CN105863926B - 磁悬浮水轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮水轮机，包括蜗壳、转轴、风叶和叶轮，蜗壳上开有进水口和出水口，蜗壳上设置支撑板，支撑板上固定有轴套，转轴转动安装在轴套内，转轴的下部伸入蜗壳内，转轴位于蜗壳内的一端设置叶轮，另一端设置风叶，支撑板上固定下磁环，转轴上固定上磁环，下磁环的上端和上磁环的下端的磁极相同。本发明的有益效果是：本申请安装在水轮机上，上磁环和下磁环之间排斥的力将水轮机驱动风机产生的向下压力和风机自重力以及叶轮自重力抵消，因此水轮机就只要做旋转方向的力，没有来自平面轴向的作用力，并且减少轴承的径向受力，水轮机将更加轻松地旋转，也就是说提高水动力的利用率，增加轴承的使用寿命，提高水轮机的使用寿命。

Description

磁悬浮水轮机
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮水轮机。
背景技术
冷却塔都配有风机在上面排风降温，现有的风机有电动机带减速机驱动风机或者水动力（水轮机）直接驱动风机两种，其中水动力（水轮机）直接驱动风机因为节约电能而应用最多，由于风机自重以及风机旋转时产生风压，且两者的方向均竖直向下，风机自重加上风压最小在500KG，最大可达9000KG，而由于风机的旋转轴通过轴承转动安装在蜗壳上，因此风机自重以及风压作用在轴承上，轴承轴向和径向受力都比较大，尤其是轴承的摩擦较大，轴承的使用寿命低、水动力较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁悬浮水轮机，解决现有技术中由于水轮机自重以及自旋产生风压导致水动力效率低和轴承寿命低的技术缺陷。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种磁悬浮水轮机，包括蜗壳、转轴、风叶和叶轮，所述的蜗壳的一侧开有进水口，蜗壳的底部设有出水口，还包括设置在蜗壳上部的支撑板，支撑板上固定有轴套，所述的转轴通过轴承转动安装在轴套内，转轴的下部穿过支撑板伸入蜗壳内，转轴位于蜗壳内的一端设置叶轮，转轴的另一端设置风叶，所述的支撑板上固定有下磁环，所述的转轴上固定有上磁环，所述的下磁环的上端和上磁环的下端的磁极相同；本申请中在转轴和支撑板上分别设置上磁环和下磁环，由于两者相对的一端磁极相同，根据同名磁极相斥的原理，下磁环对上磁环产生向上的力，由于上磁环固定在转轴上，因此整个转轴以及安装在转轴上的风叶、叶轮等整体受力向上，根据水轮机自重以及其转动时产生的风压的大小选定上磁环和下磁环的性能和尺寸，保证水轮机自重和风压之和等于下磁环对上磁环排斥的力，由于轴承的内圈安装在转轴上，轴承外圈安装在轴套上，轴承内圈和外圈之间没有轴向的压力差，轴承转动的摩擦减小，使用寿命延长，由于轴承转动的摩擦小，水动力的效率得到提高。
作为本发明的进一步改进，所述的转轴上设置由隔磁材料制成的上环套，支撑板上设置由隔磁材料制成的下环套，所述的上环套开口朝下，所述的上磁环位于上环套内，所述的下环套呈环形，所述的下磁环位于下环套内；本申请中设置上环套和下环套将上磁环和下磁环包裹起来，以避免磁场对其他转动的金属构件（比如轴承等）产生作用力。
作为本发明的进一步改进，所述的上环套与下环套之间留有第一间隙，所述的上磁环与下磁环之间留有第二间隙；本申请中上磁环和下磁环以及上环套与下环套之间不接触，上磁环和下磁环之间以及上环套与下环套之间没有摩擦，进一步的提高水动力的效率。
作为本发明的进一步改进，所述的第一间隙和第二间隙的宽度相等；第一间隙和第二间隙宽度相等，便于安装和制造。
作为本发明的进一步改进，所述的第一间隙的宽度是0.5-1.5mm。
作为本发明的进一步改进，所述的第二间隙的宽度是0.5-1.5mm。
本申请中第一间隙和第二间隙的距离设定子啊0.5-1.5mm之间，方便安装，通过实验验证，该间隙如果再减小，上磁环和下磁环以及上环套与下环套之间会有摩擦，影响水动力的效率，如果该间隙大于1.5mm，上磁环和下磁环之间的排斥力较小，不足以抵消水轮机以及水轮机转动产生的风压。
作为本发明的更进一步改进，所述的转轴上设置有调整垫，所述的调整垫的顶部与轴承的端盖贴合，调整垫的底部与上环套的顶部贴合；设置调整垫，用于调整上磁环和下磁环之间间隙的大小，根据上磁环和下磁环之间间隙的大小要求设定调整垫的厚度，如上磁环和下磁环之间的间隙要增大，则选择厚度相对大一些的调整垫，如上磁环和下磁环之间要求较小的间隙，则选择厚度较小一些的调整垫。
综上所述，本发明的有益效果是：本申请安装在水轮机上，上磁环和下磁环之间排斥的力将水轮机驱动风机产生的向下压力和风机自重力以及叶轮自重力抵消了，因此水轮机就只要做旋转方向的力，没有了来自平面轴向的作用力，并且减少了轴承的径向受力，水轮机将更加轻松地旋转，也就是说提高了水动力的利用率，增加了轴承的使用寿命，提高了水轮机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
