CN202851374U

CN202851374U - 轴向式磁力齿轮高速磁力泵

Info

Publication number: CN202851374U
Application number: CN 201220521841
Authority: CN
Inventors: 刘洋; 刘超; 叶青春; 金晶; 高广; 严建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-10-12

Abstract

本实用新型公开了一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵，包括泵（21）、传动部分（22）、电动机（23），传动部分为轴向式磁力齿轮，其包括：动力输出轴（1）、高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、隔离套（4）、低速输入盘式磁齿轮转子和动力输入轴（10）；高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、低速输入盘式磁齿轮转子沿同一轴线依次分布；动力输出轴一端与高速输出盘式磁齿轮转子固定连接，另一端与泵叶片连接为泵输入动力；动力输入轴一端与电动机相连，另一端与低速输入盘式磁齿轮转子固定连接；调磁环定子通过螺柱（15）支撑并固定在泵体上；隔离套将高速输出盘式磁齿轮转子包裹于内，并经螺钉固定在泵体上。

Description

轴向式磁力齿轮高速磁力泵

技术领域

本实用新型涉及一种高速磁力泵，尤其涉及一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵。

背景技术

磁力齿轮是一种新型的磁力传动技术，其利用永磁材料产生的磁力实现力或者扭矩的传递。与机械齿轮传动相比，磁力齿轮具有过载保护，无润滑，隔振，低噪声，非接触传动等。由于传统的磁力齿轮传递的力或者扭矩很小，在工程上应用的较少。2006年英国谢菲尔德大学的学者在文章<<a high-performance axial-field magnetic gear >>中提出了轴向式磁力齿轮，其由低速输入盘式磁齿轮转子，调磁环定子，高速输出盘式磁齿轮转子同轴依次排列组成。轴向式磁力齿轮扭矩传递能力与传统的磁力齿轮相比大大提高，可以与机械齿轮相媲美。因此，将其应用到工程中成了研究焦点。

目前的高速磁力泵一般是在普通磁力泵基础上加上机械齿轮变速箱来增速，这样会导致机械结构复杂，体积增大，并且机械齿轮变速箱存在着许多缺点，如磨损、噪声、振动等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵，该传动部分采用轴向式磁力齿轮，其结构简单，低噪声，无需润滑，具有过载保护能力。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用下列技术方案：

一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵，包括泵、传动部分、电动机，所述传动部分为轴向式磁力齿轮，轴向式磁力齿轮包括：动力输出轴、高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、隔离套、低速输入盘式磁齿轮转子和动力输入轴；

所述高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、低速输入盘式磁齿轮转子沿同一轴线依次分布，且三者之间有间隙；所述动力输出轴一端与高速输出盘式磁齿轮转子固定连接，另一端与泵叶片连接为泵输入动力；所述动力输入轴一端与电动机相连，另一端与低速输入盘式磁齿轮转子固定连接；

所述调磁环定子通过螺柱支撑并固定在泵体上；所述隔离套位于高速输出盘式磁齿轮转子与调磁环定子之间，并将高速输出盘式磁齿轮转子包裹于内，隔离套经螺钉固定在泵体上。

所述高速输出盘式磁齿轮转子由高速支撑基体和高速永磁体组成，高速支撑基体为一侧开有一个环形槽的圆盘，若干块高速永磁体按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内。

所述低速输入盘式磁齿轮转子由低速支撑基体和低速永磁体组成，低速支撑基体为一侧开有一个环形槽的圆盘，若干块低速永磁体按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内。

所述低速永磁体和高速永磁体相向布置。

所述调磁环定子包括铝盘和铁心，铝盘上开有若干个均匀分布的径向槽，铁心由硅钢片叠加而成，并且铁心填充于铝盘径向槽内。

所述高速永磁体磁极对数为P1，所述低速永磁体磁极对数为P2，所述调磁环定子铁心块数为N,并且P1、P2、N满足：P1<P2，N=P1+P2。

本实用新型的传动部分采用轴向式磁力齿轮，轴向式磁力齿轮的低速输入盘式磁齿轮转子由电动机带动旋转，旋转时所产生的旋转磁场经调磁环定子调制后，产生与高速输出盘式磁齿轮转子磁极对数相对应的旋转磁场，与高速输出盘式磁齿轮转子作用后形成电磁转矩带动高速输出盘式磁齿轮转子转动，从而带动动力输出轴旋转作为泵的动力输入。本实用新型采用轴向式磁力齿轮代替现有的磁力联轴器和机械齿轮箱，其结构简单，低噪声，无需润滑，具有过载保护、低振动、大扭矩、非接触传动的特点，可以实现高速无泄漏输送液体。

