CN202696418U - 磁性耦合器 - Google Patents

Abstract

一种磁性耦合器，其包括：第一旋转轴和第二旋转轴，具有永磁体的第一磁体转子和第二磁体转子，第一导体转子和第二导体转子，第一导体转子和第二导体转子中的至少一个为其中一个内转子，第一推拉机构以及第二推拉机构。

Description

磁性耦合器

技术领域

本实用新型涉及一种磁性耦合器。

背景技术

使用电动机驱动器驱动负载所涉及的问题之一是使电动机驱动器的速度转矩特性与其负载的速度转矩特性相匹配。当负载的速度转矩特性可变时，此问题更为重要。如果电动机驱动器的输出可调整以提供仅为所需的动力，则可显着降低能耗。因此，已开发出使发电厂的速度与给定负载所需的速度相匹配的电子装置形式的变速驱动器（VSD）。典型的VSD将输入的交流电压和电流整流成直流电，然后将直流电反转成为不同电压和频率的交流电。输出电压和频率按实际动力需求而定，并由控制系统自动设定或由操作员设定。

但至今为止，由于VSD普遍价格昂贵且可能诱发其它相关的问题，它们并未为节省能源的目的而被广泛应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动变速驱动器（VSD）的简单替换选择。本实用新型更具有经济效益且当负载需求变化时将自动使负载的速度保持为预先设定的速度。

根据本实用新型所述的第一方面，磁性耦合器包括第一旋转轴和第二旋转轴、第一磁体转子和第二磁体转子、第一导体转子和第二导体转子。每个磁体转子具有永磁体，每个导体转子具有有色金属导电板。所述第一磁体转子的永磁体与所述第一导体转子的导电板通过第一空气间隙隔开，所述第二磁体转子的永磁体与所述第二导体转子的导电板通过第二空气间隙隔开。所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的一个为内转子，所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的另一个为外转子。并且，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的一个为内转子，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的另一个为外转子。而且，所述第一导体转子和所述第二导体转子中的至少一个为其中一个所述内转子。所述外转子间隔开固定的轴向距离，并成整体地安装在所述第一旋转轴上而与所述第一旋转轴一致地旋转，所述内转子安装成相对于所述第二旋转轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二旋转轴一致地旋转。

根据本实用新型所述第一方面的磁性耦合器进一步包括第一推拉机构和第二推拉机构。所述第一推拉机构与所述内转子中的第一内转子连接，并设计成使所述第一内转子与所述第二旋转轴成同心关系轴向地移动。所述第二推拉机构设置在所述内转子之间并与所述内转子相连接，所述第二推拉机构设计成使所述内转子中的第二内转子与所述第一内转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而基本上相等地改变所述第一空气间隙和所述第二空气间隙。

根据本实用新型所述第一方面的一个具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子为所述内转子。

根据本实用新型所述第一方面的另一个具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子中的一个为其中一个所述内转子，且所述第一磁体转子和所述第二磁体转子中的一个为其中另一个所述内转子。

根据本实用新型所述第一方面的再一个具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一导体转子、所述第一磁体转子、所述第二导体转子和所述第二磁体转子。

根据本实用新型所述第一方面的又一个具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一磁体转子、所述第一导体转子、所述第二磁体转子和所述第二导体转子。

根据本实用新型所述第一方面的一个进一步的具体实施例，所述第一旋转轴为输入轴，所述第二旋转轴为输出轴。

根据本实用新型的第二方面，磁性耦合器包括：包括永磁体的磁体转子；包括有色金属导电板的导体转子；以及安装在所述磁体转子和所述导体转子中的一个上的风扇，其中所述风扇设计成在操作过程中将空气吹送到所述磁性耦合器中。所述磁体转子的永磁体与所述导体转子的导电板通过空气间隙隔开。

根据本实用新型所述第二方面的一具体实施例，所述磁性耦合器还包括套筒，所述套筒包括孔，所述孔设计成允许被吹送到所述磁性耦合器中的空气离开所述磁性耦合器。

根据本实用新型所述第二方面的另一具体实施例，所述磁性耦合器还包括与所述孔相关联的叶片，其中所述叶片设计成经由所述孔将被吹送到所述磁性耦合器中的空气吸出所述磁性耦合器。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，所述磁体转子为第一磁体转子，所述导体转子为第一导体转子，且所述空气间隙为第一空气间隙。所述磁性耦合器进一步包括：包括永磁体的第二磁体转子；以及包括有色金属导电板的第二导体转子。所述第二磁体转子的永磁体与所述第二导体转子的导电板通过第二空气间隙隔开。所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的一个为第一内转子，所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的另一个为第一外转子。所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的一个为第二内转子，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的另一个为第二外转子。所述风扇安装在所述第一外转子上。

根据本实用新型所述第二方面的再一具体实施例，所述风扇为第一风扇。所述磁性耦合器还包括安装在第二外转子上的第二风扇，且所述第二风扇设计成在操作过程中将空气吹送到所述磁性耦合器中。

根据本实用新型所述第二方面的再一具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子为所述内转子。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，所述第一磁体转子和所述第二磁体转子为所述内转子。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子中的一个为其中一个所述内转子，且所述第一磁体转子和所述第二磁体转子中的一个为另一个内转子。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一导体转子、所述第一磁体转子、所述第二导体转子和所述第二磁体转子。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一磁体转子、所述第一导体转子、所述第二磁体转子和所述第二导体转子。

根据本实用新型所述第二方面的另一具体实施例，至少一个所述内转子具有通孔，所述通孔允许所述至少一个内转子的两侧间的流体连通。

根据本实用新型所述第二方面的又一具体实施例，磁性耦合器还包括输入轴和输出轴，其中，所述外转子连接到所述输入轴而与所述输入轴一起旋转，所述内转子连接到所述输出轴而与所述输出轴一起旋转。

