存放和运输永久磁铁的容器、更换永久磁铁的方法和设备.pdf

本发明公开了存放和运输永久磁铁的容器、更换永久磁铁的方法和设备。该容器(1)包括用于存放永久磁铁(2)的开放空间(9)，该空间(9)由外壳(8)围绕，该外壳(8)具有这样的厚度使得永久磁铁(2)不会足够靠近其他磁性材料而在该磁性材料上施加明显的力。此外，所述方法包括如下步骤：将永久磁铁(2)从第一位置放入到本发明的容器(1)中；将带有永久磁铁(2)的容器(1)运输到第二位置；将永久磁铁(2)从容器(1)中取出；以及将永久磁铁(2)放置到第二位置。

1.  一种容器(1)，用于存放和运输永久磁铁(2)，其特征在于：所述容器(1)包括用于存放永久磁铁(2)的开放空间(9)，该空间(9)由外壳(8)围绕，该外壳(8)具有这样的厚度使得永久磁铁(2)不会足够靠近其他磁性材料而在该磁性材料上施加明显的力。

2.  如权利要求1所述的容器(1)，其特征在于，所述外壳(8)具有这样的厚度，使得与永久磁铁(2)表面处的磁力相比，在容器(1)外侧的永久磁铁(2)的磁力小于1/e的因数。

3.  如权利要求1或2所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)和/或外壳(8)包括非磁性材料。

4.  如权利要求3所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)和/或外壳(8)包括聚苯乙烯泡沫、木头、聚亚安酯泡沫、玻璃纤维或膨胀聚乙烯。

5.  如权利要求1到4中任一项所述的容器(1)，其特征在于，所述外壳(8)的厚度在50mm到200mm之间。

6.  如权利要求1到5中任一项所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)和/或外壳(8)具有25kg/m³到1500kg/m³之间的密度。

7.  如权利要求1到6中任一项所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)包括沿着纵向(7)彼此相对定位的两个开口。

8.  如权利要求1到7中任一项所述的容器(1)，其特征在于，所述容器(1)包括肋，以实现外壳(8)的所需厚度。

9.  一种用于将永久磁铁(2)从第一位置更换到第二位置的方法，包括如下步骤：
将永久磁铁(2)从第一位置放入到如权利要求1到8中任一项所述的容器(1)中；
将带有永久磁铁(2)的容器(1)运输到第二位置；
将永久磁铁(2)从容器(1)中取出；以及
将永久磁铁(2)放置到第二位置。

10.  如权利要求9所述的方法，其中，所述容器(1)包括至少一个开口，且至少一个非磁性材料的止挡在运输所述容器(1)之前插入到所述开口中，以防止永久磁铁(2)从容器(1)中滑出。

11.  如权利要求9或10所述的方法，其中，支撑托架(4)牢固安装到第一位置和/或第二位置，且所述容器(1)放置在所述托架(4)的顶部上。

12.  如权利要求9到11中任一项所述的方法，其中，所述永久磁铁(2)被从第一位置拉入或推入到容器(1)中，且/或在第二位置从容器(1)中拉出或推出。

13.  如权利要求9到12中任一项所述的方法，其中，所述第一位置和/或第二位置位于发电机内。

14.  一种设备，用于将永久磁铁(2)从第一位置更换到第二位置，包括：如权利要求1到8中任一项所述的容器(1)、至少一个支撑托架(4)和至少一个工具，以将永久磁铁(2)推和/或拉到容器(1)之外和/或之内。

