RU2179663C1

RU2179663C1 - Cylindrical magnetic clutch

Info

Publication number: RU2179663C1
Application number: RU2001115849/28A
Authority: RU
Inventors: Е.Е. Голубков; А.Л. Никонов; О.В. Харламов
Original assignee: Голубков Евгений Евгениевич; Никонов Александр Леонидович; Харламов Олег Владимирович
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: chemical, petrochemical and other industries. SUBSTANCE: invention relates to cylindrical magnetic clutches with permanent magnets. Proposed clutch has enveloping semiclutch and enveloped semiclutch enclosed in sealed cup. Each semiclutch is provided with magnetic circuit and radial permanent magnets uniformly spaced over circumference with alternation of poles. Tangential permanent magnets are installed between radial magnets on at least one on semiclutches. Invention makes it possible to use larger thickness of nonmagnetic clearance between rotating semiclutches and fixed cup at preset value of maximum torque. EFFECT: improved reliability of device, simplified assembling. 2 dwg

Description

Изобретение относится к цилиндрическим магнитным муфтам с постоянными магнитами. The invention relates to cylindrical magnetic couplings with permanent magnets.

Такого рода муфты довольно широко применяются в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Отсутствие механического контакта между полумуфтами позволяет использовать такие муфты в агрегатах, где двигатель и ведомый узел разделены помещенным в зазоре между полумуфтами герметизирующим стаканом. Такие конструкции наиболее перспективны в насосах для перекачивания агрессивных и взрывоопасных жидкостей, а также в глубинных насосах, где необходимо обеспечить герметичность привода. Such couplings are widely used in the chemical, petrochemical and other industries. The absence of mechanical contact between the coupling halves allows the use of such couplings in units where the engine and the driven unit are separated by a sealing cup placed in the gap between the coupling halves. Such designs are most promising in pumps for pumping aggressive and explosive liquids, as well as in deep pumps where it is necessary to ensure the tightness of the drive.

Наиболее близким аналогом предложенного устройства является магнитная цилиндрическая муфта по патенту RU 2091624, MКИ /7/ F 16 D 27/01, 1992 г. Муфта содержит объемлющую и заключенную в герметизирующий стакан объемлемую полумуфты, каждая из которых имеет магнитопровод и равномерно расположенные по окружности с чередованием полюсов радиальные постоянные магниты. The closest analogue of the proposed device is a magnetic cylindrical coupling according to the patent RU 2091624, MKI / 7 / F 16 D 27/01, 1992. The coupling contains a voluminous half-coupling enclosed and enclosed in a sealing cup, each of which has a magnetic circuit and evenly spaced around alternating poles of radial permanent magnets.

В данной конструкции между смежными радиальными магнитами имеется значительный зазор. Кроме того, значительная часть объема постоянных магнитов на каждой полумуфте создает магнитное поле, силовые линии которого замкнуты на соседние магниты той же полумуфты. Эти факторы приводят к существенному уменьшению момента, передаваемого муфтой. Чтобы увеличить передаваемый момент, приходится уменьшать зазор между полумуфтами и толщину герметизирующего стакана, увеличивать габариты муфты. Однако эти меры крайне нежелательны в условиях жестких габаритных и других ограничений, характерных, например, для глубинных насосов. In this design, there is a significant gap between adjacent radial magnets. In addition, a significant part of the volume of permanent magnets on each coupling half creates a magnetic field, the lines of force of which are closed to adjacent magnets of the same coupling half. These factors lead to a significant reduction in the torque transmitted by the clutch. To increase the transmitted moment, it is necessary to reduce the gap between the coupling halves and the thickness of the sealing cup, to increase the dimensions of the coupling. However, these measures are extremely undesirable in conditions of tight overall and other restrictions characteristic, for example, for deep pumps.

Настоящее изобретение позволяет устранить указанные недостатки. The present invention eliminates these disadvantages.

Это достигается тем, что в магнитной цилиндрической муфте, содержащей объемлющую и заключенную в герметизирующий стакан объемлемую полумуфты, каждая из которых имеет магнитопровод и равномерно расположенные по окружности с чередованием полюсов радиальные постоянные магниты, по крайней мере, на одной из полумуфт между радиальными магнитами установлены тангенциальные постоянные магниты. This is achieved by the fact that in a magnetic cylindrical coupling containing a bulk half-coupling enclosed and enclosed in a sealing cup, each of which has a magnetic circuit and radial permanent magnets uniformly spaced around the circumference with alternating poles, tangential tangential magnets are installed on at least one of the half couplings permanent magnets.

