CN117118155A - 高效散热的筒式永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效散热的筒式永磁调速器，包括冷却箱体、外转子、内转子和散热部，所述冷却箱体设置在安装面上，外转子和内转子通过轴承座设置在冷却箱体内，对外转子和内转子进行散热的散热部设置在内转子上，并通过入水管和出水管与外界连接，所述设置在内转子上的雾化喷嘴向内转子和外转子喷洒冷却液。优点，利用开设在负载轴上的冷却水道向内转子内的散热腔通入冷却液，实现了内转子内部的快速散热，同时又利用离心力把部分冷却液经由设置在内盘上的内雾化喷嘴洒出，对内转子的外部进行散热，结构简单，加强了散热效果，又利用设置在外盘上的外雾化喷嘴把剩余的冷却液喷洒到外转子上，进一步加强了装置整体的散热效果，使用方便。

Description

高效散热的筒式永磁调速器

技术领域

本发明具体涉及一种高效散热的筒式永磁调速器。

背景技术

筒式永磁调速器是一种透过气隙传递转矩的传动设备，现有的筒式永磁调速器主要由感应转子、永磁转子两部分组成，感应转子固定在主动轴上，与电动机端相连，永磁转子固定在负载轴上，与负载相连，筒式永磁调速器在使用过程中，感应转子内的电涡流会导致转子发热，长久以往，会损坏筒式永磁调速器的永磁转子和导体转子，导致筒式永磁调速器的使用寿命降低，传统的散热方式为在侧壁开设散热窗，或者安装散热风扇，此种方式虽能起到散热的效果，但也导致筒式永磁调速器的外壳开有大量开放性槽口，这就导致外界的灰尘和杂物很容易能够进入筒式永磁调速器的内部，灰尘加速筒式永磁调速器老化和增加能耗，杂物会导致筒式永磁调速器严重损坏，无法满足使用。

在中国专利：202011631137.9，名称为：一种立式水冷双筒型永磁调速器，中记载有包括直设置的冷却筒，所述冷却筒内部中空，还包括设置在所述冷却筒内部的永磁转子组件和导体转子组件，所述永磁转子组件与负载轴固定连接，所述导体转子组件与输入轴固定连接；还包括用于调节所述永磁转子组件沿所述负载轴轴向移动的调节机构；还包括用于冷却所述永磁转子组件和导体转子组件的冷却单元；所述导体转子组件包括与所述输入轴固定连接的主动盘，所述主动盘的盘体周侧分别设置内导体环和外导体环，所述内导体环与外导体环同轴设置，所述主动盘的盘体上设置冷却单元；所述永磁转子组件包括与所述负载轴固定连接的从动盘，所述从动盘的盘体上设置磁环，所述磁环位于所述外导体环和内导体环之间，所述磁环的内径大于所述内导体环的外径，所述磁环的外径小于所述外导体环的内径；所述磁环的环体上周向阵列设置若干盲孔，每个所述盲孔内分别设置永磁体；所述主动盘的盘体上设置贯穿所述主动盘盘体的内冷却孔组和外冷却孔组，所述内冷却孔组的内径小于所述内导体环的内径，所述外冷却孔组包括若干个周向设置的通孔，所述外冷却孔与所述外导体环和内导体环之间的间隙连通；还包括固定设置在所述主动盘上平行设置两个环形的立板，一个所述立板设置在所述内冷却孔组和外冷却孔组之间，另一个所述立板设置在所述外冷却孔组的外侧，两个所述立板之间形成导水槽，所述导水槽与所述外冷却孔组连通；所述从动盘的盘体上阵列开设若干排水孔，所述排水孔与所述内冷却孔组在水平方向的投影对应；所述主动盘的上方固定设置环形的防水板，所述防水板位于所述立板的内侧，所述防水板与所述立板平行设置，所述防水板与内侧的所述立板之间形成接水槽，所述接水槽与所述内冷却孔组连通；还包括与进水管连通的两根进水支管，所述进水支管的出水口分别朝所述导水槽和所述接水槽设置。