根据本实用新型的第三方面，磁性耦合器包括：包括永磁体的磁体转子；包括有色金属导电板的导体转子；风扇，所述风扇设计成在操作过程中将空气吹送到所述磁性耦合器中；以及孔，所述孔允许被所述风扇吹送到所述磁性耦合器中的空气离开所述磁性耦合器。所述磁体转子的永磁体与所述导体转子的导电板通过空气间隙隔开。所述磁性耦合器构造成使得被所述风扇吹送到所述磁性耦合器中的空气流动通过所述磁体转子的永磁体与所述导体转子的导电板之间的间隙而经由所述孔离开所述磁性耦合器。

根据本实用新型的第四方面，磁性耦合器包括第一旋转轴和第二旋转轴、第一磁体转子和第二磁体转子、第一导体转子和第二导体转子、以及风扇。每个磁体转子具有永磁体，每个导体转子具有有色金属导电板。所述第一磁体转子的永磁体与所述第一导体转子的导电板通过第一空气间隙隔开，所述第二磁体转子的永磁体与所述第二导体转子的导电板通过第二空气间隙隔开。所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的一个为第一内转子，所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的另一个为第一外转子。并且，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的一个为第二内转子，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的另一个为第二外转子。所述风扇定位在所述第一外转子的轴向外侧，并且所述风扇在旋转时将空气吹送到所述磁性耦合器中从而冷却所述磁性耦合器。

根据本实用新型的所述第四方面的一具体实施例，所述磁性耦合器还包括套筒，所述套筒包括孔，所述孔设计成允许被吹送到所述磁性耦合器中的空气离开所述磁性耦合器。

根据本实用新型的所述第四方面的又一具体实施例，所述磁性耦合器还包括与所述孔相关联的叶片，其中所述叶片设计成经由所述孔将被吹送到所述磁性耦合器中的空气吸出所述磁性耦合器。

根据本实用新型的所述第四方面的再一具体实施例，所述风扇为第一风扇，所述磁性耦合器还包括定位在所述第二外转子的轴向外侧的第二风扇，所述第二风扇在旋转时将空气吹送到所述磁性耦合器中从而冷却所述磁性耦合器。

根据本实用新型的所述第四方面的另一具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子为所述内转子。

根据本实用新型的所述第四方面的再另一具体实施例，所述第一磁体转子和所述第二磁体转子为所述内转子。

根据本实用新型的所述第四方面的又一具体实施例，所述第一导体转子和所述第二导体转子中的一个为其中一个所述内转子，且所述第一磁体转子和所述第二磁体转子中的一个为另一个内转子。

根据本实用新型的所述第四方面的又一具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一导体转子、所述第一磁体转子、所述第二导体转子和所述第二磁体转子。

根据本实用新型的所述第四方面的又一具体实施例，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一磁体转子、所述第一导体转子、所述第二磁体转子和所述第二导体转子。

根据本实用新型的所述第四方面的又一具体实施例，至少一个所述内转子具有通孔，所述通孔允许所述至少一个内转子的两侧间的流体连通。

根据本实用新型所述第四方面的又一具体实施例，至少一个所述外转子具有通孔，所述通孔允许所述至少一个外转子的两侧间的流体连通。

根据本实用新型的所述第四方面的再一具体实施例，所述第一旋转轴为输入轴，所述第二旋转轴为输出轴。

根据本实用新型的第五方面所述，可调节的磁性耦合体包括：第一旋转轴和第二旋转轴；两个磁体转子，每个所述磁体转子包含相应的永磁体组；两个导体转子，每个所述导体转子具有有色金属导电圈，所述有色金属导电圈与所述磁体组中相应的一组通过空气间隙隔开；所述转子中的第一对转子间隔开固定的轴向距离，并且成整体地安装在所述第一轴上而与所述第一轴一致地旋转，其中所述第一对转子中的至少一个包括风扇叶片，所述风扇叶片定向成在旋转时将空气轴向地吸入到所述磁性耦合器中或将空气排出所述磁性耦合器，以利于冷却所述磁性耦合器；所述转子中的其余两个转子安装成相对于所述第二轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二轴一致地旋转；第一推拉机构，所述第一推拉机构与所述其余转子中的第一其余转子连接，并可操作成使所述第一其余转子与所述第二轴成同心关系轴向地移动；以及另一推拉机构，所述另一推拉机构由所述第二轴承载在所述其余转子之间并与所述其余转子相连。所述另一推拉机构可操作成使所述其余转子中的第二其余转子与所述第一其余转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而相等地改变所述空气间隙。

根据本实用新型所述的第五方面的一具体实施例，可调节的磁性耦合体还包括间隔套筒，所述套筒连接所述第一对转子，使得所述第一对转子间隔开所述固定的轴向距离，所述套筒具有至少一个开口，所述至少一个开口允许空气在所述磁性耦合器的外部与所述磁性耦合器的内部之间流动。

根据本实用新型所述的第五方面的另一具体实施例，所述其余两个转子中的至少一个包括一个或多个轴向通孔，所述一个或多个轴向通孔允许空气通过所述转子并在所述其余两个转子的外部的空间与所述其余两个转子间的空间之间流动。

根据本实用新型所述的第五方面的又一具体实施例，所述其余两个转子中的至少一个包括风扇叶片，所述风扇叶片定向成在旋转时将空气轴向地吸入所述其余两个转子间的空间或将空气从所述其余两个转子间的所述空间排出，以利于冷却所述其余两个转子。

