CN114915136A - 一种高温密封磁传动装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高温密封磁传动装置，包括主动转子组件、密封隔离组件和从动转子组件，主动转子组件的内壁沿轴向设置有第一永磁体，从动转子组件包括储能转子和负载转子，储能转子外壁上沿径向向外凸出设置有滑动凸起，负载转子的内壁上沿周向环绕设置有与滑动凸起匹配的滑槽，储能转子适于通过滑动凸起和滑槽可转动地连接在负载转子上，储能转子和负载转子的外壁上沿轴向分别设置第一软磁体和第二软磁体，主动转子组件适于通过第一永磁体与第一软磁体的耦合作用并驱动储能转子转动，实现第一永磁体与第二软磁体的耦合。本申请的在于提供一种在高温工况下，传递扭矩大，容易启动的高温密封磁传动装置。

Description

一种高温密封磁传动装置

技术领域

本申请涉及磁传动领域，特别涉及一种高温密封磁传动装置。

背景技术

目前密封磁传动装置通常使用在对密封要求较高的场景，一般的机械密封由于采用动密封的方法，难以避免泄露现象，特别是对于高温高压的使用场景，其泄露量更加严重；而密封磁传动，由于主动轴和从动轴通过磁力相互作用，可以使用静密封的方法提升密封性能，使密封效果更好，高温高压下不容易出现泄露。

但是，现有的密封磁传动装置当其处在高温工况下时，传递扭矩小、难以启动是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种在高温工况下，传递扭矩大，容易启动的高温密封磁传动装置。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：

一种高温密封磁传动装置，包括主动转子组件、密封隔离组件和从动转子组件，所述主动转子组件与输入轴连接，所述密封隔离组件内设置所述从动转子组件，所述主动转子组件的内壁沿轴向设置有第一永磁体，所述从动转子组件包括储能转子和负载转子，所述负载转子连接在输出轴上并输出扭矩，所述储能转子外壁上沿径向向外凸出设置有滑动凸起，所述负载转子的内壁上沿周向环绕设置有与所述滑动凸起匹配的滑槽，所述储能转子适于通过所述滑动凸起和所述滑槽可转动地连接在所述负载转子上，所述储能转子和所述负载转子的外壁上沿轴向分别设置有与所述第一永磁体对应的第一软磁体和第二软磁体，所述主动转子组件适于通过所述第一永磁体与所述第一软磁体的耦合作用并驱动所述储能转子转动，且所述滑动凸起适于产生沿周向的力并带动所述负载转子启动，实现所述第一永磁体与所述第二软磁体的耦合。

密封磁传动装置包括主动转子组件、密封隔离组件和从动转子组件，其中主动转子组件与输入轴连接，驱动组件产生动力并驱动输入轴转动，从而带动主动转子组件转动，从动转子组件与输出轴连接，由于主动转子组件与从动转子组件的耦合作用，主动转子组件带动从动转子组件转动，从而带动输出轴转动，密封隔离组件包括隔离套和密封法兰，隔离套的内壁界定第三密封腔，从动转子组件设置在第三密封腔内，隔离套通过密封法兰与容器开口接触，通过静密封实现更好的密封效果，容器的内壁界定第四密封腔，第三密封腔连通第四密封腔，容器内的高温高压会作用于第三密封腔。

密封磁传动通常具有两种方案：分别是平面型磁传动和同轴型磁传动，平面型磁传动的永磁体沿周向设置，安装比较方便，但是传递扭矩小，如果需要增加扭矩，则需要大幅度增加主动转子组件的相对面积；同轴型磁传动的永磁体沿轴向设置，其传递扭矩较大，多使用在高温高压且扭矩需求较大的工况下。但是同轴型磁传动具有另一个缺陷，当容器内的温度较高时，从动转子组件上的永磁体容易失去磁性，从而失去扭矩传递的能力，而常规方案是将从动转子组件上的永磁体替换成软磁体，通过主动转子组件上的永磁体产生的磁滞效应，实现软磁体与永磁体的耦合，但这种方案在实际生产中，由于启动时，输出轴的负载较大，软磁体容易与永磁体产生“打滑”，即从当前的耦合状态脱离，从而造成软磁体进行重复的充放磁，使软磁体的运动始终与永磁体的运动不规则的错开，始终无法实现其与永磁体的耦合，更不能实现主动转子组件带动从动转子组件的效果。

而本申请的发明人开发了一种高温密封磁传动装置，其中从动转子组件包括储能转子和负载转子，其中负载转子连接输出轴，储能转子通过滑动凸起与负载转子内壁上的滑槽配合，实现可转动地连接，由于负载转子连接在输出轴上，因此其启动时需要克服的扭矩较大，其上的第二软磁体容易与第一永磁体产生“打滑”，造成启动困难的情况；而储能转子仅通过滑动凸起与周向环绕设置的滑槽配合，因此储能转子转动时需要克服的扭矩较小，启动较为方便，通过第一永磁体作用在第一软磁体上的磁滞效应和耦合作用，主动转子组件可以先驱动储能转子转动，而储能转子上的滑动凸起会产生与储能转子运动方向相反的摩擦力，此时该摩擦力的反作用力会驱动负载转子转动，从而给予负载转子一定的初速度，使负载转子上的第二软磁体实现与第一永磁体的耦合，从而防止“打滑”现象的出现，使从动转子组件的启动难度降低，并且更容易在大阻力扭矩下实现启动。

