CN2427028Y - 高温圆筒形同步磁传动器 - Google Patents
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Abstract
一种高温圆筒形同步磁传动器,可使旋转的机械设备无需设置轴的动密封,并将原动机的动力同步无接触地传递到机器设备的主轴上。它由外磁转子部件、隔离套和内磁转子部件等零部件组成。其永磁体是采用本实用新型的磁路设计源程序通过计算机优选的瓦状磁块,并由其组成“斥吸磁路”,构成高温无接触式同步旋转的磁力联接。其结构简单、易制造、高温下寿命长,适用于高温下加工易燃易爆和有害工作介质的机器设备上。
Description
一种高温圆筒形同步磁传动器，尤其是用于高于300摄氏度的长寿命的圆筒形同步磁传动器。
目前已知的各种磁传动器的使用温度均没有超过100摄氏度。而且使用寿命偏低。磁传动器使用温度低的原因是因为不能设计高温磁体、不能设计高温磁路及对磁传动器的结构设计不合理。使用寿命偏低的原因是只从理论上考虑永磁体的几何形状对其表面剩余磁通密度的影响而没有考虑永磁体和由其组成的磁传动器的热态影响和由此产生的加工和装配工艺问题对磁块形状的要求，另外一个原因是对磁路的设计与实际制造、装配和使用不符而造成磁传动器退磁失效的几率太大。
本实用新型的目的是提供一种工作温度超过300摄氏度的长寿命的高温圆筒形同步磁传动器。该磁传动器还具有制造容易、安装方便、成本低、效率高等优点。
本实用新型的发明目的是通过下述技术方案来实现的：所述高温圆筒形同步磁传动器包括外磁转子部件、内磁转子部件和隔离套1，其特点在于：内磁转子部件位于隔离套1的内部，外磁转子部件位于隔离套1的外部，原动机主轴6通过键7与外磁转子体2固定，从动机主轴17通过键16与内磁转子体3固定，隔离套1用紧固螺钉15密封在主机壳体上，所述外磁转子部件包括外磁转子体2、外磁块12、外挡环14和风叶5等零件组成。所述内磁转子部件包括内磁转子体3、钢圈4、内磁块11、包套13、里衬环9、侧挡环8等零件，外磁块12和内磁块11为适应300摄氏度以上高温工况的瓦块形永磁体。
所述瓦块形永磁体为径向充磁，且充磁方向与成型方向一致。内磁块11、外磁块12在内、外磁转子体3和2的外、内圆柱面上，周向按N、S极交替紧密排列，呈圆柱面附着在用圆柱销10固定在内磁转子体3上的钢圈4的外圆柱面上和由低碳钢切削加工而成的外磁转子体2的内圆柱面上，形成磁断路连体。由内磁块11组成的外圆柱面上覆以包套13，里衬环9和侧挡环8紧贴在内磁块11的轴向两端形成密闭的内磁转子部件。外磁块12的外侧设外挡环14，形成外磁块12的轴向磁断路连体。同一极性的组合可以是一块、两块或三块。由外磁块12组成的内圆柱面上有一层防止大气侵蚀的镀锌层。内、外磁块11和12的轴向长度相等，且内、外磁块11和12在各自的圆柱面上排列的圈数相同，其轴向可以排列的圈数小于或等于5。内磁转子部件还包括圆柱销10。风叶5固定在外磁转子体2上。所述钢圈4为低碳钢圈，包套13为奥氏体不锈钢或钛合金薄包套，里衬环9为低碳钢材料，侧挡环8为奥氏体不锈钢，隔离套1为耐高温的高强度、高电阻的合金材料，所述合金材料为钛合金。
下面结合实施例和附图对本实用新型进一步详细说明。
图1是高温圆筒形同步磁传动器的静态磁路结构图。
图2是高温圆筒形同步磁传动器的动态磁路内磁受力分析图。
图3是高温圆筒形同步磁传动器的纵剖面结构图。
图4是图3A-A剖视图。
图1和图2是为了扼要显示本实用新型的静态磁路结构和动态磁路内磁受力的分析情况而绘出的，而图3和图4则显示了本实用新型的具体结构。