根据本实用新型的第六方面所述，可调节的磁性耦合器包括第一旋转轴和第二旋转轴；两个磁体转子，每个所述磁体转子包含相应的永磁体组；两个导体转子，每个所述导体转子具有有色金属导电圈，所述有色金属导电圈与所述磁体组中相应的一组通过空气间隙隔开；所述转子中的第一对转子间隔开固定的轴向距离，并且成整体地安装在所述第一轴上而与所述第一轴一致地旋转；间隔套筒，所述套筒连接所述第一对转子，使得所述第一对转子间隔开所述固定的轴向距离，所述套筒具有至少一个开口，所述至少一个开口允许空气在所述磁性耦合器的外部与所述磁性耦合器的内部之间流动；所述转子中的其余两个转子安装成相对于所述第二轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二轴一致地旋转；第一推拉机构，所述第一推拉机构与所述其余转子中的第一其余转子连接，并可操作成使所述第一其余转子与所述第二轴成同心关系轴向地移动；以及另一推拉机构，所述另一推拉机构由所述第二轴承载在所述其余转子之间并与所述其余转子相连，所述另一推拉机构可操作成使所述其余转子中的第二其余转子与所述第一其余转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而相等地改变所述空气间隙。

根据本实用新型所述第六方面的一具体实施例，所述其余两个转子中的至少一个包括一个或多个轴向通孔，所述一个或多个轴向通孔允许空气通过所述转子并在所述其余两个转子的外部的空间与所述其余两个转子间的空间之间流动。

根据本实用新型所述第六方面的又一具体实施例，所述其余两个转子中的至少一个包括风扇叶片，所述风扇叶片定向成在旋转时将空气轴向地吸入所述其余两个转子间的空间或将空气从所述其余两个转子间的所述空间排出，以利于冷却所述其余两个转子。

根据本实用新型所述第六方面的再一具体具体实施例，所述套筒包括与所述套筒的每个开口相关联的叶片，所述套筒的所述叶片相对于所述开口定位成在所述套筒旋转时推动空气通过所述开口进入到所述磁性耦合器中。

根据本实用新型的第七方面所述，可调节的磁性耦合器包括：第一旋转轴和第二旋转轴；两个磁体转子，每个所述磁体转子包含相应的永磁体组；两个导体转子，每个所述导体转子具有有色金属导电圈，所述有色金属导电圈与所述磁体组中相应的一组通过空气间隙隔开；所述转子中的第一对转子间隔开固定的轴向距离，并且成整体地安装在所述第一轴上而与所述第一轴一致地旋转；所述转子中的其余两个转子安装成相对于所述第二轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二轴一致地旋转，其中所述其余两个转子中的至少一个包括风扇叶片，所述风扇叶片定向成在旋转时将空气轴向地吸入所述其余两个转子间的空间或将空气从所述其余两个转子间的所述空间排出，以利于冷却所述其余两个转子；第一推拉机构，所述第一推拉机构与所述其余转子中的第一其余转子连接，并可操作成使所述第一其余转子与所述第二轴成同心关系轴向地移动；以及另一推拉机构，所述另一推拉机构由所述第二轴承载在所述其余转子之间并与所述其余转子相连。所述另一推拉机构可操作成使所述其余转子中的第二其余转子与所述第一其余转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而相等地改变所述空气间隙。

根据本实用新型的第八方面所述，可调节的磁性耦合器包括：第一旋转轴和第二旋转轴；两个磁体转子，每个所述磁体转子包含相应的永磁体组；两个导体转子，每个所述导体转子具有有色金属导电圈，所述有色金属导电圈与所述磁体组中相应的一组通过空气间隙隔开；所述转子中的第一对转子间隔开固定的轴向距离，并且成整体地安装在所述第一轴上而与所述第一轴一致地旋转；所述转子中的其余两个转子安装成相对于所述第二轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二轴一致地旋转，其中所述其余两个转子中的至少一个包括一个或多个轴向通孔，所述一个或多个轴向通孔允许空气通过所述转子并在所述其余两个转子的外部的空间与所述其余两个转子间的空间之间流动；第一推拉机构，所述第一推拉机构与所述其余转子中的第一其余转子连接，并可操作成使所述第一其余转子与所述第二轴成同心关系轴向地移动；以及另一推拉机构，所述另一推拉机构由所述第二轴承载在所述其余转子之间并与所述其余转子相连。所述另一推拉机构可操作成使所述其余转子中的第二其余转子与所述第一其余转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而相等地改变所述空气间隙。

附图说明

图1是本实用新型第一个具体实施例按图5中的线1-1所示截取的纵向截面图；

图2是图1所示的具体实施例中间隔套筒的透视图;

图3是对应于图6的俯视图；

图4是与图3相似的俯视图，但因空气间隙调整机构缩回使得导体转子处于宽空气间隙位置上；

图5是按图4所示截取的横向截面图；

图6是第一个具体实施例的透视图，但无磁体转子且显示空气间隙调整机构伸展成使得导体转子处于窄空气间隙位置上；

图7是显示筒形凸轮机构和相关叉形物的透视图，；

图8是本实用新型第二个具体实施例所示的磁性耦合器的截面图；

图9是本实用新型第三个具体实施例所示的磁性耦合器的截面图；

图10是本实用新型第四个具体实施例所示的磁性耦合器的截面图；

图11图示了结合图10描述的具体实施例中的一个；

图12a是用于本实用新型的磁性耦合器的壳体的侧视图；

图12b是图12a中所示的壳体的立面图。

附图标记说明：

10  磁性耦合器     12  输入轴          14  输出轴

14a  狭细端部分    14c  环形凸肩       20a  第一磁体转子

20b  第二磁体转子  24a  第一导体转子   24b  第二导体转子

26a  第一风扇      26b  第二风扇       28a  导体板

28b  导体板        30a  通孔          30b  通孔

32a  垫板          32b  垫板          34a  通孔

34b  通孔          36a  安装板        36b  安装板

38a  垫板          38b  垫板          42a  永磁体

42b  永磁体        44a  空气间隙      44b  空气间隙

50  间隔套筒       52  环形间隙       54a  散热片

54b  散热片        56  开口           60  开口

64  套管           66  支承引导销     68  第五转子

68a  外边缘面      70  推拉系统       72  开口

74  第一推拉机构   76  第二推拉机构   78  耳状物

80  径向螺纹孔     82  肩螺栓         84  轴承

86  摆动单元       88  凸轮槽         90  滚柱

92  块             94  筒形凸轮       96  内筒组件

98  外筒组件       102  轴承单元      104  推力轴承

106  轴承盖        108  密封件        110  凸轮滚子

112  凸轮槽        114  轭            116  臂

118  孔            120  螺柱          122  底部支腿(轭支腿)