值得一提的是，由于容器内被密封的气体(或者液体)具有惯性，因此如果负载转子具有一定的初速度，其启动时需要的扭矩也会变小，因此也更不容易出现“打滑”现象，避免重复脱离或进入耦合状态，防止第二软磁体的运动始终与第一永磁体的运动不规则的错开，导致其始终无法正常启动；另外，由于第二软磁体的磁滞效应，当不处于稳定的耦合状态时，第二软磁体表面的磁性会重复变化，使耦合的难度提高，因此需要避免在启动状态时，负载转子与主动转子组件之间的“打滑”，使之能更好的传递扭矩，更容易被启动。而由于储能转子上的滑动凸起的作用，负载转子会具有一定的初速度，而该初速度会增加负载转子上的第二软磁体与主动转子组件上的第一硬磁体耦合的时间，使第二软磁体表面的磁性变化变小，进一步降低启动难度，使两者之间不容易出现“打滑”现象。

进一步优选，所述滑槽包括至少两个加速段和相应数量的释放段，所述加速段沿所述负载转子周向设置，所述释放段沿所述负载转子轴向设置，所述加速段和所述释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形；所述主动转子组件适于通过所述第一永磁体和所述第一软磁体的耦合作用并驱动所述储能转子周向转动，从而带动所述滑动凸起沿所述加速段周向转动直至进入所述释放段，且所述滑动凸起适于抵触所述释放段的内壁，并释放动能以驱动所述负载转子加速。其中加速段和释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，指的是第一加速段的尾部和第一释放段的头部连接，第一释放段的尾部和第二加速段的头部连接，第二加速段的尾部和第二释放段的头部连接，第二释放段的尾部连接第一加速段的头部，如果具有更多段加速段和相应数量的释放段，也依照以上规律间隔设置并首尾连接。

滑槽包括至少两个加速段和相应数量的释放段，并且使加速段和释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，可以使储能转子获得的动能更加稳定，并且其凸出设置的滑动凸起可以更稳定的输出动能。由于加速段沿周向设置，因此滑动凸起沿加速段运动时，由于储能转子受主动转子组件的耦合作用逐渐加速，因此滑动凸起沿加速段也逐渐加速，并通过滑动凸起作用在加速段的摩擦力使负载转子具有较小的初速度，并且由于加速段连接通释放段，并且释放段沿轴向设置；当滑动凸起从加速段进入到释放段时，滑动凸起会和释放段的内壁发生碰撞，并释放滑动凸起由于运动积攒的动能，这些动能会进一步加速负载转子的运动；由于释放段沿轴向设置，主动转子组件会通过储能转子输出扭矩至负载转子，直到滑动凸起脱离释放段，进入下一个加速段；在另一个加速段中，滑动凸起同样会经过加速(储存动能)-碰撞(释放动能)的过程，并重复进行，直到负载转子与储能转子转速相同，两者不产生转速差，滑动凸起也不会相对于滑槽进行转动，此时从动转子组件产生与主动转子组件的稳定耦合，输出轴顺利被启动。另外，由于加速段沿周向设置，因此加速段仅能通过摩擦力传递扭矩，可以减少在加速段时，储能转子的负载力，更方便储能转子的启动；由于释放段沿轴向设置，因此释放段可以传递储能转子产生的扭矩，并且由于储能转子的动能释放，负载转子可以具有较大的初速度启动；并且当负载转子没有正常启动时，储能转子和负载转子始终存在转速差，能使滑动凸起始终通过释放段释放动能，直到两者转速差消失，从动转子组件和主动转子组件稳定耦合。

进一步优选，所述加速段包括第一加速段和第二加速段，所述第一加速段和所述第二加速段均与水平面平行，并在所述水平面上错位设置，且所述第二加速段设置在所述第一加速段的上方；所述释放段包括第一释放段和第二释放段，所述第一释放段同时沿轴向和周向沿伸并连接所述第一加速段的尾部和所述第二加速段的头部，所述第二释放段也同时沿轴向和周向沿伸并连接所述第二加速段的尾部和所述第一加速段的头部。

第一加速段和第二加速段与水平面平行，并在所述水平面上错位设置，指的是第一加速段的头部和第一加速段的尾部均设置在同一平面上，且该平面平行于水平面设置，所述第二加速段的头部和所述第二加速段的尾部也均设置在同一平面上，且该平面平行于所述水平面设置，并且上述两个平面互相平行，但不处于同一平面。

