Магнитная муфта

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Кревсун Эдуард Павлович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Магнитная муфта, содержащая корпус с концентрично расположенными наружной и внутренней полумуфтами, герметизирующий экран, установленный с зазорами относительно последних, отличающаяся тем, что наружная полумуфта дополнительно содержит барабан из магнитного материала, в котором имеются сквозные в радиальном направлении пазы, причем в пазы через один паз вставлены полосовые постоянные магниты с тангенциальным направлением намагниченности, а барабан внутренней полумуфты имеет также подобные пазы с таким же угловым расположением, за исключением того, что пазы, расположенные напротив магнитов, ограничены по глубине. 2. Магнитная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что между магнитами и стенками пазов плотно вставлены тонкие пластины из магнитного материала. 3. Магнитная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что между барабаном внутренней полумуфты и валом установлена втулка из немагнитного материала. 4. Магнитная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что сквозные в радиальном направлении пазы, в которые магниты не установлены, залиты самоотверждающимся немагнитным материалом, например компаундом с диэлектрическим наполнителем или керамическим материалом. 29642006.08.30 Полезная модель относится к машиностроению, в частности к магнитным муфтам,предназначенным для бесконтактной передачи механической энергии от одного вала к другому, и может найти применение в герметичных насосах, компрессорах, перемешивающих устройствах, приборах и других роторных агрегатах. Известна радиальная магнитная муфта 1, содержащая коаксиально установленные внутреннюю полумуфту, металлический экран и внешнюю полумуфту. На полумуфтах установлены магниты, закрепленные с помощью вставок типа ласточкин хвост. Вращение наружной полумуфты за счет магнитных сил передается внутренней полумуфте. К недостаткам этого аналога можно отнести сложность формы и крепления постоянных магнитов. Следует отметить, что на тело установленного в муфте постоянного магнита действуют два рода сил - магнитные и центробежные. Поэтому применяются различные способы крепления магнитов (механическое защемление, приклейка, заливка отвердевающей пластмассой и др.). Это усложняет конструкцию магнитной муфты и ее ремонт, например, в случае необходимости демонтажа магнитов для их перемагничивания. Известна также магнитная муфта 2, стр. 18, табл. 1.1, позиция 2, наиболее близкая по совокупности существенных признаков к предлагаемой муфте, и потому выбрана в качестве прототипа. В муфте-прототипе имеется наружная полумуфта, экран и внутренняя полумуфта. Наружная полумуфта состоит из немагнитного корпуса, внутри которого установлен кольцевой магнит, направление намагниченности которого совпадает с осью муфты, а также установлены по бокам магнита магнитопроводы в виде колец с зубцами на внутренней поверхности. Внутренняя полумуфта выполнена в виде цилиндра из магнитопроводного материала и имеет в осевом направлении зубцы, оппозитные к зубцам на магнитопроводах внешней полумуфты. Муфта-прототип имеет существенный недостаток, а именно - ограничение по мощности. Муфта с единичным кольцевым магнитом, как в прототипе, к примеру, не может применяться для передачи мощности более 1 кВт при частоте вращения вала 3000 об/мин. Для мощных муфт (1500 кВт) применяются постоянные магниты, изготавливаемые путем прессования порошковой смеси, содержащей различные химические элементы, включая редкие земли. Качественные магниты при этом получаются только тогда, когда имеет место их простая форма и небольшие размеры. Поэтому технически невозможно изготовить мощную муфту, используя схему конструкции муфты-прототипа. В мощных муфтах применяют магнитную систему, в которую входит множество однотипных редкоземельных магнитов небольших размеров, в основном используются полосовые постоянные магниты. Задачей предлагаемой полезной модели является создание муфты с более простым креплением однотипных магнитов в мощных муфтах. Сущность полезной модели заключается в том, что в магнитной муфте, содержащей корпус с концентрично расположенными наружной и внутренней полумуфтами, герметизирующий экран, установленный с зазорами относительно последних, наружная