本發(fā)明涉及機(jī)械工程中的傳動領(lǐng)域，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，電機(jī)拖動方面的能耗占了很大的比例，其中風(fēng)機(jī)泵類的負(fù)載更是不可忽視。在風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速中，磁力耦合器作為重要的調(diào)速裝置，它通過主動盤和從動盤之間的無接觸聯(lián)接，形成電磁場耦合，以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的傳遞，由于磁力耦合器的結(jié)構(gòu)比較簡單，其具有很高的運(yùn)行可靠性，維修成本也相對較低，而無接觸的傳遞方式使其對工作環(huán)境和對中性要求較低，經(jīng)過多年的發(fā)展，磁力耦合器已經(jīng)受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注，其優(yōu)良的調(diào)速性能以及節(jié)能效果為助力工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)約能源起到了重要的作用。

2、在磁力耦合器在運(yùn)行過程中，由于感應(yīng)電流在導(dǎo)體盤產(chǎn)生的渦流損耗以焦耳熱的形式釋放出來，使得磁力耦合器各部件的工作溫度不斷升高，當(dāng)工作溫度過高且未能及時進(jìn)行冷卻時，將會導(dǎo)致永磁體溫度過高，從而出現(xiàn)磁性衰退甚至永久退磁，進(jìn)而影響整個傳動系統(tǒng)的運(yùn)行效率。針對磁力耦合器發(fā)熱的問題，通常對磁力耦合器采用空冷、液冷等方式進(jìn)行降溫冷卻，例如，增加散熱片等進(jìn)行空冷，或者利用噴霧裝置直接對磁力耦合器的發(fā)熱部位噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。但是上述冷卻方式仍然存在不足，例如空冷的冷卻效果差，而液冷則需要額外配套動能系統(tǒng)，單獨(dú)進(jìn)行調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本申請?zhí)岢隽艘环N可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，該磁力耦合器可以對永磁體位置進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁通的可調(diào)節(jié)；該磁力耦合器還可以實(shí)現(xiàn)冷卻效果隨耦合器運(yùn)行狀態(tài)的自調(diào)節(jié)，提高耦合器散熱效果，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，包括主動單元、從動單元和冷卻液噴射單元；

4、所述主動單元與動力輸入端連接，所述從動單元與動力輸出端連接，所述主動單元和從動單元上分別設(shè)有相互對應(yīng)的導(dǎo)體和永磁體，利用導(dǎo)體和永磁體實(shí)現(xiàn)電磁場耦合傳動，所述主動單元、從動單元之間留有氣隙；所述永磁體的磁通可調(diào)節(jié)；

5、冷卻液噴射單元包括凸輪傳動機(jī)構(gòu)、柱塞泵和噴射機(jī)構(gòu)；所述凸輪傳動機(jī)構(gòu)與動力輸入端連接，兩者同步運(yùn)動；所述凸輪傳動機(jī)構(gòu)與柱塞泵的柱塞活動連接，由凸輪傳動機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為柱塞的直線運(yùn)動；柱塞泵通過管道連接噴射機(jī)構(gòu)，所述噴射機(jī)構(gòu)朝向主動單元、從動單元布置，將冷卻液噴射至主動單元、從動單元，對主動單元、從動單元進(jìn)行降溫。

6、進(jìn)一步，所述噴射機(jī)構(gòu)為連接在管道末端的噴頭，利用噴頭將柱塞泵泵出的冷卻液分散噴射至耦合器的待冷卻區(qū)。

7、進(jìn)一步，所述噴射機(jī)構(gòu)包括冷卻水箱，所述冷卻水箱通過管道與柱塞泵連通，且在冷卻水箱和管道的連接處設(shè)有單向閥；所述冷卻水箱的頂蓋上開設(shè)若干出水孔，所述出水孔朝向耦合器布置，由柱塞泵泵入冷卻水箱的冷卻液經(jīng)出水孔噴射至耦合器的待冷卻區(qū)。

8、進(jìn)一步，所述冷卻水箱內(nèi)設(shè)有螺旋槳，所述螺旋槳朝向頂蓋布置。

9、進(jìn)一步，所述單向閥包括彈簧、擋塊和塞體，所述塞體位于冷卻水箱和管道的連接處，塞體通過彈簧連接擋塊，所述擋塊固定于冷卻水箱內(nèi)壁面；在彈簧非受力狀態(tài)下，塞體封堵住管道進(jìn)口；當(dāng)柱塞泵泵入冷卻液時推開塞體，將冷卻液泵入冷卻水箱；柱塞泵停止泵入冷卻液時，彈簧推動擋塊復(fù)位，封堵住管道進(jìn)口。

10、進(jìn)一步，所述柱塞的頂部可轉(zhuǎn)動連接滑輪，所述滑輪與凸輪傳動機(jī)構(gòu)的表面接觸。

11、進(jìn)一步，所述凸輪傳動機(jī)構(gòu)采用三等分凸輪。

12、進(jìn)一步，所述永磁體至少采用2層同軸布置的永磁環(huán)，改變相鄰永磁環(huán)之間磁極的位置，對磁通進(jìn)行調(diào)節(jié)。