另一种优选，所述加速段包括第一加速段、第二加速段、第三加速段和第四加速段，所述释放段包括第一释放段、第二释放段、第三释放段和第四释放段，所述加速段和所述释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，其中所述第一加速段和所述第三加速段在水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，所述第二加速段和所述第四加速段在所述水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，所述第二加速段设置在所述第一加速段的上方，所述第一释放段、第二释放段、第三释放段、第四释放段同时沿轴向和周向沿伸并依次连通所述第一加速段、第二加速段、第三加速段和第四加速段。

另一种优选，所述加速段包括第一加速段和第二加速段，所述第一加速段和所述第二加速段在水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，且所述第一加速段和所述第二加速段沿轴向螺旋向上设置，螺旋圈数等于0.5圈，所述第一加速段的尾部高于所述第一加速段的头部，所述释放段包括第一释放段和第二释放段，所述第一释放段沿轴向沿伸并连接所述第一加速段的尾部和所述第二加速段的头部，所述第二释放段沿轴向沿伸并连接所述第二加速段的尾部和所述第一加速段的头部。

进一步优选，所述储能转子的外壁上沿径向向外凸出设置有两个所述滑动凸起，所述滑动凸起对称设置在所述储能转子的左右两侧，并沿所述滑槽滑动。

进一步优选，所述储能转子的顶部沿径向向外凸出设置有安装部，所述安装部的外壁沿轴向设置所述第一软磁体，所述安装部的下部沿轴向设置有第二永磁体，且所述第二永磁体设置在所述滑动凸起的上部；所述负载转子的内壁界定有第一密封腔，所述第一密封腔的内壁上设置所述滑槽，所述滑动凸起适于沿所述滑槽运动，并改变所述储能转子的高度，使所述第二永磁体侵入或脱离所述第一密封腔。

进一步优选，所述负载转子上沿轴向设置有第二密封腔，所述第二密封腔沿周向环绕设置在所述第一密封腔的外部，所述第二密封腔内安装有隔温套，所述隔温套适于限制高温对所述第二永磁体的影响；所述隔温套的顶部径向向外凸出设置有缓冲部，所述缓冲部适于限制所述储能转子下降时对所述负载转子产生的轴向冲击。

进一步优选，所述第一密封腔内壁的顶部沿周向设置有储油槽，所述储油槽内设置有润滑油，所述润滑油适于控制所述储能转子与所述负载转子之间的摩擦力；所述第一密封腔内壁的顶部沿径向向内凸出设置有刮油部，所述刮油部设置在所述储油槽的上方，并抵触所述储能转子的外壁，所述刮油部适于刮除黏附在所述第二永磁体表面的所述润滑油。

另一种优选，所述储能转子的顶部沿周向设置有第三软磁体，所述主动转子组件上对应地设置有第三永磁体，所述第三永磁体适于与所述第三软磁体耦合，并带动所述储能转子周向转动。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)本申请采用的储能转子和负载转子配合，以提高负载转子的初速度，有利于主动转子组件上的第一永磁体和从动转子组件上的第一软磁体和第二软磁体互相耦合，并防止出现“打滑”现象，更有利于本磁传动装置在高温情况下启动，防止出现由于在从动转子组件上使用永磁体而造成磁力下降，输出扭矩变小的问题；

(2)在储能转子上设置滑动凸起，在负载转子上设置与之匹配的滑槽，可以减少储能转子在启动过程中的负载扭力，使储能转子在启动时能与主动转子组件稳定地耦合，从而使储能转子组件具有一定的速度，并且其作用在滑槽上的摩擦力，可以使负载转子具有一定的初速度，方便负载转子上第二软磁体与第一永磁体的稳定耦合，从而实现本磁传动装置在高温、高负载情况下的耦合和扭矩传递。

