專利名稱：磁保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)一系統(tǒng)不受外部磁場影響的裝置，該系統(tǒng)用于在磁耦合一起的兩個(gè)機(jī)械構(gòu)件之間傳遞回繞一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)動力。
在磁耦合的兩個(gè)機(jī)械構(gòu)件之間傳遞圍繞一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的系統(tǒng)已是周知的。這樣的系統(tǒng)包括至少兩個(gè)磁化元件，分別與所述的一個(gè)機(jī)械構(gòu)件固定。磁性元件之一構(gòu)成系統(tǒng)的主動部分，而另一磁性元件構(gòu)成該系統(tǒng)的從動部分。磁性元件沿軸向被磁化，它們彼此間相互作用，使被施加到機(jī)械構(gòu)件之一上的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過上述傳動系統(tǒng)傳到另一個(gè)機(jī)械構(gòu)件上去。
本申請人注意到，這種通過磁耦合提供傳動的系統(tǒng)處在一磁場中時(shí)，特別是處于存在磁場梯度的情況下，這種傳動系統(tǒng)可能受到干擾，例如，在系統(tǒng)的主動部分和從動部分之間可能失去磁同步。
在流體計(jì)量方面，例如，如

圖1所示，巴西實(shí)用新型91BR-100684提供了一種磁保護(hù)裝置1，該裝置包圍水表中利用磁耦合的一種傳動系統(tǒng)2。
該傳動系統(tǒng)包括兩個(gè)軸向磁化環(huán)3和5，這兩個(gè)環(huán)沿一幾何軸線彼此相對設(shè)置，該幾何軸線與旋轉(zhuǎn)器7和連接求和計(jì)數(shù)器的軸7的軸線重合。保護(hù)裝置包括兩個(gè)磁性材料部件11和13，這兩個(gè)部件相對于穿過磁化環(huán)3和5之間的水平中間平面P對稱。如圖2所示，部件11和13是有兩個(gè)圓筒壁部分11a和11b或13a和13b，這些圓筒壁部分在相同軸向距離或高度上與幾何軸線平行延伸，并且圓筒壁通過相應(yīng)的第三腹板部分11c和13c在它們軸向遠(yuǎn)邊成對地連接在一起，腹板部分是圓環(huán)形的，并徑向延伸，從而在含有幾何軸線的截面上每一部件均呈U型。
兩個(gè)由磁性材料制造的部件結(jié)合在一起構(gòu)成保護(hù)裝置1，從而使所述裝置具有近似矩形截面的環(huán)形形狀。
將磁保護(hù)裝置1安裝在水表中圍繞兩磁化環(huán)3和5的位置處，而它的軸向距離或高度與磁傳動系統(tǒng)的距離或高度相一致。
這種磁保護(hù)裝置將水表外的磁場的磁力線進(jìn)行引導(dǎo)，從而使內(nèi)部安裝有磁化環(huán)3和5的、由磁性材料制成的部件11和13之間區(qū)域內(nèi)的外部磁場大為減小。為減小。
然而，本申請人注意到存在外磁場時(shí)，在環(huán)3和5所在的部件11和13之間的區(qū)域的軸端部附近形成有一磁場梯度，并且這一梯度會妨礙利用磁耦合的傳動系統(tǒng)的工作。
本申請人還注意到，通過增加部件11和13的內(nèi)徑，由于外部磁場所引起的磁場基本是零的上述特定區(qū)域減小。因此這種保護(hù)裝置的效果依賴于接近磁化環(huán)的程度。在某些類型的表中，這樣的接近會引起磁化環(huán)和磁性材料制成的部件之間的磁干擾。
本發(fā)明試圖提供一種裝置來克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，此裝置保護(hù)系統(tǒng)免受外部磁場干擾，該系統(tǒng)用于在通過磁耦合在兩機(jī)械構(gòu)件之間傳輸圍繞一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)動力。此裝置實(shí)施簡單，并能夠減小在所述傳動系統(tǒng)上的所述磁場梯度。
