专利名称：内转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法
技术领域：
本发明涉及一种内转子永磁电机永磁体的密封装置以及密封方法。
背景技术：
内转子永磁电机的转子体上需要安装瓦片形的永磁体磁极，无论是采用异形槽还 是隔离条来固定永磁体磁极，在永磁体之间和永磁体与转子体、异形槽或隔离条之间均会 有许多缝隙存在，这些缝隙的存在会降低永磁体安装的牢固度，故而要在这些缝隙内灌注 密封树脂；此外，由于永磁体暴露在外很容易受到损伤，因此，要在永磁体的上表面贴附保 护用的玻璃纤维布。通常要使用真空灌注密封树脂的方法才能达到密封永磁体的质量要求，密封时首 先要使永磁体、玻璃纤维布与外部空气隔绝，将此密闭空间抽真空后，才能将密封树脂灌注 其中。现通常采用的抽真空方法是在永磁体表面手工贴气密隔膜，但由于转子体工件体积 较大，气密隔膜需要进行多处拼接，接口处和气密隔膜与工件结合部难以保证密闭，导致真 空度达不到规定的要求，不能保证密封树脂充满所有的缝隙，同时，由于气密隔膜无法紧贴 住工件，导致密封树脂在重力的作用下向下流淌，使转子体局部的圆柱度达不到规定的要 求，在灌注密封树脂后常常还要花费大量的时间进行测量和铲除多余的密封树脂。在先申请的中国专利CN101572461A《用于密封发电机的转子的永磁体的方法以及 发电机的转子》公开了一种用于密封发电机的转子的永磁体的方法，该方法是将端部屏障 件布置在转子磁轭的空出部分上；用非磁性材料薄片将永磁体和间隔件包起来，该薄片覆 盖转子的整个长度，包括端部屏障件；将气密隔膜布置在薄片的外侧，并使它与转子磁轭 的端部密封，这样，隔膜和转子磁轭一起形成气密包封罩；向在隔膜和转子磁轭之间的气密 包封罩施加真空；将树脂灌注至该气密包封罩中；以及使该树脂凝固，此方法基本上是手 工作业，难以保证气密包封罩的密封性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为解决现有技术的不足，提供一种内转子永磁电机 永磁体的密封装置及密封方法，能方便有效地使玻璃纤维布紧贴住内转子永磁体，并保证 永磁体缝隙间及永磁体与玻璃纤维布之间能充满密封树脂，达到密封要求。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种内转子永磁电机永磁体的密封 装置，用于密封安装有永磁体的内转子，所述的内转子具有主轴、套装在主轴上的转子体， 转子体外表面上具有永磁体，所述的密封装置具有一个可密封固定转子体的由模套和端盖 组合形成的腔体；腔体的上端面中心开有用于主轴插入的定位孔，腔体的上端面上开有一 个以上的石蜡注入口和一个以上的密封树脂注入口，腔体开有一个以上的抽真空导管出 口，所述的石蜡注入口分布的圆周直径大于永磁体分布的圆周直径，所述的密封树脂注入 口位于石蜡注入口内侧。腔体的上端面设有与转子体上端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封
4树脂注入口里侧，腔体的下端面设有与转子体下端面密封连接的下密封装置，下密封装置 位于永磁体外圈里侧，所述的腔体的下端面装有电热元件。进一步地，所述的模套具有由其上端面及圆形的侧壁构成的碗状腔体，侧壁形成 的内腔的内径大于转子体的外径，空腔的深度大于转子体的宽度，所述的石蜡注入口和密 封树脂注入口均位于模套的上端面，所述的抽真空导管出口位于模套的侧壁；所述的上密 封装置位于模套的上端面内侧；所述的端盖为上、下两层台阶形成的空心圆环，端盖与模套配合形成将转子体密 封固定的腔体，端盖的下层台阶的上端面与模套侧壁的底面之间留有间隙，所述的腔体的 下端面即为端盖的上层台阶的上端面，所述的下密封装置位于端盖的上层台阶的上端面 上。进一步地，所述的模套和端盖均由非磁性材料制成。进一步地，所述的模套的侧壁外表面上设有一个以上的螺栓搭子，所述的端盖的 下层台阶的上端面上开有一个以上的与螺栓搭子相对应的螺栓孔，螺栓搭子与螺栓孔通过 螺栓和螺母固定连接。