CN103967830A - 转子磁轴承、对其磁环涂覆和/或涂漆的方法及真空泵 - Google Patents

转子磁轴承、对其磁环涂覆和/或涂漆的方法及真空泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及转子磁轴承、对其磁环涂覆和/或涂漆的方法及真空泵，所述转子磁轴承被布置在转子上，其中所述磁轴承的磁环被布置在转子上的、为该磁环所设置的位置处，并且其中所述磁环的暴露的表面随后被涂覆和/或涂漆。此外本发明涉及一种转子磁轴承，其根据本发明的方法被涂覆和/或涂漆，和一种包含至少一个这种转子的真空泵。

Description

转子磁轴承、对其磁环涂覆和/或涂漆的方法及真空泵
本发明涉及一种用于对转子磁轴承的磁环进行涂覆和/或涂漆的方法以及转子磁轴承和真空泵，该转子磁轴承具有多个在转子之上或之中布置的磁环。
从实践中已知，转子磁轴承以及定子磁轴承的磁环特别是用于耐腐蚀地保护工艺组件。根据用途其可能是必需的，以便例如实现足够的耐腐蚀性。一种简单方法在于对单个部分进行涂覆或涂漆。磁轴承定子能通过浸渍、涂抹或其他方法（例如化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD））被容易地涂覆，因为磁轴承定子只具有有限的尺寸或扩展并且主要是外表面。
反之，转子的磁轴承主要拥有仅能很难地到达的内表面，然而尽管如此其必须被尽可能均匀地涂覆，以便不将过大的额外的不平衡引入转子。
本发明基本的技术问题是，给出一种方法，通过该方法，主要是位于内部的表面处的转子磁轴承能够被尽可能均匀地涂覆或涂漆。此外，应当给出一种转子磁轴承，其具有均匀的涂层而没有被封入空气。
这个技术问题通过具有如权利要求1的特征的方法以及通过具有如权利要求13的特征的转子磁轴承解决。
根据本发明的用于对被布置在转子上的磁轴承的磁环进行涂覆和/或涂漆的方法，其特征在于，转子上的磁轴承的磁环被布置在为磁环所设置的位置上，并且暴露的磁环表面随后被涂覆。
本发明的创新在于，磁轴承的磁环被插入通常为磁环所设置的转子空隙中并且随后仅对该环进行涂覆和/或涂漆。
为永久磁轴承所使用的磁性材料，例如钐钴（SmCo）或钕铁硼（NdFeB），相对于机械负载的反应是易碎的并且对拉力负载敏感。从实践中已知，转子中的配有永久磁铁的磁轴承，被有利地实现，从而使得所使用的永久磁铁被装配成能够承受所有处于压力负荷下的工作状态。这种预应力有利地通过磁铁的过盈配合和/或热压配合在其空隙中实现。
从实践中已知，所述环被单独涂覆并且随后才被布置在转子的空隙中。磁环在非常高的压力下并且在转子受热时被插入转子中，因此这些磁环在转子冷却后具有固定的配合。磁环的单涂覆的漆在此处磨损并且不再有磁环的耐腐蚀性。
根据本发明，将磁环（在其被涂覆之前）布置在为其所设置的转子空隙中，并且随后在转子中实施涂覆，则没有漆和没有涂层物质因安装而受到磨损。
此外，根据本发明的方法具有的优点在于，所述漆有可能渗入磁环之间存在的间隙，并且因此耐腐蚀性通过根据本发明的涂层有所提高。
用涂层材料或漆填充间隙导致磁环之间的密闭连接。当磁轴承被布置在真空泵的转子上时是有利的。在这个情况下，在真空泵工作时不必需密封气体。例如对于真空泵，如果在转子磁轴承区域中不需要密封气体，则由此省略了在其他情况下所必需的阀和通道和持续供应密封气体的装置。
此外，根据本发明的方法具有的优点在于，不需要机械精加工。此外，能够使用实践中已知的磁环，而不必对其进行修正。
根据本发明的另一实施例，磁环的内部的暴露的表面通过在被磁环限制的空间中装入至少一种涂层物质和/或至少一种漆并且旋转该转子来进行涂覆。因此，涂层物质和/或漆的尽可能无气泡的涂覆是可能的。此外通过转动转子可实现非常均匀的涂覆，因此转子的不平衡能够被尽可能地或完全地避免。
磁环能被已经预先涂漆/涂覆地或未涂漆/涂覆地装入。任何情况下，通过根据本发明的方法的后续涂漆/涂覆可获得整体的并且甚至真空密封的转子磁轴承的蒙护（Versiegelung）。
也存在着将内部的暴露的表面通过装入至少一种涂层物质和/或至少一种漆，并且通过具有磁环的转子磁轴承的翻转来进行涂覆的可能性。因此也实现了转子磁轴承的磁环的整体的涂覆。在这里，磁环之间的间隙也被倒空（ausgegossen）。
特别有利地，在具有磁环的转子的翻转之后多余的漆被移除，例如被倒空。多余的漆的移除应不依赖于涂层物质和/或至少一种漆的施加方式被实施。
根据本发明的一个特别优选实施例，涂覆和/或涂漆在真空下实现。
这个方法具有的特别的优点在于，在磁环之间存在的接缝和倒角被涂层物质或漆灌注，并且因此能够不出现实际的泄漏并因此不出现以后的涂覆薄弱位置。如果涂覆和/或涂漆不在真空下进行，则在此同时或事后可能形成气泡。如果转子以后例如在真空泵中工作，也就是说在真空下工作，则存在的气泡可能膨胀并且在形成气泡的情况下在涂覆中裂开一些开口。之前被封入的气体能在朝高真空一侧的方向上运动并且在此处导致过程中的干扰，此外使出现的涂覆薄弱位置下面的材料可能被不期望地腐蚀。