本發(fā)明向一傳動系統(tǒng)提供抵抗外部磁場干擾的一種保護(hù)裝置，該傳動系統(tǒng)通過磁耦合在兩個(gè)機(jī)械構(gòu)件之間傳遞圍繞一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。所述傳動系統(tǒng)包括至少兩個(gè)軸向磁化元件，每一個(gè)固定于至少所述機(jī)械構(gòu)件之一，并相互作用，所述磁化元件沿軸向隔開，所述的保護(hù)裝置由兩個(gè)包圍所述傳動系統(tǒng)的磁性材料部件組成，每一所述部件的最小徑向距離大于所述磁化元件的徑向距離，該保護(hù)裝置的特征在于兩個(gè)磁性材料的部件之間留有軸向間隙，以便減小傳動系統(tǒng)上外磁場的梯度，并有一軸向距離使它們軸向包圍所述傳動系統(tǒng)。
這一特征不僅能減小在傳動系統(tǒng)上外磁場的強(qiáng)度，而且使磁耦合傳動系統(tǒng)所在的區(qū)域有盡可能均勻的磁場。
這種保護(hù)裝置也可限制由磁耦合傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場的漏失。
根據(jù)本發(fā)明的一特征，由磁性材料制造的部件與傳動系統(tǒng)磁化元件之間有一距離，使得磁化元件在所述部件上產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度小于10-3特斯拉。
但是，某些類型的表，特別是有關(guān)體積數(shù)量的表，可以接受磁保護(hù)裝置與傳動系統(tǒng)之間較大的磁相互作用。
在水表中這一特征是特別有利的，這樣就可以忽略保護(hù)裝置與傳動系統(tǒng)之間的所有磁相互作用。每一由磁性材料制造的部件是相對于軸圓形對稱的。
根據(jù)本發(fā)明的其他特征有
磁性材料部件中至少一個(gè)包括一軸向延伸的圓筒形的第一部分，和圓環(huán)狀第二部分，該第二部分由離軸向間隙較遠(yuǎn)的第一部分的一個(gè)軸向的端部向傳動系統(tǒng)徑向延伸；磁性材料部件中至少一個(gè)包括兩個(gè)平行的圓筒部分，該兩圓筒部分一同沿軸向延伸，以及通過它們相應(yīng)的距軸向間隙較遠(yuǎn)的端部將所述兩圓筒部分連接的徑向圓環(huán)第三部分；由磁性材料制造的兩部件彼此不同；由磁性材料制造的兩部件彼此相同；磁性耦合傳動系統(tǒng)是相吸型的；磁性耦合傳動系統(tǒng)是相斥型的；以及磁耦合傳動系統(tǒng)包括構(gòu)成磁化元件的兩對永磁體。
本發(fā)明還提供一種流體計(jì)量器，該計(jì)量器包括一測量腔和一內(nèi)裝求和計(jì)數(shù)器的外罩，至少一個(gè)由無磁材料制造的壁將它們分開；一軸向旋轉(zhuǎn)器，位于浸泡在所述流體中的測量腔內(nèi)；一個(gè)與所述旋轉(zhuǎn)器同軸對準(zhǔn)的軸，并且該軸與所述求和計(jì)數(shù)器機(jī)械連接；一旋轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，將軸向旋轉(zhuǎn)器和計(jì)數(shù)器軸磁耦合在一起，并包括至少兩個(gè)軸向磁化元件，該兩個(gè)磁化元件分別固定在所述軸向旋轉(zhuǎn)器和所述求和計(jì)數(shù)器的軸上。所述流體計(jì)量器包括一保護(hù)裝置，保護(hù)所述傳動系統(tǒng)不受外部磁場干擾。安裝有這種保護(hù)裝置的流體計(jì)量器是特別可取的，這是因?yàn)榈谝?，它可以在流體流速低時(shí)防止外部磁場制動旋轉(zhuǎn)器；第二，在流體流速高時(shí)，確保不發(fā)生去耦現(xiàn)象。