进一步地，所述的上密封装置包括上密封条和上密封凹槽，上密封条嵌入上密封 凹槽内，所述的下密封装置包括下密封条和下密封凹槽，下密封条嵌入上密封凹槽内。一种使用上述的内转子永磁电机永磁体的密封装置密封内转子的密封方法，该方 法为首先在转子体上的永磁体外层铺设玻璃纤维布，在玻璃纤维布外覆盖一层脱模布，一 条以上的薄钢带缠在脱模布的外侧，利用永磁体对薄钢带的吸引力，将玻璃纤维布和脱模 布紧箍在转子体上。将抽真空装置固定在薄钢带或脱模布上，抽真空装置具有抽真空导管，在抽真空 装置上覆盖一层隔离膜，在隔离膜上开孔将抽真空导管从孔中穿出，将隔离膜的两条侧向 的折边分别粘接在转子体的上、下端面上。将转子体密封固定在由模套和端盖组合形成的腔体中，抽真空导管通过抽真空导 管出口引出，将抽真空导管出口与抽真空导管之间的空隙封死，没有安装抽真空导管的抽 真空导管出口也全部堵死。将石蜡加热到熔点以上，保持其熔化状态，通过石蜡注入口注入，将隔离膜与模 套、端盖之间的空隙填满，永磁体之间及永磁体与玻璃纤维布之间与外部完全隔绝形成封 闭的空间，在石蜡固化后，将与密封树脂注入口相通的管道上的阀门旋紧。将抽真空导管与真空泵连接，并启动真空泵抽真空，待真空度达到设定值后，开启 与密封树脂注入口相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道经密封树脂注入口注入转子 体、永磁体与玻璃纤维布间的缝隙内，在密封树脂固化后，开启电热元件，盖上保温罩，石蜡 再次熔化，保持温度稍高于石蜡熔点温度，将石蜡排出，拆除永磁体密封装置，拆除所有的 密封树脂注入管道和抽真空装置，进行清理后便完成了永磁体密封工作。在密封树脂固化时，当环境温度低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元 件，并进行保温，当环境温度高于密封树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温 度。本发明的有益效果是本发明的内转子永磁电机永磁体的密封装置以及密封方法 能够有效地提高永磁体密封的质量，充分保证抽真空时能达到规定的真空度，可提高真空灌注的工作效率50%以上，由于密封后转子体内圆的圆柱度能得到要求，较少需要人工对 灌注密封树脂后的工件进行修整，可大大地降低操作人员的工作量和劳动强度。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明用于密封的内转子的结构示意图；图2是本发明中模套的立体结构示意图；图3是图2的模套翻转后的立体结构示意图；图4是本发明中端盖的立体结构示意图；图5是本发明中端盖的局部剖视图；图6是采用本发明的密封装置及密封方法密封内转子的使用示意图；图7是采用本发明的密封装置及密封方法对内转子密封时的局部剖视图；图8是图7中A处的放大示意图；其中1.内转子，11.主轴，12.转子体，13.永磁体，14.缝隙，15.法兰端，16.玻璃 纤维布，2.模套，21.螺栓搭子，22.抽真空导管出口，23.上密封凹槽，24.上密封条，24’. 下密封条，25.石蜡注入口，26.密封树脂注入口，27.定位孔，3.端盖，31.下密封凹槽， 32.螺栓孔，33.电热元件，34.螺栓，35.螺母，36.间隙，4.薄钢带，5.抽真空装置，51.抽 真空导管，6.脱模布，7.隔离膜。