124  孔            126  滚子          126a  第一风扇

126b  第二风扇     127  凸轮滚子      128  固定架座

130  驱动臂        132  连杆          134  圆端板

136  螺栓          210  磁性耦合器    310  磁性耦合器

500  壳体          502  第一壁部      504  第二壁部

506  第三壁部      508  开口          510  开口

512  螺旋形部分    514  开口          516  外端部

518  中空延伸部    520  上半部        522  下半部

524  支腿

具体实施方式

以下对本实用新型具体实施例的详细描述皆参考附随附图。在尽可能的情况下，附图中使用的附图标记和下面的说明文字中相同的参考编号，是指相同或相似的组件。尽管会描述本实用新型的具体实施例，但改型、适应性修改及其它的实现方式是可能的。例如，可对附图所示的组件进行替换、补充或修改，且本文所述的方法可通过替换、重新排列或为所揭示的方法增加步骤来进行修改。因此，下面的详细描述并未限制本实用新型。确切地，本实用新型的适当保护范围应由本实用新型的权利要求来限定。

本申请中的附图1-7显示了根据本实用新型一具体实施例的磁性耦合器10。如图1所示，该磁性耦合器10包括输入和输出轴12、14，第一、第二磁体转子20a、20b及第一、第二导体转子24a、24b。上述两磁体转子20a、20b安装于上述输入轴12；而上述两导体转子24a、24b安装于上述输出轴14。优选地，输入轴12和输出轴14同轴布置。

在所示具体实施例中，每一导体转子24a、24b优选地具有导体板28a、28b，导体板28a、28b可为环状或其它任何合适的形状。该导体板28a、28b优选由例如具有高导电性的有色金属材料所制成，比如由铜制成。在本实用新型的一些具体实施例中，该导体板28a、28b安装在各自的优选由低碳钢制成的垫板32a、32b上。在如所示的具体实施例的一些具体实施例中，该导体转子24a、24b的导体板28a、28b彼此背对而朝向各自的磁体转子20a、20b。

在所示具体实施例中，每一磁体转子20a、20b具有有色金属安装板36a、36b及一块或多块铁质(优选为低碳钢)的垫板38a、38b。安装板36a、36b可由铝或合适的非磁性复合材料制成，而且各自优选具有一组等间隔的矩形切口40，该组等间隔的矩形切口40排列成圆圈并接收相应的一组抵靠相应的垫板38a、38b安置的永磁体42a、42b。相邻的永磁体42a、42b极性相反。上述永磁体42a、42b分别通过空气间隙44a、44b与导体转子24a、24b的导体板28a、28b隔开。磁体转子20a可包括一或多个允许空气流入磁性耦合器10的开口56。

本申请中使用的术语“转子”是广义定义的。“转子”可具有任何构型。例如，“转子”可为具有大体扁平构型的圆盘。又例如，“转子”可具有中空或实心的圆柱构型，并且上述板和磁体中的任一者都可安装在圆柱的端部上或圆柱的弯曲侧面上。总体而言，本申请中限定的“转子”可为设计成与轴一起旋转的任何元件或部件或者元件或部件的任何组合。

本申请中使用的术语“板”是广义定义的。本申请中限定的“板”可具有任何构型。例如，“板”可具有大体扁平的构型。或者，“板”可弯曲或折曲。

上述磁体转子20a、20b可经螺纹连接到间隔套筒50中的螺栓在轴向上成间隔关系而连接在一起。第二导体转子24b与输出轴14被一环形间隙52隔开。

导体转子24a、24b亦可具有散热片54a、54b以帮助冷却导体板28a、28b。此外，两个外转子（即所示具体实施例中的磁体转子20a、20b）中的每个（或仅有一个）可包括一组风扇叶片，风扇叶片定向成将空气轴向地吸入磁性耦合器10或从磁性耦合器10排出空气，以帮助冷却磁性耦合器10。或者，一组风扇叶片可沿输入轴12的轴线与其中一个外转子平行地布置，另一组风扇叶片则可沿磁性耦合器的轴线与另一外转子平行地布置。此外，优选上述风扇叶片组布置于相应的外转子的外侧。上述内转子（即所示具体实施例中的导体转子24a、24b）亦可包括风扇叶片或孔，该风扇叶片或孔使空气能够进入或流出内转子间的空间以冷却内转子。本实用新型的实用新型者发现：甚至内转子上的孔也允许空气流进内转子间的空间并从由内转子的外缘限定的周向开口流出。此空气流通会冷却内转子。例如，在附图1-7所示的具体实施例中，每个导体转子24a、24b可具有至少一个通孔34a、34b，以允许经由通孔34a、34b从导体转子24a、24b的一侧到导体转子24a、24b的另一侧的流体连通。

此外，如图1、2所示，间隔套筒50可具有开口60，开口60允许空气流入或流出磁性耦合器10以冷却磁性耦合器10。间隔套筒50的每个开口60可与一个或多个叶片62相关联，该叶片被设置成在间隔套筒50转动时推动空气通过开口60进入磁性耦合器10或将空气通过开口60吸出磁性耦合器10。换而言之，叶片62有推动空气通过开口60的风扇作用。

本实用新型的发明者发现：间隔套筒50的开口60使通过磁性耦合器10内部的空气流增加出乎意料的量，从而使磁性耦合器10的冷却增强到出乎意料的程度。或许间隔套筒50的开口60使转子20、24的转动能够“泵送”空气穿过磁性耦合器10的内部从而冷却磁性耦合器10，内部冷却比预期有效得多。

