磁性耦合器制造技术

技术编号:14736588 阅读:12 留言:0更新日期:2017-03-01 09:36
本发明专利技术涉及一种磁性耦合器,其具有内部转子(11)和至少局部包围该内部转子的外部转子(9),内部转子和外部转子分别具有磁性材料(18)并通过磁力彼此耦合。内部转子(11)和/或外部转子(9)包含粉末状的可磁化材料(18),该材料从与另一转子相对置的一侧在多个沿圆周分布的位置上被磁化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有如权利要求1前序部分所述特征的磁性耦合器,以及一种具有如权利要求15前序部分所述特征的、制造用于这种磁性耦合器的转子的方法。
技术介绍
在本文中所述类型的磁性耦合器被视为现有技术,并且应用于例如离心泵中,用于将电机轴与泵轴驱动连接,同时还可使这两者彼此机械地分离。这样的磁性耦合器特别是被设置在用于输送干扰性介质的泵中,在此,在内部转子和外部转子之间的间隙中设有缝管(Spaltrohr),该缝管构成缝管罐(Spaltrohrtopfe)的一部分,该缝管罐使泵对外密封并由此特别是也朝向电机被封闭。专利文献EP2056432A1示出了一种视为现有技术的磁性耦合器,在该磁性耦合器中安装有方形的永磁体,该永磁体一方面被设置在内部转子中,另一方面也被设置在外部转子中。这样的转子的制造相比较而言是复杂的,因为永磁体需要被可靠地固定在各个转子中。此外,已知的磁性耦合器还具有径向的结构尺寸,其一方面受到永磁体的限制,另一方面不仅受到机械构造的限制,而且还与所需要的软磁性“支撑部(Backing)”有关,该支撑部被用作磁轭(Joch)并且对于闭合成磁性回路是不可或缺的。就此而言更有利的是由专利文献US6841910B2已知的磁性耦合器,其中,磁体被设置为Halbach阵列,即,其结构使得上述的“支撑部”多余,并且是磁性高效的。当然,在此描述的耦合器是极度昂贵的,因为永磁体具有特殊的并且适配于转子的各个直径的形状,这一方面使得制造成本较高,另一方面还使得装配更复杂。此外,对于前述类型的耦合器的永磁体还存在回收再利用的问题。这种耦合器在回收时必须小心翼翼地从承载体上分离下来,因此回收成本很高。
技术实现思路
在此背景下,本专利技术的目的在于提出一种在开始部分所提及类型的磁性耦合器,其一方面制造成本较低,另一方面在相对较小的结构尺寸下能够传递较高的力矩,并且磁性材料在需要时能够被良好地回收。此外,本专利技术还提出了一种用于制造这种耦合器的转子的方法。本专利技术的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的磁性耦合器来实现。该目的所涉及方法的部分通过一种具有如权利要求15所述特征的方法来实现。本专利技术的优选的设计方案在从属权利要求、以下的说明书以及附图中给出。在此,在从属权利要求和说明书中给出的特征可以单独地、然而也可以通过适当的结合来进一步构造为根据权利要求1或权利要求15所述的根据本专利技术的技术方案。根据本专利技术的磁性耦合器具有内部转子和至少局部包围该内部转子的外部转子,所述内部转子和外部转子分别包含有磁性材料并通过磁力彼此耦合。根据本专利技术,内部转子或外部转子或者这两个转子均包含有粉末状的可磁化材料,这些材料从与另一转子相对置的一侧在多个沿圆周分布的位置上被磁化。本专利技术的基本思想在于,耦合器的转子不是如现有技术已知的那样由永磁体构成,而是配有粉末状的可磁化材料,这些材料在被安装到转子中之后根据磁性极点的数量,从随后与其磁性耦合的另一转子相对置的一侧,更确切地说是在多个沿圆周上分布的位置上被磁化。根据本专利技术,在该可磁化的材料中可能会产生复杂的磁化图案,而这种图案是难以通过预制的磁体达到的。原则上,用于构造至少一个转子的粉末状可磁化材料可以通过辅助材料加以处理,该辅助材料能够促进凝聚、提高耐腐蚀性或者改进其他的特性。