15.  如权利要求14所述的设备，其中，所述第一位置和/或第二位置位于发电机内。

16.  如权利要求14或15所述的设备，其中，所述工具安装在容器(1)附近和/或所述工具直接由所述托架(4)支撑。

存放和运输永久磁铁的容器、更换永久磁铁的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于存放和运输永久磁铁的容器。并且本发明还涉及用于更换(replace)永久磁铁的方法和设备。
背景技术
在永久磁铁之间的力以及永久磁铁和其他可磁化材料之间的力具有较短的范围但尽管如此非常强。永久磁铁发电机的磁铁可以按照永久的方式安装到转子上，或者它们是可拆卸的。可拆卸的磁铁在机器的组装过程中提供一些益处，这是因为它们可以在将转子插入到定子中之后才予以支撑，由此避免在转子安装过程中需要强的对中支撑。在磁铁损坏或者消磁的情况下可以予以现场更换。
发电机的强永久磁铁的处理，尤其是在有限空间内对其的处理包含同样严重的风险。如果在处理过程中磁铁靠近另一磁铁或者一些其他可磁化物体，强大的磁力会将该零件加速到很高速度。而且如果该零件然后撞击或者夹持人员或者其他设备，将会导致严重受伤或损坏。该零件也有可能变得如此牢固附着到一起，以至于在现场不可能将它们分开。在制造地和发电机的安装地(field location)之间运输过程中也会发生类似的问题。
发明内容
因此，本发明的第一个目的在于提供一种有利的容器，用于存放和运输永久磁铁。本发明的第二个目的在于提供一种从第一位置到第二位置更换永久磁铁的方法。本发明的第三个目的在于提供一种从第一位置到第二位置更换永久磁铁的设备。
本发明的第一目的是通过一种用于存放和运输永久磁铁的容器予以实现的，该容器包括用于存放永久磁铁的开放空间，该空间由外壳围绕，该外壳具有这样的厚度，该厚度使得所述永久磁铁不能足够靠近其他磁性材料而在该磁性材料上施加明显的力。本发明的第二目的是通过一种用于将永久磁铁从第一位置到第二位置更换的方法来实现的，该方法包括如下步骤：
将磁铁从第一位置放入到上述容器中；
将具有永久磁铁的所述容器运输到第二位置；
将该永久磁铁从所述容器中取出；以及
将永久磁铁放置在第二位置。
本发明的第三目的是通过一种从第一位置到第二位置更换永久磁铁的设备来实现的，该设备包括上述容器、至少一个支撑托架和至少一个工具，以将所述永久磁铁推出到容器之外和/或拉入到容器内。
本发明的用于存放和运输永久磁铁的容器包括用于存放永久磁铁的开放空间，该空间由外壳围绕，该外壳具有这样的厚度使得永久磁铁不能足够靠近其他磁性材料，以在该磁铁材料上施加明显的力。
典型的稀土磁铁具有1.2T量级的剩磁，在稀土磁铁的外侧测量的不构成磁路的一部分的磁场通常在250mT的量级。根据DIN VDE 0848，1994，对于暴露每天超过两小时的经验证的暴露极限(exposure limit)为68mT，因此，在处理未防护的磁铁时，会超过暴露极限。
外壳通常具有这样的厚度，该厚度使得与永久磁铁表面处的磁力相比，永久磁铁在容器外侧的磁力小于1/e的因数，其中e为欧拉数。
例如，本发明的容器的外壳具有50mm和200mm之间的厚度。通过确保磁铁和容器外壁之间分离，80mm的壁厚一般将磁场减弱到40mT。
优选的，该容器和/或外壳可以包括非磁性材料，优选的，低质量密度材料。该低质量密度是相关的，这是因为容器的壁厚要足够大，以至于来自容器内侧的磁场的磁力在容器外侧是可以忽略的。高的质量密度会导致容器不可行地重。例如，容器和/或外壳可以包括聚苯乙烯泡沫。聚苯乙烯泡沫是用于本发明的合适材料。