优选地，导体转子24a、24b系被安装成可与输出轴14一致地旋转，也可相对于彼此沿相反的轴向方向轴向地移动以便调整上述空气间隙44a、44b。

为此，导体转子24a、24b优选通过套管64滑动安装在支承引导销66的相反的两个轴向端部。这些销66沿相反的轴向方向自第五转子68伸出，第五转子68安装在输出轴14上且在导体板28a、28b间的中间位置。作为一种替代安排，导体转子24a、24b可滑动安装在输出轴14上而非销66上。

该磁性耦合器10还可包括一推拉系统70，以使导体转子24a、24b在同一时刻沿花键输出轴14的旋转轴线在相反方向上轴向地移动以改变上述空气间隙44a、44b的宽度。推拉系统70可包括：延伸通过开口72以轴向移动第二导体转子24b的第一推拉机构74；及在第一和第二导体转子24a、24b间延伸以响应通过上述第一机构74的第二导体转子24b的移动而移动第一导体转子24a的第二推拉机构76。

在所示具体实施例中，该第二机构76包括该第五转子68和相关的支承引导销66。

该第五转子68在正面图中可大致上呈方形，提供四个外边缘面68a，四个外边缘面68a中的每一个有从该外边缘面68a径向地突起的中央耳状物78。这些耳状物78形成有径向螺纹孔80，该径向螺纹孔80朝输出轴14延伸以承接肩螺栓82，该肩螺栓82上套有轴承84。该轴承84承接摆动单元86的中心毂部位，每个摆动单元有一对摆臂，邻近摇臂的外端部形成有凸轮槽88。这些凸轮槽每一者皆承接一凸轮从动滚柱90以在其中循路而行。每个滚柱90被固定在从相应的磁体转子20a、20b的安装板36a、36b突向第五转子68的相应的块92中。上述块92可安装在导体转子24a、24b上。当导体转子24a、24b回缩至相对于磁体转子20a、20b的轴向最大距离时，相应的一对块92在第五转子68的每个耳状物78的两侧上延伸，使摆动单元86此时如图4所示与第五转子68共面。此种紧凑的安排可将耦合器长度最短化。

由于所述开槽摇臂和从动滚柱设计，很明显，当第二导体转子24b从第二磁体转子20b被推离以增加空气间隙44b宽度时，摆动单元86将响应性地绕中心螺栓82枢转，从而摆动单元86的末端将摆向第五转子68。在此摆动中，上述滚柱90在槽88中朝着槽88的内端部循路而行且因此第一导体转子24a被拉向上述第五转子68，从而使空气间隙44a的宽度增加到与通过推动第二导体转子24b而使空气间隙44b的宽度增加的程度相同的程度。同样地，当第二导体转子24b被拉向第二磁体转子20b以缩小空气间隙44b的宽度时，摆动单元86将响应性地绕螺栓82摆动从而使其末端从第五转子68摆离，因此使第一导体转子24a被推向第一磁体转子20a且与空气间隙44b的缩窄相对应地缩窄空气间隙44a。

推拉第二导体转子24b以改变空气间隙44a、44b的宽度优选通过使用筒形凸轮94而实现，该筒形凸轮具有与一外筒组件98重叠的一内筒组件96。该内筒组件96经轴承单元102安装于输出轴214，且外筒组件98有一与输出轴14间有间隙的狭细部100并带有一外环安装于第二导体转子24b的内径向端中的推力轴承104。一固定于第二导体转子24b的轴承盖106将推力轴承104和密封件108保持就位。上述内筒组件96有一套凸轮滚子110，其朝外径向突入在外筒组件98中的曲形凸轮槽112。图7所示的轭114可防止外筒组件98转动，该轭114的臂116在邻近其外端部处与从安装于轭臂中的螺柱120延伸入外筒上的孔118中的滚子枢接。轭114有一对底部支腿122，该底部支腿形成有超大的孔124，该孔124承接安装于自固定架座128向外突起的螺柱上的凸轮滚子127。

一个驱动臂130从内筒组件96向外伸出并以任何适当的方式转动以控制空气间隙44a、44b。由驱动器控制的内筒组件96的一个方向的转动导致外筒组件98响应于凸轮滚子110在轮廓为此而构造的凸轮槽112内的移动而纵向移动。上述轭支腿122上的孔124相对于滚子127足够大，从而允许在轭114响应于该种移动而摆动的同时外筒组件98作所需的纵向移动。

外筒组件98的纵向移动通过推力轴承104作用以相应地推拉第二导体转子24b。如前所述，这导致由第二推拉机构76的响应性操作引起的第一导体转子24a在相反方向上的相等纵向运动。因此，驱动臂130的选择性移动导致空气间隙44a、44b的改变，并由此改变磁性耦合器10的输出速度。驱动臂130亦可，例如，经一连杆132连接到由一过程控制器控制的固定电动旋转定位器。例如，若负载为一泵且欲控制其输出流量，输出流中的测量装置馈送输出数据给过程控制器，过程控制器接着向旋转定位器发信号要求驱动臂130作所需的旋转运动从而适当调整磁性耦合器10的输出速度。

优选地，输出轴14系经圆端板134在狭细端部分14a连接到第五转子68，圆端板134覆盖输出轴14的内端面和第五转子68毂部分。螺栓136将圆端板134连接于输出轴14和第五转子的毂。

