CN201236796Y

CN201236796Y - 一种磁力驱动的齿轮泵

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Publication number: CN201236796Y
Application number: CNU2008201054526U
Authority: CN
Inventors: 赵克中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2018-04-04

Abstract

本实用新型涉及一种用磁力驱动的齿轮泵。本实用新型包括泵体、泵盖及位于泵体与泵盖间的主动齿轮、从动齿轮和流道，泵的主动齿轮轴上和动力驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，其从动部件与驱动部件均由至少两个瓦形的永磁体构成，从动部件的瓦形磁体的内凹部件固定于轭铁上，各瓦形磁体的磁极按N、S交错方式排列，形成组合推拉永磁体的排列形式。

Description

一种磁力驱动的齿轮泵

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮泵，更确切讲是一种用磁力驱动的，可适用于一些特殊场合，如危险场合或输送高危液体，或者在真空、低温环境下使用的齿轮泵。

背景技术

输送高黏度介质中齿轮泵有较好的效果。另外在一些特殊领域也需要齿轮泵。但齿轮泵由于驱动轴与泵壳间为动密封，其密封效果受一定的影响，在一些特殊的场合，如输送高危液体，采用齿轮泵总存在一些问题。

磁力驱动旋涡泵，其叶轮的旋转采用磁场的耦合作用实现转矩的传递方式。它是取消了轴的直连结构，是非接触形的软连接。这种新的驱动方式不仅根本上改变了泵的密封形式，由动密封变为静密封，实现了零泄漏，而且消除了电机系统的振动向泵的传递，运转非常平稳。

中国专利发明专利的实用新型专利曾公开过多种磁力泵。

中国发明专利01813415.7公开的一种磁力泵，它包括分成前泵壳和后泵壳的合成树脂泵壳，其内部形成叶轮室和与其相邻的磁体套室，并具有供目标液体输送的入口和出口。泵壳中的磁体套室容置基本呈圆筒形的磁体套，使从动磁体安装在磁体套外缘上。磁体套由主轴旋转支撑。盘形叶轮固定在所述磁体套前端，内部形成有流道以便从中心吸入所述目标液体、使所述目标液体沿径向向外输送并将目标液体从外缘排出。叶轮装在叶轮室内。通过后泵壳使传动旋转体通过磁场作用而与从动磁体结合，以便通过从动磁体向叶轮施加旋转驱动力。沿叶轮室的外缘，在分隔前泵壳和后泵壳的位置，泵壳形成涡流室，以便围绕叶轮的外缘。涡流室具有形成在涡流室入口的伸出部，它们沿叶轮的旋转轴向由两侧伸出。

现有磁力泵传动装置基本与中国实用新型专利98242562.7公开的内容类似，该实用新型专利主要用于磁力泵的传动系统。其技术特征为：内磁转子磁体6按N极、S极偶数紧密排列粘装在导磁体7外径圆周面上，外磁转子磁体8按N极、S极偶数紧密排列粘装在外磁转子基体2内壁上，N极和S极均以三块同极性、同尺寸的条形磁体构成一极。从而组成密集型聚磁式结构的泵用磁力传动装置。其优点是磁耦合可靠，同步传动运转平稳，不易产生滑脱，磁路有效利用率高。根据该专利文件称其中传动效率较高。

另外，中国实用新型专利94203162.8公开的全密封磁力泵，是由泵壳、叶轮、泵盖、磁力传动器、电机等零部件组成。其磁力传动部分采用与前一专利类似的由长条形磁块组成的“拉推磁路”设计，构成无接触式磁力传动联接。

虽然以上现有技术中均其称具有结构合理、传动效率高的特点，但些结构中不同程度存在磁体间漏磁过大，进而造成驱动磁体与从动磁体隙中心磁场强度变小，且在传动是地易发生滑脱现象，这些问题将不同程度地影响其效率。而将磁力驱动使用于齿轮泵鲜见披露。

发明内容

本实用新型供一种以磁力驱动的齿轮泵，它可克服现有齿轮泵的不足，而且其驱动件与从动件间气隙中心的磁场强度足够大，能传动更大的扭矩，有更高的传动效率的磁力泵，

本实用新型的齿轮泵，包括泵体、泵盖及位于泵体与泵盖间的主动齿轮、从动齿轮和流道，这些方面的技术特征与现有齿轮泵是相同的。本实用新型的泵的主动齿轮轴上和动力驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、齿轮与齿轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，其从动部件与驱动部件均由至少两个瓦形的永磁体构成，从动部件的瓦形磁体的内凹部件固定于轭铁上，各瓦形磁体的磁极按N、S交错方式排列，形成组合推拉永磁体的排列形式。

本发明的齿轮泵也可以是如下技术特征：在泵的主动齿轮轴上和动力驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、齿轮与齿轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，驱动部件由至少两个瓦形的永磁体构成，从动部件为数量与驱动部件的永磁体数量相同的截面呈扇形的永磁体棱柱，各瓦形永磁休和棱柱形永磁体的磁极按N、S交错方式排列，形成组合推拉永磁体的排列形式。

本实用新型的磁力驱动齿轮泵，其从动部件和驱动部件的永磁体的磁化方向与齿轮轴平行。

本实用新型的磁力驱动齿轮泵的从动部件由8个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由8个瓦形永磁体组成。本实用新型的磁力驱动齿轮泵的隔离套采用钛合金制成。本实用新型的磁力泵的最佳结构是从动部件由18个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由18个瓦形永磁体组成。

根据实际检测，本实用新型的从动部件与驱动部件气隙中心的磁场强度大于现有技术，而且大于理论计算值；其能传递的最大扭矩也高于现有技术，稍大效率或基本上接近理论计算值。

