一种高温永磁泵的制作方法

本发明涉及一种用于输送高温介质磁力泵，特别是一种用于输送的介质为高温、高压的，易燃、易爆、有毒介质的磁力泵。本发明所述磁力泵包括有：泵壳体、设置于泵壳体内的叶轮、泵轴、用于支撑泵轴的轴承及轴承箱、设置于输入轴与泵轴间的传递扭矩的磁传动装置、联接输入轴通过电机驱动。

背景技术

目前，用于输送高温、高压、易燃、易爆、有毒介质的泵类通常采用机械密封和磁力传动两种结构形式。机械密封结构难以彻底解决密封泄漏问题，且轴封经常损坏，使用寿命短，故障停机频繁。磁力传动结构通常是由与电机连接的外磁转子和与泵轴连接的内磁转子通过磁力耦合作用将电动机驱动的扭矩传递给泵的传动轴，外磁转子与内磁转子之间设置有隔离套将电机驱动部分（外磁转子）和泵传动部分（内磁转子）隔离开，并将泵传动部分封闭起来。由于高温、高压介质和内磁转子、隔离套同处于一个腔体内，当泵腔内高温、高压介质温度发生变化时，内磁转子上粘贴的永磁材料在高温下消磁、脱转以及内磁转子上包裹永磁材料的外包封因在高温下变形、鼓包、焊环焊接炸裂造成内磁转子与隔离套摩擦破裂等一系列无法攻克的技术难题都将导致磁力传动失效。中国专利97210950公开了一种高温磁力驱动泵，通过在泵轴处设置传热屏蔽，将泵腔与隔离套内腔隔离成独立的空腔，解决了工作介质温度在280度以下的磁力传动失效问题，但当工作介质温度在280度以上的该专利的磁力传动失效问题依然存在，经实际检测在高于280度时其效果并不理想，而且这种结构较为复杂，制造工艺难度大、生产成本高。

技术实现要素：

本发明提供一种可克服现有技术不足、可用于输送高温介质磁力泵。

本发明的一种高温永磁泵，包括：泵壳体、设置于泵壳体内的叶轮、泵轴、用于支撑泵轴的轴承及轴承箱、设置于输入轴与泵轴间的传递扭矩的磁传动装置、输入轴与驱动电机间的联接装置，输入轴与泵轴间的磁传动装置由：与泵轴键连接的内磁转子、与轴承箱固定且位于导体内磁转子外的隔离套、位于隔离套外且与输入轴键配合连接的呈筒型的外磁转子固定筒及固定于固定筒内的永磁外磁转子构成，隔离套与外磁转子和内磁转子间均有气隙，本发明中所述的内磁转子由内磁转子座和固定于内磁转子座上表面的且用电的良导体材料制成磁感应元件构成，所述的磁感应元件与内磁转子间用铆焊或螺钉连接，输入轴通过组件托架与轴承箱相固定。

优选地，本发明的高温永磁泵，其永磁外磁转子由固定于筒型外磁转子筒内壁上的、由相互间隔布置的n极磁组件和s极磁组件构成，本发明中磁组件的数量取决于其传递的扭矩及磁转子的直径，但本发明中磁组件最少为2×6个，即最少六个n极磁组件和六个s极磁组件。本发明中相邻的不同磁极的磁组件间以磁轭相隔，这里所述的磁轭可以是用软铁制成，也可以直接使用外磁转子筒的材料，例如碳钢材料。本发明中的磁组件的磁力线方向与转子轴向平行。在本发明中每个磁组件由三块极性相同的且相互接触的永磁体块构成。本发明的这种磁组件结构，可减小其磁偏角，提高并集中磁感应强度，增强传动磁扭矩，同时可以有效克服现有技术中存在的磁传动滑脱现象。

优选地，本发明的高温永磁泵，其中的磁感应元件为用电的良导体材料制成的沿泵轴的轴向布置的条状物构成，且各条状物间用内磁轭相互隔开。条状物的磁感应元件数量与磁组件数量相同。