在本發(fā)明第一實(shí)施例中，流體計(jì)量器還包括一附加的壁，該壁與接觸外罩的壁一起構(gòu)成了一個(gè)在外罩和測量腔之間附加的腔，而本發(fā)明裝置的由磁性材料制造的兩個(gè)部件就位于此附加的腔中。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，流體計(jì)量器還包括一附加的壁，該壁與接觸外罩的壁一起構(gòu)成了一位于外罩和測量腔之間的附加腔，而由磁性材料制造的兩個(gè)部件被與外罩接觸的壁分開，從而與保護(hù)裝置的第一實(shí)施例相比可以減小整個(gè)尺寸大小。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，流體計(jì)量器還包括一附加壁，該壁與接觸外罩的壁一起構(gòu)成一個(gè)在外罩與測量腔之間的附加腔，而由磁性材料制造的兩個(gè)部件被附加的壁分開。其優(yōu)點(diǎn)是，這一結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以在安裝本發(fā)明磁保護(hù)裝置時(shí)，避免與求和計(jì)數(shù)器各部分相干涉。安裝本發(fā)明磁保護(hù)裝置時(shí)，避免與求和計(jì)數(shù)器各部分相干涉。
在本發(fā)明第四實(shí)施例中，流體計(jì)量器還包括一附加的壁，該壁與接觸外罩的壁一起構(gòu)成一個(gè)在外罩和測量腔之間的附加腔，而由磁性材料制造的兩個(gè)部件被這兩個(gè)壁彼此分開。它可以很大地減小附加腔的軸向尺寸，以獲得小的整體尺寸。
在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，在計(jì)量器中安置一個(gè)壁，將裝有求和計(jì)數(shù)器的外罩與測量腔分開，由磁性材料制造的保護(hù)裝置的兩個(gè)部件被所述壁單獨(dú)彼此分開。這樣由磁性材料制造的部件之一位于流體計(jì)量器的測量腔內(nèi)。
應(yīng)注意到，本發(fā)明的流體保護(hù)裝置也可應(yīng)用于一流體傳感器不是一旋轉(zhuǎn)器的水表。
參考以下附圖和完全通過非限定例子作出的以下介紹，本發(fā)明其他特征和優(yōu)點(diǎn)會顯現(xiàn)出來，其中圖1是安裝現(xiàn)有技術(shù)磁保護(hù)裝置的水表的縱向剖面示意圖；圖2是圖1所示磁保護(hù)裝置局部示意透視圖；圖3是安裝有構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施例磁保護(hù)裝置的計(jì)量器的縱向剖面示意圖；圖4是安裝有圖3所示磁保護(hù)裝置的水表的放大的部分示意圖；圖5是安裝構(gòu)成本發(fā)明第二實(shí)施例的磁保護(hù)裝置的水表局部示意圖；圖6是曲線圖，其中的兩條曲線分別表示圖1和2的磁保護(hù)裝置(曲線A)和圖5的磁保護(hù)裝置(曲線B)在外磁場存在之下磁耦合傳動系統(tǒng)上的磁場梯度；圖7a-7c是圖5的磁保護(hù)裝置的不同形式的局部示意圖。
下面介紹一種流體計(jì)量器，尤其是圖3所示的由標(biāo)號20整體表示的水表，該表有一利用磁耦合的傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)附加有保護(hù)這一傳動系統(tǒng)不受外磁場影響的本發(fā)明磁保護(hù)裝置。
該水表有一計(jì)量腔22和在其上設(shè)置的一個(gè)外罩24，該外罩中裝有一求和計(jì)數(shù)器，例如一機(jī)械式計(jì)數(shù)器(未示出)。
該水表還有兩個(gè)沿豎直軸線ZZ′對齊并可以繞該軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械構(gòu)件。其中之一是帶有葉片30并位于測量腔22內(nèi)的軸向旋轉(zhuǎn)器28。軸向旋轉(zhuǎn)器28有固定葉片30的中心轂32，并在其頂端有一軸34，該軸與所述轂和旋轉(zhuǎn)器軸線同軸，并固定在所述轂上。軸向旋轉(zhuǎn)器28安裝在樞軸36上，該樞軸的一端(它的底端36a)固定在與所述軸線垂直、并構(gòu)成測量腔底部38的該腔壁上。一軸向槽40位于旋轉(zhuǎn)器的中心轂32中容納樞軸36的頂端36b。當(dāng)旋轉(zhuǎn)器靜止時(shí)，樞軸頂端36b與軸向槽40的底部接觸。
