本發(fā)明涉及一種非接觸傳動結(jié)構(gòu)，并尤其涉及一種磁傳動結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)磁傳動有兩種結(jié)構(gòu)，它們都是采用同軸線的布置方式，其中一種是裝在兩個圓盤面上的永磁體面對面的磁傳動，另一種是套筒式的永磁對永磁的磁傳動，這是日前最常用的，它由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、外磁轉(zhuǎn)子、軸承等組成為一個磁傳動結(jié)構(gòu)，而外磁轉(zhuǎn)子與電機(jī)相連，并套在隔離套和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子上，形成一個磁傳動結(jié)構(gòu)。

內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子上均裝有永久磁鐵，根據(jù)拉推磁路設(shè)計要求，磁體按一定規(guī)律嵌裝，使內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子的磁體部分組成完全耦合的磁力系統(tǒng)，此時磁力系統(tǒng)的能量處于最低狀態(tài)。當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子的磁場能發(fā)生變化(即運(yùn)動)時，由于異性相吸的作用，可以透過非磁性金屬套使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子隨著外磁轉(zhuǎn)子的運(yùn)動而運(yùn)動。這種運(yùn)動的力矩傳遞完全是由無接觸的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子的磁場能來完成。

從目前使用的狀況來看，這兩種傳統(tǒng)的磁傳動結(jié)構(gòu)都存在如下不足之處：1、在傳動過程中采用內(nèi)外兩個永磁體對永磁體相對靜止的傳動。2、由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都是需要依靠表面積來提高通過磁力傳遞的扭矩，因此需要占用較大的體積。3、需要鑲嵌較多的磁快，加工裝配都比較復(fù)雜。4、安裝精度要求高，特別是套筒式同軸線聯(lián)軸器，有點(diǎn)偏心都無法使用。在實際使用中，由于都是要采用同軸傳動結(jié)構(gòu)，因此在很多方面，特別是在一些窄小的空間限制了旋轉(zhuǎn)磁傳動的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的因此在于消除上面提到的缺陷，并提供一種低成本、緊湊并且傳遞功率大的磁傳動結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種磁傳動結(jié)構(gòu)，所述磁傳動結(jié)構(gòu)包括兩個或多個輸入側(cè)永磁體；以及兩個或多個輸出側(cè)永磁體，所述兩個或多個輸入側(cè)永磁體與所述兩個或多個輸出側(cè)永磁體分別對齊并且在其間具有間隙，其中，在以給定方向作為0度方向的前提下，所述兩個或多個輸入側(cè)永磁體中的第一輸入側(cè)永磁體的S極指向在距所述0度方向逆時針90度的方向，且所述兩個或多個輸入側(cè)永磁體中的第二輸入側(cè)永磁體的S極指向在距所述0度方向逆時針140度到190度的范圍內(nèi)。

其中，所述兩個或多個輸出側(cè)永磁體中的第一輸出側(cè)永磁體的S極指向在距所述0度方向逆時針90度的方向，且所述兩個或多個輸出側(cè)永磁體中的第二輸出側(cè)永磁體的S極指向在距所述0度方向逆時針350度到400度的范圍內(nèi)。

其中，所述輸入側(cè)永磁體中的第一和第二永磁體的磁力線的張角與所述輸出側(cè)永磁體內(nèi)的第三和第四永磁體的磁力線張角不同。

其中，所述兩個或多個輸入側(cè)永磁體具有第一直徑(D1)，所述兩個或多個輸出側(cè)永磁體具有第二直徑(D2)，優(yōu)選地是，D1＝D2。

其中，沿軸向方向，所述兩個或多個輸入側(cè)永磁體之間間隔開第一距離G1，沿軸向方向，所述兩個或多個輸出側(cè)永磁體之間間隔開第二距離G2，G1＝G2。

優(yōu)選地是，G1＝(D1+D2)/2。

其中，還包括與原動機(jī)相連接以輸入轉(zhuǎn)動的輸入軸和輸入側(cè)殼體，所述輸入側(cè)永磁體不可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述輸入軸上，并且與所述輸入軸一起可旋轉(zhuǎn)地容納于所述輸入側(cè)殼體的內(nèi)腔中。

其中，還包括與負(fù)載相連接以輸出轉(zhuǎn)動的輸出軸和輸出側(cè)殼體，所述輸出側(cè)永磁體不可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述輸出軸上，并與所述輸出軸一起可旋轉(zhuǎn)地容納于所述輸出側(cè)殼體的內(nèi)腔中。