如专利202011631137.9中附图所示，该专利主要是利用冷却水对内导体环、外导体环和磁环进行冷却，能起到冷却的效果，但装置整体较为复杂，使用成本高，另外此专利只能对装置表面进行散热，散热效果较差。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是，现有筒式永磁调速器散热结构复杂，成本高的问题。

本发明所要解决的第二个技术问题是，现有装置只能对装置表面进行散热，散热效果差的问题。

针对上述技术问题，提出一种高效散热的筒式永磁调速器；通过以下技术方案实现的：一种高效散热的筒式永磁调速器，包括冷却箱体、外转子、内转子和散热部，所述冷却箱体设置在安装面上，外转子和内转子通过轴承座设置在冷却箱体内，对外转子和内转子进行散热的散热部设置在内转子上，并通过入水管和出水管与外界连接，所述设置在内转子上的雾化喷嘴向内转子和外转子喷洒冷却液。

本发明中，利用开设在负载轴上的冷却水道向内转子内的散热腔通入冷却液，实现了内转子内部的快速散热，同时又利用离心力把部分冷却液经由设置在内盘上的内雾化喷嘴洒出，对内转子的外部进行散热，结构简单，加强了散热效果，又利用设置在外盘上的外雾化喷嘴把剩余的冷却液喷洒到外转子上，进一步加强了装置整体的散热效果，使用方便。

对本发明技术方案的优选，内转子包括内盘、中盘和外盘，内盘、中盘和外盘依次连接在一起，内盘和外盘组成中空的腔室，这样的设置便于向腔室内注入冷却液，加块内转子的散热效果，使用方便。

对本发明技术方案的优选，在中盘上设置有隔板，隔板把内盘和外盘组成的腔室分割成多个单独的散热腔，这样的设置使得在内转子旋转时散热腔内的液体在离心力的作用下稳定运动，防止破坏内转子的动平衡。

对本发明技术方案的优选，在内盘的表面外凸设置有一个与负载轴连接的法兰台，所述法兰台上开设有多个供冷却液流通的冷却水道，所述每个冷却水道与散热腔连通，这样的设置便于通过冷却水道向每个散热腔内注入冷却液，使用方便。

对本发明技术方案的优选，散热部包括入水管、出水管、冷却水道和雾化喷嘴，所述入水管设置在轴承座上，出水管设置在下箱体的下部与外界连通，冷却水道开设在负载轴内，沿负载轴轴向延伸，贯穿负载轴一端，这样的设置便于通过负载轴上的冷却水道向散热腔内注入冷却液，使用方便。

对本发明技术方案的优选，冷却水道在负载轴上开设有多条，且多条冷却水道与法兰台上冷却水道一一对应连通，这样的设置保证了每个散热腔内都均匀加入等量的冷却液，保证了装置的稳定运行。

对本发明技术方案的优选，在负载轴上冷却水道的一端开设有进水口，入水管的一端与进水口连通，这样的设置便于通过入水管和进水口向冷却水道内注入冷却液，使用方便。

对本发明技术方案的优选，雾化喷嘴包括外雾化喷嘴和内雾化喷嘴，外雾化喷嘴设置在中盘上，内雾化喷嘴设置在外盘上，所述散热腔内的冷却液经雾化喷嘴向外洒出，这样的设置进一步加强了装置的散热效果，使用方便。