容器和/或外壳尤其可以具有25kg/m³到1500kg/m³的密度。通常，容器和/或外壳可以包括任何非磁性材料，如木头、聚亚安酯、玻璃纤维、膨胀聚乙烯等。这些材料通常具有1500kg/m³到25kg/m³范围内的密度。例如，形成有肋的玻璃纤维具有大约1500kg/m³的密度，而膨胀聚乙烯具有大约25kg/m³的密度。
此外，容器可以包括两个开口，它们在纵向上彼此相对定位。这意味着容器在两端是开放的，使得磁铁可以沿着纵向从容器中取出或插入到容器中。有利地是，容器在纵向上可以比永久磁铁长。此外，容器可以包括非磁性材料的止挡，以防止永久磁铁从容器中滑出，尤其在运输过程中。
此外，该容器可以包括肋，以实现所需的外壳厚度。在这种情况下，容器可以由较高密度材料制成，在这种情况下，通过肋或其他几何措施可以实现中等重量和安全距离的结合。另外，容器可以由厚的低密度材料制成，如上面所解释的。
本发明的用于将永久磁铁从第一位置到第二位置更换的方法来实现的，该方法包括如下步骤：将磁铁从第一位置放入到本发明的容器中；将具有永久磁铁的所述容器运输到第二位置；将该永久磁铁从所述容器中取出；以及将永久磁铁放置在第二位置。
第一位置和/或第二位置尤其是可以处于发电机中。例如，第一位置和/或第二位置可以位于转子内。此外，第一位置可以位于发电机中，而第二位置可以位于发电机之外。另外，例如，当新的或者修理的磁铁组装到发电机中时，第一位置可以位于发电机外侧，而第二位置可以位于发电机内。
优选的是，该容器可以包括至少一个开口。在传输容器之前，至少一个非磁性材料的止挡可以插入到开口中，以防止永久磁铁滑出到容器之外。
此外，支撑托架可以牢固地安装到第一位置和/或第二位置。在这种情况下，该容器可以放置在托架的顶部上。例如，支撑托架可以牢固地安装到转子上处于转子的端部，且带有永久磁铁的本发明的容器可以放置在托架的顶部上，使得容器的开口与磁铁处于相同高度。容器可以由适当材料的带暂时固定到托架上。
在安装和拆卸过程中所述支撑托架可以安装到转子上。另外，它可以安装到发电机的静止零件上，例如在发电机的其中一个端板(end plate)上。在这种布置中，相对于转子定位会稍微不受控制，但是另一方面，不必为每个新的磁铁拆卸和重新安装托架。
通常，永久磁铁可以被从第一位置拉到或推到容器中，且/或从容器拉到或推到第二位置。例如，在拆卸用于将磁铁固定到转子上的装置之后，可以借助于工具将磁铁拉入到容器中，该工具在其端部具有连接装置，该连接装置配合到磁铁的接收端，如在磁铁端部的扣眼(eye)中。然后磁铁被拉入到容器中，且可以插入至少一个端部止挡。带有已经从转子取出的磁铁的容器然后从现场运走。接着，带有新磁铁的容器可以放置到支撑托架上。在去除至少一个止挡后，利用上述工具，可以将磁铁推入到转子中它的位置处。然后用于将磁铁固定到转子上的装置安装归位。
用于将永久磁铁从第一位置更换到第二位置的本发明的设备包括本发明的容器、至少一个支撑托架和至少一个工具，以将所述永久磁铁推和/或拉到容器之外和/或之内。第一位置或第二位置可以处于发电机内。此外，支撑托架可以安装到转子上或者发电机的静止零件上。例如，支撑托架可以安装到发电机的其中一个端板上。
所述工具可以靠近容器安装且/或该工具可以直接被支撑在所述托架上。另外，该工具可以安装到发电机的相对侧上。此外，可以使用两个工具。在这种情况下，该工具可以定位成在发电机的每一侧上定位一个工具。这两个工具都可以是推动工具，由此避免在磁铁处需要连接装置。该工具例如可以是液压缸。