其中，所述輸入軸具有多邊形橫截面，且所述輸入側(cè)永磁體在其中心分別設(shè)置有相對應(yīng)的多邊形橫截面的孔，以便不可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述輸入軸上。

其中，所述輸出軸具有多邊形橫截面，且所述輸出側(cè)永磁體在其中心分別設(shè)置有相對應(yīng)的多邊形橫截面的孔，以便不可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述輸出軸上。

其中，在所述輸入軸上，在所述輸入側(cè)永磁體之間設(shè)置有墊片，以保證所述第一距離(G1)。

其中，在所述輸出軸上，在所述輸出側(cè)永磁體之間設(shè)置有墊片，以保證所述第二距離(G2)。

其中，還包括與原動機(jī)相連接以輸入轉(zhuǎn)動的輸入側(cè)殼體(10)，所述輸入側(cè)殼體的內(nèi)腔具有多邊形截面，所述輸入側(cè)永磁體具有相對應(yīng)的多邊形橫截面，使得所述輸入側(cè)永磁體不可旋轉(zhuǎn)地插入所述輸入側(cè)殼體的內(nèi)腔中。

其中，還包括與負(fù)載相連接以輸出轉(zhuǎn)動的輸出側(cè)殼體，所述輸出側(cè)殼體的內(nèi)腔具有多邊形橫截面，所述輸出側(cè)永磁體具有相對應(yīng)的多邊形橫截面，使得所述輸出側(cè)永磁體不可旋轉(zhuǎn)地插入所述輸出側(cè)殼體的內(nèi)腔中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種無泄漏閥門，所述無泄漏閥門包括手動轉(zhuǎn)輪和閥門，所述手動轉(zhuǎn)輪通過如上所述磁傳動結(jié)構(gòu)與所述閥門的輸入軸相偶合。

本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：1、以雙園柱徑向磁場的永磁體平行排列傳動，在傳動時其中一圓柱永磁體可以繞著另一個圓柱永磁體外圍的任意位置傳動，而不是象傳統(tǒng)永磁傳動結(jié)構(gòu)那樣一定要在同一軸線上。2、可以對狹小空間內(nèi)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力傳動。3、可以把內(nèi)永磁體的保護(hù)隔離罩在與外永磁體最近的地方做出平面結(jié)構(gòu)，當(dāng)保護(hù)隔離罩的材料為各種非磁性材料時，磁傳動無渦流損失，可以達(dá)到極高的傳動效率。4、經(jīng)過對比實驗，當(dāng)永磁體的形狀為圓形并且是徑向磁場時，在采用以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行磁傳動時，其傳動距離要高于兩塊方型永磁體的傳動距離，也就是本發(fā)明的永磁聯(lián)軸器在傳動時的相同扭矩時，其氣隙可大于傳統(tǒng)永磁聯(lián)軸器。

附圖說明

本發(fā)明的其他特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀下面以圖解方式并且參照附圖給出的描述時更清楚地顯露出來，附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)的基本原理圖；

圖2a至2d示出了根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)中的永磁體的布置方式的視圖；

圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)的具體實現(xiàn)方式；以及

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)在無泄漏閥門上的示例性應(yīng)用。

具體實施方式

下面，參照附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)。

首先，參照圖1和2，描述根據(jù)本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)的基本原理。

如圖1所示，旋轉(zhuǎn)磁傳動的基本結(jié)構(gòu)包括由兩組平行排列的圓柱形磁體組成，每組的磁體為兩個具有徑向磁場的圓柱形磁體同軸串聯(lián)。具體地說，如圖1所示，磁傳動結(jié)構(gòu)包括：第一傳動軸1；固定安裝在所述第一傳動軸上的第一永磁體2和第二永磁體3；與所述第一傳動軸1平行延伸的第二傳動軸4，以及固定地安裝在所述第二傳動軸4上的第三永磁體5和第四永磁體6。第一永磁體2和第二永磁體3分別與第三永磁體5和第四永磁體6對齊且分別在第一和第三永磁體以及第二和第四永磁體之間形成間隙。第一傳動軸1的一端通常與原動機(jī)，例如電動機(jī)相連接，由此原動機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸入第一傳動軸1。通過第一永磁體2、第二永磁體3與第三永磁體5和第三永磁體6的磁耦合，該旋轉(zhuǎn)被傳遞到第二傳動軸4，并由此傳遞到與第二傳動軸4相連接的任何負(fù)載。并且在該過程中，第一和第二永磁體與第三和第四永磁體并不接觸。

