CS240574B1

CS240574B1 - Magnetic clutch

Info

Publication number: CS240574B1
Application number: CS84257A
Authority: CS
Inventors: Adolf Rihak; Zdenek Zak
Original assignee: Adolf Rihak; Zdenek Zak
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS25784A1

Abstract

Magnetická spojka přenáší rotační pohyb přes stěnu rotačního válce, a tím umožňuje dokonalou hermetizaci míchané nádoby. Magnetická spojka je tvořena vnitřním feromagnetickým rotorem (2) se sudým počtem vnitřních permanentních magnetů (3) s podélnými radiálními póly a vnějším feromagnetických rotorem . (5) se shodným počtem vnějších permanentních magnetů (6J s podélnými póly zmagnetovanými souhlasně s podélnými póly vnitřních permanentních magnetů (3), přičemž sousední permanentní magnety vždy mají opačnou polaritu.The magnetic coupling transmits the rotational movement through the wall of the rotating cylinder, thus enabling perfect hermetic sealing of the stirred vessel. The magnetic coupling consists of an inner ferromagnetic rotor (2) with an even number of inner permanent magnets (3) with longitudinal radial poles and an outer ferromagnetic rotor (5) with an equal number of outer permanent magnets (6J with longitudinal poles magnetized in accordance with the longitudinal poles of the inner permanent magnets (3), with adjacent permanent magnets always having the opposite polarity.

Description

Vynález se týká magnetického přenosu rotačního pohybu přes stěnu válcového pláště za účelem hermetického oddělení pracovního prostředí od okolního prostoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the magnetic transfer of rotational motion across a wall of a cylindrical shell to hermetically separate the working environment from the surrounding space.

Utěsňování rotačních strojních součástí válcového tvaru, jako jsou například hřídele míchadel, čerpadel apod., sS pr ovádí četnými druhy těsniv z nejrůznejších těsnicích materiálů. Dosud se běžně používají provazcová a měkká těsniva stlačovaná v ucpávkovém prostoru víkem ucpávky, těsnicí kroužky pryžové a z různých plastických materiálů, těsnicí kroužky uhlíkové, keramické, kovové i těsniva jazýčková, u kterých se využívá přetlaku k samoutěsňujícím účinkům apod.Sealing of rotary machine parts of cylindrical shape, such as agitator shafts, pumps, etc., s performs many types of sealants of various sealing materials. To date, cord and soft sealants compressed in the stuffing box by the gland lid, rubber gaskets and various plastic materials, carbon, ceramic, metal and tongue sealants using overpressure for self-sealing effects, etc. are commonly used.

Všechny jmenované způsoby utěsňování rotačních částí nutně potřebují i energii na, překonávání třecích ztrát, mají pravidelně nejkratší životnost z celého zařízení, mohou způsobit selhání a výron utěsňované látky, jsou náročné na obsluhu a údržbu, podléhají chemickým vlivům apod.All of the above mentioned methods of sealing rotating parts necessarily also require energy to overcome frictional losses, they have regularly the shortest service life of the whole device, they can cause failure and discharge of the sealed substance, are difficult to operate and maintain, subject to chemical influences etc.

Proto ani bohatý výběr těsniva není pro mnohé požadavky dostatečný, protože v podstatě nezaručí dostatečnou těsnost a již vůbec nevyloučí například difúzní procesy a pronikání nečistot.Therefore, even the wide choice of sealant is not sufficient for many requirements, since it basically does not guarantee sufficient tightness and no longer excludes, for example, diffusion processes and impurity penetration.

Princip magnetického přenosu síly nebo pohybu pomocí permanentních magnetů je sice známý, ale dosud se omezil jen na některá malá laboratorní zařízení.The principle of magnetic transfer of force or motion by means of permanent magnets is well known but has so far been limited to some small laboratory devices.

