磁传动联轴器和飞轮储能装置

技术领域

本发明涉及传动设备技术领域，尤其涉及一种磁传动联轴器和飞轮储能装置。

背景技术

磁力传动联轴器属非接触式联轴器,它一般由内外2个磁体组成,中间由隔离罩将2个磁体分开,内磁体与被传动件相连,外磁体与动力件相连；磁力传动联轴器除了具有弹性联轴器缓冲吸振的功能外,其最大的特点在于它打破传统联轴器的结构形式，采用全新的磁耦合原理，实现主动轴与从动轴两者之间不通过直接接触便能进行力与力矩的传递，并可将动密封化为静密封，实现零泄漏；因此它广泛应用于对泄漏有特殊要求的场合

相关技术中的磁力传动联轴器的2个磁体通常由多个不同磁性的永磁体排布构成，但是当磁力传动联轴器高速运行时，其强大的离心力会造成永磁体脱落，导致磁力传动联轴器难以满足高转速大扭矩的传动要求，应用场景受限。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此本申请提出了一种磁传动联轴器，该磁传动联轴器的内磁体嵌设在内安装环上，相较于表贴的安装方式，内磁体装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，应用场景广。

本发明的实施例还提出一种飞轮储能装置。

本发明实施例的磁传动联轴器包括内转子、外转子和隔离罩，所述外转子包括外安装环和设于所述外安装环上的外磁体，所述内转子包括内安装环和嵌设在所述内安装环上的内磁体，所述隔离罩设于所述外安装环内，所述内安装环设于所述隔离罩内，所述外磁体与所述内磁体相对，且所述内磁体和所述外磁体均由不同磁性的永磁体交替排列构成。

本发明实施例的磁传动联轴器，外转子包括外安装环和设于外安装环上的外磁体，内转子包括内安装环和嵌设在内安装环上的内磁体，隔离罩设于外安装环内，内安装环设于隔离罩内，外磁体与内磁体相对，且内磁体和外磁体均由不同磁性的永磁体交替排列构成，由此，内磁体采用嵌设的方式安装在内安装环上，相较于表贴的安装方式，内磁体装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，应用场景广

在一些实施例中，所述外磁体环设在所述内磁体的外周，所述内安装环具有多个沿其轴向延伸并在其周向上间隔布置的安装槽，所述内磁体的多个所述永磁体对应嵌设在多个所述安装槽内。

在一些实施例中，所述安装槽朝向所述外磁体的一端与所述外磁体的距离小于所述内安装环的外周面与所述外磁体的距离。

在一些实施例中，所述安装槽朝向所述外磁体的内侧面为弧形面。

在一些实施例中，所述内安装环包括内环体和套设在所述内环体外周的外环体，所述安装槽设于所述外环体上，且所述外环体为导磁件，所述内环体为高强度的不导磁件。

在一些实施例中，所述内环体的外周面设有多个朝向所述外环体凸出并沿所述内环体的周向间隔布置的卡块，所述外环体的内周面上设有多个在其周向上间隔布置并沿所述外环体的轴向贯穿所述外环体的卡槽，多个所述卡块对应配合在多个所述卡槽内。

在一些实施例中，所述卡槽与所述安装槽朝向所述内环体的一端连通。

在一些实施例中，所述卡块包括与所述内环体连接的连接部和连接在所述连接部的外端的限位部，且在所述内环体的周向上，所述限位部的至少部分超出所述连接部。

在一些实施例中，所述外安装环包括盖板和环绕在所述盖板外周并沿垂直与所述盖板的方向延伸的环板，所述环板远离所述盖板的一端设有沿其周向延伸的环形压板，所述外磁体设于所述环形压板和所述盖板之间，所述盖板连接在外部驱动设备的输出轴上；

所述内转子还包括上压盖和支撑轴，所述上压盖和所述支撑轴在所述内转子的轴向上分别连接在所述内磁体的两端，所述支撑轴套设在外部做功设备的输入轴上。

本发明实施例的飞轮储能装置包括飞轮转子、驱动电机和上述实施例所述的磁传动联轴器，所述外安装环与所述驱动电机的输出轴连接，所述内安装环与所述飞轮转子连接。

本发明实施例的飞轮储能装置，通过采用上述磁传动联轴器，磁传动联轴器的内磁体嵌设在内安装环上，则相较于表贴的安装方式，内磁体装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，提高储能飞轮的功率。

附图说明

图1是本发明实施例的磁传动联轴器的内转子的剖视图。

图2是本发明实施例的磁传动联轴器的剖视图；

图3是本发明实施例的磁传动联轴器的外转子的结构示意图；

图4是本发明实施例的磁传动联轴器的外转子的剖视图；

图5是本发明实施例的磁传动联轴器的内转子的结构示意图；

图6是本发明实施例的磁传动联轴器的内转子的剖视图。

附图标记：

内转子1，内安装环11，内环体111，外环体112，内磁体113，卡块12，上压盖13，支撑轴14，隔离罩2，外转子3，外安装环31，外磁体32，盖板33，环板34。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图6所示，本发明实施例的磁传动联轴器包括内转子1、外转子3和隔离罩2。

