主动电磁轴承叶轮泵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104514726A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.04.15(21)申请号201310456072.2(22)申请日2013.09.27(71)申请人沙洲职业工学院地址215600江苏省张家港市长兴中路8号(72)发明人秦艳吴良芹(51)Int.Cl.F04D13/06(2006.01)F04D29/048(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称主动电磁轴承叶轮泵(57)摘要一种新型的主动电磁轴承叶轮泵。主要由径向电磁轴承转子及定子、止推轴承、传感器及其支架、叶轮、泵外壳等组成。将其中一个磁轴承与叶轮作成一个整体，即在泵的叶轮上(转子)镶嵌导磁性能好的软磁材料(磁钢等)，泵壳上(定子)装有线圈，通入电流便会产生旋转磁场，驱动叶轮旋转，实现泵的作用。另外的磁轴承(包括径向和轴向)用来使主轴旋转和定位，阻止其发生径向和轴向位移。转子浸泡在介质中旋转，所有与流体接触的表面均由耐腐蚀材料包层，因此泵内没有任何形式的密封元件。本发明功能简单，在很大程度上克服了普通叶轮泵易磨损、需要密封的缺点，有良好的应用前景。CN104514726ACN104514726A权利要求书1/1页1.主动电磁轴承叶轮泵，其特征在于：该叶轮泵由轴向位移传感器(1)、径向位移传感器(2)、径向磁轴承定子(3)(7)、轴向磁轴承定子(4)、定子线圈(5)、叶轮转子磁钢(6)、径向磁轴承转子(8)(9)等组成，新型止推轴承是由轴向电磁轴承定子(3)(7)、吸力盘、轴承套筒等构成的磁路系统，产生吸力以限制转轴的轴向位移；电磁轴承定子(4)是由非导磁材料的固定环将各组电磁铁铁心固定在一起组合而成，因此磁路独立，不存在磁耦合问题；为了防止电磁轴承定子上各组电磁铁磁路、叶轮定子磁路、止推轴承磁路等之间产生磁耦合，影响电磁轴承的静、动态性能，因此将泵体内表面镀上不导磁且抗腐蚀的材料；泵在工作状态时候，由于转子与定子之间的间隙充满液体，定子内表面及转子外表面均由抗腐蚀材料包层，整个泵外壳是全封闭的，任何流体成分均不可能泄漏至泵外，任何形式的密封是没有必要的。2CN104514726A说明书1/2页主动电磁轴承叶轮泵技术领域[0001]本发明专利涉及一种主动电磁轴承叶轮泵，主要有径向电磁轴承转子及定子、止推轴承、传感器及其支架、叶轮、泵外壳等组成。背景技术[0002]普通的叶轮泵需要很多个零件，每个零件都可能对泵的性能产生影响，每个零部件的损坏或失灵都可能导致整个系统的故障，需要进行停机检修。普通叶轮泵由于采用外接电机驱动，增加了使用的成本以及额外配置的连接配件。另外由于采用普通的滚动轴承来支承传动轴，机械轴承本身的磨损以及轴承的密封均存在寿命以及安全问题，整个系统每隔一定时间需要保养和维护，更换易损件。发明内容[0003]本发明目的是克服现有叶轮泵中存在的不足，提供一种长期无泄漏连续运转，有良好的应用前景的新型叶轮泵。[0004]按照本发明提供的技术方案，该设计主动电磁轴承叶轮泵主要由径向电磁轴承转子及定子、止推轴承、传感器及其支架、叶轮、泵外壳等组成。[0005]主动电磁轴承叶轮泵将其中一个磁轴承与叶轮作成一个整体，即在泵的叶轮上(转子)镶嵌导磁性能好的软磁材料(磁钢等)，泵壳上(定子)装有线圈，通入电流便会产生旋转磁场，驱动叶轮旋转，实现泵的作用。另外的磁轴承(包括径向和轴向)用来使主轴旋转和定位，阻止其发生径向和轴向位移。转子浸泡在介质中旋转，所有与流体接触的表面均由耐腐蚀材料包层，冈此泵内没有任何形式的密封元件。[0006]本发明功能简单，在很大程度上克服了普通叶轮泵易磨损、需要密封的缺点。附图说明[0007]图1为本发明的结构示意图。[0008]图2为主动电磁轴承工作原理图。具体实施方式[0009]图1所示，主动电磁轴承叶轮泵由轴向位移传感器(1)、径向位移传感器(2)、径向磁轴承定子(3)(7)、轴向磁轴承定子(4)、定子线圈(5)、叶轮转子磁钢(6)、径向磁轴承转子(8)(9)等组成。图2所示，一个典型的有源磁轴承系统是由转子、电磁铁、传感器以及控制电路和功率放人器组成的。轴承由转子和定子组成。由传感器检测出转子的偏心，并通过反馈与基准信号(转子的理想位置)进行比较，调节器根据偏差信号进行调节，并把调节信号送到功率放人器以改变电磁铁(定子)的电流，使气隙增人一侧的电磁铁电流增加，另一侧电磁铁电流减小，从而产生一个回复力，使转子恢复到理想的位置。[0010]本发明止推轴承是由轴向电磁轴承定子(3)(7)、吸力盘、轴承套筒等构成的磁路3CN104514726A说明书2/2页系统，产生吸力以限制转轴的轴向位移。电磁轴承定子是由非导磁材