对本发明技术方案的优选，在冷却箱体的上箱体上设置有至少一个散热风扇，这样的设置进一步加强了散热效果，使用方便。

为解决为了解决第二个技术问题，本发明还公开了的一种高效散热的筒式永磁调速器的使用方法，具体步骤如下：

1）、向与负载轴连通的入水管内注入冷却液；

2）、冷却液经由进水口和冷却水道流入内转子内的散热腔内，对内转子内部进行初步散热；

3）、在离心力的作用下部分冷却液经由中盘上的内雾化喷嘴洒出，对内转子外部进行散热；

4）、在离心力的作用下剩余的冷却液继续沿内转子径向移动，到内转子径向最远处，经外雾化喷嘴洒出，对外转子外部进行散热；

5）、喷洒出的冷却液汇聚到下箱体底部，从设置在此处的出水管流出，经过滤后再次进入到入水管循环使用。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明的技术方案，利用开设在负载轴上的冷却水道向内转子内的散热腔通入冷却液，实现了内转子内部的快速散热，同时又利用离心力把部分冷却液经由设置在内盘上的内雾化喷嘴洒出，对内转子的外部进行散热，结构简单，加强了散热效果，又利用设置在外盘上的外雾化喷嘴把剩余的冷却液喷洒到外转子上，进一步加强了装置整体的散热效果，使用方便。

附图说明

图1为本发明立体示意图（不含上箱体）；

图2为内转子立体示意图；

图3为内转子局部剖视图；

图4为图3中A处放大图；

图5为内转子爆炸图；

图6为本发明实施例2立体示意图；

附图标记说明：1-冷却箱体、11-上箱体、12-下箱体、2-外转子、21-电机主动轴、22-轴承座、23-轴承、3-内转子、31-内盘、32-中盘、33-外盘、34-隔板、35-法兰台、36-散热腔、37-负载轴、38-进水口、4-散热部、41-入水管、42-出水管、43-冷却水道、44-外雾化喷嘴、45-内雾化喷嘴、46-散热风扇。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述。

实施例1

如图1、3和6所示，一种高效散热的筒式永磁调速器，主要包括冷却箱体1、外转子2、内转子3和散热部4。

冷却箱体1为金属制成的箱体，主要用于外转子2和内转子3的安装，冷却箱体1包括上箱体11和下箱体12，上箱体11和下箱体12之间通过螺钉连接，并且为了保证散热效果和防止冷却液从冷却箱体1中泄漏，上箱体11和下箱体12之间接口处放置密封垫片，做密封处理。

为了便于冷却液的循环，在下箱体12靠近底部的侧面安装一根与下箱体12内部相通的出水管42，通过出水管42和循环泵（图中未画出）把下箱体12内的冷却液循环注入到入水管41内。

为了便于下箱体12内的冷却液流入出水管42中，在下箱体12的侧壁和底部内凹开设有引流槽（图中未画出），冷却箱体1内的冷却液经引流槽汇聚，流到出水管42处。

如图1和5所示，外转子2与电机主动轴21连接，在电机主动轴21上套有轴承座22，轴承座22为圆柱形管，轴承座22的内径略大于电机主动轴21的外径，在轴承座22的两个端面，垂直于轴承座22端面同圆心内凹有一个圆形的安装槽，轴承23嵌在安装槽内，且为了便于使用，使得电机主动轴21能沿着轴承23自由旋转，轴承23的内径与电机主动轴21的外径相等，电机主动轴21旋转时，轴承座22可不旋转，外转子2通过轴承座22固定在冷却箱体1上。

如图2、3和4所示，内转子3包括内盘31、中盘32和外盘33，内盘31为圆形金属盘，在内盘31一侧的圆形端面上，垂直于内盘31经圆心焊接有一个圆柱形的法兰台35，且为了便于把冷却液注入到内转子3内，在法兰台35的端面垂直于法兰台35均匀开设有5个贯穿法兰台35的冷却水道43。

中盘32为具有一定深度的环形金属圈，在中盘32的外部边缘垂直于中盘32沿中盘32径向外凸有一个法兰凸台，中盘32和外盘33通过法兰凸台连接，在中盘32的内侧面远离法兰凸台的一端，垂直于中盘32内壁，沿径向向内凸出有一块环形的凸台，并且在环形凸台的边缘处，垂直于环形凸台沿中盘32轴向外凸有一段环形的台阶，并且在环形的台阶上安装有五个内雾化喷嘴45。