根据本发明的另一有利实施例，至少一种涂层物质和/或至少一种漆被喷射装置喷射。例如能使用喷枪或自动喷射装置。其他喷射手段同样是可设想的。
存在着将喷射装置一次或多次地在磁环内部来回运动，以便施加多层的涂层物质和/或漆的可能性。
根据本发明的另一有利实施例，为涂覆使用在受热时可硬化的或受UV照射时可硬化的合成材料和/或使用在受热时可硬化或受UV照射时可硬化的漆被使用。
根据本发明的另一有利实施例，为涂覆使用化学气相沉积（CVD，英语：chemical vapour deposition）或物理气相沉积（PVD，英语：physical vapourdeposition）。
根据本发明的另一有利的实施例，为涂覆使用化学或电镀的金属沉积（例如镍）。
其他涂层物质和漆同样是可使用的。
根据本发明的另一特别有利的实施例，转子与转子磁轴承被布置在旋转装置中。转子置于旋转运动中，随后至少一种涂层物质和/或至少一种漆被装入由转子磁环限制的空间中。通过转子的旋转运动实现了特别是均匀的漆涂层。此外有可能的是，提供具有小的层厚度的非常薄的涂层或漆层。
本发明的另一有利实施例提出，转子磁环被预装配到块中，所述块被插入转子中的容纳部，随后转子被置于旋转运动中并且与此同时或随后将至少一种涂层物质和/或至少一种漆装入由转子磁环所限制的空间中。这个方法确保以涂层物质或漆实现均匀的涂覆。
有利地，多余的材料不依赖于涂覆方法的种类在施加涂层物质和/或漆后被移除。如果转子磁轴承的内空间例如被涂层材料和/或漆完全地填满，或所述空间的只一部分被涂层物质和/或漆填充并且该空间随磁环翻转，则必需的是，随后将多余的材料倒出。
根据本发明有利的是，至少一种涂层物质和/或至少一种漆被布置在磁环内部的表面上的和/或在磁环之间的间隙中。因此可获得真空密封的漆层或涂层。
可能的是，涂覆一个或多个层。具有不同材料的多个层也能被涂覆。
有利地，具有多个在转子之上或之中布置的磁环（这些磁环借助根据本发明的方法涂覆和/或涂漆）的转子被制造，使得磁环在涂覆之前被插入为其所设置的转子空隙中，而不会磨损已经在环上存在的漆。可能的是，单个装配所述环或将所述环预先装配在一个块中，并且将整个块推入为该块所设置的空隙中。所述环或块只能在非常高的压力下被装入空隙中。为此，转子通常被加热，由此使其膨胀并且环或块能被插入。转子本身冷却，则具有固定配合的环即被布置在转子之中或之上。随后，环借助根据本发明的方法来涂覆和/或涂漆。因此均匀地和完整无缺地涂覆涂层物质和/或漆是可能的。此外所述漆能渗入到磁环的空隙和倒角，并且所述漆和/或涂层物质不再受到装配的损伤。
根据一特别有利实施例，具有根据本发明的磁轴承的转子被布置在真空泵中。具有快速转动的转子的真空泵应尽可能没有具有不平衡。另一方面重要的是，转子磁轴承被设计为密封的和无被封入的气泡的。在施加真空时，被封入的气泡会损伤涂层或漆。
由此，转子磁轴承被设计为真空密封的，能省略密封气体和对此必需的阀和通道和持续供应密封气体的装置。
本发明的一特别有利的实施例提出，所述转子被设计为涡轮分子泵的转子。特别是对这种具有快速转动的转子的泵类型，转子磁轴承是可被特别是有利地使用的。
本发明的其他特征和优点借助根据本发明的磁轴承转子实施例并参照附图被详细说明。在附图中示出的是：
图1以纵剖面图示出了在涂覆过程期间的具有磁轴承的、被布置在真空室中的转子。
图2为图1的细节。
附图示出支撑转子盘2的转子1。转子磁轴承的磁环4被布置在空隙3中。根据附图，布置了多个磁环4。转子1被布置在两个尖端5、6之间，使得转子1能绕其纵轴7转动。转子1被布置在真空室8中。低压充满真空室8的空间9。
为了对磁环4内的、暴露的表面10进行涂覆，喷射头11被带到表面10附近。喷射头11在双箭头A的方向上一次或多次地来回运动，同时转子1并且因此磁环4绕纵轴7转动。通过从喷射头11喷射漆或涂层物质，表面10被涂覆并且在磁环4之间的间隙12被漆和/或涂层物质填满。
以这种方法和方式在表面10上可获得薄的、非常均匀的涂层。通过在真空室8中在真空下施加涂覆，实际的泄漏和之后在磁环4之间形成气泡的可能性被排除。
尖端5、6仅被示意性地示出。很明显，设有用于尖端5、6的保持装置和转动装置。此外真空室8仅被示意性地绘出。真空室8与至少一个真空泵（未示出）相连接。
在对磁环4涂覆或涂漆之后，将转子1从真空室8中取出。尖端5、6被移除，转子1被装配入真空泵（未示出）。磁轴承定子被分配给具有磁环4的转子磁轴承。
代替引入喷枪11，涂层物质能被装入由磁环4限制的内空间13。该空间13会带着涂层材料翻转并且这些涂层材料在随后被移除。在这个情况下，具有尖端5、6的轴承结构不是必需的。为在真空下进行翻转，在真空室8中设置相应的保持装置和回转装置（未示出）是必需的。
附图参考标记列表
1 转子
2 转子盘
3 空隙
4 磁环
5 尖端
6 尖端
7 纵轴
8 真空室
9 空间
10 表面
11 喷射头
12 间隙
13 由磁环4限制的内空间

