[发明专利]少悬臂或无悬臂的磁力传动器

说明书

本发明涉及一种少悬臂或无悬臂的磁力传动器，包括：内磁转子、隔离套、外磁转子、机架或底座、电动机；所述内磁转子、隔离套和外磁转子自内而外套置；内转子是传动轴；外磁转子的外转子在其固定端通过联轴器与驱动轴联接；隔离套在其开口端通过法兰与泵体联接；在隔离套开口端和封闭端的内壁与内转子之间分别设置轴承a1，a2；隔离套在其封闭端的端盖外设置延伸轴，延伸轴与隔离套同轴固定且套于外转子或联轴器内，在外转子或联轴器的内壁与延伸轴之间设置轴承b。本发明显著提高了安全和节能效果，大幅降低了振动危害，提高了设备的可靠性。可广泛应用于现今的磁力泵和磁力搅拌机等设备上。

技术领域

本发明涉及磁力传动器，尤其涉及少悬臂或无悬臂的磁力传动器。

背景技术

磁力传动器广泛应用于磁力泵、磁力搅拌机、反应釜、蒸发器等不允许介质泄漏的场合。现有磁力泵上常用的磁力传动器，如图14所示，这种结构的磁力传动器是现今广泛应用的结构，技术上已经较成熟，但这种结构存在着各种问题，包括：

(1)涡流损耗大。内磁转子的轴，套在轴承支撑套内的二个轴承上，轴承支撑套一端是悬臂的，相当于内磁转子坐落在悬臂的轴上，另外内磁转子本身也有一端是悬臂的，这种悬臂结构必须满足运转时对刚度和稳定性的要求，因此，支撑套不能太细，壁厚不能太薄，这就限制了这种磁力传动器的长度和直径，使内转子、隔离套、外转子无法做成细长的结构；而工程机械最忌讳悬臂结构，传动设备尤其如此。这也解释了为什么当今磁力传动器无法做到细长的原因。受制于此，也就无法通过进一步减小隔离套直径来降低涡流损耗。若想提高它的扭矩，只有同时增加内、外磁转子和隔离套的直径及这三者的长度来实现，隔离套的直径增加后，需要同时增加隔离套的厚度(隔离套的介质有压力时，直径越大，壁厚需越厚，隔离套内的介质是负压时，为了防止抽瘪，同样需要增加厚度)，隔离套厚度的增加，增加了内外磁转子之间的磁隙，为了保证扭矩，需要增加磁钢的磁感应强度，这一切都会增加涡流损耗。若在缩小隔离套直径的尺寸后，不增加内、外转子和隔离罩的长度，为了保证同样的扭矩，同样需要增加磁感应强度，磁感应强度的增加，会以二次方的几何级数增加涡流损耗，这通常是不可取的；并且，隔离套的直径减小后，受磁钢磁能积的限制，仅靠增加磁通量的方法恐难以达到同样扭矩的要求。众所周知，最大限度的降低涡流损耗可以提高传动效率，降低能耗，减少产生焦耳-楞次热带来的一系列危害。现有的磁力传动器，扭矩较大时，涡流损耗大约占总功耗的10～25％，人们渴望通过做成细长的结构来降低涡流损耗，同时希望能够实现大扭矩；而如上所述，这对现有的悬臂结构而言，实难以实现。业内和大学及科研机构的专业人士发表了许多针对降低涡流损耗的论文，结论全部是做成细长的结构，受制于传统悬臂结构的限制，如果做成细长的结构，刚度小、固有频率低，无法满足使用要求，由于细长的结构不允许制作的过长，故无法实现大扭矩。如何将磁力传动器做到满足使用要求的细长结构并同时实现大扭矩成为当今的一大难题。

(2)容易产生振动。由于悬臂结构的悬臂端刚度小，固有频率低，加上内、外磁钢的磁耦合力难以保证处处均匀，再加之内、外磁转子的挠度引起磁耦合力不均匀等因素，易引起设备振动和产生噪声，影响人身健康，增加了能耗，降低了设备使用寿命和可靠性，增加了维修成本。振动会加速磁钢的退磁，也会降低设备的使用寿命和可靠性，并增加维修成本。

(3)容易损坏轴承。如前所述悬臂结构造成内磁转子挠度大、振动大、甚至失去动平衡等因素使得轴承更易损坏，从而影响轴承的使用寿命。

(4)内部的冷却回路复杂。现有的磁力传动器，存在着包括冷却回路在内的内部结构复杂的问题，零部件数量多，不仅导致制造成本高，在将其用于腐蚀介质时尤甚。内部冷却回路诸多的出入口分别处于正压区和负压区，诸多的各个出入口部位易堵塞，这就需要平衡好各个出入口部位的压力，不然则必须增加介质进入隔离套内的流量，这会降低泵的效率。

更有甚者，当内转子轴二端有轴承且内转子位于二个轴承之间时，目前的冷却回路实则无法满足使用要求的。

美国FLOWSERVE公司制造的一种磁力泵，如图15所示，这种磁力泵结构简单，冷却回路亦简单，它的不足之处至少包括：