内雾化喷嘴45为现有装置，一端开口另一端设置有雾化嘴，冷却液从开口的一端进入，从另一端雾化嘴处喷洒出。

外盘33为一端封闭，另一端开口的中空圆柱，在外盘33开口的一端的边缘，垂直于外盘33沿径向外凸有一圈环形的法兰凸台，通过法兰凸台能把外盘33和中盘32连接起来，另外中盘32的外径略小于外盘33的内径，这样在中盘32和外盘33的圆柱弧形面之间会形成一个空腔。

内盘31、中盘32和外盘33拼接好后，内盘31和外盘33之间会形成一个中空的腔室，为了便于对内转子3整体进行散热，在中盘32上设置有五根隔板34，隔板34为矩形金属板，五根隔板34经圆形呈辐状分布，并且在隔板34的表面上开始有多个圆形通孔，内盘31、中盘32和外盘33通过此圆形通孔连接，多个隔板34把内盘31、中盘32和外盘33组成的空腔分隔成多个单独的散热腔36，并且每个散热腔36都对应一个内雾化喷嘴45。

为了保证散热腔36的密封性，防止一个散热腔36内的冷却液流入到另一个散热腔36内，在隔板34和外盘33与内盘31的接触面上做密封处理。

为了加强散热效果，在外盘33的表面每个散热腔36处都开有一个与中盘32和外盘33的圆柱弧形面之间形成的空腔连通的开口，在离心力的作用下一部分冷却液会经由此口进入中盘32和外盘33的圆柱弧形面形成的空腔内，进一步加强对内转子3的散热效果，同时为了便于冷却液的排出和方便对外转子2进行散热，在外盘33的圆柱面上垂直于圆柱面间隔安装有多个外雾化喷嘴44，此空腔内的冷却液经由外雾化喷嘴44喷出，洒到外转子2上，对外转子2进行散热。

外雾化喷嘴44和内雾化喷嘴45结构上相同，都是用于喷洒冷却液，主要区别在于外雾化喷嘴44的尺寸略小于内雾化喷嘴45。

当内转子3停止旋转时，为了便于内转子3中的冷却液及时排出，在内盘31上每个散热腔36的对应处都开设有一个排水口，当内转子3停止转动时散热腔36内的冷却液会经排水口排出，保证内转子3的动平衡。

如图2、3和5所示，在内转子3的法兰台35上用螺钉连接有一根负载轴37，负载轴37为一根圆柱形金属杆，负载轴37的一端连接负载，另一端焊接有法兰，此端通过螺钉与内转子3上的法兰台35连接，为了便于冷却液的注入，在负载轴37上靠近焊接法兰的一端，沿负载轴37轴向开设有五条冷却水道43。

负载轴37上开设的五条冷却水道43和法兰台35上开设的冷却水道43一一对应，为了便于冷却液经冷却水道43流入内转子3，在负载轴37上垂直于负载轴37内凹开设有矩形的进水口38，进水口38与冷却水道43连通，通过进水口38能向冷却水道43内注入冷却液。

负载轴37同电机主动轴21一样，均通过轴承座22和轴承23固定在冷却箱体1上，其中在负载轴37上连接的轴承座22上，垂直于轴承座22开设有一个圆形孔，在圆形孔内螺接有一根入水管41，入水管41的端部对应进水口38，当负载轴37旋转时，经入水管41注入的冷却液会经进水口38进入冷却水道43内。

