一种驱动装置、食物处理设备及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用在一个密封壳体中的可转动从动构件的磁感应驱动装置，特别是用于在一个搅拌杯中的由轴安装的叶片或者在一个刨冰机中的由轴安装的叶片，所述驱动装置使用一个较薄的圆形驱动板，所述驱动板由一种可磁化的材料制成并且在周向上具有多个磁极，所述驱动板被包围在一个固定于一驱动轴上的壳体内。在一个与所述壳体分开的基座中的无刷直流电动机具有一个转子，所述转子是由一组馅饼状永磁体区域形成的，所述永磁体区域与一个由一定子线圈环所产生的电控且旋转的电磁场相互作用。这样的第二永磁体被接合以与所述转子同轴的方式同时转动，第二永磁体中的相邻磁极之间的极性相反。一个钢盘夹在并且结合在所述转子和所述第二永磁体之间。所述第二磁体的磁场（磁力线）在轴向上远离所述转子以在所述驱动板中产生极性相反的磁极。所述第二磁体与板的磁耦合穿过一个紧密的间隙工作，所述紧密的间隙包括所述基座的底壁、所述壳体的上壁、这些壁之间以及所述板和第二磁体之间的空气间隙。一个齿轮链组件可与所述驱动轴接合以增大或减小从所述驱动板传递到从动构件上的转矩。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种以不通过直接机械连接的方式将转动从一个动力源传递到一个密闭空间中的磁驱动装置。本专利技术特别涉及搅拌机、混合器以及类似的设备，特别涉及具有一个搅拌装置、叶轮、叶片或者其它安装在一个可拆卸的杯子或容器中并且利用位于所述机器固定基座中的一个马达进行转动的工具。常规的家用搅拌机和混合器设有一个可转动地安装在一个可拆卸搅拌杯内的机械驱动叶轮。所述杯的基座设有一个大体圆形连接板，所述连接板具有形成在其下表面上的凸起部分和/或凹陷部分，该部分利用一种在竖直方向上的下落运动能够以可移动的形式与形成在类似一个板上的相应部分配合，所述另一个板与一个马达的轴相连，所述马达安装在所述设备的一个基座中。在所述搅拌杯和搅拌器马达之间的机械接合需要在所述叶轮和连接板之间的所述杯的基座处设置一种转动密封件。在采用这种机械接合时，这种密封件经过一段时间后会受到很大的磨损和撕裂。由于密封件失效会使液体从杯中泄漏，在所述杯的基座中设置密封件和轴承以确保在经受摩擦处的密封。摩擦会导致磨损、受热和动力损失。另外，这种常规的搅拌机会产生有害的噪音，这种在所述板之间的机械互锁接合方式难以将所述杯从所述基座上移开或者放回到基座上。许多饮料混合器在所述杯的正下方具有安装在底部的驱动马达。如果考虑到总高度，可能会使马达被移到一旁并且利用一个皮带或齿轮结构与所述驱动轴相连。已知的家用和商用搅拌器通常使用交流电动机。尽管所设置的交流电动机可以改变速度以及提供所需的输出转矩，但是这样一种马达通常体积大、重量重并且不适于进行速度的精确电子控制，更不用说电子制动了。尽管无刷直流电动机也是已知的，但是它们没有被用于搅拌机或搅拌/刨冰机中。这些电动机使用比较重的转子，所述转子由一种扇形排列的永久磁体制成。在搅拌刨冰或冰块以及液体时，特别是在起动或在一种冷冻饮料“冻结“过程中需要较高的转矩。无刷直流电动机与常规交流电动机相比，其特点是输出转矩低。因此它主要是在一个需要低输出转矩的应用(诸如风扇)中作为动力源。市售的用于生产冷冻饮料的搅拌/刨冰机必须满足多种特定和重要的设计标准。在占地面积和总高度方面，应该结构紧凑，以在一个酒吧中可以有效地利用有限的空间。它应该具有较轻的重量。直接将一种常规的电动机放在所述搅拌杯下方会增大所述设备的总高度，因此通常不会采用。还必须能够控制速度以在不同的操作期间适应不同的功率和速度要求，这通常是利用齿轮和电子设备来提供的。快速且可控制的制动也是重要的以限制搅拌所需的总的时间，在搅拌完成后避免搅拌材料的飞溅以及为了安全。振动控制、防止过热、磨损最小化、易于维修以及稳定性都是重要的。利用磁的方式或者电磁的方式而不是利用机械方式驱动在一个搅拌杯中的叶轮已经为人们所知。利用一种磁驱动装置将一个在搅拌杯或类似装置的外侧的一个转动永磁体与另一个以可转动的方式安装在搅拌杯中的永磁体耦合。由Hendricks提出的美国专利US2,459,224；由Ihle等人提出的美国专利US2,655,011；以及由Quigg提出的美国专利US5,478,149中披露了这样的方案。Hendricks披露了一种用于液体混合的磁操作搅拌器，其中在所述液体容器内，位于所述搅拌器的下端处安装有一个磁体。Quigg披露了利用一种马达，其利用齿轮箱和轴驱动一组磁体以使所述磁体组与安装在一个搅拌器上的另一组磁体耦合。由Baermann提出的美国专利US3,140,079使用一个大转动板以装载一系列周向隔开的磁体，所述磁体在一个较小的转动导磁盘的一部分下方经过。由Stringham提出的美国专利US1,242,493和由Stainbrook提出的美国专利US1,420,773中披露了电动饮料混合器，其中一个交流电动机的一个定子围绕在一个搅拌杯或在其基座中的一个转子并与其相互作用。在Stringham提出的文献中，一个鼠笼式转子位于所述定子线圈的平面中。在Stainbrook提出的文献中，一个交流转子安装在搅拌杯的基座并且定子线圈位于所述杯的下方。