測量腔22具有相對于旋轉(zhuǎn)器軸線徑向設(shè)置的諸導(dǎo)流片或肋條41，該導(dǎo)流片41固定在與軸線ZZ′垂直并面向底部38的測量腔頂壁42上。頂壁或臺42在測量腔與外罩之間設(shè)有隔斷外界空氣的密封，該密封由無磁材料制造。
水經(jīng)注入口進(jìn)入并經(jīng)流出口離開測量腔，這兩個(gè)口在圖3的剖面上見不到。當(dāng)通過測量腔的水流動引起旋轉(zhuǎn)器28旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)器上升，軸向槽40的底部離開樞軸36的頂端36b。
另一機(jī)械構(gòu)件是與旋轉(zhuǎn)器28軸線對準(zhǔn)的軸44，它位于求和計(jì)數(shù)器的外罩24之內(nèi)。
該水表包括有一個(gè)位于裝有求和計(jì)數(shù)器的外罩24和測量腔22之間的附加腔46。附加腔46由兩面壁構(gòu)成，其中之一與測量腔頂壁42重合，另一壁或“底”48在壁42之上。壁48中無磁材料制造，將外罩24與附加腔46分開。壁48有一第一水平外圍區(qū)48a和一中心第二區(qū)48b，該第二區(qū)向著測量腔發(fā)生變形，在鄰近外罩處形成凹槽50，并在相反方向形成突出部52。
頂壁42具有一第一外圍區(qū)42a，它形成一個(gè)與旋轉(zhuǎn)器軸線平行的環(huán)狀突起，該突起與壁48的第一區(qū)48a的第一部分相對，此部分是距第二區(qū)48b的最遠(yuǎn)端。
頂壁42具有一呈環(huán)形的水平第二區(qū)42b，該環(huán)形第二區(qū)42b和與之相對的壁48第一區(qū)48a的第二部分構(gòu)成了附加腔48的環(huán)形形狀。
頂壁42還有一第三區(qū)42c，它向外罩24變形，在鄰近測量腔形成一槽54，和一在相反方向伸出的突出部56。壁48的第二區(qū)48b和上壁42的第三區(qū)42c相應(yīng)的突出部52和56相互接觸，并且第三區(qū)42c有一圍繞壁48第二區(qū)48b突出部56的圓套42d。
該水表還有一磁耦合傳動系統(tǒng)60，該系統(tǒng)的作用是從軸向旋轉(zhuǎn)器28向軸44傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后由軸44將所述的運(yùn)動機(jī)械地傳給求和計(jì)數(shù)器。
如圖3所示，磁耦合傳動系統(tǒng)60包括至少二個(gè)可在平行于軸線ZZ′的軸線方向上磁化的元件。其中之一固定在軸44上，另一個(gè)固定在軸向旋轉(zhuǎn)器28上。
例如，磁耦合系統(tǒng)60是由兩對長方體形永磁體62a和62b，64a和64b構(gòu)成。這兩對永磁體按一定間距排列在以軸線ZZ′為中心的環(huán)上，構(gòu)成每一對的兩個(gè)磁體位于所述環(huán)的直徑的兩個(gè)相對端上。作為一例子，永磁體可以是相同的。
如圖3所示，固定在旋轉(zhuǎn)器28中心轂上的軸34的頂部設(shè)有與軸線ZZ′垂直的盤形元件66，使旋轉(zhuǎn)器頂部成為T形。盤66有兩個(gè)安裝磁體62a和62b的圓周槽，該兩磁體形成磁耦合傳動系統(tǒng)60的主動部分。如此構(gòu)成磁體載體的盤被裝在頂壁42形成的槽54中。軸44在其進(jìn)入壁48的槽50的端部上裝有另外兩個(gè)磁體64a和64b。這兩個(gè)磁體64a和64b形成磁耦合傳動系統(tǒng)60的從動部分。這樣這兩對永磁體由壁42和48分開。
例如，磁耦合傳動系統(tǒng)是相斥型的，即每對磁體在與旋轉(zhuǎn)器28軸線相平行的相同方向磁化，而兩對磁體的磁化是反向的。
也可提供一種相吸型磁耦合傳動系統(tǒng)，如，包括每一均由磁化部分形成的相對的環(huán)，對每一所述的環(huán)來說，并排設(shè)置的兩個(gè)被磁化部分是在相反方向上磁化的。