但是特别优选将这种粉末状的可磁化材料应用于没有添加剂的情况下,因为这样就可以关于所提供的容积置入最大密度的可磁化材料,这样的材料在磁化之后将产生相对较大的磁力。这样纯粹的、不混入添加剂的粉末状可磁化的材料的优点特别在于:该材料此后可以简单地通过将其加热至使磁化失效的温度被回收,随后可以在没有经过进一步处理的情况下被再次使用。根据本专利技术的磁性耦合器优选是径向耦合器。作为可磁化的材料既可以使用各向同性的材料,也可以使用各向异性的材料。所述磁化特别优选为:在耦合状态下,在横向于耦合器的纵向中轴线和旋转轴线的平面中,将转子之间的磁通密度调整为波浪线形的、优选为正弦形的分布。转子之间的磁通密度的正弦分布是最优的,然而处于限定内的偏差是容许的,因此任何规则的波浪线形分布也足以传递所需要的力矩。利用本专利技术可以实现很小的正弦形状扭曲。由此使得THD(总谐波失真)位于3.5%的范围内。优选这种磁化是沿转子的圆周并关于耦合器的共同的纵向中心和旋转轴线以相同的角距离分散进行的。在此,两个转子始终具有相同的极点数量,例如八个或十二个沿圆周均匀分布的磁性极点。由于磁性材料往往是易腐蚀的,因此当磁性材料被设置在密封封闭的容器中时,在泵中还有其他的应用中使用磁性耦合器是特别有利的。因此优选转子具有这样的容器:在该容器中设有可磁化的并且在磁化之后为磁性的材料。在此优选这些材料被压缩地设置,由此,一方面能够增大材料密度并因此也增大磁力,另一方面也因此使得材料在转子中是位置稳定的,也就是说,不会由于转子之间的力矩加载而运动。为此,也可以在材料中布置辅助性的措施,即使是在转子侧,例如凸起部、拔杆、轮辐等,它们被接入磁性材料中并且产生一定的形状配合。然而,这种位于转子内部的容器也可以由至少一侧开放的环形空间构成,在该环形空间中压缩地填充可磁化材料,以便在后面进行磁化。在此,位于开放空间中的粉末状磁性材料优选配设有保护涂层以及粘合剂。粘合剂可确保使粉末状的磁性材料保持在其空间中的位置上,即使该环形空间被构造为一侧开放的。保护涂层可确保磁性材料不被腐蚀,即,被保护免于受到周围环境的影响。特别优选地,至少外部转子的容器或环形空间具有中空圆柱的形状,并且外部转子的内径上相邻的磁性极点的间距Xa相对于外部转子中的磁性材料的厚度Ta的比例在2至3之间。该比例已经被证实是特别适宜的,并且体现了材料使用和效率之间的最优解,这也将确保:在开始部分所描述的磁化中,磁通基本保持在环形空间的内部或者说流至处于磁性有效连接的转子中。当在该处设有中空圆柱形的容器或者相应的环形空间时,前述的尺寸比例对于内部转子也是有利的,在此,在内部转子的外径上相邻的磁性极点的间距Xi相对于内部转子中的磁性材料的厚度Ti的比例在2至3之间。内部转子原则上不必构造为环形体,其也可以是圆柱形地或者具有型芯地由固体材料构成。当然,这里的磁性材料以前述的尺寸比例来设置就足够了。无论是内部转子还是外部转子,间距Xa或Xi相对于厚度Ta或Ti在尺寸设置上的比例均优选在2.2至2.8之间,优选为约2.5。当可磁化的和在磁化之后为磁性的材料被适宜地密封封闭在转子的环形空间中,并将转子的外壁设计为,包围磁性材料的壁的导磁率为1至2时,则磁通基本上保持在转子内,而用于磁回流(magnetischenRückfluss)的“支撑部”或磁轭不再是必不可少的,这在制造技术和结构尺寸上是有利的。根据本专利技术的一种优选的扩展方案,内部转子中的和外部转子中的磁性极点沿纵向方向观察被适宜地倾斜设置,亦即关于纵向中心和旋转轴线的平行线成10°至60°的角度,优选为15°,在此,这种倾斜设置可以在方向变换的条件下实现,或者也可以沿着一曲线实现,在此,这种设计(倾斜设置或曲线延伸)的意义和目的在于,使极点的长度相对于转子的几何高度增大。由此可以将缝管损失降至最低。成V形走向的极点是特别有利的,也就是说,在各个转子的高度上产生锯齿形图案。本文档来自技高网
...