所述第一和第二永磁體2和3為相同直徑D1，并且沿著第一傳動軸1的軸向間隔開距離G1。所述第三和第四永磁體5和6為相同直徑D2，并且沿著第二傳動軸4的軸向間隔開距離G2，其中G1＝G2。

第一、第二永磁體2和3與第三、第四永磁體5和6可以具有相同直徑，即，D1＝D2，但是本發(fā)明并不局限于此，實際上，第一、第二永磁體可以具有大于第三、第四永磁體的直徑(D1>D2)。由此，例如，在第三和第四永磁體的安裝空間狹小的情況下，同樣可以傳遞相對大的轉(zhuǎn)矩。

為了確保在包括第一和第二永磁體的第一組永磁體和包括第三和第四永磁體的第二組永磁體之間平穩(wěn)地傳遞扭矩，如圖2所示，四個永磁體的磁力線指向為：在第一傳動軸1固定有第一和第二永磁體2和3時，以圖2中垂直向下指向為0度，按照逆時針方向，第一永磁體2的磁力線S端指向90度，如圖2(a)中箭頭所指示的，第二永磁體的磁力線S端指向處于如圖2(b)所示的范圍，即在140度到190度之間，夾角約50度左右。在第二傳動軸固定有第三和第四永磁體5，6時，按照順時針方向，第三永磁體5的磁力線S端指向90度，如圖2(c)所示，第四永磁體的磁力線S端指向如圖2(d)所示的范圍，即在350度到40度之間，夾角約50度左右。同時，在配對傳動時，為了達(dá)到最佳的平穩(wěn)傳動效果，第一組永磁體內(nèi)的第一和第二永磁體的磁力線的張角，與第二組永磁體內(nèi)的第三和第四永磁體的磁力線張角是不相同的。其中，磁力線的張角是指兩個永磁體的磁力線之間的夾角。

另外，第一和第二永磁體之間的間隔G1優(yōu)選地為內(nèi)外兩個圓形永磁體直徑之和的一半，即G1＝(D1+D2)/2。

下面，參照圖3和圖4描述根據(jù)本發(fā)明的磁性傳動結(jié)構(gòu)的具體實施方式和有可能的用途。

參照圖3，磁性傳動結(jié)構(gòu)包括輸入側(cè)殼體10，該輸入側(cè)殼體10形成有一端封閉的圓柱形內(nèi)腔，第一傳動軸1通過設(shè)置在內(nèi)腔的兩端的軸承11和12可旋轉(zhuǎn)地被支撐在內(nèi)腔中，該第一傳動軸1從所述內(nèi)腔伸出的一端可以與例如電動機(jī)(未示出)相連接，以接收來自電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在該第一傳動軸1上設(shè)置第一永磁體2和第二永磁體3，并且為了確保第一永磁體和第二永磁體之間的間隔G，在第一永磁體2和第二永磁體3之間設(shè)置有非導(dǎo)磁材料制成的墊片13。

為了允許第一傳動軸1、第一永磁體2和第二永磁體3在內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動，內(nèi)腔的內(nèi)徑可以略大于第一和第二永磁體的直徑D1。另外，為了保證第一和第二永磁體相對于彼此如上所述那樣定向，第一傳動軸1上可以設(shè)置有定位裝置，以使得第一和第二永磁體相對于第一傳動軸1不可轉(zhuǎn)動。例如，該定位裝置可以是花鍵、鍵槽和鍵的配合、或者可以通過粘結(jié)、焊接等方式實現(xiàn)。在一個優(yōu)選實施方式中，第一傳動軸1可以設(shè)置成多邊形軸，如圖3所示，例如，設(shè)置成具有八邊形截面。并且第一和第二永磁體2和3可以形成有多邊形橫截面的孔14(參見圖2)，由此，通過將該多邊形軸配合在多邊形橫截面的孔中，可以保證第一和第二永磁體2和3相對于彼此以及相對于第一傳動軸1不可轉(zhuǎn)動。

另外，為了使得第一和第二永磁體相對于第一傳動軸1沿第一傳動軸的軸向不可移動，可以在第一傳動軸1上形成有軸肩，或者可以采用卡圈等結(jié)構(gòu)。

在替代的實施方式中，輸入側(cè)殼體10可以本身與例如電動機(jī)相連接，并且該輸入側(cè)殼體10形成有多邊形截面的內(nèi)腔，且替代圓形永磁體，第一和第二永磁體可以形成為多邊形截面的永磁體，并且該永磁體可以插入該多邊形截面的內(nèi)腔中，從而實現(xiàn)永磁體相對于輸入側(cè)殼體10不可旋轉(zhuǎn)。

