CN209134275U - 一种磁耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁耦合装置，其包括外转子、内转子、设置在外转子内壁上的第一磁体、设置在内转子外壁上的第二磁体和设置在外转子和内转子之间的隔离套，还包括有第一衬套和第二衬套，外转子的内壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第一凹槽，至少部分第一磁体位于第一凹槽内，第一磁体位于第一衬套和外转子之间，第一衬套和外转子固定连接；内转子的外壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第二凹槽，至少部分第二磁体位于第二凹槽内，第二磁体位于第二衬套和内转子之间，第二衬套和内转子固定连接。本实用新型的磁耦合装置磁体固定更加可靠稳定；装配完成后即可使用，不需要等待胶固化，大大节省了制作周期，提高了生产效率。

Description

一种磁耦合装置

技术领域

本实用新型涉及一种磁耦合装置，属于磁力耦合传动技术领域。

背景技术

磁耦合机构主要由内转子总成（内转子+磁块）、外转子总成（外转子+磁块）以及处于内外转子间的隔离套3组成，参见图1。当其中一转子转动时，在磁场的耦合作用下，另一转子也随之转动，从而实现动力转输作用。现在内外转子与永磁体的固定一般采用胶接形式，可靠性难以满足要求。

在现有的磁耦合密封件中，永磁体一般为两种型式，一种是方形的磁块，如图2所示；一种是圆弧形的磁瓦，如图3所示。磁块（永磁体）在磁耦合密封件中安装时，外转子1/内转子2一般有一平面，两平面间采用胶j进行粘接的方式固定，参见图4（a）、图4（b）。同理与磁瓦配合的外转子/内转子也是一圆弧面，两者间一般也通过胶进行粘接固定。

图4（a）、图4（b）是方形磁块通过胶固定在外转子上的示意图。即，磁块的在外转子/内转子的轴向、径向和周向上的固定全部靠胶完成。这种固定方式有如下缺陷，

1、内、外转子转动过程中，对胶层有径向的拉力及沿运动方向（周向）的拉力，在两个力的循环作用下胶层易开裂，造成磁块脱落而失效。

2、胶层在高温或低温时，易膨胀或脆化，无法固定磁块。限制了其使用温度范围。

3、胶层固化时间长，生产效率不高。

4、两相邻磁块间有磁场相互作用，在胶层固化前需要将磁块固定，避免其错位，胶接工艺复杂。

实用新型内容

为了克服现有技术中利用胶接固定磁块所存在的技术问题，本实用新型提供一种磁耦合装置，具体技术方案如下。

一种磁耦合装置，其包括外转子、内转子、设置在所述外转子内壁上的第一磁体、设置在所述内转子外壁上的第二磁体和设置在所述外转子和内转子之间的隔离套，其特征在于：所述磁耦合装置还包括有第一衬套和第二衬套，所述外转子的内壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第一凹槽，至少部分所述第一磁体位于所述第一凹槽内，所述第一磁体位于所述第一衬套和所述外转子之间，所述第一衬套和所述外转子固定连接；所述内转子的外壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第二凹槽，至少部分所述第二磁体位于所述第二凹槽内，所述第二磁体位于所述第二衬套和所述内转子之间，所述第二衬套和所述内转子固定连接；所述第一磁体和所述第二磁体均为永磁体。

采用上述技术方案，第一磁体的一部分或者全部卡入第一凹槽内，第一凹槽对第一磁体进行定位以限制第一磁体在周向和轴向和/或径向方向上的运动，然后利用第一衬套将第一磁体夹持在第一衬套和外转子之间，第一衬套与外转子通过焊接或紧固件等方式进行固定。这样，第一磁体可以牢固可靠地安装在外转子的内壁上，避免了现有技术中采用胶合的方式来固定第一磁体，第二磁体也采用相同的方式安装在内转子的外壁上。一方面，第一磁体和第二磁体的固定更加可靠稳定；另一方面，由于不使用胶水，装配完成后即可使用，不需要等待胶固化，大大节省了制作周期，提高了生产效率。

