易清洁等问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种风冷式涡流散热装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过如下技术手段实现：

一种风冷式涡流散热装置，包括有机架，所述机架上安装有散热壳体，所述散热壳体的两侧对称设有涡流降热管，所述散热壳体包裹有装设于机架上的永磁涡流调速器，所述永磁涡流调速器包括有依次装设于驱动轴上的翼型叶轮、永磁体盘、铜盘，所述散热壳体的内侧面与永磁涡流调速器之间存有间隙，两所述涡流降热管分别通过气管与空压机相连接。

进一步地，所述散热壳体包括有左壳体、右壳体，所述左壳体、右壳体组成散热壳体的形状为胶囊状，所述左壳体、右壳体的相对端部分别开设有供驱动轴穿过的通孔，所述右壳体的外侧面上半部开设有蜂窝式散热孔，所述右壳体的底部开设有与机架连接的螺栓孔，所述右壳体的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管配合的进气槽口及连接孔，所述左壳体的顶部开设有散热孔，所述左壳体的底部开设有与机架连接的螺栓孔，所述左壳体的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管配合的进气槽口及连接孔，左壳体与右壳体的两相对侧面通过各自相应进气槽口及连接孔配合连接涡流降热管，使得散热壳体与涡流降热管固定连接，由于热空气向上流动，所以将右壳体的蜂窝孔布置在壳体的上半部分，以加快对铜盘的散热处理，右壳体的下半部分不开孔，降低壳体内部的温度。

进一步地，所述左壳体包裹着翼型叶轮及永磁体盘，所述右壳体包裹着铜盘，本发明中左壳体不与翼型叶轮及永磁体盘接触，右壳体不与铜盘接触，而且所述左壳体、右壳体分别开设的通孔与驱动轴之间存有间隙，保证散热壳体不会为驱动轴增添负载，散热壳体不与旋转元件接触，只对永磁涡流调速器起降温目的，改善调速器的工作温度，不添加任何负载，左右壳体的连接性好，连接后类似于胶囊状，不仅具有较高的空间利用率，并且可以起到防尘作用，且造型美观，拆卸方便。

进一步地，所述涡流散热管包括有外管、内管，所述内管的两端分别开设有冷端出气口、热端防压口，所述冷端出气口为梯形口结构，所述热端防压口设有挡片，所述挡片与内管的端口设有间隙，所述热端防压口的内端部设有与其相配合的塞套，所述内管的内壁设有螺旋轨迹，所述内管靠近冷端出气口位置开设有多组孔，各所述孔与内管的内壁相切并与螺旋轨迹相对应，所述外管靠近冷端出气口并套设于内管上，所述外管包括有进气管口，所述外管的内壁开设有环形槽，环形槽与内管上开设的孔相配合，保证内管与外管的中部有间隙，以供高压气体流通，并保证高压气体延内管内壁旋转。

进一步地，所述翼型叶轮的叶片组数为三组，各所述叶片的表面开设有脊状结构，以起到减小阻力，降低负载的目的，翼型叶轮在散热壳体内部起到加快永磁体盘附近气体的流通，防止热空气滞留。