在图1中，2指外磁转子体，3指内磁转子体。当外转子体2静止时，内磁块11和外磁块12是面对面静止的，它们正面互相吸引，相临极面互相排斥，形成静态斥吸式磁路。图中的R1和R2是内磁块11的内、外半径，R3和R4是外磁块12的内、外半径，1g是内、外磁块11和12之间的磁隙。
由图2可见，当外磁转子体2旋转时，内磁块11受到外磁块12的吸力
F1与斥力
F2的联合作用，其在旋转方向是相加的
F=
F1+
F2。这就使得传递到内磁块11上的力矩由于相邻极性的反作用得以增大，这对防止外磁块12和内磁块11之间的滑脱是十分有利的。
由图3可见，当原动机主轴6旋转时，固定在它上面的外磁转子体2同时旋转，此时，固定在外磁转子体2内圆柱表面上的外磁块12也同时旋转，因此，当外磁转子体2旋转时，在外磁块12和内磁块11的磁场斥吸磁力的合力作用下，便无接触地带动位于隔离套1内的内磁转子体3旋转，从而使用键16与内磁转子体3固定在一起的从动机主轴17旋转做功。固定在外磁转子体2上的风叶5也随着外磁转子体2旋转而旋转，其作用是使隔离套1的外表面不断有空气流动，从而降低了隔离套1内部工作介质由于磁涡流而增加的热量，改善了工作条件。隔离套1用禁锢螺钉15紧密连接在主机壳体上使工作介质与大气隔绝。
由图3和图4可见，本实用新型的内磁块11和外磁块12在内、外磁转子体3和2的外、内圆柱面上，周向按N、S极交替紧密排列，呈圆柱面附着在用圆柱销10固定在内磁转子体3上的低碳钢圈4的外圆柱面上和由低碳钢切削加工而成的外磁转子体2的内圆柱面上，形成磁断路连体。由内磁块11组成的外圆柱面上覆以奥氏体不锈钢包套以造成磁屏蔽，并防止在高速转动时，磁块受离心力作用而脱落。低碳钢材料的里衬环9和用奥氏体不锈钢材料制造的侧挡环8紧贴在内磁块11的轴向两端，使内磁块11的轴向两端形成磁断路连体并造成磁屏蔽，并形成一个全密闭的内磁转子部件。由外磁块12组成的内圆柱面不设包套是考虑减少磁损失，但可以镀锌，以防止大气侵蚀。外磁块的外侧设外挡环14，形成外磁块12的轴向磁断路连体。内、外磁块11和12的轴向长度应相同，而且，内、外磁块11和12在各自的圆柱面上排列的圈数也应相同，其轴向可以排成一圈、两圈、三圈直到五圈。
本实用新型的内、外磁块11和12均为高温永磁体，且磁性材质相同。隔离套1为能适应高温的高强度、高电阻的钛合金材料。
在最佳实施例中，本实用新型的瓦状磁块的尺寸精度外磁块可达h7级，内磁块可达h6级，其形状公差和对轴线的位置公差的精度均为7级，因此，它们在小磁隙下也不致于擦碰隔离套，随着磁隙的减小而增加了本实用新型传递的扭矩。本实用新型的磁块形状是采用高温磁路计算机程序设计计算优选(考虑到高温磁块的磁化长度、总磁隙、磁极数、磁块的轴向同级排数和高温磁块的磁性能等因素的综合设计)而成。因此，它虽然是瓦块形状，但表面剩余磁通密度比较均匀。
本实用新型的磁块沿圆柱面周向紧密排列后，其周向磁场强度分布均匀，其方法是每块磁块都通过检测表面剩余磁通密度并记录编号，因而在装配上可以按所测数据，使其均匀分布。此外，本实用新型的瓦块形磁块在高温下周向热胀均匀。还有，本实用新型的瓦块形磁块采用径向充磁，可以保证充磁和压制成型方向一致。
通过内部实验，本实用新型可以连续运转一年以上而工作稳定，并且性能十分良好。其中主机振动垂直方向只有5μm，水平方向只有7μm。本实用新型结构简单，工艺和高温性能好，可以广泛应用在易燃易爆和有毒有害的高温机械、高温泵和高温搅拌釜上，具有无泄露、无污染、防火、防爆、防毒的安全和环保功能，有很大的社会和经济效益。