附图说明

图1为本实用新型轴向式磁力齿轮高速磁力泵结构示意图；

图2为高速输出盘式磁齿轮转子示意图；

图3为调磁环定子示意图；

图4为低速输入盘式磁齿轮转子示意图。

图中：1动力输出轴，2高速支撑基体，3高速永磁体，4隔离套，5铝盘，6铁心，7低速支撑基体，8低速永磁体，9外壳，10动力输入轴，11-a、11-b轴承，12锁紧螺母，13平键，14-a、14-b轴承，15螺柱，16平键；21泵，22传动部分，23电动机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1至图4，一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵，包括泵21、传动部分22、电动机23；所述传动部分22为轴向式磁力齿轮，轴向式磁力齿轮包括：动力输出轴1、高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、隔离套4、低速输入盘式磁齿轮转子和动力输入轴10。

所述高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、低速输入盘式磁齿轮转子沿同一轴线依次分布，且三者之间有间隙。

所述高速输出盘式磁齿轮转子由高速支撑基体2和高速永磁体3组成，高速支撑基体2为一侧开有一个环形槽的圆盘，材料为普通结构钢，开有环形槽侧朝向调磁环定子，目的是使其另一侧隔磁，防止对非传动结构造成影响。若干块高速永磁体3按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内构成圆周阵列，参见图2，利用强力胶水和永磁体本身与高速支撑基体2的吸引作用贴合在高速支撑基体2的环形槽内。

所述调磁环定子包括非导磁铝盘5和铁心6，铝盘5上开有若干个均匀分布的径向槽，铁心6由硅钢片叠加而成，其目的为了减小铁损，并且铁心6填充于铝盘5径向槽内，参见图3。调磁环定子的铝盘5通过螺柱15支撑并固定在泵21体上。

所述低速输入盘式磁齿轮转子结构和安装方式与高速输出盘式磁齿轮转子基本一致，低速输入盘式磁齿轮转子由低速支撑基体7和低速永磁体8组成，低速支撑基体7为一侧开有一个环形槽的圆盘，材料为普通结构钢，开有环形槽侧朝向调磁环定子，目的是使其另一侧隔磁，防止对非传动结构造成影响。若干块低速永磁体8按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内构成圆周阵列，参见图4，利用强力胶水和永磁体本身与低速支撑基体7的吸引作用贴合在低速支撑基体7的环形槽内。所述低速永磁体8和高速永磁体3相向布置，参见图1。

所述高速输出盘式磁齿轮转子的高速永磁体3的磁极对数为P1，参见图2，其中P1=2，所述低速输入盘式磁齿轮转子的低速永磁体8磁极对数为P2，参见图4，其中P2=5，所述调磁环定子铁心6块数（调磁块齿极数）为N,参见图3，其中N=7，并且P1、P2、N满足：P1<P2，N=P1+P2。高速永磁体3和低速永磁体8的充磁方向为沿轴线方向。

所述动力输出轴1一端与高速输出盘式磁齿轮转子的高速支撑基体2固定连接，另一端与泵叶片连接为泵21输入动力。所述动力输入轴10一端与电动机23相连，另一端与低速输入盘式磁齿轮转子的低速支撑基体7固定连接。

所述隔离套4位于高速输出盘式磁齿轮转子与调磁环定子之间，并将高速输出盘式磁齿轮转子包裹于内，隔离套4经螺钉固定在泵21体上。

外壳9将整个传动部分22罩住并通过螺钉固定在泵21体上，将传动部分22密封起来。

所述动力输出轴1一端为泵21的动力输入轴，与泵21的叶片通过键相连。另一端与高速输出盘式磁齿轮转子的高速支撑基体2通过平键16相连。动力输出轴1左右两端由泵21体和隔离套4通过轴承14-a和轴承14-b支撑起来，其中轴承14-a和轴承14-b为双列轴承对称布置，保证能承受较强的轴向力和径向力。靠近叶片一侧的轴承14-a内圈与动力输出轴1配合，由锁紧螺母固定，轴承14-a外圈与泵21体输入口配合，由泵体凸出肩固定。靠近高速输出盘式磁齿轮转子的轴承14-b内圈与动力输出轴1轴肩配合，由动力输出轴1轴肩和高速支撑基体2轴向固定，外圈与隔离套4凸出环形套配合，由隔离套4轴向固定。高速支撑基体2通过平键16与动力输出轴1径向固定，通过动力输出轴1一侧的轴肩和轴承14-b内圈轴向固定，使高速输出盘式磁齿轮转子与高速输出轴1固定起来，为泵21输出动力。

所述动力输入轴10的一端与电动机23的输入轴通过联轴器相连，输入动力；另一端与低速盘式磁齿轮转子通过平键13相连。其中动力输入轴10左右两端由调磁环定子和传动密封外壳9通过轴承11-b和11-a支撑起来，其中轴承11-a和轴承11-b为双列轴承对称布置，保证能承受较强的轴向力和径向力。靠近动力输入轴10一侧的轴承11-a内圈与动力输入轴10配合，外圈与外壳9配合，轴向通过锁紧螺母12固定。另一侧轴承11-b内圈与动力输入轴10配合，轴承11-b外圈与调磁环定子的铝盘5内径所开的内孔内侧相配合，轴向通过动力输入轴10轴肩固定。低速输入盘式磁齿轮转子通过平键13与动力输入轴10径向固定，轴向由动力输入轴10轴肩固定。