输出轴14自狭细端部分14a延伸至承接轴承单元102的中间圆柱部分，然后形成环形凸肩14c，轴承单元102内圈的外端抵靠该环形凸肩14c。

在上述本实用新型的具体实施例中，所述第一和第二导体转子24a、24b设置于所述第一和第二磁体转子20a、20b之间，其中第一及第二导体转子24a、24b的轴向位置是可调整的。在本实用新型的其它具体实施例中，第一及第二导体转子24a、24b的其中之一和第一及第二磁体转子20a、20b的其中之一可设置在另一导体转子24b、24a与另一磁体转子20b、20a之间，其中两内转子（即一导体转子和一磁体转子）的轴向位置是可调整的。例如，从输入轴12的转子轴向顺序可以为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二导体转子24b和第二磁体转子20b，其中第一磁体转子20a和第二导体转子24b的轴向位置是可调整的。或者，从输入轴12的转子轴向顺序可以为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置是可调整的。

将上述导体转子设在输出轴上和将磁体转子设在输入轴上有很多优点。在这种配置下，上述磁体转子以更高速度旋转并驱动上述导体转子，使其更易产生磁通并使磁体和导体间的交互效率更高，而且减少了上述导体板产生的热量。另外，将磁体设在转子外可更容易更换任何损坏的磁体。

图8示出根据本实用新型第二具体实施例的一种磁性耦合器110。该磁性耦合器110包括输入和输出轴12、14，第一和第二磁体转子20a、20b及第一和第二导体转子24a、24b，这些轴和转子与图1-7所示的具体实施例中的轴和转子相同或相似。另外，图8中所示的具体实施例还包括第一和第二风扇26a、26b。与图1-7所示具体实施例类似，上述两磁体转子20a、20b安装于输入轴12，且两导体转子24a、24b安装于输出轴14。两风扇26a、26b亦安装于输入轴12且与之一起旋转，其中第一风扇26a置于第一磁体转子20a外侧，第二风扇26b置于第二磁体转子20b外侧。优选地，输入轴12和输出轴14同轴布置。

如图8所示具体实施例中，每一磁体转子20a、20b可具有一个或多个通孔30a、30b，以允许从磁体转子20a、20b的一侧穿过该磁体转子20a、20b到磁体转子20a、20b的另一侧的流体连通。每一导体转子24a、24b可具有一个或多个通孔34a、34b，以允许从导体转子24a、24b的一侧穿过该导体转子24a、24b到导体转子24a、24b的另一侧的流体连通。

在操作过程中，当上述输入轴12旋转时，每一风扇26a、26b的叶片旋转以将空气吹送到磁性耦合器110中或将空气抽出上述磁性耦合器110，由此在磁性耦合器110内部产生空气流以冷却导体板28a、28b和永磁体42a、42b。例如，当第一风扇26a推动空气进入磁性耦合器110，气流进入风扇26a和磁体转子20a间的间隙，然后穿过磁体转子20a上的通孔30a及绕过磁体转子20a的径向内边缘进入导体转子24a和磁体转子20a间的间隙。在空气绕导体板28a和永磁体42a流动的同时会将其冷却。空气绕过磁体转子20a的径向外边缘并经由间隔套筒50的开口60流出上述磁性耦合器110。类似地，被另一风扇26b推入磁性耦合器110的空气将另一导体板28b和磁体42b冷却。

若上述导体转子24a、24b具有通孔34a、34b，空气亦流入导体转子24a、24b间的空间并经由间隔套筒50的开口60流出磁性耦合器110。该气流冷却导体转子24a、24b的内侧，特别是冷却导体转子24a、24b内侧上的散热片54a、54b。

在图8的具体实施例中，第一和第二导体转子24a、24b设在第一和第二磁体转子20a、20b之间，其中第一和第二导体转子24a、24b的轴向位置可调整。在本实用新型的其它具体实施例中，导体转子24a、24b的其中之一和第一、第二磁体转子20a、20b的其中之一可被设在另一导体转子24b、24a与另一磁体转子20b、20a之间，其中两内转子（即一导体转子和一磁体转子）的轴向位置是可调整的。例如，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二导体转子24b和第二磁体转子20b，其中两内转子，即第一磁体转子20a和第二导体转子24b，的轴向位置是可调整的。或者，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置是可调整的。此外，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一磁体转子20a和第二磁体转子20b的轴向位置是可调整的。

图9所示为一根据本实用新型第三个具体实施例的一种磁性耦合器。该磁性耦合器210包括输入和输出轴12、14，第一和第二磁体转子20a、20b及第一和第二导体转子24a、24b，其中的轴和转子与图1-8中示出的具体实施例的轴和转子相同或类似。如图9所示具体实施例中，从输入轴12的转子20a、20b、24a、24b的轴向顺序为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二磁体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。另外，图9所示的具体实施例包括一风扇26a。

图9所示的具体实施例中，从输入轴12的转子20a、20b、24a、24b的轴向顺序为第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。

如图9所示，第一磁体转子20a和第二导体转子24b安装在输入轴12上且与输入轴12一起旋转，第一导体转子24a和第二磁体转子20b安装在输出轴14上且与输出轴14一起旋转。风扇26a亦安装于输入轴12上并与输入轴12一同旋转，且风扇26a设置于第一磁体转子20a的外侧。输入轴12和输出轴14优选为同轴布置。

如图9所示具体实施例中，第一磁体转子20a可具有一个或多个通孔30a、30b以允许从磁体转子20a的一侧穿过磁体转子20a到磁体转子20a的另一侧的流体连通。第一导体转子24a可具有一或多个通孔34a、34b以允许从导体转子24a的一侧穿过导体转子24a流到导体转子24a的另一侧的流体连通。

在操作中，当输入轴12旋转时，风扇26a的叶片旋转以将空气吹送到上述磁性耦合器210中或将空气从上述磁性耦合器210抽出，由此在磁性耦合器210内部产生气流来冷却导体板28a和永磁体42a。例如，当风扇26a推动空气进入磁性耦合器210时，气流进入风扇26a与磁体转子20a间的间隙，然后经磁体转子20a上的通孔30a及绕过磁体转子20a的径向内边缘进入导体转子24a和磁体转子20a之间的间隙。当空气围绕导体板28a和永磁体42a流动时会将其冷却。空气绕过磁体转子20a的径向外边缘并经由间隔套筒50上的开口60流出磁性耦合器210。