具体实施例方式一种内转子永磁电机的永磁体密封装置，用于密封安装有永磁体的内转子，如图1 所示，内转子1具有主轴11、套装在主轴11上的轮毂状的转子体12，永磁体13环状排列 设置在转子体12的外圆柱表面上，在永磁体13之间有多处缝隙14。主轴11 一端为法兰端 15，另一端为光轴。内转子永磁电机永磁体的密封装置具有一个可密封固定转子体的由模套和端盖 组合形成的腔体，模套2采用非磁性材料制成，优选采用铝合金铸造而成。端盖3采用非磁 性材料制成，优选采用铝合金铸造而成。如图2图3所示，模套2具有由其上端面及圆形的侧壁构成的碗状腔体，上端面中 心开有定位孔27，侧壁形成的内腔与定位孔27同心，侧壁形成的内腔的内径大于转子体12 的外径，空腔的深度大于转子体12的宽度，模套2的上端面上开有多个石蜡注入口 25和多 个密封树脂注入口 26，模套2的侧壁开有多个抽真空导管出口 22，石蜡注入口 25分布的圆 周直径大于永磁体13分布的圆周直径，密封树脂注入口 26位于石蜡注入口 25内侧。模套 2的上端面底部设有与转子体12上端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封脂注 入口 26里侧，上密封装置包括上密封条24和上密封凹槽23，上密封条24嵌入上密封凹槽 23内。对内转子进行密封时，密封树脂注入口 26通过管道与密封树脂储罐相通，在管道上 设有多个阀门。如图4图5所示，端盖3为上、下两层台阶形成的空心圆环，端盖3与模套2配合形 成将转子体12密封固定的腔体，端盖3的下层台阶的上端面与模套2侧壁的底面之间留有 间隙36，端盖3的上层台阶的上端面顶部设有与转子体12下端面密封连接的下密封装置，下密封装置位于永磁体13外圈里侧，下密封装置包括下密封条24’和下密封凹槽31，下密 封条24’嵌入上密封凹槽31内。端盖3底部开有多个对称的盲孔，盲孔内安装有功率可调 的电热元件33。模套2的侧壁外表面上设有多个螺栓搭子21，端盖3的下层台阶的上端面上开有 多个与螺栓搭子21相对应的螺栓孔32，螺栓搭子21与螺栓孔32通过螺栓34和螺母35固 定连接。一种内转子永磁电机的永磁体的密封方法，该方法步骤如下如图6图7图8所 示，在实施密封前，先将内转子1的主轴11水平放置，在转子体12上的永磁体13外层铺设 玻璃纤维布16，边缘对齐，在玻璃纤维布16外覆盖一层脱模布6，脱模布6外部套上一条以 上的薄钢带4，利用永磁体13对薄钢带4的吸引力，拉紧玻璃纤维布16和脱模布6，将玻璃 纤维布16和脱模布6紧箍在转子体12上。薄钢带4厚度在1mm左右，可以选用包装钢带，其长度与转子体12的周长相当，薄 钢带4平整而具有较好韧性，多条薄钢带4在永磁体13的磁力吸附下，可紧贴在永磁体13 上，将玻璃纤维布16和脱模布6箍紧在转子体12上。玻璃纤维布16为一层或多层的高密度玻璃纤维布，玻璃纤维布16的尺寸与转子 体12的圆柱面的表面积相当，玻璃纤维布16缠绕在转子体12上。选择适当的位置布置若干个抽真空装置5，使用胶带将抽真空装置5固定在薄钢 带4或脱模布6上，抽真空装置5包括VAP膜、导流网、螺旋管和抽真空导管51，在抽真空装 置5上覆盖一层隔离膜7，在隔离膜7上开孔将抽真空导管51从孔中穿出，为防止石蜡渗到 玻璃纤维布16上，用胶带将隔离膜7的两条侧向的折边分别粘接在转子体12的上、下两个 端面上。将内转子1的法兰端15朝下吊起，主轴11成直立状，先从下部套入端盖3，转子体 12落下并固定后，从主轴11上部套入模套2，使主轴11对准模套2的定位孔27，转动模套 2使侧壁上的抽真空导管出口 22对准抽真空导管51，抽真空导管51通过抽真空导管出口 22引出，将抽真空导管出口 22与抽真空导管51之间的空隙封死，没有安装抽真空导管51 的抽真空导管出口 22也全部堵死。再向上提升端盖3，将模套2和端盖3通过螺栓34和螺母35固定连接，旋紧螺栓 34使模套2上密封装置及端盖3的下密封装置贴紧转子体12的上下两个端面。 将石蜡加热到熔点以上，保持其熔化状态，通过模套2上的石蜡注入口 25注入，将 隔离膜7与模套2、端盖3之间的空隙填满，永磁体13之间及永磁体13与玻璃纤维布16之 间与外部完全隔绝形成封闭的空间，在石蜡固化后，将与密封树脂注入口 26相通管道上的 阀门旋紧。