Předmětem vynálezu je magnetická spojka s permanentními magnety, přenášející rotační pohyb přes stěnu válcového pláště, která má vnitřní část tvořenu vnitřním feromagnetickým rotorem se sudým počtem vnitřních permanentních magnetů s podélnými radiálními póly a vnější část je tvořena vnějším feromagnetickým rotorem se shodným počtem vnějších permanentních magnetů, zmagneto vánými souhlasně s podélnými póly vnitřních permanentních magnetů, přičemž sousední permanentní magnety mají vždy opačnou polaritu. Vnitřní permanentní magnety nebo vnější permanentní magnety mohou být nahrazeny feromagnetickým materiálem.The subject of the invention is a permanent magnet magnetic coupling transmitting rotary motion through a cylindrical shell wall having an inner part formed by an inner ferromagnetic rotor with an even number of inner permanent magnets having longitudinal radial poles and an outer part formed by an outer ferromagnetic rotor with the same number of outer permanent magnets. magnetized in accordance with the longitudinal poles of the internal permanent magnets, the adjacent permanent magnets always having opposite polarity. The internal permanent magnets or external permanent magnets may be replaced by a ferromagnetic material.

Výhodou magnetické spojky podle tohoto vynálezu je, že poháněný hřídel je hermeticky uzavřen válcovou stěnou z nemagnetického materiálu, přes kterou se přenáší kroutící moment od naháněného statoru, který je vně pláště nebo obráceně. Proto zde nemůže dojít k netěsnostem, protože odpadá utěsňování rotačního pohybu součástí se všemi jeho nedostatky a pracovní prostor je dokonale a trvale utěsněn.An advantage of the magnetic coupling according to the invention is that the driven shaft is hermetically sealed by a cylindrical wall of non-magnetic material, through which the torque is transmitted from the driven stator which is outside the housing or vice versa. Therefore, no leaks can occur here, since the rotational movement of the components with all its drawbacks is eliminated and the working space is perfectly and permanently sealed.

Příklad provedení magnetické spojky podle tohoto vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu, kde je znázorněna vnitřní část 1 magnetické spojky, vnitřní feromagnetický rotor 2, vnitřní permanentní magnet 3, vnější magnetické spojky 4, vnější feromagnetický rotor 3, vnější permanentní magnet 6, stěna válcového pláště 7.An exemplary embodiment of a magnetic coupling according to the present invention is schematically shown in the drawing where the inner magnetic coupling part 1, the internal ferromagnetic rotor 2, the internal permanent magnet 3, the external magnetic coupling 4, the external ferromagnetic rotor 3, the external permanent magnet 6, the cylindrical shell wall 7.

Vnitřní část 1 magnetické spojky je oddělena od vnější části magnetické spojky 4 hermetizující stěnou válcového pláště 7, která musí být z nemagnetického materiálu, například nemagnetických kovů, plastů nebo skla. Vnitřní část 1 magnetické spojky je tvořena vnitřním feromagnetickým rotorenf'2. V případě, ~ze~z konstrukčních důvodů je jeho těleso z nemagnetických materiálů, musí být opatřeno feromagnetickým jádrem. Do něj jsou zasazeny vnitřní permanentní magnety 3, které mohou být složeny z drobných hranolů. Prostor mezi permanentními magnety je vyplněn s výhodou nemagnetickým materiálem. Obdobně je konstruována vnější část magnetické spojky 4.The inner part 1 of the magnetic coupling is separated from the outer part of the magnetic coupling 4 by hermetizing the wall of the cylindrical shell 7, which must be of a non-magnetic material, for example a non-magnetic metal, plastic or glass. The inner part 1 of the magnetic coupling is formed by the inner ferromagnetic rotor 2. If, for construction reasons, its body is made of non-magnetic materials, it must be provided with a ferromagnetic core. Into it are inserted internal permanent magnets 3, which can be composed of small prisms. The space between the permanent magnets is preferably filled with a non-magnetic material. Similarly, the outer part of the magnetic coupling 4 is constructed.

Při výrobě lze s výhodou použít progresivních způsobů magnetování pulsním proudem z kondenzátorové baterie, které je méně energeticky, náročné než při napájení magnetovacího vinutí z rotačního elektrického'zdroje. Tím je umožněno mechanické opracování a skládání celého zařízení v nezmagnetovaném stavu.It is advantageous to use progressive methods of pulse current magnetization from a capacitor battery, which are less energy-intensive than in the case of powering a magnet winding from a rotating electrical source. This enables mechanical machining and folding of the entire device in an unmagnetized state.