附图说明

图1为本申请的高温密封磁传动装置的一种实施例的剖视图，展示了各个组件的位置和结构；

图2为本申请的高温密封磁传动装置的一种实施例的爆炸图，展示了主动转子组件、密封隔离组件和从动转子组件；

图3为本申请的高温密封磁传动装置的一种实施例的从动转子组件的爆炸图，展示了储能转子和负载转子；

图4为本申请的高温密封磁传动装置的实施例1的滑槽的示意图，展示了加速段和释放段；

图5为本申请的高温密封磁传动装置的实施例2的滑槽的示意图，展示了加速段和释放段；

图6为本申请的高温密封磁传动装置的实施例3的滑槽的示意图，展示了加速段和释放段；

图7为本申请的高温密封磁传动装置的一种实施例的半剖图，展示了第一密封腔和第二密封腔；

图8a为本申请的高温密封磁传动装置的从动转子组件的一种实施例的局部剖视图，展示了储能转子处于最低位置；

图8b为本申请的高温密封磁传动装置的从动转子组件的一种实施例的局部剖视图，展示了储能转子处于最高位置；

图9a为本申请的高温密封磁传动装置的从动转子组件的一种实施例的剖视图，展示了储能转子处于最低位置；

图9b为本申请的高温密封磁传动装置的从动转子组件的一种实施例的剖视图，展示了储能转子处于最高位置；

图10为本申请的高温密封磁传动装置的A位置的局部放大图，展示了储油槽和挂油部；

图11为本申请的高温密封磁传动装置的储能转子的一种实施例的示意图，展示了滑动凸起；

图12为本申请的高温密封磁传动装置的储能转子一种实施例的俯视图，展示了第三软磁体；

图13为本申请的高温密封磁传动装置的主动转子组件的一种实施例的示意图；

图14为本申请的高温密封磁传动装置的主动转子组件的一种实施例的俯视图，展示了第三永磁体；

图15为本申请的高温密封磁传动装置的主动转子组件的一种实施例的剖视图，展示了第一永磁体。

图中：1、主动转子组件；11、第一永磁体；12、第三永磁体；2、密封隔离组件；21、第三密封腔；22、密封法兰；23、隔离套；3、从动转子组件；31、储能转子；311、滑动凸起；312、第一软磁体；313、第二永磁体；314、安装部；315、第三软磁体；32、负载转子；321、滑槽；3211、加速段；3211a、第一加速段；3211b、第二加速段；3211c、第三加速段；3211d、第四加速段；3212、释放段；3212a、第一释放段；3212b、第二释放段；3212c、第三释放段；3212d、第四释放段；322、第二软磁体；323、第一密封腔；3231、储油槽；3232、刮油部；324、第二密封腔；33、隔温套；331、缓冲部；100、容器；101、第四密封腔；200、输入轴；300、输出轴。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

密封磁传动装置如图1所示，包括主动转子组件1、密封隔离组件2和从动转子组件3，其中主动转子组件1与输入轴200连接，驱动组件产生动力并驱动输入轴200转动，从而带动主动转子组件1转动，从动转子组件3与输出轴300连接，由于主动转子组件1与从动转子组件3的耦合作用，主动转子组件1带动从动转子组件3转动，从而带动输出轴300转动，密封隔离组件2包括隔离套23和密封法兰22，隔离套23的内壁界定第三密封腔21，从动转子组件3设置在第三密封腔21内，隔离套23通过密封法兰22与容器100开口接触，通过静密封实现更好的密封效果，容器100的内壁界定第四密封腔101，第三密封腔21连通第四密封腔101，容器100内的高温高压会作用于第三密封腔21。

密封磁传动通常具有两种方案：分别是平面型磁传动和同轴型磁传动，平面型磁传动的永磁体沿周向设置，安装比较方便，但是传递扭矩小，如果需要增加扭矩，则需要大幅度增加主动转子组件1的相对面积；同轴型磁传动的永磁体沿轴向设置，其传递扭矩较大，多使用在高温高压且扭矩需求较大的工况下。但是同轴型磁传动具有另一个缺陷，当容器100内的温度较高时，从动转子组件3上的永磁体容易失去磁性，从而失去扭矩传递的能力，而常规方案是将从动转子组件3上的永磁体替换成软磁体，通过主动转子组件1上的永磁体产生的磁滞效应，实现软磁体与永磁体的耦合，但这种方案在实际生产中，由于启动时，输出轴300的负载较大，软磁体容易与永磁体产生“打滑”，即从当前的耦合状态脱离，从而造成软磁体进行重复的充放磁，使软磁体的运动始终与永磁体的运动不规则的错开，始终无法实现其与永磁体的耦合，更不能实现主动转子组件1带动从动转子组件3的效果。

据此，本申请的发明人开发了一种高温密封磁传动装置，其一种实施例如图1至图15所示，包括主动转子组件1、密封隔离组件2和从动转子组件3，主动转子组件1与输入轴200连接，密封隔离组件2内设置从动转子组件3，主动转子组件1的内壁沿轴向设置有第一永磁体11，从动转子组件3包括储能转子31和负载转子32，负载转子32连接在输出轴300上并输出扭矩，储能转子31外壁上沿径向向外凸出设置有滑动凸起311，负载转子32的内壁上沿周向环绕设置有与滑动凸起311匹配的滑槽321，储能转子31适于通过滑动凸起311和滑槽321可转动地连接在负载转子32上，储能转子31和负载转子32的外壁上沿轴向分别设置有与第一永磁体11对应的第一软磁体312和第二软磁体322，主动转子组件1适于通过第一永磁体11与第一软磁体312的耦合作用并驱动储能转子31转动，且滑动凸起311适于产生沿周向的力并带动负载转子32启动，实现第一永磁体11与第二软磁体322的耦合。

本申请的发明人开发的这种高温密封磁传动装置，其中从动转子组件3包括储能转子31和负载转子32，其中负载转子32连接输出轴300，储能转子31通过滑动凸起311与负载转子32内壁上的滑槽321配合，实现可转动地连接，由于负载转子32连接在输出轴300上，因此其启动时需要克服的扭矩较大，其上的第二软磁体322容易与第一永磁体11产生“打滑”，造成启动困难的情况；而储能转子31仅通过滑动凸起311与周向环绕设置的滑槽321配合，因此储能转子31转动时需要克服的扭矩较小，启动较为方便，通过第一永磁体11作用在第一软磁体312上的磁滞效应和耦合作用，主动转子组件1可以先驱动储能转子31转动，而储能转子31上的滑动凸起311会产生与储能转子31运动方向相反的摩擦力，此时该摩擦力的反作用力会驱动负载转子32转动，从而给予负载转子32一定的初速度，使负载转子32上的第二软磁体322实现与第一永磁体11的耦合，从而防止“打滑”现象的出现，使从动转子组件3的启动难度降低，并且更容易在大阻力扭矩下实现启动。