這種磁耦合轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中，主動部分建立一磁場梯度，該梯度進(jìn)而在從動部分產(chǎn)生力，從而使主動部分能夠用一個(gè)與自身速度同樣的速度來驅(qū)動從動部分。
本發(fā)明的磁保護(hù)裝置70尤其適用于減少外部磁場在水表磁耦合傳動系統(tǒng)60上的磁場梯度，使上述運(yùn)動和力的傳遞不受干擾。
在圖3和4所示的第一實(shí)施例中，磁保護(hù)裝置包括由磁性材料制成的部件72和74，這兩部件圍繞著位于附加腔46的環(huán)形間隙中的磁耦合傳動系統(tǒng)60。兩部件72和74是相同時(shí)，相對于旋轉(zhuǎn)軸線是圓形對稱的。
每一部件72和74有一比永磁體62a和62b、64a和64b的徑向距離大的最小徑向距離。如圖4所示，每一部件72和74包括兩部分第一部分72a或74a是圓筒形狀，與軸線ZZ′平行延伸；第二部分72b或74b是環(huán)形，由相應(yīng)的第一部分的一個(gè)軸向端部向軸線ZZ′徑向延伸。
圓環(huán)形第二部分72b、74b構(gòu)成一凸緣。在本發(fā)明的磁性保護(hù)裝置中，兩部分72和74沿軸向相互隔開，即它們在附加腔46的環(huán)形間隙中彼此之間留有一軸向空隙76。在圖4中，兩個(gè)被標(biāo)出的幾何平面P1和P2彼此平行并與軸線ZZ′垂直。平面P1與部件72的凸緣72b的底面相切，而平面P2與部件74的凸緣74b的頂面相切。壁42的頂面被包含在平面P1中，而壁48的底面被包含在平面P2中。
其結(jié)果，部件72與壁42的頂面接觸，而部件74與壁48的底面接觸。
磁性材料的兩部件72和74徑向延伸使得在軸向方向?qū)蓪Υ朋w62a和62b，64a和64b括起來，平面P1和P2，與現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)裝置一樣，既不與磁體62a和62b的底面相切，也不與磁體64a和64b的頂面相切。為了在兩個(gè)部件72和74之間保持一軸向間隙76，所做出的措施是，如，在部件72和74的第一部分72a和74a之間設(shè)置一個(gè)由無磁材料制造的圓筒形隔套78。
為了保持部件72和74對中，如圖3所示，可以在壁42(或壁48)的相應(yīng)頂(底)面徑向設(shè)置多個(gè)支座80。
也可以用粘合劑將部件72和74相應(yīng)的環(huán)形凸緣72b或74b固定到壁42的頂面(或壁48的底面)，使每一部件72和74固定，所以不需要由隔套78和支座80構(gòu)成的附加件。
構(gòu)成水表磁耦合傳動系統(tǒng)的磁體62a和62b、64a和64b憑借兩部件72和74之間的軸向間隙，在外部磁場建立的磁場梯度大為減小的區(qū)域定位。另外磁體也被保護(hù)不受外部磁場強(qiáng)度的影響。
通過將軸向間隙76的軸向距離，即部件72和74的軸向距離適應(yīng)于磁耦合傳動系統(tǒng)，使得所述磁耦合傳動系統(tǒng)所在區(qū)域的磁場梯度被消除，可以使本發(fā)明磁保護(hù)裝置的效果得到改善。
磁性材料的兩個(gè)部件具有一定大小，其尺寸大小是永久磁體建立的磁場強(qiáng)度的函數(shù)，以便盡可能減小所述兩部件與兩磁體之間的任何磁干擾。其結(jié)果，所定的尺寸要求兩個(gè)部件相對于磁體用三維的特殊方法定位，把磁性材料的兩部件置于一距離使所述兩磁體在所述兩部件上產(chǎn)生的磁場具有不大于10-3特斯拉的強(qiáng)度是較合適的。
如果兩部件離磁耦合傳動系統(tǒng)太遠(yuǎn)，因而更靠近表的外壁，因?yàn)樽陨硐鄬τ谕獯艌鲈唇咏?，就存在使?gòu)成部件72和74的磁性材料飽合，并因而使磁保護(hù)裝置失去效果的危險(xiǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)磁耦合裝置系統(tǒng)是相斥型的，其磁力線會比該系統(tǒng)是相吸型的在徑向和軸向均有進(jìn)一步延伸。
本發(fā)明的第二實(shí)施例示于圖5。在此圖中部分示出的水表包括一附加環(huán)形腔47，它由兩壁42和48構(gòu)成。
