專利名稱：磁動(dòng)電磁泵的制作方法
磁動(dòng)電磁泵(一) 技術(shù)領(lǐng)域-磁動(dòng)電磁泵是一種新型的感應(yīng)式電磁泵。感應(yīng)式電磁泵是指這樣一種裝置，它通過某種方式，對(duì)導(dǎo)電流體施加前進(jìn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn) 生感生電流，以電磁力推動(dòng)流體定向流動(dòng)。這里說的電磁泵，是指利用磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力的作用， 而推動(dòng)流體定向流動(dòng)的一種裝置。感應(yīng)式電磁泵是電磁泵的一類，在這類電磁泵中，導(dǎo)電流體中的電流，是靠穿過導(dǎo)電流 體的磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的感生電流。要使感生電流產(chǎn)生動(dòng)力，就必須使磁場(chǎng)與導(dǎo)電流體相對(duì) 運(yùn)動(dòng)。我們稱這種運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)為"前進(jìn)磁場(chǎng)"。產(chǎn)生連續(xù)不斷的前進(jìn)磁場(chǎng)，是感應(yīng)式電磁泵的 技術(shù)關(guān)鍵。市場(chǎng)上另有一類稱為"電磁泵"的裝置，它用電磁力使泵體發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，對(duì)流體加壓， 流體內(nèi)不存在電流。這種"電磁泵"，不屬于此技術(shù)領(lǐng)域。(二) 背聚技術(shù)-感應(yīng)式電磁泵在推動(dòng)高溫導(dǎo)電流體中取得較好的效果，與機(jī)械泵相比，具有使用壽命長(zhǎng)、 不產(chǎn)生渦流、不污染被輸送的流體等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橛猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，感應(yīng)式電磁泵在波峰焊工藝中得到廣泛應(yīng)用。波峰焊，廣泛應(yīng)用于電子元器件和印刷電路板間的焊接，已有20多年歷史，現(xiàn)在已經(jīng)成 為一種成熟的電子裝聯(lián)工藝技術(shù)。實(shí)現(xiàn)波峰焊，需要將熔融的焊料(錫)用泵推動(dòng)，噴射，形成"波峰"。最早的波峰焊采 用機(jī)械泵。焊接功效比原有焊接方法大有提高。但機(jī)械泵有難以克服的缺點(diǎn)1、葉輪易被腐 蝕，壽命較短，2、被腐蝕的葉輪殘?jiān)廴惧a液。3、葉輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦流，加速錫的氧化， 增加焊料消耗。80年代曾出現(xiàn)用傳導(dǎo)式電磁泵的波峰焊機(jī)(美國(guó)專利KS-J.79Z72^>。它用電極將直流電導(dǎo)入錫液。它雖然能夠克服機(jī)械泵的缺點(diǎn)，但自身也有重大缺點(diǎn)電極易被氧化物覆蓋，造成性能不穩(wěn)定。因未能克服該缺點(diǎn)，已經(jīng)停止生產(chǎn)。卯年代，出現(xiàn)了用感應(yīng)式電磁泵的波峰焊機(jī)，用交流電通入線圈和磁芯，產(chǎn)生穿過錫液 的變化磁場(chǎng)——其中至少有一部分是前進(jìn)磁場(chǎng)，在錫液中產(chǎn)生感生電流。推動(dòng)錫液作定向流 動(dòng)。感應(yīng)式電磁泵沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪，錫液不會(huì)產(chǎn)生渦流，也不會(huì)受葉輪殘?jiān)廴?。同時(shí)也沒 有傳導(dǎo)式電磁泵的缺點(diǎn)。"單相感應(yīng)電磁泵波峰焊機(jī)"f少腐專教CAWft5W6Zia^324幼卯U是最早用感應(yīng)式 電磁泵的波峰焊機(jī)。