На фиг.1 представлена схема муфты, являющейся предметом данного изобретения, в блоке с насосом и электродвигателем,
на фиг.2 - поперечное сечение муфты.Figure 1 presents a diagram of the coupling, which is the subject of this invention, in a unit with a pump and an electric motor,
figure 2 is a cross section of the coupling.

Магнитная цилиндрическая муфта содержит объемлющую, в данном случае ведущую полумуфту 1, соединенную с валом двигателя 2. Полумуфта 1 имеет стальной магнитопровод 3, в котором установлены радиальные постоянные магниты 4, полюса которых направлены по радиусу муфты и чередуются в окружном направлении. Между магнитами 4 размещены тангенциальные постоянные магниты 5, полюса которых расположены по окружности полумуфты 1, как это показано на фиг.2. Внутри полумуфты 1 установлены закрепленный на корпусе муфты герметизирующий стакан 6, выполненный из немагнитного материала, и объемлемая, в данном случае ведомая полумуфта 7, связанная валом с приводным агрегатом, например ротором насоса 8. Полумуфта 7 имеет магнитопровод 9 и радиальные постоянные магниты 10. Полюса магнитов 10 также чередуются по окружности. В поперечном сечении магниты 5 могут иметь прямоугольную или трапецеидальную форму, как показано на фиг.2 и виде I фиг.2. В последнем случае трапецеидальные воздушные зазоры между постоянными магнитами 4, 5 одной полумуфты могут быть сведены к нулю. The magnetic cylindrical coupling contains a surround, in this case, a driving coupling half 1 connected to the shaft of the engine 2. The coupling half 1 has a steel magnetic core 3 in which radial permanent magnets 4 are installed, the poles of which are directed along the radius of the coupling and alternate in the circumferential direction. Between the magnets 4 placed tangential permanent magnets 5, the poles of which are located around the circumference of the coupling half 1, as shown in figure 2. Inside the coupling half 1, a sealing cup 6 mounted on the coupling housing made of non-magnetic material is installed, and a voluminous, in this case driven half coupling 7 connected by a shaft to the drive unit, for example, the pump rotor 8. The coupling half 7 has a magnetic circuit 9 and radial permanent magnets 10. Poles magnets 10 also alternate in a circle. In cross section, the magnets 5 may have a rectangular or trapezoidal shape, as shown in FIG. 2 and view I of FIG. 2. In the latter case, the trapezoidal air gaps between the permanent magnets 4, 5 of one coupling half can be reduced to zero.

Создаваемое постоянными магнитами 4, 5, 10 силовое магнитное поле определяет величину максимального момента, передаваемого муфтой. В отличие от прототипа в данной конструкции за счет использования тангенциальных постоянных магнитов 5 увеличена длина отрезков силовых линий, проходящих по телу постоянных магнитов, не замыкаясь в пределах одной из полумуфт. Лишь минимально необходимая часть длины силовых линий приходится на полезные воздушные зазоры между полумуфтами. Все это приводит к существенному увеличению магнитодвижущей силы и росту силового момента муфты примерно на 20-30% по сравнению с прототипом при прочих равных условиях. Это преимущество крайне важно при жестких габаритных ограничениях, какие имеют место в глубинных насосах, размещаемых в трубах. Кроме того, данное изобретение позволяет при заданной величине максимального момента муфт использовать большую толщину немагнитного зазора между вращающимися полумуфтами и неподвижным стаканом, что существенно повышает надежность насоса и упрощает сборку насосного блока в целом. The force magnetic field created by the permanent magnets 4, 5, 10 determines the magnitude of the maximum moment transmitted by the clutch. In contrast to the prototype in this design due to the use of tangential permanent magnets 5, the length of the segments of the lines of force passing through the body of the permanent magnets is increased, not being closed within one of the coupling halves. Only the minimum necessary part of the length of the lines of force falls on the useful air gaps between the coupling halves. All this leads to a significant increase in the magnetomotive force and the increase in the power moment of the coupling by about 20-30% compared with the prototype, ceteris paribus. This advantage is extremely important with tight dimensional constraints, which are the case with deep-well pumps placed in pipes. In addition, this invention allows for a given maximum torque of the couplings to use a large thickness of the non-magnetic gap between the rotating coupling halves and the stationary cup, which significantly increases the reliability of the pump and simplifies the assembly of the pump unit as a whole.

Claims

A magnetic cylindrical coupling containing a volumetric coupling half enclosing and enclosed in a sealing cup, each of which has a magnetic circuit and radial permanent magnets uniformly spaced around a circle with alternating poles, characterized in that tangential constants are installed on at least one of the coupling halves between the radial magnets magnets.