上面關(guān)于第一實(shí)施例的介紹仍是適用的，因而在下面不予重復(fù)；并且圖中對于相同的件仍用同一標(biāo)號表示。
但在此實(shí)施例中，用磁性材料制成的兩個(gè)部件72和74位于無磁材料制成的壁48的兩邊。
部件之一72安裝在附加腔中，并用如粘合劑固定到圖中部分示出的壁42的頂面。
另一部件74安置在求和計(jì)數(shù)器的外罩24內(nèi)。并通過第一部分74a的自由邊與壁48的頂面接觸。
部件74在徑向被環(huán)82固定，該環(huán)82圍繞部件74并撐靠在圓筒支座84上。
這樣安裝的部件72和74在它們之間留有軸向間隙76，并且它們間的軸向距離使得其能軸向包圍磁耦合傳動系統(tǒng)的永磁體62a和62b、64a和64b。
如圖5所示，頂部磁體64a和64b比底部磁體62a和62b大，并部分進(jìn)入到軸向間隙76中，而磁體62a和62b保持在所述軸向間隙之外。磁體所在的區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)在外部磁場存在之下不影響所述磁體之間磁的相互作用的被減少的磁場的區(qū)域。
與在圖1和2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的磁保護(hù)裝置相比，磁保護(hù)裝置的兩個(gè)部件的布置是特別有利的，假如附加腔47的軸向距離減小，從而可獲得更大的緊湊性。
在一個(gè)例子中，頂部磁體64a和64b的磁矩是16×10-9Tm-3，而底部磁體62a和62b的磁矩是11×10-9Tm-3。
部件72和74是由軟鐵制造。
部件72和74的外徑是38mm，內(nèi)徑是28mm，厚度是1mm。
每一部件第一部分72a或74b具有8.5mm的軸向距離或者說是“高度”。
每一磁體具有相同直徑，并與相應(yīng)部件環(huán)形凸緣72b或74b內(nèi)徑的距離為8.25mm。
每一磁體64a或64b的頂面與環(huán)形凸緣74b底面相距5.5mm。
每一磁體62的底面與環(huán)形凸緣72b的底面相距2.7mm。
上述的布置中，由磁體64a和64b在部件74上產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為10-3特斯拉，從而避免任何磁干擾。
圖6比較了圖5所示本發(fā)明磁保護(hù)裝置與圖1和圖2所示現(xiàn)有技術(shù)磁保護(hù)裝置的效果。
在此圖中，曲線A是在外部磁場存在情況下，裝有圖1和圖2磁保護(hù)裝置的水表中磁耦合裝置系統(tǒng)所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)的磁場梯度狀態(tài)，曲線B是在外部磁場存在情況下，裝有圖5磁保護(hù)裝置的水表中磁耦合裝置系統(tǒng)所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)的磁場梯度狀態(tài)。
因此可見，安裝圖5所示磁保護(hù)裝置的磁耦合裝置系統(tǒng)所處的區(qū)域(在平行的兩條豎直虛線之間)的磁場梯度(曲線B)比用現(xiàn)有技術(shù)磁保護(hù)裝置(圖1和圖2)產(chǎn)生的磁場梯度(曲線A)小得多。在圖6中僅示出磁傳動磁體62b和64b與磁保護(hù)裝置的部件72和74的一部分。因而被圖5那樣的磁保護(hù)裝置所保護(hù)的磁耦合傳動裝置系統(tǒng)對外部磁場干擾是相當(dāng)不敏感的。
在圖7a中示出本發(fā)明另一實(shí)施例，圖中僅示出由磁性材料制造的部件92和94以及磁耦合傳動系統(tǒng)，由磁性材料制成的各部件呈半球環(huán)形。兩個(gè)部件92和94是相同的，它們的軸向距離使它們在軸向包圍該磁耦合傳動系統(tǒng)。
圖7b示出本發(fā)明磁保護(hù)裝置另一實(shí)施例，在此圖中，由磁性材料制造的兩部件是相同的，每一部件96(或98)由有一定軸向距離的平行圓筒部分96a和96b組成(或98a和98b)，它們是同軸的，由一環(huán)形第三部分96c(或98c)連接在一起，此第三部分在距軸向間隙76最遠(yuǎn)的邊緣處將兩圓筒部分連在一起。