Claims (10)
1、一种高温圆筒形同步磁传动器，所述磁传动器包括外磁转子部件、内磁转子部件和隔离套(1)，其特征在于：内磁转子部件位于隔离套(1)的内部，外磁转子部件位于隔离套(1)的外部，原动机主轴(6)通过键(7)与外磁转子体(2)固定，从动机主轴(17)通过键(16)与内磁转子体(3)固定，隔离套(1)用紧固螺钉(15)密封在主机壳体上，所述外磁转子部件包括外磁转子体(2)、外磁块(12)、外挡环(14)和风叶(5)，所述内磁转子部件包括内磁转子体(3)、钢圈(4)、内磁块(11)、包套(13)、里衬环(9)、侧挡环(8)，外磁块(12)和内磁块(11)为适应300摄氏度以上高温工况的瓦块形永磁体。
2、根据权利要求1所述的同步磁传动器，其特征在于：所述瓦块形永磁体为径向充磁，且充磁方向与成型方向一致。
3、根据权利要求1所述的同步磁传动器，其特征在于：内磁块(11)和外磁块(12)在内、外磁转子体(3)和(2)的外、内圆柱面上，周向按N、S极交替紧密排列，呈圆柱面附着在用圆柱销(10)固定在内磁转子体(3)上的钢圈(4)的外圆柱面上和由低碳钢切削加工而成的外磁转子体(2)的内圆柱面上，形成磁断路连体；由内磁块(11)组成的外圆柱面上覆以包套(13)，里衬环(9)和侧挡环(8)紧贴在内磁块(11)的轴向两端形成密闭的内磁转子部件；外磁块(12)的外侧设外挡环(14)，形成外磁块(12)的轴向磁断路连体。
4、根据权利要求1和3所述的同步磁传动器，其特征在于：同一极性的组合可以是一块、两块或三块。
5、根据权利要求3所述的同步磁传动器，其特征在于：由外磁块(12)组成的内圆柱面上有一层防止大气侵蚀的镀锌层。
6、根据权利要求1所述的同步磁传动器，其特征在于：内、外磁块(11)和(12)的轴向长度相等，且内、外磁块(11)和(12)在各自的圆柱面上排列的圈数相同，其轴向可以排列的圈数≤5。
7、根据权利要求1所述的同步磁传动器，其特征在于：内磁转子部件还包括圆柱销(10)；风叶(5)固定在外磁转子体(2)上。
8、根据权利要求1和3所述的同步磁传动器，其特征在于：钢圈(4)为低碳钢圈，包套(13)为奥氏体不锈钢或钛合金薄包套，里衬环(9)为低碳钢，侧挡环(8)为奥氏体不锈钢，隔离套(1)为耐高温的高强度、高电阻的合金材料。
9、根据权利要求8所述的同步磁传动器，其特征在于：所述合金材料为钛合金。
10、根据权利要求1所述的同步磁传动器，其特征在于：内、外磁块(11)、(12)的磁性材质相同。
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|---|---|---|---|---|
| CN102444597A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-05-09 | 大连海密梯克泵业有限公司 | 磁力传动风机 |
| CN103532435A (zh) * | 2012-07-03 | 2014-01-22 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 一种非接触式磁力驱动机构 |
| CN104795964A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-22 | 山东大学 | 一种高速永磁联轴器 |
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