阅读说明：本技术 快速散热型永磁耦合器 (Quick heat dissipation type permanent magnet coupler ) 是由 梁康有 谭宇航 肖天伦 周虹君 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于由周围空气流过的冷却或通风的发电、变电或配电设备技术领域,公开了一种快速散热型永磁耦合器,包括外壳、输入轴和输出轴,输入轴上固定有铜转子,输出轴上固定有永磁转子,永磁转子位于铜转子内；外壳上设有多个散热孔,还包括冷却部,冷却部包括与输入轴转动连接的定位块,定位块上设有多条导流通道,导流通道的进气端位于靠近外壳处,导流通道的出气端朝向铜转子,导流通道的直径沿靠近出气端处逐渐减小；输入轴上还固定有若干将外部气体导入导流通道的散热翅片。本发明解决了现有技术仅通过排出热气,只能实现减少永磁转子升温,不能实现对永磁转子降温,进而使得长时间运行后,永磁转子因高温消磁,无法稳定运行的问题。(The invention belongs to the technical field of cooling or ventilating power generation, transformation or distribution equipment through which ambient air flows, and discloses a rapid heat dissipation type permanent magnet coupler which comprises a shell, an input shaft and an output shaft, wherein a copper rotor is fixed on the input shaft, a permanent magnet rotor is fixed on the output shaft, and the permanent magnet rotor is positioned in the copper rotor; the shell is provided with a plurality of heat dissipation holes, the cooling part comprises a positioning block rotatably connected with the input shaft, a plurality of flow guide channels are arranged on the positioning block, the air inlet ends of the flow guide channels are positioned close to the shell, the air outlet ends of the flow guide channels face the copper rotor, and the diameters of the flow guide channels are gradually reduced along the positions close to the air outlet ends; the input shaft is also fixed with a plurality of radiating fins for guiding external air into the flow guide channel. The invention solves the problems that the temperature rise of the permanent magnet rotor can only be reduced and the temperature reduction of the permanent magnet rotor can not be realized only by discharging hot gas in the prior art, so that the permanent magnet rotor can not stably operate due to high-temperature demagnetization after long-time operation.)

快速散热型永磁耦合器

技术领域

本发明属于由周围空气流过的冷却或通风的发电、变电或配电设备技术领域，具体涉及一种快速散热型永磁耦合器。

背景技术

永磁耦合器又称磁力联轴器、永磁传动装置。主要由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成。在永磁耦合器运行的过程中，铜转子和永磁转子均会发生快速的转动，而磁感应做功，会使得铜转子和永磁转子产生热量，热量会导致永磁转子消磁，出现转动速率降低或无法转动的情况，因此需要对永磁转子进行降温。现目前通常使用的冷却方式是风冷，通过在导磁盘外侧安装散热翅片，依靠导磁盘转动，形成涡流，将内部较多的热量带出，以达到降温的效果。

但是这种方式，只能将温度较高的气体排走，减少升温，而并不能达到降温的效果。为了确保长时间运行后，不会出现消磁的的情况，需要在减少升温的同时，快速的降温，使得永磁转子的温度降低，保证永磁转子的稳定运行。

发明内容

本发明意在提供一种快速散热型永磁耦合器，以解决现有技术仅通过排出热气，只能实现减少永磁转子升温，不能实现对永磁转子降温，进而使得长时间运行后，永磁转子因高温消磁，无法稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，快速散热型永磁耦合器，包括外壳和分别贯穿外壳两端的输入轴与输出轴，还包括铜转子和位于铜转子内的永磁转子，且永磁转子和铜转子之间形成气缝，铜转子固定在输入轴上，永磁转子固定在输出轴上，外壳上设有多个散热孔，还包括冷却部，冷却部包括固定在外壳内侧的定位块，输入轴转动连接在定位块上，定位块上设有多条导流通道，导流通道的进气端位于靠近外壳，导流通道的出气端朝向铜转子，导流通道的直径沿靠近出气端方向逐渐减小；输入轴上还固定有若干将外部气体导入导流通道的散热翅片。

