專利名稱：磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供的是一種利用磁場作用力的磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器，它解決了往復(fù)運動的密封問題，廣泛應(yīng)用在化工、生物制品、制藥、真空系統(tǒng)和空調(diào)制冷等行業(yè)，利用磁力傳遞往復(fù)運動時，主動件與從動件之間不直接接觸，所以磁力傳動往復(fù)運動技術(shù)還可以應(yīng)用于開發(fā)研究具有新的行走原理的管道機器人。
背景技術(shù)：
往復(fù)運動是工業(yè)中廣泛采用的一種運動形式，在各種機械中有著廣泛的應(yīng)用。然而，往復(fù)運動在化工、生物制品、制藥、真空系統(tǒng)和空調(diào)制冷等行業(yè)中應(yīng)用時(如柱塞泵、壓縮機和真空鍍膜機等)，要求往復(fù)運動的零件與機器殼體之間具有良好的密封，無泄漏且密封引起的摩擦損失要小。在這些行業(yè)中，密封會直接影響機器的工作性能，如泄漏影響真空系統(tǒng)的真空度；降低計量泵的計量精度；影響輸送化學(xué)試劑、分析液和添加劑等的準(zhǔn)確性，對產(chǎn)品或化學(xué)分析的質(zhì)量產(chǎn)生影響。此外，泄漏還可能對生產(chǎn)，甚至生活環(huán)境造成污染，而密封引起的摩擦損失將降低機器的工作效率。
圍繞往復(fù)運動零件的密封問題，國內(nèi)外已開展的研究工作主要集中在兩方面一是根據(jù)彈性流體動力潤滑理論，利用聚胺酯或聚四氟乙烯等材料，研究設(shè)計各種截面形狀的密封元件，增大滑動表面與密封件之間的油膜壓力梯度來控制泄漏和摩擦力；二是研究磁流體密封。然而，這兩方面工作都面臨一些問題。首先，非光滑表面接觸、動壓潤滑的不穩(wěn)定和往復(fù)運動帶入氣泡引起的困油等情況都會造成密封件與滑動表面間的流體動壓油膜轉(zhuǎn)變?yōu)榉莿訅河湍ぃ斐尚孤┖湍Σ亮υ龃?。其次，零件的往?fù)運動引起磁流體密封壓力膜出現(xiàn)變形并被帶到磁軛邊緣，造成密封失效的問題，至今無法解決。此外，流體動壓往復(fù)運動密封還可能出現(xiàn)彈性密封元件被擠出、拖曳壓力和冷啟動泄漏等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器，該驅(qū)動器利用磁場能跨越一定空間產(chǎn)生作用力的原理，利用隔離套把機械驅(qū)動部分與被驅(qū)動部分完全分開，克服了一般機械直接驅(qū)動造成的物質(zhì)泄漏和污染等問題。該驅(qū)動器是基于高性能稀土永磁材料，由扇形磁體沿周向安裝在環(huán)槽內(nèi)構(gòu)成內(nèi)、外磁環(huán)，內(nèi)、外磁環(huán)同軸裝配且兩磁環(huán)之間用套狀屏蔽結(jié)構(gòu)隔離。內(nèi)、外磁環(huán)組成同軸式環(huán)形磁路，軸向磁化的內(nèi)、外磁環(huán)以磁性相反的方式安裝。它可以實現(xiàn)兩個零(部)件之間的往復(fù)運動與作用力的無接觸傳遞，這種工作能力可以解決往復(fù)運動零件的屏蔽密封問題與開發(fā)具有新的行走原理的管道機器人。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器由兩個同軸環(huán)形磁路結(jié)構(gòu)與一個隔離套組成。這兩個環(huán)形磁路結(jié)構(gòu)一個是內(nèi)磁環(huán)，另一個是外磁環(huán)。兩個磁環(huán)的軸向?qū)挾认嗤?。每個磁環(huán)均由抗磁性材料與永磁材料構(gòu)成。構(gòu)成磁環(huán)的永磁材料是軸向磁化的。受稀土永磁材料尺寸的限制，內(nèi)、外磁環(huán)由若干塊扇形磁體組成也可以由一個磁體組成。當(dāng)磁環(huán)由多個扇形磁體組成時，按極性相同的方式布置各磁體組成磁環(huán)，而內(nèi)、外磁環(huán)之間的極性，按附

圖1所示的方式布置。當(dāng)外磁環(huán)軸向移動時，外磁環(huán)對內(nèi)磁環(huán)作用的磁場力，使得內(nèi)磁環(huán)在相同的方向上產(chǎn)生運動。
本實用新型的有益效果是，磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器是一種屏蔽式，無泄漏往復(fù)運動驅(qū)動器。這種驅(qū)動器具有實現(xiàn)兩個零(部)件之間的往復(fù)運動與作用力的無接觸傳遞的特點，可以解決往復(fù)運動零件的屏蔽密封問題，廣泛應(yīng)用于化工、生物制品、制藥、真空系統(tǒng)和空調(diào)制冷等行業(yè)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品生產(chǎn)率。并為進一步研究具有新的行走原理的管道機器人奠定基礎(chǔ)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的磁場傳遞往復(fù)作用力的原理圖。
圖中22.永久磁鐵，23.屏蔽件，24.永久磁鐵。
