CN115528883A - 一种磁力泵外磁转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液泵结构技术领域，具体说是一种磁力泵外磁转子，包括基座和多个磁钢，基座包括磁筒部和轴套部，多个磁钢设置在磁筒部的内壁上且沿磁筒部的周向间隔分布，其特征在于：还包括隔离圈，所述隔离圈由可屏蔽磁场的导磁材料制成，所述隔离圈包括两端开口的筒状体和沿筒状体的内壁周向设置的多个凸棱，所述隔离圈嵌设在所述磁筒部上且与磁筒部同心设置，所述筒状体位于磁钢的底部与磁筒部的外壁之间，所述凸棱位于相邻的两个磁钢之间。本发明解决了外磁转子存在的漏磁问题，提供了一种无漏磁、轻量化、结构可靠、性能更加优越的外磁转子，从而为实现磁力泵在航空航天等高端技术领域的应用提供可适配的核心部件。

Description

一种磁力泵外磁转子
技术领域
本发明涉及液泵结构技术领域，具体说是一种磁力泵外磁转子。
背景技术
磁力泵主要由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题。
作为核心部件之一的外磁转子，通常由基座和磁钢两部分组成。基座一般采用碳钢材料制成，整体呈二级或三级阶梯式的筒状结构。如图1和图2所示为一种基座1呈三级阶梯式筒状结构的外磁转子，基座1按照外径从大到小的阶梯次序可分为磁筒部10、中间连接部11和轴套部12，磁筒部10的内壁上沿周向间隔设置有多个磁钢2，轴套部12与电动机的输出轴连接以使得整个外磁转子可以在电动机的带动下高速旋转。随着磁力泵在市场上的应用越来越广泛，同类产品的市场竞争也越来越激烈，积极探索磁力泵在高端技术领域尤其是航空航天领域方面的创新应用，是行业未来发展的一大方向。但现有的外磁转子普遍存在以下问题：1、重量大，无法满足轻量化的需求；2、漏磁现象严重，漏磁不仅降低效率还会造成磁污染；3、磁钢固定不可靠，高速或超高速运转下磁钢发生脱落的风险较大，一旦脱落会导致泵其它内部结构件发生损坏而引起泄露；4、磁涡流产生的高温容易导致磁钢退磁无法工作，散热问题得不到很好的解决。上述问题的存在，直接限制了磁力泵在航空航天等高端技术领域的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的首要目的在于解决上述外磁转子存在的漏磁问题，其次是散热和其他问题。本发明力求通过对上述技术问题的解决，提供一种无漏磁、轻量化、结构可靠、性能更加优越的外磁转子，从而为实现磁力泵在航空航天等高端技术领域的应用提供可适配的核心部件。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种磁力泵外磁转子，包括基座和多个磁钢，基座包括磁筒部和轴套部，多个磁钢设置在磁筒部的内壁上且沿磁筒部的周向间隔分布，还包括隔离圈，所述隔离圈由可屏蔽磁场的导磁材料制成，所述隔离圈包括两端开口的筒状体和沿筒状体的内壁周向设置的多个凸棱，所述隔离圈嵌设在所述磁筒部上且与磁筒部同心设置，所述筒状体位于磁钢的底部与磁筒部的外壁之间，所述凸棱位于相邻的两个磁钢之间。
进一步的，所述隔离圈采用铁基材料或铬合金材料一体成型制成。
进一步的，还包括隔离环，所述隔离环设置在磁筒部的端面上，所述隔离环由可屏蔽磁场的导磁材料制成。
进一步的，所述隔离环采用铁基材料或铬合金材料一体成型制成。
进一步的，所述磁筒部的内壁上对应于各个磁钢开设有T型安装槽，所述磁钢通过所述T型安装槽嵌设在磁筒部的内壁上。
进一步的，所述基座由特种高分子材料制成，所述基座包括中间连接部，中间连接部与轴套部的衔接处外侧沿周向设置有多个加强筋。
进一步的，所述基座的材质为PEEK。
进一步的，所述中间连接部靠近轴套部的一端开设有多个通孔，所述通孔位于相邻的二个加强筋之间。
进一步的，多个通孔以基座的中心为圆心均匀分布在同一个圆周上，通孔的横截面呈腰形。
进一步的，所述通孔的一端由中间连接部靠近轴套部的一端的外侧向内侧倾斜，使得通孔的内侧开口大于外侧开口。
进一步的，所述通孔的外侧开口的面积大小为中间连接部靠近轴套部的一端的面积的4%-6%，所述通孔的倾斜端的倾斜角度为15-30度。
本发明的有益效果在于：解决了外磁转子存在的漏磁问题，提供了一种无漏磁、轻量化、结构可靠、性能更加优越的外磁转子，从而为实现磁力泵在航空航天等高端技术领域的应用提供可适配的核心部件。
附图说明
图1所示为现有的外磁转子的结构示意图。
图2所示为图1的左视图。
图3所示为本发明实施例的磁力泵外磁转子的立体图（省略磁钢和隔离环）。