随着定子线圈和转子分开的程度增大，这样分开的交流电动机结构受到转矩、速度控制、涡流损失以及交流电动机所带来的电动势干扰问题的限制。它们都不能提供良好的速度控制。它们没有使用一种直流磁场耦合。马达转子设置在容器或杯内会使所述杯组件的重量增大，如果在转子仍然转动时拿起杯子，由于回转效应而使所述杯子难以被操控。如果一个无刷直流电动机的转子位于一个搅拌杯的基座中，所述杯子不仅会更重而且会使回转效应加剧，但是能“粘住”金属水槽和工作台面，可能吸引松散的金属零件，诸如银器、酒具或硬币。本专利技术的另一个目的在于，提供一种当载荷超过一个预定值或者将所述从动构件从其操作位置移开时能够自动断开的驱动装置。本专利技术的另一个目的在于，提供一种具有下列优点的磁驱动装置，即，所述驱动构件位于一个可拆卸的搅拌杯中，所述搅拌杯易于插入到所述搅拌机中并且从所述搅拌机中取出，当将所述杯子从搅拌机中卸下时易于操控，例如没有明显的回转效应或磁力吸引。本专利技术的另一个目的在于，提供一种低磨损、低维修、在马达和驱动元件之间无机械接合、特别能够避免现有皮带驱动和机械离合和制动所导致的高维修费用的驱动装置。本专利技术的另一个目的在于，提供一种具有结构紧凑、重量轻以及易于使用和清洁的用于搅拌机或类似装置的磁驱动装置。本专利技术的另一个目的在于，提供一种具有可编程并且可快速且可靠地制动的操作特点的驱动装置。在其优选实施例中，作为一个用于搅拌机或其它食物处理设备中的驱动装置，本专利技术使用了一个电动机以使一个环形磁体转动，最好是一个由两个环形磁体构成的组件，所述环形磁体具有轴向磁极，所述组件与一个盘形驱动板以紧密的间隔隔开，所述盘形驱动板是由一种传导性可磁化材料制成。所述磁体组件和驱动板都具有相互配合的周向分布的磁极。所述磁体组件最好具有一组极性交错的偶数个馅饼状永磁体磁极或部分。所述驱动板最好是一个黑色金属薄板(诸如冷轧钢)并且具有开放式径向槽以限定所述磁极和控制涡流。所述磁体组件产生一个强大磁场(磁力线)，即使所述间隔包括高磁阻的空气间隙，也能够在所述盘的磁极上进行相反的磁化。这种磁化将所述磁体组件与所述板耦合以驱动所述板。在一个搅拌机中，所述驱动板以可转动的方式安装在所述搅拌杯的基座中并且支承一个轴，所述轴又安装一个叶轮。所述磁体组件和马达以与所述驱动板分开的形式被安装。所述电动机最好是一种无刷直流电动机，所述电动机具有定子线圈并且产生一个旋转磁场，所述旋转磁场与一个转子相互作用并在转子上产生一个转矩，所述转子包括一个与和所述盘接合的磁体组件类似的磁体组件。所述转子磁体环最好通过使所述磁体环结合在一个圆形冷轧钢盘的相对表面上使其固定在所述驱动磁体上。当所述板和相关的装置(诸如一个搅拌杯)处于一个工作位置时，所述转子驱动磁体环和驱动板是同轴排列的。所述马达和驱动壳体最好具有连续延伸到所述磁体和板之间的间隙的平坦上壁，在所述搅拌杯上的平坦底壁也是如此。对于一个磁体组件，其表面上的场强为1400高斯，用于一个搅拌机中的紧密间隙最好为0.25英寸。使用较平的安装在所述从动构件下方的无刷直流电动机能够使所述驱动装置的马达部分具有紧凑的结构，高度与宽度的比优选小至1∶3。本专利技术还涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使一个从动构件转动的驱动装置，所述驱动装置包括： 一个由可磁化材料制成的驱动板，所述驱动板与所述从动构件接合以使所述从动构件与之一起转动； 一个位于所述驱动板附近的马达，所述马达具有一个定子和一个转子，所述转子包括一个转子磁体，所述定子产生一个能够与所述转子磁体相互作用的电磁场以使所述转子磁体转动；以及 一个驱动磁体，所述驱动磁体与所述转子磁体接合以使所述转子磁体与之一起转动，所述驱动磁体在一个向着所述驱动板的方向上产生一个磁场以将一个驱动转矩从所述马达传递到所述驱动板上，从而使所述从动构件转动。

【技术特征摘要】
US 1999-1-12 09/228377;US 1999-12-28 09/4733111.一种用于使一个从动构件转动的驱动装置，所述驱动装置包括一个由可磁化材料制成的驱动板，所述驱动板与所述从动构件接合以使所述从动构件与之一起转动；一个位于所述驱动板附近的马达，所述马达具有一个定子和一个转子，所述转子包括一个转子磁体，所述定子产生一个能够与所述转子磁体相互作用的电磁场以使所述转子磁体转动；以及一个驱动磁体，所述驱动磁体与所述转子磁体接合以使所述转子磁体与之一起转动，所述驱动磁体在一个向着所述驱动板的方向上产生一个磁场以将一个驱动转矩从所述马达传递到所述驱动板上，从而使所述从动构件转动。2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述马达是一个电动机。3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述电动机是一个无刷直流电动机。4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体和所述转子磁体都包括多个磁极。5.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体和所述转子磁体具有数量相同的磁极。