本发明涡流降热管的内管设计有冷端出气口与热端防压口，冷端出气口采用梯形口结构，有效的防止热空气从冷端口排出，热端防压口需要用周围有缝隙，中间采用梯形的塞套塞住，塞套有保证管内气压、防止冷空气从热端防压口流出的作用，由于热端防压口的温度高，所以塞套的制作需要采用防热材料，内管在其接近冷端出气口的位置有三个用以进气的孔，保证高压气体的进入，内管上的孔应与内管的内壁相切，以此保证高压气体延内管内壁旋转，孔与内管内壁相切并与内管内壁上的螺旋轨迹相对应，以达到更好的冷热空气分离效果，其冷热空气分离的原理是由于高温空气的空气分子由于所带的动能大，高压的气体从切相口进入内管，将在管子内壁做多次的螺旋运动，而冷空气所携带的能量少会排斥到内管的中间，冷空气运动到热端防压口时，会被热端防压口的塞套挡住，冷空气就会回流回来从冷端喷出，从而进行冷热空气分流，在装置的散热过程中起快速输入冷空气，加快热空气导出，对散热壳体内部的温度进行降温的作用；涡流降热管在装置的结构上又起着连接左壳体、右壳体的作用，其安装方式是通过螺栓固定在左右壳体之上，涡流降热管的冷端通过螺栓固定于铜盘的周向方向和涡流调速器的气隙之间，可对铜盘进行降温处理；两个涡流降温管对称布置，可令冷空气形成对流以起到加快气体流通的作用；同时本发明所公开的特征还在于考虑到由于回流的作用会导致被加热后的气体不容易从蜂窝孔流出并会流回原来未被加热的流体部分与其掺混的问题，这样可能会造成3个结果：1、因为速度小而使对流传热系数降低；2、使被加热的流体不能及时流出，升高回流区的流体温度，更不利于这个区域的散热；3、使得被加热的流体回流至温度较低的部分，也就是永磁体盘左端附近区域，影响这个区域的温度。本发明在永磁体盘一旁布置翼型叶轮，导动磁盘右端的气体，加快永磁体盘附近的气体转换，避免热空气向磁盘流动。由于翼型叶轮的导动率较好，所以叶片采用翼型叶片，同时为了防止负载过大，影响调速器性能，叶片表面采用脊状结构，以起到减小阻力，降低负载的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明装置安装于整个涡流调速器上，通过两个新型涡流降热管和右部壳体的蜂窝设计降低壳体内部的气体温度，通过风冷的方式对铜盘进行降温，避免由于热传导使磁盘出现消磁现象，散热壳体不与主轴等旋转件进行接触，磁盘左边的翼型叶轮、右壳体的蜂窝孔、涡流降热管的布置等设计加快的冷空气的导入和热空气的导出，能更好的对铜盘因感应涡流而产生的热量进行快速的散热，将低散热壳体内部的温度，即提高了永磁涡流调速器的散热性能，增强了散热效果，又不会产生多余的负载使调速器的传动效率降低，降低了设备工作环境的温度，延长了设备的使用寿命。

附图说明：

图1为本发明产品结构示意图；

图2为本发明产品结构散热壳体与永磁涡流调速器整合图示意图；

图3为本发明产品部分结构涡流降热管的整体刨面图示意图；

图4为本发明产品散热壳体部分结构示意图；

图5为本发明产品右壳体部分结构示意图；

图6为本发明产品右壳体部分结构示意图；

图7为本发明A处结构示意图；

图8为本发明D处结构示意图；

图9为本发明C处结构示意图。

具体实施方式：

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明：

具体实施例

为本发明的其中一种具体实施方式：参见附图。

在本实施例中，一种风冷式涡流散热装置，包括有机架，所述机架上安装有散热壳体1，所述散热壳体1的两侧对称设有涡流降热管2，所述散热壳体1包裹有装设于机架上的永磁涡流调速器3，所述永磁涡流调速器3包括有依次装设于驱动轴4上的翼型叶轮5、永磁体盘6、铜盘7，所述散热壳体1的内侧面与永磁涡流调速器3之间存有间隙，两所述涡流降热管2分别通过气管8与空压机9相连接。

进一步地，所述散热壳体1包括有左壳体11、右壳体12，所述左壳体11、右壳体12组成散热壳体的形状为胶囊状，所述左壳体11、右壳体12的相对端部分别开设有供驱动轴穿过的通孔13，所述右壳体12的外侧面上半部开设有蜂窝式散热孔14，所述右壳体12的底部开设有与机架连接的螺栓孔15，所述右壳体12的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管2配合的进气槽口16及连接孔17，所述左壳体11的顶部开设有散热孔18，所述左壳体11的底部开设有与机架连接的螺栓孔15，所述左壳体11的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管2配合的进气槽口16及连接孔17，左壳体11与右壳体12的两相对侧面通过各自相应进气槽口及连接孔配合连接涡流降热管2，使得散热壳体1与涡流降热管2固定连接，由于热空气向上流动，所以将右壳体12的蜂窝孔布置在壳体的上半部分，右壳体12的顶部也可开设有散热孔18，以加快对铜盘7的散热处理，右壳体12的下半部分不开孔，降低壳体内部的温度。

进一步地，所述左壳体11包裹着翼型叶轮5及永磁体盘6，所述右壳体12包裹着铜盘7，本发明中左壳体11不与翼型叶轮5及永磁体盘6接触，右壳体12不与铜盘7接触，而且所述左壳体11、右壳体12分别开设的通孔19与驱动轴之间存有间隙，保证散热壳体1不会为驱动轴增添负载，散热壳体1不与旋转元件接触，只对永磁涡流调速器起降温目的，改善调速器的工作温度，不添加任何负载，左右壳体的连接性好，连接后类似于胶囊状，不仅具有较高的空间利用率，并且可以起到防尘作用，且造型美观，拆卸方便。