图4所示为本发明实施例的磁力泵外磁转子的主视图。
图5所示为本发明实施例的磁力泵外磁转子的左视图（省略磁钢和隔离环）。
图6所示为本发明实施例的磁力泵外磁转子的右视图。
图7所示为本发明实施例的磁力泵外磁转子的隔离圈的结构示意图。
附图标号说明：
1-基座； 2-磁钢； 10-磁筒部； 11-中间连接部； 12-轴套部。
3-基座； 4-隔离圈； 5-加强筋； 30-磁筒部； 31-中间连接部； 32-轴套部； 40-筒状体； 41-凸棱； 300-T型安装槽； 310-通孔。
具体实施方式
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明如下：
如图3-图7所示，本发明提供的磁力泵外磁转子，包括基座3和多个磁钢，基座3包括磁筒部30和轴套部32，多个磁钢设置在磁筒部30的内壁上且沿磁筒部30的周向间隔分布，还包括隔离圈4，所述隔离圈4由可屏蔽磁场的导磁材料制成，所述隔离圈4包括两端开口的筒状体40和沿筒状体40的内壁周向设置的多个凸棱41，所述隔离圈4嵌设在所述磁筒部30上且与磁筒部30同心设置，所述筒状体40位于磁钢的底部与磁筒部30的外壁之间，所述凸棱41位于相邻的两个磁钢之间。
由上述描述可知，本发明完全改变了外磁转子通常由基座和磁钢两部分组成的结构设计，针对漏磁的问题，巧妙的设计了可阻隔磁场的隔离圈这一独立的结构，使磁钢被三面包围起来，磁场能集中作用在外磁转子的内部而不会泄露出去，从而有效解决了外磁转子漏磁的问题，提高效率和避免磁污染。
在上述实施例中，还包括隔离环，所述隔离环设置在磁筒部30的端面上，所述隔离环由可屏蔽磁场的导磁材料制成。通过隔离环的设计，可以进一步避免外磁转子在轴向上发生磁泄露，提高效率和避免磁污染。
在上述实施例中，所述隔离圈4和隔离环可以采用任何可屏蔽磁场的导磁材料制成。优选的，所述隔离圈4和隔离环采用铁基材料或铬合金材料一体成型制成。
在上述实施例中，为了更好的固定磁钢，避免磁钢在高速或超高速运转下发生脱落的风险，所述磁筒部30的内壁上对应于各个磁钢开设有T型安装槽300，所述磁钢通过所述T型安装槽300嵌设在磁筒部30的内壁上。T型安装槽300的凸沿能够保证磁钢在高速或超高速运转下不会发生脱落，即使转速达到20000转每分钟，也不会发生脱落。
在上述实施例中，所述基座3可以根据不同的使用环境采用现有已知的材质制作，比如铝、不锈钢（耐腐蚀环境）等。为了满足产品轻量化高强度的应用需求，本发明的基座3优选采用特种高分子材料制成，所述基座3包括中间连接部31，中间连接部31与轴套部32的衔接处外侧沿周向设置有多个加强筋5。更优选的，所述基座3的材质为PEEK。PEEK（聚醚醚酮）在航空航天领域、医疗器械领域和工业领域有大量的应用，具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。
需要说明的是，在本发明之前，基座一般都是采用碳钢等金属材料制成，高分子材料并不适用于基座，这是因为外磁转子在工作过程中会因为磁涡流产生高温，高温不仅容易导致磁钢退磁无法工作，而且也限制了基座所能允许采用的材质，高分子材料制成的基座会因为高温而变形损坏，因此现有的基座始终无法脱离金属材料的限制。而本发明通过对外磁转子进行一系列的散热改进，很好的解决了外磁转子的散热问题，使外磁转子得以采用高分子材料制作，在实现轻量化高强度的需求的情况下，也不会出现磁钢退磁和基座变形的情况。
具体到本发明实施例中，所述中间连接部31靠近轴套部的一端开设有多个通孔310，所述通孔310位于相邻的二个加强筋5之间。
从上述描述可知，当外磁转子在电动机的带动下高速旋转时，电动机风扇吹来的风可以通过中间连接部靠近轴套部的一端开设的多个通孔进入到外磁转子内，从而对外磁转子进行快速散热。同时，加强筋还可以起到一定的引流作用，将电动机风扇吹来的风引入到通孔内进而进入到外磁转子内，从而进一步增强快速散热的效果。
在上述实施例中，多个通孔310以基座3的中心为圆心均匀分布在同一个圆周上，通孔310的横截面呈腰形。
在上述实施例中，所述通孔310的一端由中间连接部31靠近轴套部的一端的外侧向内侧倾斜，使得通孔310的内侧开口大于外侧开口。
从上述描述可知，本发明设计的通孔不同于一般的直通孔或斜孔，为一端直通而另一端倾斜的设计，该设计使得通孔的内侧开口大于外侧开口，当外磁转子在电动机的带动下高速旋转时，气流在通孔两侧压差的作用下，更容易通过通孔进入外磁转子内，从而加强空气流通散热效果；另外，通孔的腰形截面的设计以及沿圆周方向延伸均匀分布的设计，使得气流在外磁转子内可以形成漩涡状的流动方式，达到更加出色的空气流通散热效果。