полумуфта дополнительно содержит барабан из магнитного материала, в котором имеются сквозные в радиальном направлении пазы, и в которые через один паз вставлены полосовые постоянные магниты с тангенциальным направлением намагниченности, а барабан внутренней полумуфты имеет также подобные пазы с таким же угловым расположением, за исключением того, что пазы, расположенные напротив магнитов, ограничены по глубине. Кроме того, между магнитами и стенками пазов плотно вставлены тонкие пластины из магнитного материала, между барабаном внутренней полумуфты и валом установлена втулка из немагнитного материала, а сквозные в радиальном направлении пазы в барабанах, где не установлены магниты, залиты самоотверждающимся немагнитным материалом, например компаудом с диэлектрическим наполнителем или керамическим материалом. 2 29642006.08.30 На фиг. 1 изображен общий вид заявляемой полезной модели, на фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 представлена развертка внутренней поверхности барабана наружной полумуфты, на фиг. 4 представлена развертка наружной поверхности барабана внутренней полумуфты. Предлагаемая муфта содержит корпус 1 с концентрично расположенными наружной полумуфтой, включающей в себя вал 2, корпус 3, барабан 4, полосовые постоянные магниты 5, фиксатор от проворота 6, стопорное кольцо 7, и внутренней полумуфтой, включающей барабан 8 и детали его крепления на валу, и герметизирующий экран 14, установленный с зазорами относительно обеих полумуфт. В барабане 4 наружной полумуфты, изготовленного из магнитной стали, выполнены пазы 9 для установки магнитов 5 и пазы 10 для формирования магнитных потоков. Оба вида пазов являются сквозными в радиальном направлении и имеют узкие перемычки по торцам барабана 4 наружной полумуфты. В барабане 8 внутренней полумуфты с тем же угловым расположением имеются ответные пазы двух видов 11 и 12. Пазы 11 расположены напротив пазов 9 с магнитами,имеют определенную глубину в радиальном направлении и являются сквозными и в осевом направлении. Пазы 12 выполнены сквозными в радиальном направлении и имеют узкие перемычки по торцам барабана 8 внутренней полумуфты. Они расположены напротив пазов 10. Между барабаном 8 и валом может быть установлена втулка 13 из немагнитного материала. Кроме того, между магнитами и стенками пазов могут быть плотно вставлены тонкие пластины из магнитного материала, между барабаном 8 внутренней полумуфты и валом может быть установлена втулка 13 из немагнитного материала, а сквозные в радиальном направлении пазы в барабанах, где не установлены магниты, могут быть залиты самоотверждающимся немагнитным материалом, например компаудом с диэлектрическим наполнителем или керамическим материалом. Опишем кратко фрагмент процесса сборки муфты - установку магнитов. При сборке муфты в отдельно стоящий барабан 4 наружной полумуфты свободно или с добавлением тонких пластин из магнитного материала для плотной посадки устанавливаются полосовые магниты 5 таким образом, чтобы выдерживалось тангенциальное направление намагниченности. При этом высота магнитов (размер в радиальном направлении) должна быть меньше толщины барабана 4. Имеется возможность при необходимости варьировать числом магнитов. Затем барабан 4 с учетом фиксатора 6 вставляется в корпус 3 наружной полумуфты, после чего устанавливается стопорное кольцо 7. Разборка производится в обратном порядке. Предлагаемая муфта работает следующим образом. Постоянные магниты создают магнитный поток (показан стрелками на фиг. 2) вдоль магнитной цепи, который, проходя через экран и зазоры, создает магнитное сцепление наружной и внутренней полумуфт,благодаря чему вращение наружной полумуфты синхронно передается внутренней полумуфте. Герметизирующий экран 14 служит для герметизации внутренней полости роторной машины относительно окружающей среды. После начала вращения валов постоянные магниты под действием центробежных сил прижимаются к поверхности корпуса 3 и остаются в таком положении. Смещаться к оси муфты во время стоянки им препятствует магнитное сцепление с боковыми стенками пазов. Изготовление муфты предполагает использование известных материалов, традиционных технологических процессов и оборудования, что свидетельствует о возможности промышленной реализации полезной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4