若导体转子24a具有通孔34a，空气亦可流入导体转子24a与第二磁体转子20b间之空间，并经由间隔套筒50上的开口60流出磁性耦合器210。此气流冷却导体转子24a的内侧，特别是冷却导体转子24a内侧上的散热片54a。

在图9所示具体实施例中，从输入轴12的转子轴向顺序为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。在本实用新型的其它具体实施例中，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二导体转子24b和第二磁体转子20b，其中两内转子，即第一磁体转子20a和第二导体转子24b，的轴向位置可调整。而且，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一磁体转子20a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。更进一步地，第一和第二导体转子24a、24b可设在第一和第二磁体转子20a、20b之间，其中第一和第二导体转子24a、24b的轴向位置可调整。

图10所示为根据本实用新型第四具体实施例的一种磁性耦合器310。除下面描述的不同外，该磁性耦合器310与图1-7中所示的具体实施例类似。该磁性耦合器310包括输入和输出轴12、14，第一和第二磁体转子20a、20b及第一和第二导体转子24a、24b，其中的轴和转子与图1-7中示出的轴和转子相同或类似。上述两磁体转子20a、20b安装于（即连接到）输入轴12以随输入轴12旋转，两导体转子24a、24b安装于（即连接到）输出轴14以随输出轴14旋转。输入轴12和输出轴14优选同轴布置。

该磁性耦合器310还包括第一和第二风扇126a、126b，其中该第一风扇126a安装于第一磁体转子20a，第二风扇126b安装于第二磁体转子20b。在该磁体耦合器310中，第一和第二风扇126a、126b中的每个系相对于相应一组永磁体42a、42b定位在径向内侧（即每个风扇126a、126b比永磁体42a、42b更接近转子20a、20b的中心）。或者，第一和第二风扇126a、126b中的每个可相对于相应一组永磁体42a、42b定位在径向外侧（即每个风扇126a、126b比永磁体42a、42b更远离转子20a、20b的中心）。此外，第一和第二风扇126a、126b中的每个可被定位在与相应一组永磁体42a、42b同样的径向位置。

在操作中，当输入轴12旋转时，风扇26a、26b的叶片与输入轴12一起旋转从而吹动空气进入上述磁性耦合器310或将空气抽出上述磁性耦合器310，由此在磁性耦合器310内部产生气流来冷却磁性耦合器310，特别是冷却导体板28a、28b和永磁体42a、42b。例如，当空气被第一风扇26a推动进入磁性耦合器310后，空气流动通过导体转子24a与磁体转子20a间的间隙从而冷却导体板28a和永磁体42a。空气接着经间隔套筒50上的开口60流出磁性耦合器310。类似地，被另一风扇26b推进磁性耦合器310的空气流动通过导体转子24b和磁体转子20b之间的间隙从而冷却导体板28b和磁体42b。空气接着经间隔套筒50上的开口60流出磁性耦合器310。

若导体转子24a、24b有通孔34a、34b，空气亦可经由通孔34a、34b流入导体转子24a、24b之间的空间，并经间隔套筒50上的开口60流出磁性耦合器310。该气流冷却导体转子24a、24b的内侧，特别是冷却导体转子24a、24b内侧上的散热片54a、54b。

在图10所示具体实施例中，第一和第二导体转子24a、24b(即内转子)设置于第一和第二磁体转子20a、20b（即外转子）之间，其中第一和第二导体转子24a、24b的轴向位置可调整。在本实用新型的其它具体实施例中，导体转子24a、24b的其中之一和第一及第二磁体转子20a、20b的其中之一(即内转子)可被设在另一导体转子24b、24a和另一磁体转子20b、20a（即外转子)之间，其中两个内转子（即一导体转子和一磁体转子）的轴向位置可调整。例如，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二导体转子24b和第二磁体转子20b，其中两内转子——即第一磁体转子20a和第二导体转子24b——的轴向位置可调整。或者，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。此外，从输入轴12的转子轴向顺序可为第一导体转子24a、第一磁体转子20a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一磁体转子20a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。在任何这些具体实施例中，第一和第二风扇126a、126b总是分别设置于两个外转子上。

在进一步的可选具体实施例中，磁性耦合器可以仅具有上述两风扇126a、126b的其中之一。例如，结合图10描述的上述任何具体实施例可仅具有两风扇的其中之一。

再者，结合图10描述的上述任何具体实施例可没有风扇。在一些具体实施例中，第一风扇126a可由一个或多个允许空气在操作期间流入到磁性耦合器310中的开口56所替代。空气随后经由间隔套筒50的开口60流出磁性耦合器310。

图11所示为与图10有关的上述具体实施例之一。该磁性耦合器410包括输入和输出轴12、14，第一和第二磁体转子20a、20b及第一和第二导体转子24a、24b。第一磁体转子20a和第二导体转子24b安装于(即连接到)输入轴12，第一导体转子24a和第二磁体转子20b安装于(即连接到)输出轴14。从输入轴12的转子轴向顺序为第一磁体转子20a、第一导体转子24a、第二磁体转子20b和第二导体转子24b，其中第一导体转子24a和第二磁体转子20b的轴向位置可调整。

该磁性耦合器410包括一安装于第一磁体转子20a的风扇126a。在操作中，当输入轴12旋转时，风扇26a的叶片旋转从而吹动空气进入磁性耦合器410或将空气吸出磁性耦合器410，由此在磁性耦合器410内产生气流以冷却磁性耦合器410。例如，空气在被风扇26a推入磁性耦合器410后流动通过第一磁体转子20a和第一导体转子24a之间的间隙从而冷却永磁体42a和导体板28a。空气接着通过间隔套筒50上的开口60流出该磁性耦合器410。