在上述实施例中，所述通孔310的外侧开口的面积大小为中间连接部31靠近轴套部的一端的面积的4%-6%，所述通孔310的倾斜端的倾斜角度为15-30度。通过上述设计，可以使外磁转子在保证足够强度的情况下达到最佳的散热效果。
本发明已由上述相关实施例和附图加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必须指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包括于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种磁力泵外磁转子，包括基座和多个磁钢，基座包括磁筒部和轴套部，多个磁钢设置在磁筒部的内壁上且沿磁筒部的周向间隔分布，其特征在于：还包括隔离圈，所述隔离圈由可屏蔽磁场的导磁材料制成，所述隔离圈包括两端开口的筒状体和沿筒状体的内壁周向设置的多个凸棱，所述隔离圈嵌设在所述磁筒部上且与磁筒部同心设置，所述筒状体位于磁钢的底部与磁筒部的外壁之间，所述凸棱位于相邻的两个磁钢之间。
2.根据权利要求1所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：还包括隔离环，所述隔离环设置在磁筒部的端面上，所述隔离环由可屏蔽磁场的导磁材料制成。
3.根据权利要求1所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述磁筒部的内壁上对应于各个磁钢开设有T型安装槽，所述磁钢通过所述T型安装槽嵌设在磁筒部的内壁上。
4.根据权利要求1所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述基座由特种高分子材料制成，所述基座包括中间连接部，中间连接部与轴套部的衔接处外侧沿周向设置有多个加强筋。
5.根据权利要求4所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述基座的材质为PEEK。
6.根据权利要求4所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述中间连接部靠近轴套部的一端开设有多个通孔，所述通孔位于相邻的二个加强筋之间。
7.根据权利要求6所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：多个通孔以基座的中心为圆心均匀分布在同一个圆周上，通孔的横截面呈腰形。
8.根据权利要求7所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述通孔的一端由中间连接部靠近轴套部的一端的外侧向内侧倾斜，使得通孔的内侧开口大于外侧开口。
9.根据权利要求8所述的磁力泵外磁转子，其特征在于：所述通孔的外侧开口的面积大小为中间连接部靠近轴套部的一端的面积的4%-6%，所述通孔的倾斜端的倾斜角度为15-30度。
10.一种磁力泵外磁转子，包括基座和多个磁钢，基座包括磁筒部、中间连接部和轴套部，多个磁钢设置在磁筒部的内壁上且沿磁筒部的周向间隔分布，其特征在于：
还包括隔离圈和隔离环，所述隔离圈和隔离环采用铁基材料或铬合金材料一体成型制成，所述隔离圈包括两端开口的筒状体和沿筒状体的内壁周向设置的多个凸棱，所述隔离圈嵌设在所述磁筒部上且与磁筒部同心设置，所述筒状体位于磁钢的底部与磁筒部的外壁之间，所述凸棱位于相邻的两个磁钢之间，所述隔离环设置在磁筒部的端面上；
所述磁筒部的内壁上对应于各个磁钢开设有T型安装槽，所述磁钢通过所述T型安装槽嵌设在磁筒部的内壁上；
所述基座由特种高分子材料PEEK制成，中间连接部与轴套部的衔接处外侧沿周向设置有多个加强筋，中间连接部靠近轴套部的一端开设有多个通孔，所述通孔位于相邻的二个加强筋之间；多个通孔以基座的中心为圆心均匀分布在同一个圆周上，通孔的横截面呈腰形；所述通孔的一端由中间连接部靠近轴套部的一端的外侧向内侧倾斜，使得通孔的内侧开口大于外侧开口；所述通孔的外侧开口的面积大小为中间连接部靠近轴套部的一端的面积的4%-6%，所述通孔的倾斜端的倾斜角度为15-30度。
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