在單向感應(yīng)電磁泵中，前進(jìn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生，利用的是磁程差產(chǎn)生相位差， 形成前進(jìn)磁場(chǎng)分量。因?yàn)槠淝斑M(jìn)磁場(chǎng)分量有限，電磁力也有限，所以性能和效率不夠好。雖 能克服機(jī)械泵的缺點(diǎn)，但難以實(shí)現(xiàn)寬波峰和超高波峰的需求。三相異步感應(yīng)泵r^房專教CMXm6223.iU。是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于波峰焊的電磁泵，它是用三相交流電輸入勵(lì)磁線圈組(內(nèi)含軟磁芯)，利用三相交流電的相位差，在錫液中形成連續(xù) 的前進(jìn)磁場(chǎng)，使錫液中產(chǎn)生感生電流，受到電磁力的作用，錫液沿磁場(chǎng)前進(jìn)方向產(chǎn)生壓力梯 度，推動(dòng)錫液定向流動(dòng)。三相異步感應(yīng)泵無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)，波峰穩(wěn)定，無磨損，效率高 于單相感應(yīng)電磁泵，而且能夠?qū)崿F(xiàn)寬波峰(300mm 400mm波峰寬度)和超高波峰(40mm 高度)的技術(shù)要求。是現(xiàn)有的較先進(jìn)的電磁泵。目前，三相異步感應(yīng)泵在波峰焊中的應(yīng)用廣泛。但由于種種原因，仍然未能全面取代機(jī) 械泵，仍有部分機(jī)械泵波峰焊機(jī)在繼續(xù)運(yùn)行。三相異步感應(yīng)電磁泵在實(shí)際應(yīng)用中，仍有不足之處1、 自身性能的缺點(diǎn)由于錫液的導(dǎo)磁率低、電阻大，要使錫液獲得足夠的動(dòng)力。就需要外加強(qiáng)大的前進(jìn)磁場(chǎng)，而受空間局限，勵(lì)磁線圏和磁芯尺寸有限，因而必須向勵(lì)磁線圈輸入強(qiáng)大的電流。大電流使內(nèi)阻耗電大幅增加，大約有30% (或更多)的電能消耗在勵(lì)磁線 圈的內(nèi)阻上，不僅降低了效率，而且產(chǎn)生了大量熱能，很容易使線圈和軟磁芯的溫度升高。 如果溫度升高，會(huì)導(dǎo)致線圈內(nèi)阻增加、軟磁芯導(dǎo)磁率下降，直接影響工作。所以散熱至關(guān)重 要。因?yàn)閯?lì)磁線圈靠近高溫的錫液(攝氏240度左右)，使散熱更加困難。2、 不易對(duì)舊波峰悍機(jī)(機(jī)械泵)進(jìn)行技術(shù)改造。3、 必須使用三相交流電。隨著稀土技術(shù)的發(fā)展，永磁tl^的性能得到極大的提高，價(jià)格則大幅降低。為永磁體在電 磁泵上的應(yīng)用提供了便利。現(xiàn)在，永磁體的磁力強(qiáng)度已經(jīng)能與電磁鐵比美，耐高溫的性能則 優(yōu)于軟磁芯。而通過永磁體的運(yùn)動(dòng)，同樣能夠產(chǎn)生前進(jìn)磁場(chǎng)。把它應(yīng)用于電磁泵能夠進(jìn)一步 提高電磁泵的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是用永磁體，制造一種新型的電磁泵，它的特點(diǎn)是低能耗、高性能、高 效率、和高可靠性，并且比較容易對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。本發(fā)明——磁動(dòng)電磁泵，將永磁體按規(guī)律排列并綁定在某種支架上(如圓形或履帶形 支架)，形成一個(gè)磁場(chǎng)系統(tǒng),。使磁場(chǎng)系統(tǒng)覆蓋導(dǎo)電流體的流道。當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)支架運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁 場(chǎng)系統(tǒng)隨之運(yùn)動(dòng)，在流道中形成前進(jìn)磁場(chǎng)，流道中的導(dǎo)電流體因而產(chǎn)生感生電流，形成電磁 力，推動(dòng)導(dǎo)電流體沿流道向前流動(dòng)。