其中：1、蜗壳；2、转轴；3、风叶；4、叶轮；5、进水口；6、出水口；7、支撑板；8、轴套；9、下磁环；10、上磁环；11、上环套；12、下环套；13、调整垫。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
如图1和图2所示的磁悬浮水轮机，包括蜗壳1、转轴2、风叶3、叶轮4、支撑板7，所述的蜗壳1的一侧开有进水口5，蜗壳1的底部设有出水口6，支撑板7设置在蜗壳1的上部，支撑板7上固定有轴套8，所述的转轴2的上部和下部通过轴承转动安装在轴套8内，轴承的外圈固定在轴套8内，轴承的内圈与转轴2过盈配合，转轴2的下部穿过支撑板7伸入蜗壳1内，转轴2位于蜗壳1内的一端设置叶轮4，转轴2的另一端设置风叶3，所述的风叶3固定在风扇座上，风扇座套在转轴2的上部，转轴2的上部设置键槽，风扇座通过键安装在转轴的上部；叶轮4套在转轴2的下部，转轴2的下部开有键槽，叶轮4通过键安装在转轴的下部，水由进水口5进入蜗壳1内并推动叶轮4以及用于安装叶轮4的转轴2转动，转轴2上的风叶3转动，水在蜗壳1内从蜗壳1的出水口6排出蜗壳1；所述的支撑板7上固定有下磁环9，所述的转轴2上固定有上磁环10，所述的下磁环9的上端和上磁环10的下端的磁极相同，同为N极或者同为S极，根据同名磁极排斥，上磁环10和下磁环9之间产生一对大小相等方向相反的作用力，上磁环10受到下磁环9的排斥力方向向上，大小基本等于风机转动产生的向下压力、风机自重以及叶轮自重、转轴自重等之总和，下磁环9受到上磁环10的排斥力方向向下，并最终由支撑板7支撑，而轴承内圈和外圈之间没有轴向压力差。
所述的转轴2上设置有调整垫13，所述的调整垫13的顶部与轴承的端盖贴合，调整垫13的底部与上环套11的顶部贴合，调整垫13用于调整上磁环10和下磁环9之间间隙的大小，根据上磁环10和下磁环9之间间隙的大小要求设定调整垫13的厚度，如上磁环10和下磁环9之间的间隙要增大，则选择厚度相对大一些的调整垫13，如上磁环10和下磁环9之间要求较小的间隙，则选择厚度较小一些的调整垫13，如上磁环10和下磁环9之间的间隙刚好合适，也可以不安装调整垫13，具体根据需要设定，本申请中调整垫13的外径尽可能的小，因为如果调整垫13的外径较大，其本身的重量会增加，从而增加整个风机转动产生的向下压力、风机自重以及叶轮自重、转轴自重等之总。
所述的转轴2上设置由隔磁材料制成的上环套11，支撑板7上设置由隔磁材料制成的下环套12，所述的上环套11开口朝下，所述的上磁环10位于上环套11内，所述的下环套12呈环形，所述的下磁环9位于下环套12内，上环套11和下环套12构成一个近乎密封的空腔，使上磁环10和下磁环9包裹在该空腔中，防止金属材质的轴承等由于磁场的作用被磁化并由于转动而受力。
所述的上环套11与下环套12之间留有第一间隙，所述的上磁环10与下磁环9之间留有第二间隙。本申请中第一间隙的宽度范围是0.5-1.5mm，第二间隙的宽度范围是0.5-1.5mm，本实施例的最优选择是第一间隙和第二间隙的宽度相等，均取1mm，实际使用时可根据风机转动产生的向下压力、风机自重以及叶轮自重、转轴自重等之总和大小确定第一间隙和第二间隙的宽度，以满足上磁环10和下磁环9之间排斥的力大小等于风机转动产生的向下压力、风机自重以及叶轮自重、转轴自重等之总和为宜。
本发明说明书中为作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁悬浮水轮机，包括蜗壳(1)、转轴(2)、风叶(3)和叶轮(4)，所述的蜗壳(1)的一侧开有进水口(5)，蜗壳(1)的底部设有出水口(6)，其特征在于：还包括设置在蜗壳(1)上部的支撑板(7)，支撑板(7)上固定有轴套(8)，所述的转轴(2)通过轴承转动安装在轴套(8)内，转轴(2)的下部穿过支撑板(7)伸入蜗壳(1)内，转轴(2)位于蜗壳(1)内的一端设置叶轮(4)，转轴(2)的另一端设置风叶(3)，所述的支撑板(7)上固定有下磁环(9)，所述的转轴(2)上固定有上磁环(10)，所述的下磁环(9)的上端和上磁环(10)的下端的磁极相同；所述的转轴(2)上设置由隔磁材料制成的上环套(11)，支撑板(7)上设置由隔磁材料制成的下环套(12)，所述的上环套(11)开口朝下，所述的上磁环(10)位于上环套(11)内，所述的下环套(12)呈环形，所述的下磁环(9)位于下环套(12)内；所述的转轴(2)上设置有调整垫(13)，所述的调整垫(13)的顶部与轴承的端盖贴合，调整垫(13)的底部与上环套(11)的顶部贴合。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮水轮机，其特征在于：所述的上环套(11)与下环套(12)之间留有第一间隙，所述的上环套(11)与下环套(12)之间留有第二间隙。
3.根据 权利要求2所述的磁悬浮水轮机，其特征在于：所述的第一间隙和第二间隙的宽度相等。
4.根据权利要求2所述的磁悬浮水轮机，其特征在于：所述的第一间隙的宽度是0.5-1.5mm。
5.根据权利要求2所述的磁悬浮水轮机，其特征在于：所述的第二间隙的宽度是0.5-1.5mm。
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