輸出側(cè)的結(jié)構(gòu)與輸入側(cè)類似，包括輸出側(cè)殼體20以及設(shè)置在該輸出側(cè)殼體20內(nèi)的第二傳動軸4、第三永磁體5和第四永磁體6，具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。第二傳動軸4的一端可以與負(fù)載(未示出)相連接。輸入側(cè)殼體10和輸出側(cè)殼體20設(shè)置成第一和第二永磁體分別與第三和第四永磁體對準(zhǔn)，并且，輸入側(cè)殼體10和輸出側(cè)殼體20彼此靠近安裝，以使得在第一和第二永磁體2和3與第三和第四永磁體5和6之間的間隙在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。由此，在例如電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸入到第一傳動軸1上時，第一傳動軸1帶動第一和第二永磁體2和3一同旋轉(zhuǎn)，第一和第二永磁體2和3的旋轉(zhuǎn)通過與第三和第四永磁體5和6的磁作用而傳遞到第三和第四永磁體5和6，從而驅(qū)動第三和第四永磁體轉(zhuǎn)動，該第三和第四永磁體的轉(zhuǎn)動帶動第二傳動軸4旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)而驅(qū)動負(fù)載旋轉(zhuǎn)。

參照圖4，圖4示出了用于無泄漏閥門的永磁力聯(lián)軸器。第一傳動軸與手動轉(zhuǎn)輪24相連接，從而接收人對手動轉(zhuǎn)輪24的旋轉(zhuǎn)作用。第二傳動軸與閥門26的輸入軸相連接，從而，在手動轉(zhuǎn)輪24被驅(qū)動時，該旋轉(zhuǎn)通過磁傳動結(jié)構(gòu)傳遞到閥門26的輸入軸，進(jìn)而操控閥門的開啟和關(guān)閉以及泵的開度。由于第一傳動軸和第二傳動軸之間的傳動通過永磁體之間的磁力作用實現(xiàn)，二者之間沒有任何連接元件，由此，該結(jié)構(gòu)可以用在閥門的主體需要密封的任何用途中，并且可以在不需要破壞閥門的密封情況下在外側(cè)手動操縱泵。由于本聯(lián)軸器占有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，用在無泄漏閥門的控制上非常簡單。

從上面的描述可以看出，由于本發(fā)明的磁傳動結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的磁力聯(lián)軸器不同，不需要對準(zhǔn)傳動軸線來連接傳動，除可在一般的通用的場合作為常規(guī)的磁力聯(lián)軸器使用外，還可在很多方面有特殊要求的場合發(fā)揮作用。

從以上應(yīng)用實例可看出，本發(fā)明實現(xiàn)了一種永磁對永磁的旋轉(zhuǎn)磁傳動結(jié)構(gòu)。在作成本，裝配工藝，工作原理，使用范圍等與傳統(tǒng)的永磁旋轉(zhuǎn)磁傳動完全不同，具有諸多如下特點(diǎn)：1、以雙園柱徑向磁場的永磁體平行排列傳動，在傳動時其中一圓柱永磁體可以繞著另一個圓柱永磁體外圍的任意位置傳動，而不是象傳統(tǒng)永磁傳動結(jié)構(gòu)那樣一定要在同一軸線上。2、可以對狹小空間內(nèi)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力傳動。3、可以把內(nèi)永磁體的保護(hù)隔離罩在與外永磁體最近的地方做出平面結(jié)構(gòu)，當(dāng)保護(hù)隔離罩的材料為各種非磁性材料時，磁傳動無渦流損失，可以達(dá)到極高的傳動效率。4、經(jīng)過對比實驗，當(dāng)永磁體的形狀為圓形并且是徑向磁場時，在采用以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行磁傳動時，其傳動距離要高于兩塊方型永磁體的傳動距離，也就是本發(fā)明的永磁聯(lián)軸器在傳動時的相同扭矩時，其氣隙可大于傳統(tǒng)永磁聯(lián)軸器。

盡管上面參照附圖詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是在閱讀本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)想到各種修改和變形，因此本發(fā)明并不局限于上述優(yōu)選實施方式，而本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求書及其等價物限定。