进一步地，所述第一磁体具有凸台，所述凸台位于所述第一凹槽内，所述第一磁体朝向所述内转子的表面为凹圆弧面；所述第二磁体具有凸台，所述凸台位于所述第二凹槽内，所述第二磁体朝向所述外转子的表面为凸圆弧面。第一凹槽、第二凹槽对凸台进行定位以限制第一磁体、第二磁体的位置，能够适当地扩大相邻两个凹槽之间的间距，以保证外转子内侧和内转子外侧的刚度；同时第一磁体和第二磁体相对的表面均设置为圆弧面，有利于减小第一磁体和第二磁体的间距，增大两者的对应面积，能够提高磁耦合装置的动力传动效率。

进一步地，所述第一凹槽呈长方体或正方体，至少部分所述第一磁体位于所述第一凹槽中，所述第一凹槽用于限制所述第一磁体的轴向移动和周向移动；所述第二凹槽呈长方体或正方体，至少部分所述第二磁体位于所述第二凹槽中，所述第二凹槽用于限制所述第二磁体的轴向移动和周向移动。采用此种方式，第一磁体被可靠地限制在第一衬套和外转子之间，第二磁体被可靠地限制在第二衬套和内转子之间。

进一步地，所述第一凹槽的一端位于所述外转子的端面，另一端设置有轴向定位台阶，所述第一衬套的一个端部具有第一轴向定位圆盘；所述第二凹槽的一端位于所述内转子的端面，另一端设置有轴向定位台阶，所述第二衬套的一个端部具有第二轴向定位圆盘。第一磁体通过径向方向或者轴向方向装入第一凹槽内，然后再安装第一衬套，第一磁体位于第一凹槽内的部分的一端抵接于轴向定位台阶，另一端抵接于第一轴向定位圆盘，从而实现了第一磁体的轴向、周向和径向定位；采用同样的方式，第二磁体也实现了轴向、周向和径向定位。

进一步地，所述第一凹槽、第二凹槽均为燕尾槽，所述第一磁体具有与所述第一凹槽相配合的横截面为梯形的凸台，所述第二磁体具有与所述第二凹槽相配合的横截面为梯形的凸台。第一磁体的凸台通过轴向方向装入第一凹槽内，然后再安装第一衬套，第一磁体位于第一凹槽内的凸台的一端抵接于轴向定位台阶，另一端抵接于第一轴向定位圆盘，从而实现了第一磁体的轴向、周向和径向定位，燕尾槽可以同时对第一磁体的周向和径向方向进行定位，提高了第一磁体的安装可靠性，第一衬套能够进一步地对第一磁体的径向移动进行限制；采用同样的方式，第二磁体也实现了轴向、周向和径向定位。

进一步地，所述第一衬套和第二衬套均采用非导磁材料，所述隔离套位于所述第一衬套和第二衬套之间。

进一步地，所述第一衬套和所述外转子通过焊接或紧固件方式固定连接；所述第二衬套和所述内转子通过焊接或紧固件方式固定连接。当第一衬套安装到位后，通过点焊的方式可与外转子固定连接；当然，第一衬套和外转子也可以通过铆接的方式进行固定；或者在两者之一上开设螺孔，通过螺栓/螺钉实现两者的固定连接。第二衬套和内转子的固定方式与第一衬套的固定方式相同。

本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果。

1、现有技术中采用胶粘接时，磁块有可能沿轴向、周向、径向方向行移动，胶水固化过程中也容易产生错位的现象。而本实用新型的磁耦合装置中，第一磁体和第二磁体在各个移动方向均有可靠定位，其在转子中的位置也是唯一的，避免了胶接固定过程中的错位现象，能可靠的保证产品性能稳定，本实用新型的内外转子上的磁体可以根据设计实现严格的周向、径向、和周向定位，使得磁耦合装置的功率传递达到理想的设计状态。

