[發(fā)明專利]具有力平衡的磁耦合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680091110.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110140288B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·D·奧內(nèi)拉斯;M·L·夫瑞普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈里伯頓能源服務(wù)公司
• 主分類號(hào): H02K49/10
• 分類號(hào): H02K49/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張?chǎng)?錢慰民

提供了一種磁耦合系統(tǒng)和一種平衡磁耦合器的方法。所述磁耦合系統(tǒng)包括磁耦合到驅(qū)動(dòng)磁體的從動(dòng)磁體，以及位于所述從動(dòng)磁體的一側(cè)的磁平衡部件。所述驅(qū)動(dòng)磁體的移動(dòng)引起所述從動(dòng)磁體的相應(yīng)移動(dòng)。所述磁平衡部件和所述驅(qū)動(dòng)磁體在所述從動(dòng)磁體上沿相反方向施加磁引力。

背景技術(shù)

本部分旨在提供相關(guān)背景信息，以便于更好地理解所描述的實(shí)施方案的各個(gè)方面。因此，應(yīng)當(dāng)理解，這些陳述應(yīng)該從這個(gè)角度來(lái)閱讀，而不是作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

磁耦合器用于在物理屏障之間轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)磁體位于屏障的一側(cè)而從動(dòng)磁體位于另一側(cè)。驅(qū)動(dòng)磁體耦合到移動(dòng)驅(qū)動(dòng)磁體的致動(dòng)器，并且驅(qū)動(dòng)磁體通過(guò)磁耦合引起從動(dòng)磁體的移動(dòng)。然后，從動(dòng)磁體移動(dòng)另一個(gè)元件或裝置以執(zhí)行預(yù)期的功能。具有磁耦合器的裝置(例如閥)通常用于石油和天然氣作業(yè)，其中該裝置可能與各種流體和化學(xué)品接觸，這些流體和化學(xué)品可能隨著時(shí)間的推移對(duì)裝置有害。磁耦合器允許諸如致動(dòng)器和電子器件之類的敏感部件被包含在流體中并與流體隔離，同時(shí)仍然通過(guò)從動(dòng)磁體的致動(dòng)來(lái)執(zhí)行裝置功能。

磁耦合器的驅(qū)動(dòng)磁體和從動(dòng)磁體彼此相互吸引，并在彼此上施加磁體引力。這就是實(shí)現(xiàn)磁耦合的原理。然而，恒定拉力使磁體的結(jié)構(gòu)組件(如軸承和其他部件)承受應(yīng)變。

附圖說(shuō)明

對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案的詳細(xì)描述，現(xiàn)在將參考附圖，在附圖中：

圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有磁力平衡的線性磁耦合系統(tǒng)的示意圖。圖2；

圖2是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有磁力平衡的旋轉(zhuǎn)磁耦合系統(tǒng)的示意圖；

圖3是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有力平衡磁耦合器的示例流量控制裝置的內(nèi)部視圖；以及

圖4是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的示例磁平衡部件(諸如圖3的磁平衡部件)的透視圖。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)提供了一種磁耦合器系統(tǒng)，其包括磁平衡部件，該磁平衡部件放置在從動(dòng)磁體的與驅(qū)動(dòng)磁體相對(duì)的一側(cè)上，使得磁體平衡部件在相反方向上對(duì)從動(dòng)磁體施加力，從而抵消從動(dòng)磁體與驅(qū)動(dòng)磁體之間的一些法向引力。這減輕了從動(dòng)磁體的結(jié)構(gòu)組件上的一些應(yīng)變，從而提高了裝置的性能和耐用性。

參考附圖，圖1是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的具有磁力平衡的線性磁耦合系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁體102和一個(gè)或多個(gè)從動(dòng)磁體104。驅(qū)動(dòng)磁體102和從動(dòng)磁體104磁耦合，使得一者的移動(dòng)可以在另一者中引起相應(yīng)的移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)磁體102也耦合到致動(dòng)器106，該致動(dòng)器106耦合到電子器件108和電源110。

致動(dòng)器106可以是任何類型的致動(dòng)器，例如但不限于機(jī)電致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器或其任何組合。電源110可以是任何合適的電源，諸如電池，并且可以是本地或遠(yuǎn)程電源。電子器件108控制致動(dòng)器106，該致動(dòng)器106移動(dòng)驅(qū)動(dòng)磁體102。在所示實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)磁體102線性移動(dòng)并因此在從動(dòng)磁體104中引起相應(yīng)的線性移動(dòng)。

從動(dòng)磁體104耦合到可致動(dòng)元件112，其中從動(dòng)磁體104的移動(dòng)使可致動(dòng)元件112移動(dòng)以執(zhí)行功能。例如，可致動(dòng)元件112可以是閥，并且從動(dòng)磁體的移動(dòng)可以打開(kāi)或關(guān)閉該閥。可致動(dòng)元件112可以是被設(shè)計(jì)成可控制地移動(dòng)或致動(dòng)的任何類型的裝置，包括但不限于臂、插塞、閥或甚至另一個(gè)致動(dòng)器。因此，致動(dòng)器106經(jīng)由驅(qū)動(dòng)磁體102和從動(dòng)磁體104控制可致動(dòng)元件112，而不物理地耦合到可致動(dòng)元件112。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)磁體102和從動(dòng)磁體104可包括多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體被布置成形成海爾貝克(Halbach)陣列，其中磁體陣列的一側(cè)上的磁場(chǎng)增大而磁體陣列的其他側(cè)上的磁場(chǎng)減小。