圖2是磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器裝配圖的一部分。
圖中1.隔離套端蓋(左右各1個)，2.套筒上蓋(左右各1個)，3.套筒下座(左右各1個)，4.滑軌支座(左右各1個)，5.外磁環(huán)端蓋，6.外磁環(huán)，7.滑軌，8.外墊圈，9.滑軌銅套，10.外磁環(huán)支撐架，11.銷支撐銅套，12.滑軌支撐端蓋，13.螺釘(若干)，14.動力柄(上下對稱各1個)，15.彈簧墊圈(若干)，16.內(nèi)擋圈，17.內(nèi)銅套，18.內(nèi)磁環(huán)，19.內(nèi)擋環(huán)，20.內(nèi)磁環(huán)固定軸，21.隔離套。
具體實施方式
在圖1中，永久磁鐵(22)的磁極N極在左，S極在右；永久磁鐵(24)的磁極S極在左，N極在右。當(dāng)永久磁鐵(22)沿平面左右運動時，永久磁鐵(24)通過磁場受永久磁鐵(22)的磁力作用，也沿平面在相同方向上運動，從而達到無接觸傳遞力的作用。
在圖2中，內(nèi)磁環(huán)和外磁環(huán)分別由數(shù)目相等的磁體組成，采用同軸環(huán)形磁路結(jié)構(gòu)，組成內(nèi)、外磁環(huán)的磁體均為軸向磁化的。內(nèi)、外磁環(huán)的極性按圖1中所示的方式布置。靜止時內(nèi)磁環(huán)的N極和外磁環(huán)的S極之間產(chǎn)生相互吸引力。當(dāng)有外力作用于外磁環(huán)上時，內(nèi)、外磁環(huán)之間產(chǎn)生軸向相對位移，這使得內(nèi)、外磁環(huán)之間的吸引力產(chǎn)生軸向分力。這個軸向分力使得內(nèi)磁環(huán)在相同方向上跟著運動，從而達到傳遞推力與運動的目的。
在圖2所示實例中，內(nèi)磁環(huán)(18)由彈簧墊圈(15)、內(nèi)擋圈(16)、內(nèi)銅套(17)、內(nèi)擋環(huán)(19)、內(nèi)磁環(huán)固定軸(20)和螺釘固定之后放入隔離套(21)內(nèi)；隔離套(22)與左右隔離套端蓋(1)密封后，用螺釘固定到套筒上蓋(2)和套筒下座(3)上，套筒上蓋(2)和套筒下座(3)也由螺釘固定；套筒下座(3)固定到工作臺上；外磁環(huán)(6)由外磁環(huán)端蓋(5)、外墊圈(8)、外磁環(huán)支撐架(10)和彈簧墊圈以及螺釘固定之后安裝到隔離套(21)外；外磁環(huán)支撐架(10)通過滑軌銅套(9)、滑軌支撐端蓋(12)與滑軌(7)相連；滑軌(7)兩端用滑軌支座(4)支撐固定到工作臺上；動力柄(14)通過銷支撐銅套(11)和螺釘與外磁環(huán)支撐架(10)連接；動力由動力柄(14)傳給外磁環(huán)支撐架(10)，外磁環(huán)支撐架(10)上的外磁環(huán)(6)隨其一起運動，通過磁力無接觸地驅(qū)動內(nèi)磁環(huán)(18)往復(fù)運動，達到無接觸傳遞往復(fù)運動的目的。
權(quán)利要求1.一種新型磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器，由同軸的內(nèi)、外磁環(huán)及兩磁環(huán)之間的屏蔽結(jié)構(gòu)件組成，其特征是由扇形磁體沿周向安裝在環(huán)槽內(nèi)構(gòu)成內(nèi)、外磁環(huán)，內(nèi)、外磁環(huán)同軸裝配且兩磁環(huán)之間用套狀屏蔽結(jié)構(gòu)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器，其特征是構(gòu)成驅(qū)動器的內(nèi)、外磁環(huán)組成同軸式環(huán)形磁路，軸向磁化的內(nèi)、外磁環(huán)以磁性相反的方式安裝。
專利摘要一種新型磁屏蔽直線往復(fù)驅(qū)動器，該驅(qū)動器采用同軸式環(huán)形磁路，主要由內(nèi)磁環(huán)和外磁環(huán)構(gòu)成的同軸式環(huán)形磁路組成，內(nèi)、外磁環(huán)之間是屏蔽結(jié)構(gòu)件，內(nèi)、外磁環(huán)的軸向?qū)挾认嗤?，且?nèi)、外磁環(huán)分別由若干塊扇形磁體組成，或由一個磁體組成，這取決于內(nèi)、外磁環(huán)的尺寸與永磁材料的尺寸。磁環(huán)由永磁體材料構(gòu)成，構(gòu)成磁環(huán)的永磁材料是軸向磁化的。內(nèi)、外磁環(huán)按吸引力方式布置構(gòu)成驅(qū)動器。當(dāng)外磁環(huán)做往復(fù)運動時，內(nèi)、外磁環(huán)產(chǎn)生軸向相對位移，這時內(nèi)外磁環(huán)之間的吸引力產(chǎn)生一個軸向分力，在此軸向分力的作用下，內(nèi)磁環(huán)隨著外磁環(huán)做往復(fù)運動，實現(xiàn)往復(fù)運動與動力的傳遞。
文檔編號H02K51/00GK2901684SQ200520029299
公開日2007年5月16日 申請日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者譚慶昌, 李為, 楊兆軍, 趙洪志, 李慶華, 寇尊權(quán), 辛鏑, 張會端, 鄭福勝 申請人:吉林大學(xué)