2、本实用新型的磁体不需要使用胶粘接即可固定在转子上，装配完成后即可使用，不需要等待胶固化，大大节省了制作周期，提高了生产效率。

3、由于磁块依靠的是机械的方式固定在转子上，因此在转子转动过程中，磁块所受到的径向的拉力及沿运动方向（周向）的拉力，不需要通过胶层的过渡，而是直接传递到转子上，也就避免了磁块脱落的可能。

4、由于没有胶层的参与，本实用新型可在高温或低温，以及对胶层有破坏的场合下使用，扩大了适用范围。

5、本实用新型由于磁块可以被转子及衬套封装在内部，可实现完全不与外界气氛接触，即使在一些对磁块有破坏性的场合能可靠使用，适用范围宽。

6、省略了现有技术中胶连接过程中需要定位磁块的步骤，简化了磁体的安装工艺，装配工艺简单可靠，生产效率高。

附图说明

图1是现有技术中的磁耦合装置的结构示意图；

图2是现有技术中的磁耦合装置的磁体的一种结构形式；

图3是现有技术中的磁耦合装置的磁体的另一种结构形式；

图4（a）是现有技术中的外转子固定磁体的立体示意图；

图4（b）是现有技术中的外转子固定磁体的端面示意图；

图5是本实用新型实施例1的第一磁体的结构示意图；

图6（a）是本实用新型实施例1的外转子的正视图；

图6（b）是本实用新型实施例1的外转子的立体示意图；

图7（a）是本实用新型实施例1的外转子安装第一磁体后的立体示意图（仅示意了部分第一衬套）；

图7（b）是本实用新型实施例1的外转子安装第一磁体后的正视图（仅示意了部分第一衬套）；

图8是本实用新型实施例1的磁耦合装置局部示意图；

图9是本实用新型实施例1的磁耦合装置的变形例的局部示意图；

图10（a）是本实用新型实施例2的第一磁体的立体示意图；

图10（b）是本实用新型实施例2的第一磁体的正视图；

图11是本实用新型实施例2的外转子安装部分第一磁体后的示意图；

图12是本实用新型实施例3的第一磁体的立体示意图；

图13（a）是本实用新型实施例3的外转子的正视图；

图13（b）是本实用新型实施例3的外转子的立体示意图；

图14（a）是本实用新型实施例3的外转子安装第一磁体后的正视图（仅示意了部分第一衬套）；

图14（b）是本实用新型实施例3的外转子安装第一磁体后的立体示意图（仅示意了部分第一衬套）；

图15是本实用新型实施例3的磁耦合装置局部示意图。

图中：1-外转子、2-内转子、3-隔离套、4-第一磁体、5-第二磁体、6-第一衬套、7-第二衬套、8-第一凹槽、9-凸台、10-轴向定位台阶、11-第一轴向定位圆盘、12-第二轴向定位圆盘、J-胶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

参见图5、图6（a）、图6（b）、图7（a）、图7（b）、图8-9，一种磁耦合装置，其包括外转子1、内转子2、设置在所述外转子1内壁上的第一磁体4、设置在所述内转子2外壁上的第二磁体5和设置在所述外转子1和内转子2之间的隔离套3，所述磁耦合装置还包括有第一衬套6和第二衬套7，所述外转子1的内壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第一凹槽8，所述第一磁体4的一部分位于所述第一凹槽8内，所述第一磁体4位于所述第一衬套6和所述外转子1之间，所述第一衬套6和所述外转子1固定连接；与外转子1相对应的方式，所述内转子2的外壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第二凹槽，所述第二磁体5的一部分位于所述第二凹槽内，所述第二磁体5位于所述第二衬套7和所述内转子2之间，所述第二衬套7和所述内转子2固定连接，第一衬套6和第二衬套7均采用非导磁材料，隔离套3位于所述第一衬套6和第二衬套7之间；第一磁体4和第二磁体5均为永磁体。