本实用新型的轴向式磁力齿轮高速磁力泵工作工程如下：

首先电动机23通电后，其旋转速度为n，电动机23的输出轴通过联轴器带动动力输入轴10旋转，动力输入轴10旋转速度为n2；动力输入轴10由于与低速输入盘式磁齿轮转子连接，带动低速输入盘式磁齿轮转子以速度n2转动，由于低速输入盘式磁齿轮转子表面嵌有P2对低速永磁体8，这就形成了速度为n2的P2对旋转磁场。通过调磁环定子的磁场调制作用，将P2对速度为n2旋转磁场调制输出为速度为n3的旋转磁场，该速度为n3的旋转磁场与高速输出盘式磁齿轮转子的P1对高速永磁体3作用，带动高速输出盘式磁齿轮转子以n1速度旋转，并且n1/n2=-P2/P1,负号说明速度相反，达到了非接触传动变速目的。进一步地，高速输出盘式磁齿轮转子与动力输出轴1相连，带动动力输出轴1以n1速度旋转，动力输出轴1作为泵21的动力输入轴，最终带动泵体叶片以n1速度旋转。

本实用新型轴向式磁力齿轮高速磁力泵有很多优点。第一，在结构上将泵与轴向式磁力齿轮轴向相连，充分利用了轴向式磁力齿轮的优点，使其替代了磁力联轴器和机械齿轮箱，结构紧凑，并且具备过载保护能力。第二，轴向式磁力齿轮替代了机械齿轮箱，大大降低了噪声，并且无需润滑。第三，充分利用了轴向式磁力齿轮的非接触传动特点，可以实现高速无泄漏输送液体。第四，大大减小了维护量，并且传动转矩和效率很高。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种轴向式磁力齿轮高速磁力泵，包括泵（21）、传动部分（22）、电动机（23），其特征是：所述传动部分（22）为轴向式磁力齿轮，轴向式磁力齿轮包括：动力输出轴（1）、高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、隔离套（4）、低速输入盘式磁齿轮转子和动力输入轴（10）；

所述高速输出盘式磁齿轮转子、调磁环定子、低速输入盘式磁齿轮转子沿同一轴线依次分布，且三者之间有间隙；所述动力输出轴（1）一端与高速输出盘式磁齿轮转子固定连接，另一端与泵（21）叶片连接为泵输入动力；所述动力输入轴（10）一端与电动机（23）相连，另一端与低速输入盘式磁齿轮转子固定连接；

所述调磁环定子通过螺柱（15）支撑并固定在泵（21）体上；

所述隔离套（4）位于高速输出盘式磁齿轮转子与调磁环定子之间，并将高速输出盘式磁齿轮转子包裹于内，隔离套（4）经螺钉固定在泵（21）体上。

2.根据权利要求1所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述高速输出盘式磁齿轮转子由高速支撑基体（2）和高速永磁体（3）组成，高速支撑基体（2）为一侧开有一个环形槽的圆盘，若干块高速永磁体（3）按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内。

3.根据权利要求1所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述低速输入盘式磁齿轮转子由低速支撑基体（7）和低速永磁体（8）组成，低速支撑基体（7）为一侧开有一个环形槽的圆盘，若干块低速永磁体（8）按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内。

4.根据权利要求2所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述低速输入盘式磁齿轮转子由低速支撑基体（7）和低速永磁体（8）组成，低速支撑基体（7）为一侧开有一个环形槽的圆盘，若干块低速永磁体（8）按照N、S交替排列镶嵌于环形槽内。

5.根据权利要求4所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述低速永磁体（8）和高速永磁体（3）相向布置。

6.根据权利要求1所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述调磁环定子包括铝盘（5）和铁心（6），铝盘（5）上开有若干个均匀分布的径向槽，铁心（6）由硅钢片叠加而成，并且铁心（6）填充于铝盘（5）径向槽内。

7.根据权利要求5所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述调磁环定子包括铝盘（5）和铁心（6），铝盘（5）上开有若干个均匀分布的径向槽，铁心（6）由硅钢片叠加而成，并且铁心（6）填充于铝盘（5）径向槽内。

8.根据权利要求7所述的轴向式磁力齿轮高速磁力泵，其特征是：所述高速永磁体（3）磁极对数为P1，所述低速永磁体（8）磁极对数为P2，所述铁心（6）块数为N,并且P1、P2、N满足：P1<P2，N=P1+P2。