磁動(dòng)電磁泵與現(xiàn)有電磁泵的不同點(diǎn)，在于前進(jìn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生，是通過永磁體運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)， 而不是用交流電(單相或三相)接入勵(lì)磁線圈來實(shí)現(xiàn)的。這樣就避免了線圈內(nèi)的過高能耗， 也消除了線圈發(fā)熱的弊病。本發(fā)明可以用來輸送導(dǎo)電流體。對(duì)于像熔融的金屬和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性導(dǎo)電液體。普 通機(jī)械泵傳輸比較困難，磁動(dòng)電磁泵都能夠勝任。本發(fā)明適合用作波峰焊機(jī)上的錫泵以波峰焊的錫泵為例，與三相異步感應(yīng)泵相比，磁動(dòng)電磁泵的優(yōu)點(diǎn)在于1、 永磁體的運(yùn)動(dòng)自身不發(fā)熱，不存在內(nèi)阻耗電，能提高效率。2、 永磁體耐熱性好，散熱問題容易解決；甚至可以完全不用散熱措施(現(xiàn)在已經(jīng)有4耐溫達(dá)攝氏260度的永磁體產(chǎn)品)。可以避免高溫對(duì)前進(jìn)磁場(chǎng)的破壞，提高可靠 性。同時(shí)也避免了散熱過程的種種缺點(diǎn)(如能耗問題)。3、 外動(dòng)力選擇余地大，特別是現(xiàn)代電動(dòng)機(jī)技術(shù)十分成熟，效率高、品種多，可以滿 足各種規(guī)格磁動(dòng)電磁泵的不同要求。只要不選用三向電動(dòng)機(jī)，就可以不必接入三 相交流電。4、 可以通過控制和調(diào)節(jié)永磁體的運(yùn)動(dòng)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)泵力的精確控制和連續(xù)可調(diào)。 對(duì)于波峰焊機(jī)，本發(fā)明可以用來制造新的波峰焊機(jī)，也可以用來對(duì)各種舊的波峰焊機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。(四)


附圖畫出了一種采用"磁輪"的磁動(dòng)電磁泵的實(shí)施例。我們將永磁體和園形支架一起稱 為"磁輪"圖l是外形立面示意圖。圖中1、 是磁輪的軸，磁輪的永磁體在下面泵體中；2、 是錫液流道出口圖中出口向上，設(shè)計(jì)制作時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要選擇其他方向；3、 是錫液流道入口；4、 是泵體外殼，由導(dǎo)磁性物質(zhì)制成。 A-A標(biāo)示了圖2所示的剖面位置。圖2是A-A剖面圖。圖中1、 是圓柱形磁輪，裝有規(guī)則排列的多個(gè)永磁體，白色箭頭標(biāo)示了轉(zhuǎn)動(dòng) 方向；2、 是錫液流道出口方向與紙面垂直向外； 3、 流道人口；4、 錫液流道，黑色箭頭標(biāo)示了錫液流動(dòng)方向。 圖3是磁輪上永磁體的磁極分布示意圖(五) 實(shí)施方式舉例(參見附圖) 以波峰焊的錫泵為例，用磁輪的磁動(dòng)電磁泵的實(shí)現(xiàn)方法如下1、 將永磁體均衡而規(guī)律交錯(cuò)地綁定在園形支架上，制成圓柱形的"磁輪"見圖3; 磁輪外圍形成磁場(chǎng)系統(tǒng)。2、 使輸送錫液的流道處于磁輪外圍的磁場(chǎng)系統(tǒng)中，磁場(chǎng)系統(tǒng)覆蓋流道；當(dāng)流道中 充滿錫液時(shí)，磁力線穿過流道中的錫液(參見圖2);3、 流道的內(nèi)壁不導(dǎo)磁，流道外壁柱面部分用導(dǎo)磁性好的材料制造，或在柱面部分 外圍覆蓋用導(dǎo)磁性材料制造的"背板"，以增強(qiáng)流道中的磁場(chǎng)。4、 流道入口按實(shí)際需要接通錫液來源(如果是內(nèi)置式錫泵，可以不加處理，直接 將人口浸沒在錫液中)。