将抽真空导管51与真空泵连接，并启动真空泵抽真空，待真空度达到设定值后， 开启与密封树脂注入口 26相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道经密封树脂注入口 26 注入转子体12、永磁体13与玻璃纤维布16间的所有缝隙内，在密封树脂固化后，开启电热 元件33，盖上保温罩，石蜡再次熔化，保持温度稍高于石蜡熔点温度，用抽取或吸出的方法 将石蜡排出，旋松螺栓34，吊起模套2，拆除端盖3，拆除所有的密封树脂注入管道和抽真空 装置，进行清理后便完成了永磁体密封工作。在密封树脂固化时，当环境温度低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元件33，并进行保温，当环境温度高于密封树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温度。本发明用薄钢带4将玻璃纤维布16固定在内转子1的永磁体13上，用石蜡或其 他低熔点物质封闭模套2，并采用真空灌注密封树脂对内转子永磁电机的永磁体13进行密 封。采用本发明的密封装置及密封方法密封的内转子1，其密封树脂完全充满永磁体13之 间及永磁体13与玻璃纤维布16之间所有的缝隙，灌注密封得到的转子体12的圆柱度能够 满足要求，后续的测量及铲除多余密封树脂的工作量减少，密封方法操作简单，密封后得 到的转子体12密封性能提高。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术 方案；因此，尽管本说明书参照上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的 普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的 精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
权利要求
一种内转子永磁电机永磁体的密封装置，用于密封安装有永磁体的内转子，所述的内转子(1)具有主轴(11)、套装在主轴(11)上的转子体(12)，转子体(12)外表面上具有永磁体(13)，其特征在于所述的密封装置具有一个可密封固定转子体(12)的由模套(2)和端盖(3)组合形成的腔体；腔体的上端面中心开有用于主轴(11)插入的定位孔(27)，腔体的上端面上开有一个以上的石蜡注入口(25)和一个以上的密封树脂注入口(26)，腔体开有一个以上的抽真空导管出口(22)，所述的石蜡注入口(25)分布的圆周直径大于永磁体(13)分布的圆周直径，所述的密封树脂注入口(26)位于石蜡注入口(25)内侧；腔体的上端面设有与转子体(12)上端面密封连接的上密封装置，上密封装置位于密封树脂注入口(26)里侧，腔体的下端面设有与转子体(12)下端面密封连接的下密封装置，下密封装置位于永磁体(13)外圈里侧，所述的腔体的下端面装有电热元件(33)。
2.如权利要求1所述的内转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于所述的模 套(2)具有由其上端面及圆形的侧壁构成的碗状腔体，侧壁形成的内腔的内径大于转子体 (12)的外径，空腔的深度大于转子体(12)的宽度，所述的石蜡注入口(25)和密封树脂注入 口(26)均位于模套(2)的上端面，所述的抽真空导管出口(22)位于模套(2)的侧壁；所述 的上密封装置位于模套(2)的上端面内侧；所述的端盖(3)为上、下两层台阶形成的空心圆环，端盖(3)与模套(2)配合形成将转 子体(12)密封固定的腔体，端盖(3)的下层台阶的上端面与模套(2)侧壁的底面之间留有 间隙(36)，所述的腔体的下端面即为端盖(3)的上层台阶的上端面，所述的下密封装置位 于端盖(3)的上层台阶的上端面上。
3.如权利要求1所述的内转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于所述的模套 ⑵和端盖⑶均由非磁性材料制成。