为了保证装置的使用效果，本实施例中，所有与冷却液接触的连接面都要做密封防漏处理。

本实施例的使用过程：

1）、启动装置，当需要散热时，利用循环泵向入水管41内注入冷却液；

2）、冷却液经由进水口38和冷却水道43流入内转子3内的散热腔36内，对内转子3内部进行初步散热；

3）、在离心力的作用下部分冷却液经由中盘32上的内雾化喷嘴45洒出，对内转子3外部进行散热；

4）、在离心力的作用下剩余的冷却液继续沿内转子3径向移动，到内转子3径向最远处，经外雾化喷嘴44洒出，对外转子2外部进行散热；

5）、喷洒出的冷却液汇聚到下箱体12底部，从设置在此处的出水管42流出，经过滤后再次进入到入水管41循环使用。

实施例2

如图6所示，为了进一步加强装置整体的散热效果，在实施例1的基础上，还可以在冷却箱体1上安装散热风扇46，安装方式为，在上箱体11的上开设有用于安装散热风扇46的矩形通孔，矩形通孔可以开一个，也可以开设两个，本实施例中以开设两个为例，在矩形通孔内用螺钉安装上散热风扇46，两个散热风扇46一个为向冷却箱体1内吹风，一个为从冷却箱体1内向外吹风，为了保证冷却箱体1内部的洁净和保持排出气体的干燥性，在散热风扇46处应做干燥和杂物过滤处理。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：包括冷却箱体（1）、外转子（2）、内转子（3）和散热部（4），所述冷却箱体（1）设置在安装面上，外转子（2）和内转子（3）通过轴承座（22）设置在冷却箱体（1）内，对外转子（2）和内转子（3）进行散热的散热部（4）设置在内转子（3）上，并通过入水管（41）和出水管（42）与外界连接，所述设置在内转子（3）上的雾化喷嘴向内转子（3）和外转子（2）喷洒冷却液。

2.根据权利要求1所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：内转子（3）包括内盘（31）、中盘（32）和外盘（33），内盘（31）、中盘（32）和外盘（33）依次连接在一起，内盘（31）和外盘（33）组成中空的腔室。

3.根据权利要求2所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：在中盘（32）上设置有隔板（34），隔板（34）把内盘（31）和外盘（33）组成的腔室分割成多个单独的散热腔（36）。

4.根据权利要求2所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：在内盘（31）的表面外凸设置有一个与负载轴（37）连接的法兰台（35），所述法兰台（35）上开设有多个供冷却液流通的冷却水道（43），所述每个冷却水道（43）与散热腔（36）连通。

5.根据权利要求1所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：散热部（4）包括入水管（41）、出水管（42）、冷却水道（43）和雾化喷嘴，所述入水管（41）设置在轴承座（22）上，出水管（42）设置在下箱体（12）的下部与外界连通，冷却水道（43）开设在负载轴（37）内，沿负载轴（37）轴向延伸，贯穿负载轴（37）一端。

6.根据权利要求5所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：冷却水道（43）在负载轴（37）上开设有多条，且多条冷却水道（43）与法兰台（35）上冷却水道（43）一一对应连通。

7.根据权利要求5所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：在负载轴（37）上冷却水道（43）的一端开设有进水口（38），入水管（41）的一端与进水口（38）连通。

8.根据权利要求5所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：雾化喷嘴包括外雾化喷嘴（44）和内雾化喷嘴（45），外雾化喷嘴（44）设置在中盘（32）上，内雾化喷嘴（45）设置在外盘（33）上，所述散热腔（36）内的冷却液经雾化喷嘴向外洒出。

9.根据权利要求1所述的高效散热的筒式永磁调速器，其特征在于：在冷却箱体（1）的上箱体（11）上设置有至少一个散热风扇（46）。

10.根据权利要求1-9任意一项所描述的高效散热的筒式永磁调速器的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：

1）、向与负载轴（37）连通的入水管（41）内注入冷却液；

2）、冷却液经由进水口（38）和冷却水道（43）流入内转子（3）内的散热腔（36）内，对内转子（3）内部进行初步散热；

3）、在离心力的作用下部分冷却液经由中盘（32）上的内雾化喷嘴（45）洒出，对内转子（3）外部进行散热；

4）、在离心力的作用下剩余的冷却液继续沿内转子（3）径向移动，到内转子（3）径向最远处，经外雾化喷嘴（44）洒出，对外转子（2）外部进行散热；

5）、喷洒出的冷却液汇聚到下箱体（12）底部，从设置在此处的出水管（42）流出，经过滤后再次进入到入水管（41）循环使用。