如圖2所示泵運(yùn)行時(shí)，外動(dòng)力(可用電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)磁輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(如白色箭頭標(biāo)示)，磁場(chǎng)系統(tǒng)也呈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在流道中形成前進(jìn)磁場(chǎng)，前進(jìn)磁場(chǎng)使流道中的錫液產(chǎn)生感生電流， 電磁力推動(dòng)錫液沿流道順時(shí)針流動(dòng)(如黑色箭頭標(biāo)示向出口方向流動(dòng))。錫液出口通向噴嘴， 用來制造"波峰"。按上述構(gòu)造，只需采用耐高溫永磁體，可以制造出不需要散熱裝置的內(nèi)裝式電磁泵。輸 出功率可以與機(jī)械泵相仿，用來替換舊波峰焊機(jī)中的機(jī)械泵，可以改善性能，提高功效，降 低焊料消耗。除上述示例外，參照以上原理，同樣可以將永磁體綁定在履帶形支架上，制成"磁履帶"， 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磁履帶沿流道前進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)，在錫液中形成前進(jìn)磁場(chǎng)，推動(dòng)錫液沿流道前進(jìn)方向流 動(dòng)。制造規(guī)格適用的"磁履帶"，可以替換單向或三相交流勵(lì)磁線圈。當(dāng)然也可以在設(shè)計(jì)制造新波峰焊機(jī)時(shí)，充分發(fā)揮磁動(dòng)電磁泵的特長(zhǎng)，進(jìn)一步提高波峰焊 機(jī)的性能。關(guān)鍵詞-磁動(dòng)電磁泵、感應(yīng)式電磁泵、電磁泵、導(dǎo)電流體、波峰焊、三相異步感應(yīng)泵、前進(jìn)磁場(chǎng)
權(quán)利要求
1、一種感應(yīng)式電磁泵——一種利用前進(jìn)磁場(chǎng)在導(dǎo)電流體中產(chǎn)生感生電流，使流體受電磁力的作用而產(chǎn)生壓力梯度，從而推動(dòng)流體流動(dòng)的裝置。其特征是前進(jìn)磁場(chǎng)，是通過永磁體的運(yùn)動(dòng)形成的。
全文摘要
磁動(dòng)電磁泵是一種新型電磁泵。本發(fā)明的目的是用永磁體，制造新型電磁泵，它的特點(diǎn)是低能耗、高性能、高效率和高可靠性；能替代現(xiàn)有技術(shù)，并且比較容易對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。本發(fā)明將永磁體按規(guī)律排列并綁定在在圓形或履帶形支架上，形成一個(gè)磁場(chǎng)系統(tǒng)。并使磁場(chǎng)系統(tǒng)覆蓋導(dǎo)電流體的流道。當(dāng)“磁輪”或“磁履帶”被驅(qū)動(dòng)時(shí)，整個(gè)磁場(chǎng)系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)電流體中形成連續(xù)的前進(jìn)磁場(chǎng)，推動(dòng)流道中的導(dǎo)電流體向前流動(dòng)。本發(fā)明可以用來傳輸導(dǎo)電流體。適用于像熔融的金屬；強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性導(dǎo)電液體。本發(fā)明適合用作波峰焊機(jī)上的錫泵。也可以用來對(duì)舊的波峰焊機(jī)(包括用機(jī)械泵的波峰焊機(jī))進(jìn)行技術(shù)改造。附圖中1.磁輪；2.出口；3.入口；4.流道。
文檔編號(hào)H02K44/06GK101594041SQ20091010263
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
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