参见图6（a）、图6（b），第一凹槽8、第二凹槽的横截面呈梯形或矩形，第一凹槽8的一端位于外转子1的端面，另一端设置有轴向定位台阶10，第一衬套6的一个端部具有第一轴向定位圆盘11；第二凹槽的一端位于内转子2的端面，另一端设置有轴向定位台阶10，第二衬套7的一个端部具有第二轴向定位圆盘12。需要说明的是，第一凹槽8、第二凹槽的底部可以不是平面结构，也可以是曲面结构。

参见图5、7（a）、图7（b）、图8，第一磁体4具有凸台9，所述凸台9位于所述第一凹槽8内，凸台9的尺寸与第一凹槽8的尺寸相互配合，所述第一磁体4朝向所述内转子2的表面为凹圆弧面；所述第二磁体5具有凸台9，所述凸台9位于所述第二凹槽内，凸台9的尺寸与第二凹槽的尺寸相互配合，所述第二磁体5朝向所述外转子1的表面为凸圆弧面。第一凹槽8、第二凹槽对凸台9进行定位以限制第一磁体4、第二磁体5的位置，能够适当地扩大相邻两个凹槽之间的间距，以保证外转子1内侧和内转子2外侧的刚度；同时第一磁体4和第二磁体5相对的表面均设置为圆弧面，有利于减小第一磁体4和第二磁体5的间距，增大两者的对应面积，能够提高磁耦合装置的动力传动效率。需要说明的是，凸台9与第一磁体4为一体成型，也可以是两个独立的部件相互固定连接在一起，即凸台9可以是磁体也可以不是磁体。另外，本实施例中的磁耦合装置也可以不设置凸台9。参见图9，将整个第一磁体4、第二磁体5分别置于第一凹槽8和第二凹槽中；同时，第一磁体4朝向内转子2的表面也可以是平面，第二磁体5朝向外转子1的表面也可以是平面。

采用上述的技术方案，装配时，将第一磁体4的凸台9从轴向或径向卡入第一凹槽8内，凸台9的一个端部抵接于轴向定位台阶10，然后利用第一衬套6将第一磁体4夹持在第一衬套6和外转子1之间，凸台9的另一个端部抵接于第一衬套6的第一轴向定位圆盘11，第一衬套6与外转子1通过焊接或紧固件等方式进行固定；第一凹槽8对第一磁体4进行定位以限制第一磁体4在周向方向上的运动，轴向定位台阶10和第一轴向定位圆盘11一起限制第一磁体4在轴向方向上的运动，第一衬套6的外表面和外转子1一起限制第一磁体4在径向方向上的运动。这里的轴向、径向和周向分别对应于外转子的轴向、径向和周向，外转子为套筒结构。这样，第一磁体4牢固可靠地安装在外转子1的内壁上，避免了现有技术中采用胶合的方式来固定第一磁体4。第二磁体5也采用相同的方式安装在内转子2的外壁上。

第一衬套6和外转子1通过焊接或紧固件方式固定连接；第二衬套7和内转子2通过焊接或紧固件方式固定连接。当第一衬套6安装到位后，通过点焊的方式可与外转子1固定连接；当然，第一衬套6和外转子1也可以通过铆接的方式进行固定；或者在两者之一上开设螺孔，通过螺栓/螺钉实现两者的固定连接。第二衬套和内转子的固定方式与第一衬套的固定方式相同。

实施例2

参见图10（a）、图10（b）、图11，在其他结构与实施例1相同的基础上，实施例2与实施例1具有以下区别：第一凹槽8呈长方体或正方体，第一磁体4的凸台9位于所述第一凹槽8中，所述第一凹槽8用于限制第一磁体4的轴向移动和周向移动；第二凹槽呈长方体或正方体，第二磁体5的凸台9位于第二凹槽中，第二凹槽用于限制第二磁体5的轴向移动和周向移动；即，第一凹槽和第二凹槽同时具有限制凸台轴向移动和周向移动的侧面，采用此种第一凹槽和第二凹槽结构，可以取消实施例1中的第一衬套6的第一轴向定位圆盘11和第二衬套7的第二轴向定位圆盘12，第一衬套6和第二衬套仅用于分别限制第一磁体4和第二磁体5的径向移动。