本技术方案的技术原理：

通过永磁耦合器运行时输入轴的转动，带动散热翅片转动，进而对气体进行导流，将外部气体导流至导流通道内，并从导流通道的出气端吹撒在铜转子上，实现对铜转子的降温。由于铜转子的材料特性，其导热性好，因此在铜转子降温后，会迅速的与永磁转子发生热交换，实现永磁转子的温度降低。

铜转子和永磁转子转动时会发热，使得壳体内部温度较高，而通过散热翅片导流至导流通道内的气体温度较低；同时，由于导流通道朝向出气端的直径逐渐减小，根据伯努利原理，从出气端排出的气体的流速快、温度低，进而能够提高降温的效果和效率。

本技术方案的有益效果：

1、通过在输入轴上设置散热翅片，永磁耦合器运行时，输入轴会发生转动，带动散热翅片转动，将外部的气体导流至导流通道内，并从导流通道的出气端排出，吹撒在铜转子上，实现对铜转子的降温；由于铜转子的导热性好，其散热后，会与永磁转子发生热交换，进而对永磁转子的降温；

2、导流通道的直径朝向出气端方向逐渐减小，气体在导流通道内流动时，流速逐渐变快，根据伯努利原理，气体的温度逐渐降低，因此使得从出气端排出的气体温度低，因此能实现对铜转子的快速、高效降温；

综上所述，与现有技术通过将壳体内侧的热气排出相比，本技术方案引入外部温度较低的气体，通过气体与铜转子发生热交换，实现降温；同时，由于本技术方案的具体结构设置，能够使得吹撒在铜转子上的气体温度进一步降低，进而提高降温的效果和速度，实现快速、高效的降温。

进一步，所述冷却部设有两个，且另一个冷却部的定位块与输出轴转动连接。

有益效果：将另一个冷却部设置在输出轴一侧，能够实现对另一侧的铜转子进行降温，实现对铜转子两侧同步降温，提高降温的效果和速度。

进一步，所述定位块上均固定有包裹散热翅片的导流罩，且导流通道均位于导流罩的内圈。

有益效果：通过导流罩的设置，能够对外部气体进行导流，便于气体全部进入导流通道内，方便对铜转子进行降温。

进一步，所述导流罩呈锥形，且导流罩的自由端与外壳内侧相抵。

有益效果：将导流罩设置为锥形，能够使得导流罩的进气端包裹范围较广，进而能导流更多的气体；同时，导流罩的自由端与外壳内侧相抵，能避免向导流通道内导入外壳内部的温度较高的气体，进而避免降温效果受影响。

进一步，所述定子上还固定有挡流盘，导流通道的出气端位于挡流盘与铜转子之间。

有益效果：通过导流通道排出的气体位于挡流盘与铜转子之间，能减缓气体向外扩散的速度，延长气体与铜转子之间的接触，进而延长气体与铜转子之间的热交换时间，提高对铜转子的降温效果。

进一步，还包括散热部，散热部包括固定在外壳内侧的散热桶，散热桶内竖向滑动连接有滑板，散热桶的顶部设有与外部连通的排气管，排气管上设有排气单向阀，滑板上设有导气口，导气口内设有导气单向阀，散热桶底部固定有进气口，进气口内设有进气单向阀；滑板的底部还固定有贯穿散热桶底部的推杆，铜转子外圈固定有间歇推动推杆的驱动块。

有益效果：设置散热部，能够将外壳内温度较高的气体向外排出，减少较高温的气体对外部气体降温效果的影响。铜转子转动时，会带动驱动块转动，当驱动块转动至与推杆相抵后，逐渐推动推杆上移，并带动滑板上移，滑板挤压散热桶上部的气体，气体通过排气管排出；同时，位于散热桶下部通过进气口将外壳内温度较高的气体吸入。随着铜转子的转动，驱动块逐渐脱离推杆，使得推杆在自身重力和滑板的重力作用下下滑，进而将散热桶下部的气体通过导气口导入散热桶上部。通过铜转子的持续转动，能持续上述动作，进而完成将外壳内部的温度较高的气体排出。