值得一提的是，由于容器100内被密封的气体(或者液体)具有惯性，因此如果负载转子32具有一定的初速度，其启动时需要的扭矩也会变小，因此也更不容易出现“打滑”现象，避免重复脱离或进入耦合状态，防止第二软磁体322的运动始终与第一永磁体11的运动不规则的错开，导致其始终无法正常启动；另外，由于第二软磁体322的磁滞效应，当不处于稳定的耦合状态时，第二软磁体322表面的磁性会重复变化，使耦合的难度提高，因此需要避免在启动状态时，负载转子32与主动转子组件1之间的“打滑”，使之能更好的传递扭矩，更容易被启动。而由于储能转子31上的滑动凸起311的作用，负载转子32会具有一定的初速度，而该初速度会增加负载转子32上的第二软磁体322与主动转子组件1上的第一硬磁体11耦合的时间，使第二软磁体322表面的磁性变化变小，进一步降低启动难度，使两者之间不容易出现“打滑”现象。

进一步优选，如图4至图7所示，滑槽321包括至少两个加速段3211和相应数量的释放段3212，加速段3211沿负载转子32周向设置，释放段3212沿负载转子32轴向设置，加速段3211和释放段3212间隔设置并首尾连接形成闭合的环形；主动转子组件1适于通过第一永磁体11和第一软磁体312的耦合作用并驱动储能转子31周向转动，从而带动滑动凸起311沿加速段3211周向转动直至进入释放段3212，且滑动凸起311适于抵触释放段3212的内壁，并释放动能以驱动负载转子32加速。其中加速段3211和释放段3212间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，指的是第一加速段3211a的尾部和第一释放段3212a的头部连接，第一释放段3212a的尾部和第二加速段3211b的头部连接，第二加速段3211b的尾部和第二释放段3212b的头部连接，第二释放段3212b的尾部连接第一加速段3211a的头部，如果具有更多段加速段3211和相应数量的释放段3212，也依照以上规律间隔设置并首尾连接。另外，为方便理解，图4至图7中，负载转子32内壁的可见线被隐藏，虚线部分表示了加速段3211或释放段3212的形状和位置关系。

滑槽321包括至少两个加速段3211和相应数量的释放段3212，并且使加速段3211和释放段3212间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，可以使储能转子31获得的动能更加稳定，并且其凸出设置的滑动凸起311可以更稳定的输出动能。由于加速段3211沿周向设置，因此滑动凸起311沿加速段3211运动时，由于储能转子31受主动转子组件1的耦合作用逐渐加速，因此滑动凸起311沿加速段3211也逐渐加速，并通过滑动凸起311作用在加速段3211的摩擦力使负载转子32具有较小的初速度，并且由于加速段3211连接通释放段3212，并且释放段3212沿轴向设置；当滑动凸起311从加速段3211进入到释放段3212时，滑动凸起311会和释放段3212的内壁发生碰撞，并释放滑动凸起311由于运动积攒的动能，这些动能会进一步加速负载转子32的运动；由于释放段3212沿轴向设置，主动转子组件1会通过储能转子31输出扭矩至负载转子32，直到滑动凸起311脱离释放段3212，进入下一个加速段3211；在另一个加速段3211中，滑动凸起311同样会经过加速(储存动能)-碰撞(释放动能)的过程，并重复进行，直到负载转子32与储能转子31转速相同，两者不产生转速差，滑动凸起311也不会相对于滑槽321进行转动，此时从动转子组件3产生与主动转子组件1的稳定耦合，输出轴300顺利被启动。另外，由于加速段3211沿周向设置，因此加速段3211仅能通过摩擦力传递扭矩，可以减少在加速段3211时，储能转子31的负载力，更方便储能转子31的启动；由于释放段3212沿轴向设置，因此释放段3212可以传递储能转子31产生的扭矩，并且由于储能转子31的动能释放，负载转子32可以具有较大的初速度启动；并且当负载转子32没有正常启动时，储能转子31和负载转子32始终存在转速差，能使滑动凸起311始终通过释放段3212释放动能，直到两者转速差消失，从动转子组件3和主动转子组件1稳定耦合。

实施例1：如图4所示，加速段3211包括第一加速段3211a和第二加速段3211b，第一加速段3211a和第二加速段3211b均与水平面平行，并在水平面上错位设置，且第二加速段3211b设置在第一加速段3211a的上方；释放段3212包括第一释放段3212a和第二释放段3212b，第一释放段3212a同时沿轴向和周向沿伸并连接第一加速段3211a的尾部和第二加速段3211b的头部，第二释放段3212b也同时沿轴向和周向沿伸并连接第二加速段3211b的尾部和第一加速段3211a的头部。