具体地，外转子3包括外安装环31和设于外安装环31上的外磁体32，内转子1包括内安装环11和嵌设在内安装环11上的内磁体113，隔离罩2设于外安装环31内，内安装环11设于隔离罩2内，外磁体32与内磁体113相对，且内磁体113和外磁体32均由不同磁性的永磁体交替排列构成。

需要说明的是，在实际应用时，外安装环31连接外部驱动设备的输出轴，内安装环11连接外部做功设备的输入轴，驱动设备带动外安装环31转动可使外磁体32同步转动，外磁体32与内磁体113的磁场作用可带动内转子1转动以实现驱动设备与做功设备之间的非接触式传动。

另外，常见的内转子1结构通常是将内磁体113贴设在内安装环11的表面，当内转子1高速转动时会产生较大的离心力，安装在内安装环11上的内磁体113在离心力的作用下存在脱落的风险，而本申请将内磁体113嵌设在内安装环11上，相较于表贴的安装方式，内磁体113装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，应用场景广。

本发明实施例的磁传动联轴器，外转子3包括外安装环31和设于外安装环31上的外磁体32，内转子1包括内安装环11和嵌设在内安装环11上的内磁体113，隔离罩2设于外安装环31内，内安装环11设于隔离罩2内，外磁体32与内磁体113相对，且内磁体113和外磁体32均由不同磁性的永磁体交替排列构成，由此，内磁体113采用嵌设的方式安装在内安装环11上，相较于表贴的安装方式，内磁体113装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，应用场景广。

优选地，如图1-图6所示，外磁体32环设在内磁体113的外周，内安装环11具有多个沿其轴向延伸并在其周向上间隔布置的安装槽，内磁体113的多个永磁体对应嵌设在多个安装槽内。需要说明的是，常见的磁传动联轴器包括平面磁传动联轴器和同轴磁传动联轴器，本申请将永磁体沿轴向插入内安装环11上，且外磁体32环绕在内磁体113的外周，可将本申请的磁传动联轴器构建为同轴磁传动联轴器，竖向插入的永磁体的布局体积更大，磁密度高，其所能承载的传动扭矩也更大。

具体地，如图3和图4所示，外安装环31包括盖板33和环绕在盖板33外周并沿垂直与盖板33的方向延伸的环板34，环板34远离盖板33的一端设有沿其周向延伸的环形压板，外磁体32设于环形压板和盖板33之间，盖板33连接在外部驱动设备的输出轴上。

进一步地，如图5和图6所示，内转子1还包括上压盖13和支撑轴14，上压盖13和支撑轴14在内转子1的轴向上分别连接在内磁体113的两端，支撑轴14套设在外部做功设备的输入轴上。

进一步地，安装槽朝向外磁体32的一端与外磁体32的距离小于内安装环11的外周面与外磁体32的距离。换言之，安装槽位于内安装环11的内部，相较于形成在内安装环11的外周面上的安装槽，本申请的安装槽的外侧为闭口式，设于安装槽内的永磁体不存在从安装槽的外侧开口甩出的问题，防脱效果好。

优选地，如图1所示，安装槽朝向外磁体32的内侧面为弧形面。换言之，内安装环11上设置的永磁体的外端为圆头设计，有利用永磁体受力，优化了内安装环11的力学结构，减少应力集中。

可选地，如图1所示，内安装环11包括内环体111和套设在内环体111外周的外环体112，安装槽设于外环体112上，且外环体112为导磁件，内环体111为高强度的不导磁件。由此，高强度的内环体可用于支撑外环体，提升整个内安装环的结构强度，满足磁传动联轴器的高速大扭矩的传动需求。

进一步地，如图1所示，内环体111的外周面设有多个朝向外环体112凸出并沿内环体111的周向间隔布置的卡块12，外环体112的内周面上设有多个在其周向上间隔布置并沿外环体112的轴向贯穿外环体112的卡槽，多个卡块12对应配合在多个卡槽内。由此，内环体111与外环体112配合简单，拆装方便，且卡扣与卡槽的配合可锁紧外环体112，外环体112可承受更强的离心力作用，满足磁传动联轴器的高速大扭矩的传动需求。

优选地，如图1所示，卡槽与安装槽朝向内环体111的一端连通。由此，永磁体插入安装槽时，由于安装槽的内侧为开口式，允许安装槽发生小量形变，以降低永磁体的装配难度。

进一步地，如图1所示，卡块12包括与内环体111连接的连接部和连接在连接部的外端的限位部，且在内环体111的周向上，限位部的至少部分超出连接部。由此，限位部可起到“钩子”的作用，拉紧外环体112，使外环体112能够承受更大的离心力。

具体地，如图1所示，限位部与连接部构成大体的“T”形结构， “T” 形结构的两侧凸出部位（限位部）均可以起到锁紧、卡勾的作用，进一步提高了对外环体112的锁紧效果。

本发明实施例的飞轮储能装置包括飞轮转子、驱动电机和上述实施例的磁传动联轴器，外安装环31与驱动电机的输出轴连接，内安装环11与飞轮转子连接。

本发明实施例的飞轮储能装置，通过采用上述磁传动联轴器，磁传动联轴器的内磁体113嵌设在内安装环11上，则相较于表贴的安装方式，内磁体113装配更加牢固，其在离心力的作用下具有更强的抗脱落能力，进而可满足高转速大扭矩的传动要求，提高储能飞轮的功率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。