进一步，所述推杆的底部固定有配重块。

有益效果：在配重块的作用下，能实现滑板的快速下移，使得整个散热部的运行效果佳。

进一步，所述滑板与散热桶底部之间焊接有弹簧。

有益效果：设置弹簧，能避免配重块带动滑板快速下移，造成的撞击散热桶，避免散热桶受损。

进一步，所述配重块呈球形。

有益效果：将配重块设置为球形，具有弧面，能方便驱动块的推动。

进一步，所述驱动块呈弧形。

有益效果：驱动块为弧形，具有弧面，方便与配重块的接触，从而方便推动推杆上移，同时弧面的驱动块没有棱角，能避免刮伤配重块；并且配重块和驱动块接触时也没有噪音的产生，减少的外部环境的影响。

附图说明

图1为本发明实施例1的纵向剖视图；

图2为本发明实施例2中散热部的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：输入轴1、输出轴2、铜转子3、永磁转子4、定位块5、导流通道51、挡流盘52、导流罩53、散热翅片6、散热桶7、进气口71、排气管72、滑板8、导气口81、推杆82、配重块83、驱动块9。

实施例1：

快速散热型永磁耦合器，基本如附图1所示，包括外壳(图中未画出)，外壳的外周和端部均设置有多个散热孔。外壳内从左至右依次设有输入轴1、铜转子3、输出轴2，铜转子3内设有空腔，永磁转子4设置在空腔内，且永磁转子4与铜转子3之间形成气缝。

输入轴1贯穿外壳的前端(即图1中的左端)，并延伸至外壳外，输出轴2贯穿外壳的后端，且延伸至外壳外。输入轴1和输出轴2均与外壳转动连接。在使用时，输入轴1与电机的转动轴固定，通过电机驱动；输出轴2与待使用部件固定。

铜转子3的左侧固定在输入轴1的右端，铜转子3与输入轴1之间的连接方式可以为焊接，也可以通过轴承连接，本实施例中使用轴承连接。永磁转子4的右侧固定在输出轴2的左端，且输出轴2的左端贯穿铜转子3，并与铜转子3转动连接。

外壳内还设置有两个冷却部，冷却部分别设置在铜转子3的左右两侧，且关于铜转子3的中轴线对称设置。以左侧的冷却部为例，冷却部包括固定在外壳内的定位块5，输入轴1贯穿定位块5，且输入轴1与定位块5转动连接。

定位块5内设置有多条导流通道51，导流通道51的数量可以根据实际的需求进行设置，本实施例中定位块5上设有5条导流通道51。导流通道51的左端为进气端，右端为出气端，导流通道51的出气端朝向铜转子3，能实现从导流通道51内排出的气体吹撒在铜转子3上。导流通道51的直径从左至右依次减小。

定位块5的左端还固定有导流罩53，导流罩53包裹导流通道51的进气端。导流罩53呈锥形，且导流罩53的大径端(即左端)与外壳左端相抵。输入轴1上设有多块散热翅片6，本实施例中散热翅片6设有三块。三块散热翅片6构成类似风扇叶片的结构，能实现将外壳外部的气体吸入，并导流至导流通道51内。

定位块5靠近铜转子3的一端还固定有挡流盘52，导流通道51的出气端位于挡流盘52与铜转子3之间。

具体实施过程如下：

永磁耦合器使用时，通过电机的驱动，实现输入轴1的转动，再通过铜转子3和永磁转子4的配合实现输出轴2的转动，因此实现永磁耦合器的运行。在此过程中，由于铜转子3和永磁转子4快速转动，通过磁感应做功，会使得铜转子3和永磁转子4产生大量的热量。