本发明提供了一种用于安全存放和运输永久磁铁的容器，例如用于发电机的永久磁铁。本发明还提供了一种工具，用于例如在发电机中拆卸容器并安装该容器，且反之用于例如从发电机中拆卸磁铁并将其定位在容器中。本发明还描述了一种方法，该方法利用上述工具来更换发电机中的磁铁。本发明带来的优点在于可以以受控和安全的方式处理强磁铁，避免对人员的伤害和对设备的损坏。这是通过在磁铁未安装在发电机中时，用非磁性材料的厚外壳围绕磁铁来实现的。这个非磁性材料的厚外壳确保磁铁不会足够靠近其他磁性材料而对该磁性材料施加明显的力。
通过将运输装置和安装装置相结合，实现了特定优点在于：磁铁在从磁铁工厂的包装到安装到发电机中的完成的整个过程中将保持无害。由此，避免了例如非磁性工具等的特别措施的需要。
附图说明
本发明的其他特征、特性和优点将从下面结合附图对实施方式的描述中变得清楚，图中：
图1以剖视图示意性示出本发明的容器；以及
图2示意性示出发电机的转子，该转子配备有用于更换永久磁铁的本发明的设备。
具体实施方式
将参照附图1和2描述本发明的实施方式。图1以剖视图示意性示出本发明的容器1。容器1具有长的、厚壁盒形，在中间具有用于永久磁铁2的开放空间9。该空间9由外壳8围绕，该外壳8的厚度使得永久磁铁2不会足够靠近其他磁性材料而对该磁性材料施加明显的力。外壳8由聚苯乙烯泡沫形成。
容器1在两端是开放的，使得磁铁2可以沿着纵向从容器1中取出以及插入到容器1中。容器1比磁铁2长，且非磁性材料的止挡可以在两端插入到开口中，以防止在运输过程中磁铁2从容器1中滑出。
图2示意性示出转子3的一部分和用于更换永久磁铁2的本发明的设备，该转子3的一部分例如是风力涡轮的直接驱动发电机的转子的一部分。转子3转动，直到要被更换的磁铁2位于适当的位置，例如靠近发电机结构中的安装开口位置。转子可以物理地闭锁于该位置。支撑托架2被牢固安装到转子3上处于转子的端部，且内侧要带有磁铁的容器1放置在托架4的顶部上，使得容器1的开口与磁铁2处于相同高度。容器1可以通过适当材料的带5暂时固定到托架4上。容器1的纵向由图2中的箭头7所表示。
在已经拆下用于将磁铁2固定到转子3上的装置之后，借助于工具，磁铁2被拉到容器1内，该工具在图2中未示出，且该工具在端部具有连接装置，该连接装置配合到磁铁2端部处的接收端，例如扣眼上。磁铁被拉入到容器中，且插入止挡。带有已经从转子3拆下的磁铁2的容器1然后被从现场拆下。接着，具有新磁铁的容器1放置在支撑托架4上，并拆下在容器1两端处的止挡。然后，借助于前述工具将磁铁2推入到转子3中其位置处，并且用于将磁铁2固定到转子3上的装置被安装归位。以这种方式，风力涡轮的直接驱动发电机的永久磁铁优选的能够被安装、更换和拆卸。
在更换磁铁2的过程中，支撑托架4也可以安装到发电机的静止零件上，如发电机的其中一个端板上。在这种布置中，相对于转子的定位稍微不受控制，但是另一方面不需要为每个新磁铁2拆卸和再次安装托架4。
用于推和拉磁铁2的工具可以安装到容器1附近，且可以直接被支撑到支撑托架4上。例如，它可以是液压缸。另外，它可以安装到发电机的相对侧上。可以使用两个工具，每侧上一个，都用于推动，由此避免在磁铁2处的连接装置的需要。
容器1由厚的低密度材料，例如聚苯乙烯泡沫制成。另外，它可以由较高密度材料支撑，在这种情况下，通过肋或其他几何措施可以实现中等重量和安全距离的组合。