包含軸線的任何平面截面中，每一部件96和98均是U形。
在這樣的布置中，最好部件96和98遠(yuǎn)離磁體62a、62b、64a和64b，以避免過強(qiáng)的磁干擾。
圖7c示出另一實(shí)施例，該實(shí)施例利用參考圖4所介紹的磁性材料部件72和74，但所述部件具有不同的尺寸。如此圖所示，部件72的徑向距離比部件74的徑向距離小。
外形結(jié)構(gòu)同樣可以是相反的部件74可以具有比部件72較小的徑向距離。
當(dāng)磁體尺寸不同時(shí)，特別在相吸型磁耦傳動系統(tǒng)中，例如在彼此對面安置在磁化環(huán)構(gòu)成的相吸型磁耦合傳動系統(tǒng)中，可以用這種不對稱的外形結(jié)構(gòu)。
利用形狀差異很大的兩個(gè)磁性材料部件也是可以的，如，以無限制的方式將參考圖4、5、7a到7c所介紹的形狀以及相應(yīng)的尺寸組合。
利用本說明書之外的任何其他形狀的磁性材料部件，也可以制成本發(fā)明的磁性保護(hù)裝置。
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)裝置(70)，它提供了一種在兩個(gè)機(jī)械構(gòu)件(28、44)之間通過磁耦合傳遞圍繞一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的傳動系統(tǒng)，并能防止外部磁場的干擾，所述的傳動系統(tǒng)包括至少兩個(gè)軸向磁化元件(62a、62b、64a、64b)，各元件固定在至少所述機(jī)械構(gòu)件之一上，彼此間相互作用，所述磁化元件沿軸向分離，所述保護(hù)裝置包括兩個(gè)磁性材料部件(72、74；92、94；96、98)，它們包圍所述傳動系統(tǒng)，每一所述部件的最小徑向距離大于所述磁化元件徑向距離，該保護(hù)裝置的特征在于所述磁性材料的兩部件(72、74；92、94；96、98)之間留有一軸向間隙(76)，減小了在傳動系統(tǒng)上的外部磁場梯度，并且沿軸向延伸包圍所述傳動系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述磁性材料制造的部件(72、74；92、94；96、98)的位置距所述傳動系統(tǒng)(60)的磁化元件(62a、62b、64a、64b)有一距離，該距離使所述磁化元件在所述部件上產(chǎn)生小于10-3特斯拉的磁場強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述磁性材料部件(72、74；92、94；96、98)相對于該軸線圓形對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)所述的由磁性材料制造的部件(92)呈半球環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)所述磁性材料部件(72)既包括一軸向延伸的圓筒形第一部分(72a)，又包括一環(huán)形的第二部分(72b)，該第二部分(72b)由第一部分的距離軸向間隙(76)較遠(yuǎn)的一個(gè)軸向端部向傳動系統(tǒng)(60)徑向延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)所述磁性材料部件(96)包括兩個(gè)沿軸向平行延伸的圓筒部分(96a、96b)及沿徑向的環(huán)形第三部分(96c)，該第三部分通過兩個(gè)所述圓筒部分相應(yīng)的離軸向間隙(76)較遠(yuǎn)的端部連接所述圓筒部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于所述由磁性材料制造的兩個(gè)部件彼此不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于所述由磁性材料制造的兩個(gè)部件相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于所述磁耦合傳動系統(tǒng)(60)是相吸型的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于所述磁耦合傳動系統(tǒng)(60)是相斥型的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于所述磁耦合傳動系統(tǒng)(60)包括兩對構(gòu)成所述磁化元件的永磁體(62a、62b、64a、64b)。