6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体的所述磁极根据磁极磁性与所述转子磁体的所述磁极对齐。7.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体的所述磁极和所述转子磁体的所述磁极是周向排列的。8.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动板包括多个径向开口槽，所述多个开口槽限定了在所述驱动板上的多个磁极。9.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动板和所述驱动磁体具有相同数量的磁极，所述驱动板的所述磁极与所述驱动磁体的磁极对齐。10.如权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动板是由冷轧钢制成的。11.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动板、所述驱动磁体和所述转子磁体都具有8个磁极。12.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体和所述转子磁体都以一个共同转动轴线为中心。13.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，所述共同中心是以同轴的方式与所述驱动板的转动中心对齐。14.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括一个固定在所述驱动磁体和所述转子磁体之间的可磁化材料板。15.如权利要求14所述的驱动装置，其特征在于，所述转子磁体、所述驱动磁体以及所述板被包围在一个塑料层内。16.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括一个用于包围所述驱动板的第一壳体和一个用于包围所述马达、所述转子磁体和所述驱动磁体的第二壳体，所述驱动板以可转动的方式安装在所述第一壳体中并与所述驱动磁体保持一种轴向对齐的关系且相互之间具有一个紧密间隔。17.如权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，所述紧密间隔容纳(i)所述第二壳体的上壁；(ii)所述第一壳体的下壁；(iii)在所述下壁和所述驱动板之间的一个空气间隙；以及(iv)在所述上壁和所述驱动磁体之间的一个空气间隙。18.如权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动磁体在其表面处具有一个大约为1400高斯的场强，所述紧密间隔在轴向上所测得的距离大约为0.25英寸。19.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述马达和所述驱动磁体的高度与宽度之间的最大比值大约为1∶3，其中所述高度是沿着所述马达和所述驱动磁体的转动轴线测得的。20.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述马达包括一个固定在所述马达上的输出轴、一个后定子支承件和一个护罩，所述输出轴可在轴承中的所述定子内转动，所述后定子支承件在其中心处支承所述轴承并且具有刚性的大体圆柱形侧壁，所述圆柱形侧壁以一个间隙包围所述定子和所述转子，所述护罩横跨所述间隙。21.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述转子磁体和驱动磁体都是一个单一的环形磁体。22.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述从动构件是一种食物处理设备的一个轴。23.如权利要求22所述的驱动装置，其特征在于，所述食物处理设备是一种搅拌机、一种刨冰机、一种食物混合器、一种食物处理器或一种榨汁机。24.如权利要求22所述的驱动装置，其特征在于，所述食物处理设备包括一个用于接收待处理的食物的容器，所述容器具有一个安装在所述轴上的可转动元件。25.如权利要求24所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括一个围绕所述轴设置的密封件以在所述容器和所述轴之间提供一种流体密封。26.如权利要求24所述的驱动装置，其特征在于，所述可转动的元件是一种用于处理食物的叶片。27.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括一个齿轮组件，所述齿轮组件包括一个或多个与所述驱动板和所述从动构件接合的齿轮，所述齿轮组件将所述驱动转矩从所述驱动板传递到所述从动构件上。28.如权利要求27所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮组...

【专利技术属性】
技术研发人员：小JF卡科斯，J米切利，
申请(专利权)人：海岛绿洲冰冻鸡尾酒有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]