4.如权利要求2所述的内转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于所述的模套 (2)的侧壁外表面上设有一个以上的螺栓搭子(21)，所述的端盖(3)的下层台阶的上端面 上开有一个以上的与螺栓搭子(21)相对应的螺栓孔(32)，螺栓搭子(21)与螺栓孔(32)通 过螺栓(34)和螺母(35)固定连接。
5.如权利要求1所述的内转子永磁电机永磁体的密封装置，其特征在于所述的上密 封装置包括上密封条(24)和上密封凹槽(23)，上密封条(24)嵌入上密封凹槽(23)内，所 述的下密封装置包括下密封条(24’)和下密封凹槽(31)，下密封条(24’)嵌入下密封凹槽 (31)内。
6.一种使用权利要求1至5任一项所述的内转子永磁电机永磁体的密封装置密封内转 子的密封方法，其特征在于该方法为首先在转子体(12)的永磁体(13)外层铺设玻璃纤维布(16)，在玻璃纤维布(16)外覆 盖一层脱模布(6)，一条以上的薄钢带(4)缠在脱模布(6)的外侧，利用永磁体(13)对薄钢 带(4)的吸引力，将玻璃纤维布(16)和脱模布(6)紧箍在转子体(12)上；将抽真空装置(5)固定在薄钢带(4)或脱模布(6)上，抽真空装置(5)具有抽真空导 管(51)，在抽真空装置(5)上覆盖一层隔离膜(7)，在隔离膜(7)上开孔将抽真空导管(51) 从孔中穿出，将隔离膜(7)的两条侧向的折边分别粘接在转子体(12)的上、下端面上；将转子体(12)密封固定在由模套(2)和端盖(3)组合形成的腔体中，抽真空导管(51) 通过抽真空导管出口(22)引出，将抽真空导管出口(22)与抽真空导管(51)之间的空隙封死，没有安装抽真空导管(51)的抽真空导管出口(22)也全部堵死；将低熔点物质加热到熔点以上，保持其熔化状态，通过石蜡注入口(25)注入，将隔离 膜(7)与模套(2)、端盖(3)之间的空隙填满，永磁体(13)之间及永磁体(13)与玻璃纤维 布(16)之间与外部完全隔绝形成封闭的空间，在低熔点物质固化后，将与密封树脂注入口 (26)相通的管道上的阀门旋紧；将抽真空导管(51)与真空泵连接，并启动真空泵抽真空，待真空度达到设定值后， 开启与密封树脂注入口(26)相通的管道上的阀门，密封树脂沿着管道经密封树脂注入口 (26)注入转子体(12)、永磁体(13)与玻璃纤维布(16)间的缝隙内，在密封树脂固化后，开 启电热元件(33)，低熔点物质再次熔化，保持温度稍高于低熔点物质熔点温度，将低熔点物 质排出，拆除永磁体密封装置，拆除所有的密封树脂注入管道和抽真空装置(5)，进行清理 后便完成了永磁体密封工作。
7.如权利要求6所述的所述的密封方法，其特征在于所述的低熔点物质为石蜡。
8.如权利要求6所述的所述的密封方法，其特征在于在密封树脂固化时，当环境温度 低于密封树脂固化所要求的温度时，开启电热元件(33)，并进行保温，当环境温度高于密封 树脂固化所要求的温度时，则应降低密封树脂的温度。
全文摘要
本发明涉及一种内转子永磁电机永磁体的密封装置及密封方法，用于密封安装有永磁体的内转子，密封装置具有一个可密封固定转子体的由模套和端盖组合形成的腔体。本发明用薄钢带将玻璃纤维布固定在内转子的永磁体上，用石蜡或其他低熔点物质封闭模套，并采用真空灌注密封树脂对内转子永磁电机的永磁体进行密封。本发明的内转子永磁电机永磁体的密封装置以及密封方法能够有效地提高永磁体密封的质量，充分保证抽真空时能达到规定的真空度，可提高真空灌注的工作效率50％以上，由于密封后转子体内圆的圆柱度能得到要求，几乎不需要人工对灌注密封树脂后的工件进行修整，可大大地降低操作人员的工作量和劳动强度。
文档编号H02K15/03GK101976918SQ20101050482
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者田家峰, 秦瑛, 章玮 申请人:江苏新誉重工科技有限公司