优选地，本发明的高温永磁泵中所述的电的良导体材料是采用铜材或铝材。

优选地，本发明的高温永磁泵中的各磁块与外磁转子固定筒内壁间用铆接或螺钉或热压方式的连接。

进一步，本发明的高温永磁泵在其轴承箱内位于泵轴两轴承之间的内腔中充有冷却介质，所述泵轴至少有一部分浸入冷却介质中。

更进一步，本发明的高温永磁泵的轴承箱外设置有散热片。

本发明的技术方案是以物理磁学原理为基础，运用外磁转子中永磁体运动时、与内磁转子相互间产生的感生磁场力来实现力或扭矩无接触传递的一种技术。本发明的传动部件由外磁转子、内磁转子和隔离套三部分组成，外磁转子、内磁转子被隔离套完全隔离，使其外磁转子与内磁转子不接触而形成密封。外磁转子的永磁场与内磁转子相对运动并切割磁力线，并在磁感应元件上产生感应磁场，当电动机带动外磁转子旋转时，外磁转子的永磁场通过切割磁力线产生感应磁场作用于内磁转子，从而带动与内磁转子连接的工作部件进行同步旋转，实现无接触传递扭矩的目的。本发明的传动部件的结构特点是：无轴封、静密封，内磁转子、外磁转子被隔离套完全隔离，通过永磁场作用产生的感应磁场进行软驱动。与现有的磁力传动技术相比，本发明内磁转子非永磁体，因此节省了永磁材料，降低了设备的造价，提高了传动效率，同时本发明不可能产生消磁现象，完全避免了现有技术中，因高温造成内磁转子在高温、高压工况下的消磁、脱转以及内磁转子的内包封在高温下变形、鼓包、焊接炸裂等一系列无法攻克的技术难题，节约了稀土永磁材料，降低了生产成本。当本发明采用了将泵轴至少有一部分浸入冷却介质的结构的轴承箱，或者再在轴承箱外设置有散热片的结构时，可使本发明能适用于更高温度的工作介质，如用于输送工作介质的温度高于500℃的金属液体或盐液。

此外，本发明还并具有传动功率大、结构紧凑、加工简单、维修方便等诸多特点和优越性。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图。附图2为图1中a部位的局部旋转剖面放大示意图。附图3为图2中b-b向放大示意图。

附图中：1-泵体，2-叶轮，3-轴承箱，4-泵轴，5-轴承，6-外磁转子，7-磁转子，8-隔离套，9-托架组件，10-联轴器，11-电机，12-永磁体，13-磁感应元件，14-铆钉，15-输入轴。

具体实施方式

本发明以下结合附图和实施例进行解说。

参见附图1，本发明的基本结构为：在泵壳体1内设置有安装于泵轴4上的叶轮2、泵轴4的上设置于用于支撑泵轴的轴承上，轴承外圈固定于轴承箱3内、在输入轴5与泵轴4的另一端，即泵轴安装叶轮端的另一端，通过键配合设置有用于传递扭矩的内磁转子7。

本发明的内磁转子7由：内磁转子座和固定于内磁转子座上且沿泵轴的轴向布置的数条用电的良导体材料制成的条状物的磁感应元件13构成，且各条状的磁感应元件13间用内磁转子座的材料（即碳钢材料）相互隔开，其中电的良导体材料制成的条状物的磁感应元件与内磁转子间的固定可以用铆焊或螺钉连接实现。本发明所述的电的良导体是指铜或铝。本发明采用的这种条状物的磁感应元件可使其在高温状况下变形量小、磁扭矩稳定可靠，并具有传动扭矩更强等诸多优点。

本发明在内磁转子外设置有固定于轴承箱上的用导磁材料制成的隔离套8，隔离套8与轴承箱3间相互固定。

本发明所述的隔离套8与外磁转子和内磁转子座间均有气隙。所述的筒状外磁转子采用碳钢制造，在筒状外磁转子固定筒的内壁上间隔固定有不同极性的磁组件，相邻的不同磁极的s极磁组件间以软铁的磁轭相隔，也可直接使用外磁转子筒的材料，如碳钢材料相隔，各磁组件与外磁转子固定筒间可采用铆接或螺钉或热压的连接方式实现固定。本发明的每个磁组件是以三块相互接触的同极永磁体构成，参见附图3，其磁力线方向与转子轴线平行。本发明的这种磁组件结构，可大大减小磁偏角，提高并集中磁感应强度，增强传动磁扭矩，同时可以有效克服现有技术中存在的磁传动滑脱现象。

本发明的外磁转子与输入轴15间通过键联接，输入轴15与驱动电机11间可以直接联接，也可通过联轴器10联接，或者通过其它的联接方式连接，例如用皮带连接。附图所示的是采用了联轴器联接。

附图3给出的本发明的一个实施例中，外磙转子中共采用了2×9块磁组件，即九块n极磁组件和间隔布置的另外九块s极磁组件。与其相应的内磁转子上设置有18个条状物的磁感应元件。

本发明使用时，通过电机驱动外磁转子转动，转动的外磁转子形成转动的永磁场与位于隔离套内的内磁转子相对运动，内磁转子切割磁力线产生感应磁场，带动与内磁转子同步旋转，实现无接触地扭矩传递。由于本发明中的泵轴上所设置的内磁转子不是永磁体，因此根本不存在现有技术中因温度升高而造成磁体消磁的现象。

本发明的结构其还可以是：在泵轴的两端间分别设置轴承，使泵轴形成简支梁，在轴承箱中将位于输入轴的两轴承间的部分的外壳内部设置为空腔，其空腔内可充有冷却介质，并可将泵轴部分浸入冷却介质中。另外在轴承箱的外壳外还可设置散热片。采用本发明的这一结构时可用于传输更高温度的介质，例如高于500℃的金属液体或者盐液。