实施例3

参见图12、图13（a）、图13（b）、图14（a）、图14（b）、图15，在其他结构与实施例1相同的基础上，将实施例1中的第一凹槽8和第二凹槽设置为燕尾槽，第一磁体4具有与第一凹槽8相配合的横截面为梯形的凸台9，第二磁体5具有与第二凹槽相配合的横截面为梯形的凸台9。第一磁体4的凸台9通过轴向方向装入第一凹槽8内，然后再安装第一衬套6，第一磁体4位于第一凹槽8内的凸台9的一端抵接于轴向定位台阶10，另一端抵接于第一轴向定位圆盘11，从而实现了第一磁体4的轴向、周向和径向定位，燕尾槽可以同时对第一磁体的周向和径向方向进行定位，提高了第一磁体的安装可靠性，第一衬套6能够进一步地对第一磁体的径向运动产生限制；采用同样的方式，第二磁体5也实现了轴向、周向和径向定位。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，上文中出现的“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁耦合装置，其包括外转子(1)、内转子(2)、设置在所述外转子(1)内壁上的第一磁体(4)、设置在所述内转子(2)外壁上的第二磁体(5)和设置在所述外转子(1)和内转子(2)之间的隔离套(3)，其特征在于：所述磁耦合装置还包括有第一衬套(6)和第二衬套(7)，所述外转子(1)的内壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第一凹槽(8)，至少部分所述第一磁体(4)位于所述第一凹槽(8)内，所述第一磁体(4)位于所述第一衬套(6)和所述外转子(1)之间，所述第一衬套(6)和所述外转子(1)固定连接；所述内转子(2)的外壁上设置有两个以上的沿轴向方向延伸的第二凹槽，至少部分所述第二磁体(5)位于所述第二凹槽内，所述第二磁体(5)位于所述第二衬套(7)和所述内转子(2)之间，所述第二衬套(7)和所述内转子(2)固定连接；所述第一磁体(4)和所述第二磁体(5)均为永磁体。

2.根据权利要求1所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一磁体(4)具有凸台(9)，所述凸台(9)位于所述第一凹槽(8)内，所述第一磁体(4)朝向所述内转子(2)的表面为凹圆弧面；所述第二磁体(5)具有凸台(9)，所述凸台(9)位于所述第二凹槽内，所述第二磁体(5)朝向所述外转子(1)的表面为凸圆弧面。

3.根据权利要求1所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一凹槽(8)呈长方体或正方体，至少部分所述第一磁体(4)位于所述第一凹槽(8)中，所述第一凹槽(8)用于限制所述第一磁体(4)的轴向移动和周向移动；所述第二凹槽呈长方体或正方体，至少部分所述第二磁体(5)位于所述第二凹槽中，所述第二凹槽用于限制所述第二磁体(5)的轴向移动和周向移动。

4.根据权利要求1所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一凹槽(8)的一端位于所述外转子(1)的端面，另一端设置有轴向定位台阶(10)，所述第一衬套(6)的一个端部具有第一轴向定位圆盘(11)；所述第二凹槽的一端位于所述内转子(2)的端面，另一端设置有轴向定位台阶(10)，所述第二衬套(7)的一个端部具有第二轴向定位圆盘(12)。

5.根据权利要求4所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一凹槽(8)、第二凹槽均为燕尾槽，所述第一磁体(4)具有与所述第一凹槽(8)相配合的横截面为梯形的凸台(9)，所述第二磁体(5)具有与所述第二凹槽相配合的横截面为梯形的凸台(9)。

6.根据权利要求1所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一衬套(6)和第二衬套(7)均采用非导磁材料，所述隔离套(3)位于所述第一衬套(6)和第二衬套(7)之间。

7.根据权利要求1所述的一种磁耦合装置，其特征在于，所述第一衬套(6)和所述外转子(1)通过焊接或紧固件方式固定连接；所述第二衬套(7)和所述内转子(2)通过焊接或紧固件方式固定连接。