第一加速段3211a和第二加速段3211b与水平面平行，并在水平面上错位设置，指的是第一加速段3211a的头部和第一加速段3211a的尾部均设置在同一平面上，且该平面平行于水平面设置，第二加速段3211b的头部和第二加速段3211b的尾部也均设置在同一平面上，且该平面平行于水平面设置，并且上述两个平面互相平行，但不处于同一平面。当滑动凸起311沿顺时针方向转动并进入从第一加速段3211a进入第一释放段3212a时，滑动凸起311抵触第一释放段3212a的侧壁，并通过同时沿轴向和轴向沿伸的第一释放段3212a作用，带动负载转子32转动，同时滑动凸起311在第一释放段3212a的作用下向上运动；随后滑动凸起311在第二加速段3211b上加速，并最终进入第二释放段3212b，滑动凸起311在第二释放段3212b的作用下向下运动，并释放其上的动能，带动负载转子32转动，如果负载转子32没有实现稳定耦合状态，继续驱动主动转子组件1转动，可以继续带动储能转子31重复以上过程，直至储能转子31和负载转子32之间不存在转速差，滑动凸起311不在滑槽321中滑动。

第一释放段3212a和第二释放段3212b同时沿轴向和周向沿伸，可以方便连接处于不同平面的第一加速段3211a和第二加速段3211b，并且由于滑动凸起311沿释放段3212运动，此时运动方向可以看作沿周向和轴线的复合运动，可以防止由于负载太大，而导致在前几次初始速度不够时，由于滑动凸起311与释放段3212无法产生相对位移，而导致“憋死”情况的出现，使储能转子31不能正常发挥作用。

实施例2：如图5所示，加速段3211包括第一加速段3211a、第二加速段3211b、第三加速段3211c和第四加速段3211d，释放段3212包括第一释放段3212a、第二释放段3212b、第三释放段3212c和第四释放段3212d，加速段3211和释放段3212间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，其中第一加速段3211a和第三加速段3211c在水平面上呈中心对称设置在负载转子32的左右两侧，第二加速段3211b和第四加速段3211d在所述水平面上呈中心对称设置在负载转子32的左右两侧，第二加速段3211b设置在第一加速段3211a的上方，第一释放段3212a、第二释放段3212b、第三释放段3212c、第四释放段3212d同时沿轴向和周向沿伸并依次连通第一加速段3211a、第二加速段3211b、第三加速段3211c和第四加速段3211d。依次连通指的是，第一加速段3211a和第二加速段3211b之间通过第一释放段3212a连通，第二加速段3211b和第三加速段3211c之间通过第二释放段3212b连通，第三加速段3211c和第四加速段3211d之间通过第三释放段3212c连通，第四加速段3211d和第一加速段3211a之间通过第四释放段3212d连通。

设置四段加速段3211和四段释放段3212，有两点好处，其一可以使用对称设置的两个滑动凸起311，并且由于第一加速段3211a、第三加速段3211c为中心对称设置，第二加速段3211b和第四加速段3211d为中心对称设置，同样第一释放段3212a和第三释放段3212c为中心对称设置，第二释放段3212b和第四释放段3212d也为中心对称设置，可以使滑动凸起311在滑槽321运动时，不会产生倾覆力矩，造成负载转子32被卡住的问题；其二四段加速段3211和四段释放段3212可以使储能转子31作用在负载转子32上的动能输出更加平滑，使负载转子32更容易获得更大的初始速度，从而实现第二软磁体322与第一永磁体11的耦合。

实施例3：如图6所示，加速段3211包括第一加速段3211a和第二加速段3211b，第一加速段3211a和第二加速段3211b在水平面上呈中心对称设置在负载转子32的左右两侧，且第一加速段3211a和第二加速段3211b沿轴向螺旋向上设置，螺旋圈数等于0.5圈，第一加速段3211a的尾部高于第一加速段3211a的头部，释放段3212包括第一释放段3212a和第二释放段3212b，第一释放段3212a沿轴向沿伸并连接第一加速段3211a的尾部和第二加速段3211b的头部，第二释放段3212b沿轴向沿伸并连接第二加速段3211b的尾部和第一加速段3211a的头部。

在这个具体的实施例中，第一加速段3211a和第二加速段3211b在水平面上呈中心对称设置在负载转子32的左右两侧，并且沿轴向螺旋向上设置，此时滑动凸起311会在呈螺旋向上的加速段3211中加速并提升高度，此时滑动凸起311可以传递较小的扭矩，当处于加速段3211的尾部时，由于其尾部高度高于头部高度，因此释放段3212的走向是竖直向下，在重力作用下，滑动凸起311会自然下落至释放段3212的尾部，在此过程中，滑动凸起311沿周向转动的动能会全部转化为负载转子32的动能，并提供负载转子32一定的初始速度，并且在此过程中，储能转子31受到的第一永磁体11作用的扭矩会全部传递到负载转子32上，使扭矩的利用率最大化；如果第一次进入释放段3212的过程并没有顺利启动负载转子32，使第二软磁体322和第一永磁体11实现稳定的耦合状态，由于受到重力作用，滑动凸起311会快速脱离释放段3212，进入下一个加速循环，采用此实施例所使用的滑槽321启动效率较高，不容易出现卡死现象。如图8a展示的是，滑动凸起311位于加速段3211的头部时，储能转子31处于最低位置；如图8b展示的是，滑动凸起311位于加速段3211的尾部时，储能转子31转过180°并处于最高位置，在重力作用下，滑动凸起311会自动从图8b状态切换到图8a状态。