13、進(jìn)一步，所述永磁環(huán)與永磁體軛鐵可拆卸連接。

14、進(jìn)一步，在所述導(dǎo)體軛鐵的表面開設(shè)流水管道。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、1、在本發(fā)明的設(shè)計中，永磁體呈環(huán)形結(jié)構(gòu)且同軸布置；通過旋轉(zhuǎn)改變其中一層永磁體環(huán)的位置，實(shí)現(xiàn)相鄰永磁體磁極的布置，可以改變整體磁通，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，相對于傳統(tǒng)的軸向移動永磁體盤與導(dǎo)體盤的間隙，此方法增加了一種調(diào)速的新思路。

17、2、本發(fā)明中的冷卻液噴射單元是通過凸輪機(jī)構(gòu)與動力輸入端/輸出端動力連接，利用耦合器作為驅(qū)動冷卻液噴射單元的動力源，無需單獨(dú)為冷卻液噴射單元提供動力。此外，由于凸輪機(jī)構(gòu)會隨輸入端/輸出端同步運(yùn)行，當(dāng)輸入端/輸出端轉(zhuǎn)速增加，凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速同樣會增加轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制了冷卻液涌出的流速。隨著耦合器旋轉(zhuǎn)過程中，溫度會逐漸升高，使得耦合器性能和穩(wěn)定性下降，而此散熱裝置的加入，可以對耦合器進(jìn)行更有效的散熱，這樣以來耦合器的運(yùn)行會更加穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，包括主動單元、從動單元和冷卻液噴射單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述噴射機(jī)構(gòu)為連接在管道末端的噴頭，利用噴頭將柱塞泵(8)泵出的冷卻液分散噴射至耦合器的待冷卻區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述噴射機(jī)構(gòu)包括冷卻水箱(7)，所述冷卻水箱(7)通過管道與柱塞泵(8)連通，且在冷卻水箱(7)和管道的連接處設(shè)有單向閥；所述冷卻水箱(7)的頂蓋(29)上開設(shè)若干出水孔(28)，所述出水孔(28)朝向耦合器布置，由柱塞泵泵入冷卻水箱(7)的冷卻液經(jīng)出水孔(28)噴射至耦合器的待冷卻區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述冷卻水箱(7)內(nèi)設(shè)有螺旋槳(32)，所述螺旋槳(32)朝向頂蓋(29)布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述單向閥包括彈簧(31)、擋塊(33)和塞體，所述塞體位于冷卻水箱(7)和管道的連接處，塞體通過彈簧(31)連接擋塊(33)，所述擋塊(33)固定于冷卻水箱(7)內(nèi)壁面；在彈簧(31)非受力狀態(tài)下，塞體封堵住管道進(jìn)口；當(dāng)柱塞泵(8)泵入冷卻液時推開塞體，將冷卻液泵入冷卻水箱(7)；柱塞泵(8)停止泵入冷卻液時，彈簧(31)推動擋塊(33)復(fù)位，封堵住管道進(jìn)口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述柱塞(26)的頂部可轉(zhuǎn)動連接滑輪(27)，所述滑輪(27)與凸輪傳動機(jī)構(gòu)(4)的表面接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述凸輪傳動機(jī)構(gòu)(4)采用三等分凸輪。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，述永磁體至少采用2層同軸布置的永磁環(huán)，改變相鄰永磁環(huán)之間磁極的位置，對磁通進(jìn)行調(diào)節(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，所述永磁環(huán)與永磁體軛鐵(13)可拆卸連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，其特征在于，在所述導(dǎo)體軛鐵(9)的表面開設(shè)流水管道(17)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)空冷和液冷散熱的可變磁通型磁力耦合器，包括主動單元、從動單元和冷卻液噴射單元；主動單元與動力輸入端連接，從動單元與動力輸出端連接，主動單元和從動單元上分別設(shè)有相互對應(yīng)的導(dǎo)體和永磁體，利用導(dǎo)體和永磁體實(shí)現(xiàn)電磁場耦合傳動，通過對永磁體位置進(jìn)行調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對磁通的調(diào)節(jié)；冷卻液噴射單元包括凸輪傳動機(jī)構(gòu)、柱塞泵和噴射機(jī)構(gòu)；凸輪傳動機(jī)構(gòu)與動力輸入端連接，兩者同步運(yùn)動；凸輪傳動機(jī)構(gòu)與柱塞泵的柱塞活動連接，由凸輪傳動機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為柱塞的直線運(yùn)動；柱塞泵通過管道連接噴射機(jī)構(gòu)，由噴射機(jī)構(gòu)將冷卻液噴射至主動單元、從動單元，對主動單元、從動單元進(jìn)行降溫。

技術(shù)研發(fā)人員：楊超君,高源,戚玉堂,張意雯,郭亞飛,郭超,王凱旋,朱志成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28