磁性耦合器

【技术保护点】
一种磁性耦合器,具有内部转子(11)和至少局部包围所述内部转子的外部转子(9),所述内部转子和所述外部转子分别具有磁性材料(18)并且通过磁力彼此耦合,其特征在于,所述内部转子(11)和/或所述外部转子(9)包含粉末状的、能被磁化的材料(18),这些材料从与另一转子相对置的一侧在多个沿圆周分布的位置上被磁化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.24 EP 14173705.61.一种磁性耦合器,具有内部转子(11)和至少局部包围所述内部转子的外部转子(9),所述内部转子和所述外部转子分别具有磁性材料(18)并且通过磁力彼此耦合,其特征在于,所述内部转子(11)和/或所述外部转子(9)包含粉末状的、能被磁化的材料(18),这些材料从与另一转子相对置的一侧在多个沿圆周分布的位置上被磁化。2.根据权利要求1所述的磁性耦合器,其特征在于,所述磁化为:在耦合状态下,在横向于所述耦合器的纵向中心和旋转轴线(28)的平面中,将所述转子(9,11)之间的磁通密度(B)调整为波浪线形的、优选为正弦形的分布。3.根据权利要求1或2所述的磁性耦合器,其特征在于,所述磁化在所述转子(9,11)的圆周上关于所述耦合器的共同的纵向中心和旋转轴线(28)以相同的角距离分布。4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性耦合器,其特征在于,所述转子(9,11)具有密封封闭的容器(15,24),在所述容器中优选以压缩的方式设置所述磁性材料(18)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性耦合器,其特征在于,所述转子具有至少在一侧开放的环形空间,在所述环形空间中优选以压缩的方式设置所述磁性材料,其中,所述粉末状的磁性材料具有保护涂层并配设有粘合剂。6.根据权利要求4或5所述的磁性耦合器,其特征在于,所述外部转子(11)的至少容器或环形空间(15)具有中空圆柱的形状,并且所述外部转子(11)的内径上的相邻的磁性极点(S,N)的间距Xa相对于在所述外部转子(11)中的磁性材料的厚度Ta的比例在2和3之间。7.根据权利要求4至6中任一项所述的磁性耦合器,其特征在于,所述内部转子(9)的至少容器或环形空间(24)具有中空圆柱的形状,并且所述内部转子(9)的外径上的相邻的磁性极点(S,N)的间距Xi相对于所述内部转子中的磁性材料(18)的厚度Ti的比例在2和3之间。8.根据权利要求6或7所述的磁性耦合器,其特征在于,间距Xa、Xi相对于厚度Ta、Ti的比例在2.2至2.8之间,优选为2.5。9.根据前述权利要求中任一项所述的磁性耦合器,其特征在于,所述外部转子(11)的包围所述磁性材料的外部壁(14)的导磁率在1...

【专利技术属性】
技术研发人员:弗莱明·布斯·本迪克森彼得·谢尔斯蒂恩阿兰·伊沃·瑟高
申请(专利权)人:格兰富控股联合股份公司
类型:发明
国别省市:丹麦;DK

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1