输入轴1转动带动散热翅片6转动，散热翅片6形成类似风扇的结构，并通过导流罩53的阻挡和导流，能将外壳外部的气体导流至导流通道51，并使得气体沿着导流通道51流动。由于导流通道51朝向出气端的直径逐渐减小，根据伯努利原理，气体的流速逐渐加快，且气体的温度逐渐变低，便于与铜转子3进行热交换，实现对铜转子3左侧降温。当气体通过导流通道51的出气端排出后，吹撒在铜转子3的表面，实现与铜转子3进行热交换，进而完成对铜转子3的降温。同时，右侧的冷却部的运转，实现对铜转子3的右侧进行降温。

而在定位块5上设置的挡流盘52，能够对气体向外扩散进行阻挡，使得气体被限制在挡流盘52与铜转子3之间的时间延长，进而使得气体能充分的与铜转子3进行热交换，既提高对铜转子3的降温效果，又能提高气体进行热交换的利用率。

通过气体对铜转子3进行降温，使得铜转子3的温度会低于永磁转子4的温度，由于铜转子3本身材料的特性，热导性较高，能快速的与永磁转子4发生热交换，进而实现对永磁转子4的降温。通过导流通道51持续的通入气体，便能快速且高效的对铜转子3和永磁转子4进行降温，避免永磁转子4因高温导致的消磁的情况出现。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别仅在于，如图2所示，本实施例还包括散热部，散热部包括固定在外壳顶部内侧的散热桶7，散热桶7的底端封闭。散热桶7内竖向滑动连接有滑板8，滑板8的底部焊接有推杆82，推杆82贯穿散热桶7的底部并延伸至散热桶7外，推杆82与散热桶7底部竖向滑动连接。推杆82的底部固定有配重块83，配重块83为非金属材质，例如，本申请中使用重量为2kg的塑料球。

散热桶7的顶部设置有排气管72，排气管72将散热桶7内部和外壳外部连通。排气管72内设有排气单向阀，当滑板8上移时，挤压散热桶7上部的气体，使得散热桶7上部的压强增大，进而使得排气单向阀打开，向外排出气体。滑板8上设有导气口81，导气口81内设有导气单向阀，当滑板8向下滑动时，挤压散热桶7下部的气体，散热桶7下部的压强增大，进而导气单向阀打开，将散热桶7下部的气体导入散热桶7上部。散热桶7底部设有进气口71，进气口71内设有进气单向阀，当滑板8上移时，散热桶7位于滑板8下方的空间增大，压强减小，进气单向阀打开，因此将外壳内的温度较高的气体吸入散热桶7内，便于后续将温度较高的气体排出。滑板8底部与散热桶7底部之间焊接有弹簧。

铜转子3的外圈固定一个驱动块9，驱动块9呈弧形，驱动块9位于配重块83下方，当驱动块9转动至顶部时，能与配重块83接触。

具体实施过程如下：

在永磁耦合器运行的过程中，铜转子3的转动，带动驱动块9转动，当驱动块9转动至顶部时，与配重块83接触，并随着驱动块9持续转动，且配合配重块83的形状，使得驱动块9推动配重块83上移，从而实现推杆82带动滑板8上移，挤压散热桶7上部的气体，上部的气体通过排气管72排出；同时，滑板8上移，散热桶7下部通过进气口71将外壳内的温度较高的气体吸入散热桶7内。

随着铜转子3转动带动驱动块9转动，驱动块9逐渐与配重块83脱离，此时，在配重块83、推杆82、滑板8的自身重力作用下，滑板8下移，挤压散热桶7下部的气体，将气体通过导气口81导入滑板8上方的散热桶7内。通过铜转子3的持续转动，能实现滑板8间歇的上下移动，进而能够将外壳内的温度较高的气体强制排出。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。