进一步优选，如图11所示，储能转子31的外壁上沿径向向外凸出设置有两个滑动凸起311，滑动凸起311对称设置在储能转子31的左右两侧，并沿滑槽321滑动。

设置两个滑动凸起311可以使储能转子31在转动过程中不会出现倾覆力矩，从而造成滑动凸起311与滑槽321卡死的现象出现。

进一步优选，如图11所示，储能转子31的顶部沿径向向外凸出设置有安装部314，安装部314的外壁沿轴向设置第一软磁体312，安装部314的下部沿轴向设置有第二永磁体313，且第二永磁体313设置在滑动凸起311的上部；负载转子32的内壁界定有第一密封腔323，第一密封腔323的内壁上设置滑槽321，滑动凸起311适于沿滑槽321运动，并改变储能转子31的高度，使第二永磁体313侵入或脱离第一密封腔323。

如图9a和图9b所示，由于滑槽321的形状设置，滑动凸起311可以在滑槽321中滑动实现储能转子31的位置高度改变，图9a和图8a对应，其展示的是滑动凸起311位于加速段3211的头部，此时储能转子31处于最低位置；图9b和图8b对应，其展示的是滑动凸起311位于加速段3211的尾部，此时储能转子31处于最高位置。

安装部314的下部设置有第二永磁体313，当处于最低位置时，第二永磁体313处于第一密封腔323内，受到第一密封腔323的隔温作用，第二永磁体313不会失去磁力；当处于最高位置时，第二永磁体313脱离第一密封腔323，从而增加从动转子组件3与主动转子组件1的耦合效果，从而降低从动转子组件3的启动难度，防止出现“打滑”现象。

进一步优选，如图7和图9b所示，负载转子32上沿轴向设置有第二密封腔324，第二密封腔324沿周向环绕设置在第一密封腔323的外部，第二密封腔324内安装有隔温套33，隔温套33适于限制高温对第二永磁体313的影响；隔温套33的顶部径向向外凸出设置有缓冲部331，缓冲部331适于限制储能转子31下降时对负载转子32产生的轴向冲击。

隔温套33有两点作用：其一是减少外界的高温对第一密封腔323内的第二永磁体313的影响，其二是隔绝第二软磁体322和第二永磁体313的相互作用，防止第二软磁体322受第二永磁体313的磁化，而影响后续的耦合效果。如图11所示，受到主动转子组件1上的第一永磁体11磁滞效应，储能转子31上的第一软磁体312上被磁化从而显示与之耦合的N级或S级，其间隔设置；第二永磁体313上的NS级也对应第一永磁体11的排列而间隔设置。增加储能转子31在释放段3212传递扭矩的效果，更方便负载转子32的启动。第一永磁体的排列如图15所示。

进一步优选，如图10所示，第一密封腔323内壁的顶部沿周向设置有储油槽3231，储油槽3231内设置有润滑油，润滑油适于控制储能转子31与负载转子32之间的摩擦力；第一密封腔323内壁的顶部沿径向向内凸出设置有刮油部3232，刮油部3232设置在储油槽3231的上方，并抵触储能转子31的外壁，刮油部3232适于刮除黏附在第二永磁体313表面的润滑油。

设置储油槽3231用于储存润滑油，可以起到对第一密封腔323的隔温效果，进一步降低温度对第二永磁体313的影响，并且润滑油可以润滑储能转子31和负载转子32上部的摩擦力，减少扭矩的浪费；刮油部3232具有一定的弹性，适于刮除第二永磁体313上的润滑油，防止耦合作用降低。

另一种优选，如图11和图12所示，储能转子31的顶部沿周向设置有第三软磁体315，主动转子组件1上对应地设置有第三永磁体12，第三永磁体12适于与第三软磁体315耦合，并带动储能转子31周向转动。