Claims (16)

1.一种用于对转子磁轴承的磁环进行涂覆和/或涂漆的方法，所述转子磁轴承被布置在转子上，其特征在于，所述磁轴承的磁环（4）被布置在所述转子（1）上的、为所述磁环（4）所设置的位置（3）处，并且所述磁环（4）的暴露的表面（10）随后被涂覆和/或涂漆。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁环（4）的内部的、暴露的表面（10）通过装入至少一种涂层物质和/或至少一种漆并且通过所述转子（1）的转动来涂覆。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部的、暴露的表面（10）通过装入至少一种涂层物质和/或至少一种漆并且通过翻转具有所述磁环（4）的转子（1）来涂覆。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述涂覆和/或涂漆在真空下实现。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一种涂层物质和/或至少一种漆被喷射。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，喷射装置（11）被使用。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述喷射装置（11）在喷射过程期间一次或多次地在所述转子磁环（4）内部来回运动。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁环（4）使用合成材料和/或在受UV照射时能够硬化的漆来进行涂覆和/或涂漆。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转子（1）被布置在转动装置（5、6）中，所述转子（1）被置于旋转运动中，随后所述至少一种涂层物质和/或至少一种漆被装入由所述转子磁环（4）限制的空间（13）中。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转子磁环（4）被预装配到一个块中，所述块被布置在所述转子（1）中的容纳部（3）内，随后所述转子（1）被置于旋转中并且与此同时或随后将所述至少一种涂层物质和/或至少一种漆装入由所述转子磁环（4）限制的空间（13）中。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，多余的材料被从由所述转子磁环（4）限制的空间移除。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种涂层物质和/或至少一种漆被布置在所述磁环（4）的内部的表面（10）上和/或在所述磁环（4）之间的间隙（12）中。
13.一种转子，其具有多个在所述转子之上或之中布置的磁环，所述磁环借助根据权利要求1的特征的方法来涂覆和/或涂漆，其特征在于，所述磁环（4）在所述涂覆和/或涂漆之前被布置在转子磁轴承之中或之上。
14.如权利要求13所述的转子，其特征在于，所述转子（1）被设计为真空泵的转子（1）。
15.如权利要求14所述的转子，其特征在于，所述转子（1）被设计为涡轮分子泵的转子（1）。
16.一种具有至少一个转子的真空泵，所述转子是根据权利要求13至15中的至少一个来设计的。
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