Volbou vhodného tvaru demagnetizační charakteristiky permanentních magnetů a optimálním uspořádáním geometrických rozměrů permanentních magnetů a vzduchové mezery je zajištěno, že nedochází k poklesu magnetických vlastností obvodu v důsledku demontáže.By selecting the appropriate shape of the permanent magnet demagnetization characteristic and the optimal arrangement of the geometric dimensions of the permanent magnets and the air gap, it is ensured that the magnetic properties of the circuit do not decrease as a result of dismantling.

jako úsporné opatření je možno v některých případech použít místo vnitřních permanentních magnetů 3 nebo vnějších permanentních magnetů 6 pouze feromagnetické materiály za cenu menšího přenosu kroutícího momentu. Permanentní magnety mohou být opatřeny tvarovanými pólovými nástavci z feromagnetického materiálu, které zajistí vhodné rozložení magnetického' pole ve vzduchových mezerách a zvýší přenášený výkon.In some cases, instead of internal permanent magnets 3 or external permanent magnets 6, only ferromagnetic materials can be used as a cost-saving measure at the cost of less torque transmission. Permanent magnets may be provided with shaped pole pieces of ferromagnetic material which ensure appropriate magnetic field distribution in the air gaps and increase the transmitted power.

Přenos kroutícího momentu z vnější části magnetické spojky 4 na vnitřní část 1 magnetické spojky, která může volně rotovat v uzavřeném prostoru se uskutečňuje přes řadu uzavřených magnetických obvodů, což umožňuje přenos značných kroutících momentů, které závisí na počtu i délce pólů vnitřních i vnějších permanentních magnetů 3 i 6. Rozměry permanentních magnetů a celého magnetického obvodu se stanoví tak, aby bylo možno vzájemně demontovat magnetickou spojku bez demagnetizování permanentních magnetů, a tím poklesu přenášeného kroutícího momentu. 'Magnetická spojka podle tohoto vynálezu může být konstruována i tak, že má poháněnou vnitřní část 1 a výkon se přenáší na její vnější částThe transmission of torque from the outer part of the magnetic coupling 4 to the inner part 1 of the magnetic coupling which can freely rotate in the enclosed space is effected through a series of closed magnetic circuits, allowing the transmission of considerable torques depending on the number and pole lengths of the internal and external permanent magnets. The dimensions of the permanent magnets and of the entire magnetic circuit are determined so that the magnetic coupling can be removed from each other without demagnetizing the permanent magnets, thereby reducing the transmitted torque. The magnetic clutch according to the present invention can also be designed to have a driven inner part 1 and power is transmitted to its outer part

4.4.

Příkladem konkrétního provedení magnetické spojky podle tohoto vynálezu je magnetická spojka s průměrem stěny válcového pláště 80 mm s 8 páry permanentních magnetů o délce pólů 80 mm, která přenáší výkon 600 W při 600 otáčkách za min. Při použití k pohonu polymeračních reaktorů s vysokými nároky na čistotu vnitřního prostoru nahradila míchadlo přes ucpávku o vý8 kónu 1 000 W, při dosažení úplné hermetizace reaktoru.An example of a specific embodiment of a magnetic coupling according to the invention is a magnetic coupling with a cylinder wall diameter of 80 mm with 8 pairs of permanent magnets with a pole length of 80 mm, which transmits 600 W at 600 rpm. When used to drive polymerization reactors with high internal cleanliness requirements, it replaced the stirrer through a 1000 W seal to achieve complete reactor hermetization.

Claims

Magnetic coupling with permanent magnets transmitting rotary motion through a wall of cylindrical shell, characterized in that its inner part (1) is formed by an inner ferromagnetic rotor (2) with an even number of inner permanent magnets (3) with longitudinal radial poles and its outer part (4) 1 is formed by an outer ferromagnetic rotor (5) with the same number of outer peryndres of the manent magnets (6) with longitudinal poles magnetized coincident with the longitudinal poles of the permanent magnets (3), the adjacent permanent magnets (3, 6) always having opposite polarity and the inner permanent magnets (3j or outer permanent magnets (6) may be replaced by a ferromagnetic material).