第三永磁体12和第三软磁体315是用来增加耦合力，使高温高负载的工况下从动转子组件3能够更加容易启动，并且对实施例3中从动转子组件3而言，由于其处于释放段3212的头部时，储能转子31位于最高位置，其上的第三软磁体315距离第三永磁体12最近，耦合力最大，可以增加其在释放段3212的耦合力，增加负载转子32的初始速度，防止其出现“打滑”。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种高温密封磁传动装置，包括主动转子组件、密封隔离组件和从动转子组件，所述主动转子组件与输入轴连接，所述密封隔离组件内设置所述从动转子组件，其特征在于：所述主动转子组件的内壁沿轴向设置有第一永磁体，所述从动转子组件包括储能转子和负载转子，所述负载转子连接在输出轴上并输出扭矩，所述储能转子外壁上沿径向向外凸出设置有滑动凸起，所述负载转子的内壁上沿周向环绕设置有与所述滑动凸起匹配的滑槽，所述储能转子适于通过所述滑动凸起和所述滑槽可转动地连接在所述负载转子上，所述储能转子和所述负载转子的外壁上沿轴向分别设置有与所述第一永磁体对应的第一软磁体和第二软磁体，所述主动转子组件适于通过所述第一永磁体与所述第一软磁体的耦合作用并驱动所述储能转子转动，且所述滑动凸起适于产生沿周向的力并带动所述负载转子启动，实现所述第一永磁体与所述第二软磁体的耦合。

2.如权利要求1所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述滑槽包括至少两个加速段和相应数量的释放段，所述加速段沿所述负载转子周向设置，所述释放段沿所述负载转子轴向设置，所述加速段和所述释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形；所述主动转子组件适于通过所述第一永磁体和所述第一软磁体的耦合作用并驱动所述储能转子周向转动，从而带动所述滑动凸起沿所述加速段周向转动直至进入所述释放段，且所述滑动凸起适于抵触所述释放段的内壁，并释放动能以驱动所述负载转子加速。

3.如权利要求2所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述加速段包括第一加速段和第二加速段，所述第一加速段和所述第二加速段均与水平面平行，并在所述水平面上错位设置，且所述第二加速段设置在所述第一加速段的上方；所述释放段包括第一释放段和第二释放段，所述第一释放段同时沿轴向和周向沿伸并连接所述第一加速段的尾部和所述第二加速段的头部，所述第二释放段也同时沿轴向和周向沿伸并连接所述第二加速段的尾部和所述第一加速段的头部。

4.如权利要求2所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述加速段包括第一加速段、第二加速段、第三加速段和第四加速段，所述释放段包括第一释放段、第二释放段、第三释放段和第四释放段，所述加速段和所述释放段间隔设置并首尾连接形成闭合的环形，其中所述第一加速段和所述第三加速段在水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，所述第二加速段和所述第四加速段在所述水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，所述第二加速段设置在所述第一加速段的上方，所述第一释放段、第二释放段、第三释放段、第四释放段同时沿轴向和周向沿伸并依次连通所述第一加速段、第二加速段、第三加速段和第四加速段。

5.如权利要求2所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述加速段包括第一加速段和第二加速段，所述第一加速段和所述第二加速段在水平面上呈中心对称设置在所述负载转子的左右两侧，且所述第一加速段和所述第二加速段沿轴向螺旋向上设置，螺旋圈数等于0.5圈，所述第一加速段的尾部高于所述第一加速段的头部，所述释放段包括第一释放段和第二释放段，所述第一释放段沿轴向沿伸并连接所述第一加速段的尾部和所述第二加速段的头部，所述第二释放段沿轴向沿伸并连接所述第二加速段的尾部和所述第一加速段的头部。

6.根据权利要求4或5任一权利要求所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述储能转子的外壁上沿径向向外凸出设置有两个所述滑动凸起，所述滑动凸起对称设置在所述储能转子的左右两侧，并沿所述滑槽滑动。

7.如权利要求5所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述储能转子的顶部沿径向向外凸出设置有安装部，所述安装部的外壁沿轴向设置所述第一软磁体，所述安装部的下部沿轴向设置有第二永磁体，且所述第二永磁体设置在所述滑动凸起的上部；所述负载转子的内壁界定有第一密封腔，所述第一密封腔的内壁上设置所述滑槽，所述滑动凸起适于沿所述滑槽运动，并改变所述储能转子的高度，使所述第二永磁体侵入或脱离所述第一密封腔。

8.如权利要求7所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述负载转子上沿轴向设置有第二密封腔，所述第二密封腔沿周向环绕设置在所述第一密封腔的外部，所述第二密封腔内安装有隔温套，所述隔温套适于限制高温对所述第二永磁体的影响；所述隔温套的顶部径向向外凸出设置有缓冲部，所述缓冲部适于限制所述储能转子下降时对所述负载转子产生的轴向冲击。

9.如权利要求7所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述第一密封腔内壁的顶部沿周向设置有储油槽，所述储油槽内设置有润滑油，所述润滑油适于控制所述储能转子与所述负载转子之间的摩擦力；所述第一密封腔内壁的顶部沿径向向内凸出设置有刮油部，所述刮油部设置在所述储油槽的上方，并抵触所述储能转子的外壁，所述刮油部适于刮除黏附在所述第二永磁体表面的所述润滑油。

10.如权利要求1至9任一权利要求所述的一种高温密封磁传动装置，其特征在于：所述储能转子的顶部沿周向设置有第三软磁体，所述主动转子组件上对应地设置有第三永磁体，所述第三永磁体适于与所述第三软磁体耦合，并带动所述储能转子周向转动。

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