空气亦可经由通孔34a流进第一导体转子24a和第二磁体转子20b之间的空间，并经间隔套筒50上的开口60流出该磁性耦合器410。该气流冷却第一导体转子24a和第二磁体转子20b的内侧。

图11中所示的具体实施例可以没有风扇126a。可以改为由一个或多个允许空气在操作期间流入到磁性耦合器310中的开口56来替代风扇126a。

图12a和12b示出了可用于容纳图1-11中所示出的任何磁性耦合器的壳体500。该壳体500可用于隔离由旋转的磁性耦合器所产生的噪声。另外地或可选地，该壳体可用来保护操作员免受旋转的磁性耦合器的影响。

壳体500包括相对的第一和第二壁部502、504，以及第三壁部506。其中第三壁部506的至少一部分从第一壁部502延伸到第二壁部504。第一壁部502具有开口508，磁性耦合器的输入轴和输出轴中的一个经由该开口508从壳体500内部延伸到外部。第二壁部504具有开口510，磁性耦合器的输入轴和输出轴中的另一个经由该开口510从壳体500内部延伸到外部。第三壁部506包括大致螺旋形的部分512，该部分512为大致绕一点以总体上离该点不断增大的距离卷绕的弯曲壁。

第三壁部506在其外端部516处——比如在螺旋形部分512的外端部出——具有开口514。在一些具体实施例中，比如在图12a和12b中所示的具体实施例中，第三壁部506的开口514为连接到螺旋形部分512的外端部的中空延伸部518的开口端。中空延伸部518可被看作第三壁部506的一部分。壳体500可包括两个半部520、522，例如，上半部520和下半部522，上半部520和下半部522结合在一起而形成壳体500。这两个半部520、522可借助于螺栓结合。另外，壳体500可包括用于将壳体500固定于安装座或地面的支腿524。在一些具体实施例中，壳体内表面的至少一部分覆有隔音层。

在操作中，磁性耦合器的旋转将空气经由第一和第二壁部502、504的开口508、510的其中一者或二者吸入到壳体500中。空气随后流动通过磁性耦合器与壳体500之间的空间和/或流动通过磁性耦合器的内部，从而冷却磁性耦合器。随后空气经由第三壁部506的开口514离开壳体500。

本实用新型的发明者发现：磁性耦合器的套筒上的开口与壳体的第三壁部的螺旋形构造的结合具有诸多有益效果，比如使通过壳体和磁性耦合器的空气流动加强到出乎意料的程度，从而加强了对磁性耦合器的冷却。

综上，可以理解，尽管出于说明的目的，在此描述了本实用新型的特定具体实施例，但仍可做出各种不同的改变而不偏离本实用新型精神和保护范围。因此，除所附权利要求之外，本实用新型不受其它限制。

Claims (7)

1.一种磁性耦合器，其特征在于，包括：

第一旋转轴和第二旋转轴；

第一磁体转子和第二磁体转子，每个磁体转子具有永磁体；

第一导体转子和第二导体转子，每个导体转子具有有色金属导电板，其中所述第一磁体转子的永磁体与所述第一导体转子的导电板通过第一空气间隙隔开，所述第二磁体转子的永磁体与所述第二导体转子的导电板通过第二空气间隙隔开，所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的一个为内转子，所述第一磁体转子和所述第一导体转子中的另一个为外转子，并且其中所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的一个为内转子，所述第二磁体转子和所述第二导体转子中的另一个为外转子；

所述第一导体转子和所述第二导体转子中的至少一个为其中一个所述内转子；

所述外转子间隔开固定的轴向距离，并成整体地安装在所述第一旋转轴上而与所述第一旋转轴一致地旋转；

所述内转子安装成相对于所述第二旋转轴沿相反方向轴向地移动并与所述第二旋转轴一致地旋转；

第一推拉机构，所述第一推拉机构与所述内转子中的第一内转子连接，并设计成使所述第一内转子与所述第二旋转轴成同心关系轴向地移动；以及

第二推拉机构，所述第二推拉机构设置在所述内转子之间并与所述内转子相连接，所述第二推拉机构设计成使所述内转子中的第二内转子与所述第一内转子一致地但在相反的轴向行程方向上移动，从而基本上相等地改变所述第一空气间隙和所述第二空气间隙。

2.根据权利要求1所述的磁性耦合器，其特征在于，所述第一导体转子和所述第二导体转子为所述内转子。

3.根据权利要求1所述的磁性耦合器，其特征在于，所述第一导体转子和所述第二导体转子中的一个为其中一个所述内转子，且所述第一磁体转子和所述第二磁体转子中的一个为其中另一个所述内转子。

4.根据权利要求3所述的磁性耦合器，其特征在于，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一导体转子、所述第一磁体转子、所述第二导体转子和所述第二磁体转子。

5.根据权利要求3所述的磁性耦合器，其特征在于，所述转子的从输入侧至输出侧的轴向顺序为所述第一磁体转子、所述第一导体转子、所述第二磁体转子和所述第二导体转子。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的磁性耦合器，其特征在于，所述第一旋转轴为输入轴，所述第二旋转轴为输出轴。

7.一种磁性耦合器单元，其特征在于，包括：

根据权利要求1所述的磁性耦合器；以及

壳体，所述磁性耦合器设置在所述壳体中，其中所述壳体包括：

具有开口的第一壁部，所述磁性耦合器的所述第一轴经由所述第一壁部的开口从所述壳体的内部延伸到外部；

具有开口的第二壁部，所述磁性耦合器的所述第二轴经由所述第二壁部的开口从所述壳体的内部延伸到外部；以及

第三壁部，所述第三壁部的至少一部分从所述第一壁部延伸到所述第二壁部，其中所述第三壁部包括大致螺旋形的部分以及位于所述第三壁部的外端部处的开口。

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