12.一種流體計(jì)量器，包括一測量腔(22)和安有一求和計(jì)數(shù)器的外罩(24)，測量腔(22)和外罩(20)被至少一面無磁材料制成的壁分開，一軸向旋轉(zhuǎn)器(28)，該軸向旋轉(zhuǎn)器(28)位于浸入到流體中的測量腔(22)中；一軸(44)，與所述旋轉(zhuǎn)器(28)同軸對準(zhǔn)，并與所述求和計(jì)數(shù)器機(jī)械連接；一旋轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)(60)，該系統(tǒng)將該軸向旋轉(zhuǎn)器(28)和計(jì)數(shù)器軸(44)磁耦合在一起，并包括至少兩個(gè)軸向磁化元件(62，64)，該軸向磁化元件分別與所述旋轉(zhuǎn)器(28)和求和計(jì)數(shù)器的所述軸(44)固定，其特征在于所述流體計(jì)量器包括一根據(jù)權(quán)利要求1～11中任何一個(gè)所述的保護(hù)裝置(70)，保護(hù)所述的傳動系統(tǒng)不受外部磁場干擾。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體計(jì)量器，其特征在于它還包括一附加壁(42)，該壁(42)與接觸外罩(24)的壁(48)一起構(gòu)成一個(gè)位于所述外罩(24)和測量腔(22)之間的附加腔(46，47)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的流體計(jì)量器，其特征在于所述保護(hù)裝置(70)的由磁性材料制造的兩個(gè)部件(72、74；92、94；96、98)位于所述附加腔(46)內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的流體計(jì)量器，其特征在于所述保護(hù)裝置的由磁性材料制造的兩部件(72，74；92，94；96，98)被壁(42，48)中之一彼此分開。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的流體計(jì)量器，其特征在于所述保護(hù)裝置(70)的由磁性材料制造的兩部件(72、74；92、94；96、98)被兩面壁(42，48)彼此分開。
全文摘要
一種保護(hù)裝置(70)，保護(hù)繞兩機(jī)械元件(28，44)軸線旋轉(zhuǎn)的磁耦合傳動系統(tǒng)(60)不受外部磁場干擾。所述傳動系統(tǒng)包括至少兩個(gè)軸向磁化元件(62a，62b，64a、64b)，各磁化元件與所述機(jī)械部件至少之一固定并且相互作用，并沿軸向分開。所述保護(hù)裝置包括兩個(gè)包圍所述傳動系統(tǒng)的磁性材料部件(72、74、92、94、96、98)，每一所述部件的最小徑向距離大于所述磁化元件的徑向距離。其中磁性材料的兩個(gè)部件(72、74、92、94、96、98)之間留有一軸向間隙(76)，減小了外部磁場在傳動系統(tǒng)上的磁場梯度，并具有一軸向距離使它們在軸向包圍所述傳動系統(tǒng)。
文檔編號G12B17/02GK1158190SQ95195109
公開日1997年8月27日 申請日期1995年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月23日
發(fā)明者萊昂內(nèi)爾·豪德伯特, 馬塞爾·弗羅因德 申請人:施藍(lán)姆伯格工業(yè)公司