根据实际测试，当本实用新型的从动部件的横断面由18个磁柱体或磁扇面组成，驱动部件的横断面由18个瓦形磁体组成时，其磁能为最大值。

本实用新型的永磁体布置使其磁路结构为紧密型轴向排列。紧密型磁路结构极大限度地克服了漏磁现象，造成实测值比理论值大一点，这是磁效应累积的结果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的剖面示意图。

图2为图1中A-A位置的剖面示意图。

图3为本实用新型驱动件横截面的组合拉推式永磁体的排列形式示意。

图4为本实用新型从动件横截面的组合拉推式永磁体的排列形式示意

图5为将本实用新型的驱动部件和从动部件展开后，其组合推拉式永磁体排列形式示意，其中b为一个永磁体的宽度。

图6为本实用新型的组合推拉式永磁体排列形式与磁能曲线。

具体实施方式

以下结合附图解说本实用新型。

本实用新型的基本结构参见图1，其中(1)为后泵盖，(2)为泵体，(3)为安全阀，(4)前泵盖，(5)隔离套，(6)为支架，(7)为主动齿轮轴，(8)为轴承，(9)为从动齿轮轴，(10)为从动齿轮，(11)为主动齿轮，(12)为固定于驱动轴上的永磁材料制成的驱动部件，(13)为主动齿轮轴上的永磁材料制成的从动部件。由图可见由隔离套(5)和泵体(2)将泵中液体传递空间与外“环境”，也就是图中(5)以右的空间，完全隔绝而且这密封是静密封，因此其密封效果优于现有的齿轮泵。

由图3可见，本实用新型的驱动部件是由8块瓦状永磁体构成，它们按N、S极交错排列固定，形成图2所示组合推拉式磁力传动器磁路排列。从动部件则是由8块截面呈扇形的永磁棱柱构成，同时也是按N、S极交错排列固定，形成图3所示组合推拉式磁力传动器磁路排列。本实用新型的驱动部件和从动部件均采用永磁体，如使用钐钴永磁材料或者钕铁硼永磁材料。本实用新型的隔离套材料采用钛合金TC4。

本实用新型的磁力驱动机构其转矩为T＝Jhcosθ，其中θ为转动的角位移、可见本实用新型的磁力驱动机构的磁能E_H变化表现为余弦曲线。显然在两个永磁体相邻的位置处磁能有最大值。也就是说驱动机构有最大转矩。

本实用新型有使用中，当驱动部件，也就是外磁转子被电动机带动旋转后，由于从动内磁转子存在着负载惯性和负载阻力作用，所以只有在外磁转子相对内磁转子旋转一个位移转角差θ后，内磁转子开始与外磁转子同步转动。

当转角旋转到θ/2时产生转矩最大，有经验公式：

\begin{matrix} T_{\max} = \frac{1}{3} B_{r} H_{g} S_{m} R & (N \cdot m) \end{matrix}

式中：

B_r—永磁体剩余磁感应强度(T)

H_g—工作气隙中的磁场强度(Oe)

S_m—内外永磁体磁极相互作用的总面积(cm²)

R—内外永磁体平均作用半径(cm)

经计算与实验测定值数据见下表

气隙中心磁场强度、磁转矩计算值与实测数据对比

从上表可见，本实用新型的实际气隙中心磁场强度和所传递的最大扭矩均非常高，而且实测值要大于理论的值。可见本实用新型有最佳的效果。

本实用新型的另一个实施例与前述实施例基本相同，不同仅是其从动部件的横断面由18个磁柱体或磁扇面组成，驱动部件的横断面由18个瓦形磁体组成。经测试表明，这一实施例的效果优于前述实施例，而且其磁能可达最大值。

Claims

1、一种磁力驱动的齿轮泵，包括泵体、泵盖及位于泵体与泵盖间的主动齿轮、从动齿轮和流道，其特征在于泵的主动齿轮轴上和动力驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、齿轮与齿轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，其从动部件与驱动部件均由至少两个瓦形的永磁体构成，从动部件的瓦形磁体的内凹部件固定于轭铁上，各瓦形磁体的磁极按N、S交错方式排列，形成组合推拉永磁体的排列形式。

2、根据权利要求1或2所述的磁力驱动的齿轮泵，其特征在于隔离套采用钛合金制成。

3、根据权利要求3所述的磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件和驱动部件的永磁体的磁化方向与齿轮轴平行。

4、根据权利要求1至3所述的任一磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件由8个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由8个瓦形永磁体组成。

5、根据权利要求1至3所述的任一磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件由18个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由18个瓦形永磁体组成。

6、一种磁力驱动的齿轮泵，包括泵体、泵盖及位于泵体与泵盖间的主动齿轮、从动齿轮和流道，其特征在于泵的主动齿轮轴上和动力驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、齿轮与齿轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，驱动部件由至少两个瓦形的永磁体构成，从动部件为数量与驱动部件的永磁体数量相同的截面呈扇形的永磁体棱柱，各瓦形永磁体???和棱柱形永磁体的磁极按N、S交错方式排列，形成组合推拉永磁体的排列形式。

7、根据权利要求6所述的磁力驱动的齿轮泵，其特征在于隔离套采用钛合金制成。

8、根据权利要求7所述的磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件和驱动部件的永磁体的磁化方向与齿轮轴平行。

9、根据权利要求6至8所述的任一磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件由8个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由8个瓦形永磁体组成。

10、根据权利要求6至8所述的任一磁力驱动的齿轮泵，其特征是从动部件由18个横断面为扇形棱柱的永磁磁体或瓦形永磁体组成，驱动部件的横断面由18个瓦形水磁体组成。