进一步地，所述涡流散热管2包括有外管21、内管22，所述内管22的两端分别开设有冷端出气口23、热端防压口24，所述冷端出气口23为梯形口结构，所述热端防压口24设有挡片25，所述挡片25与内管22的端口设有间隙，所述热端防压口24的内端部设有与其相配合的塞套26，所述内管22的内壁设有螺旋轨迹27，所述内管22靠近冷端出气口位置开设有多组孔28，各所述孔28与内管22的内壁相切并与螺旋轨迹27相对应，所述外管21靠近冷端出气口23并套设于内管22上，所述外管21包括有进气管口29，所述外管29的内壁开设有环形槽210，环形槽210与内管22上开设的孔28相配合，保证内管22与外管21的中部有间隙，以供高压气体流通，并保证高压气体延内管内壁旋转。

进一步地，所述翼型叶轮5的叶片组数为三组，各所述叶片的表面开设有脊状结构51，以起到减小阻力，降低负载的目的，翼型叶轮5在散热壳体1内部起到加快永磁体盘附近气体的流通，防止热空气滞留。

本发明所公开具体实施例落入本发明权利要求保护范围之内，为本发明的特征部分的具体下位实施范围，具体实施例保护内容仅仅是为本发明权利要求保护范围的说明，本发明保护范围不止于具体实施例保护内容，本发明中未有公开机架这一常规结构，采用本领域常用相应结构，本发明中不再说明，具体实施例保护内容不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

另关于本发明未在说明书及附图中公开相关部件，其并不妨碍本领域技术人员对本发明的理解，本发明中并未公开本发明的其他常规部件，不妨碍本领域技术人员对本发明的理解。

落入本发明保护范围内的产品结构连接关系，都落入本发明保护内容；在不偏离本发明保护实质的前提下，而对产品部件的结构作出常规技术改进，如本发明具体实施例中这种作出对产品部分结构的改进，也都将落入本发明保护实质中。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种风冷式涡流散热装置，包括有机架，其特征在于：所述机架上安装有散热壳体，所述散热壳体的两侧对称设有涡流降热管，所述散热壳体包裹有装设于机架上的永磁涡流调速器，所述永磁涡流调速器包括有依次装设于驱动轴上的翼型叶轮、永磁体盘、铜盘，所述散热壳体的内侧面与永磁涡流调速器之间存有间隙，两所述涡流降热管分别通过气管与空压机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种风冷式涡流散热装置，其特征在于：散热壳体包括有左壳体、右壳体，所述左壳体、右壳体组成散热壳体的形状为胶囊状，所述左壳体、右壳体的相对端部分别开设有供驱动轴穿过的通孔，所述右壳体的外侧面上半部开设有蜂窝式散热孔，所述右壳体的底部开设有与机架连接的螺栓孔，所述右壳体的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管配合的进气槽口及连接孔，所述左壳体的顶部开设有散热孔，所述左壳体的底部开设有与机架连接的螺栓孔，所述左壳体的两相对侧面分别对称开设有与涡流降热管配合的进气槽口及连接孔，左壳体与右壳体的两相对侧面通过各自相应进气槽口及连接孔配合连接涡流降热管。

3.根据权利要求2所述的一种风冷式涡流散热装置，其特征在于：所述左壳体包裹着翼型叶轮及永磁体盘，所述右壳体包裹着铜盘，所述左壳体、右壳体分别开设的通孔与驱动轴之间存有间隙。

4.根据权利要求1所述的一种风冷式涡流散热装置，其特征在于：所述涡流散热管包括有外管、内管，所述内管的两端分别开设有冷端出气口、热端防压口，所述冷端出气口为梯形口结构，所述热端防压口设有挡片，所述挡片与内管的端口设有间隙，所述热端防压口的内端部设有与其相配合的塞套，所述内管的内壁设有螺旋轨迹，所述内管靠近冷端出气口位置开设有多组孔，各所述孔与内管的内壁相切并与螺旋轨迹相对应，所述外管靠近冷端出气口并套设于内管上，所述外管包括有进气管口，所述外管的内壁开设有环形槽，环形槽与内管上开设的孔相配合。

5.根据权利要求1所述的一种风冷式涡流散热装置，其特征在于：所述翼型叶轮的叶片组数为三组，各所述叶片的表面开设有脊状结构。

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