CN112253525B - 用于磁悬浮压缩机的保护装置及磁悬浮压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种用于磁悬浮压缩机的保护装置，还涉及包含有该保护装置的磁悬浮压缩机。用于磁悬浮压缩机的保护装置中，磁悬浮压缩机包括壳体、轴承和转轴，保护装置包括设置在壳体上的磁体，磁体具有第一状态和第二状态；在第一状态下，转轴位于磁体的磁吸力作用范围之内，且在磁体的磁吸力作用下转轴固定在保护装置上；在第二状态下，转轴位于磁体的磁吸力作用范围之外。在压缩机的壳体中增加一个磁力装置，通过改变磁体的状态达到控制磁场的通断，实现强大的磁力把转轴完全固定，有效解决磁悬浮压缩机因运输、吊装、倾斜和冲击等造成的轴承系统磨损的问题，实现了磁悬浮轴承系统的稳定运输。

Description

用于磁悬浮压缩机的保护装置及磁悬浮压缩机

技术领域

本申请涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种用于磁悬浮压缩机的保护装置，还涉及包含有该保护装置的磁悬浮压缩机。

背景技术

一套磁悬浮轴承系统是利用轴承电磁力对电机转轴进行悬浮支承，使转轴工作在无油、无摩擦状态，具有高速、免维护等优点。磁悬浮转轴与轴承之间有微小的间隙，转轴工作在微小的悬浮空间之中，有高精度的传感器和精密的控制系统，对转轴进行位置采样，然后通过控制器控制轴承绕组电流大小来调节转轴的空间位置，稳定地控制转轴在设定的位置工作。

在微小的气隙中，对轴承系统的精度控制要求很高，为提高精密的位置控制，对转轴、轴承等的加工精度要求很高。但是装配好的磁悬浮压缩机，在运输的过程中，难免受到来自运输车辆与道路间的颠簸和吊装压缩机时出现碰撞，可能导致转轴和轴承碰撞壳体发生变形或磨损，影响压缩机的正常运行。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题为：磁悬浮压缩机因运输、吊装、倾斜和冲击等造成的轴承系统磨损，影响压缩机的正常运行。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于磁悬浮压缩机的保护装置，还涉及包含有该保护装置的磁悬浮压缩机。

为了实现上述目的，根据本技术方案的一个方面，本发明实施例提供了一种用于磁悬浮压缩机的保护装置。

根据本发明实施例的用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述磁悬浮压缩机包括壳体、轴承和转轴，所述保护装置包括设置在所述壳体上的磁体，所述磁体具有第一状态和第二状态；

在所述第一状态下，所述转轴位于所述磁体的磁吸力作用范围之内，且在所述磁体的磁吸力作用下所述转轴固定在所述保护装置上；

在所述第二状态下，所述转轴位于所述磁体的磁吸力作用范围之外。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述磁体为永磁体。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述保护装置还包括导磁组件，所述永磁体可旋转的设置在所述导磁组件内。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述导磁组件的靠近所述转轴的一端形成与所述转轴表面形状相匹配的固定槽。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述导磁组件包括间隔设置的第一导磁体和第二导磁体，所述第一导磁体和第二导磁体上均形成有柱面凹槽，所述第一导磁体和第二导磁体上的所述柱面凹槽合围后形成固定孔，所述永磁体可旋转的设置在所述固定孔内。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述永磁体的轴线与所述转轴的轴线垂直设置，所述永磁体的N极和S极沿所述固定孔的直径方向设置。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述永磁体的形状为圆柱体。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述第一导磁体和第二导磁体之间的间隙内填充有非铁磁材料。

进一步地，在用于磁悬浮压缩机的保护装置中，所述永磁体的端部形成有凸台。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了一种磁悬浮压缩机。

根据本申请实施例的磁悬浮压缩机，其包括本发明第一方面提供的用于磁悬浮压缩机的保护装置。

在上述技术方案提供的用于磁悬浮压缩机的保护装置中，为了防止运输等行为带来的损伤，利用磁体的磁场，在压缩机的壳体中增加一个磁力装置，通过改变磁体的状态达到控制磁场的通断，实现强大的磁力把转轴完全固定，有效解决磁悬浮压缩机因运输、吊装、倾斜和冲击等造成的轴承系统磨损的问题，实现磁悬浮轴承系统稳定运输。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的具有保护装置的磁悬浮压缩机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的保护装置在磁体处于第二状态下的工作原理图；

图3为本申请实施例提供的保护装置在磁体处于第一状态下的工作原理图。

图中：

1、壳体；2、轴承；3、转轴；4、磁体；5、导磁组件；501、第一导磁体；502、第二导磁体；6、非铁磁材料；7、凸台。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-3所示，本发明实施例提供的保护装置用于磁悬浮压缩机，所述磁悬浮压缩机的结构包括壳体1、轴承2和转轴3，其中所述保护装置包括设置在所述壳体1上的磁体4，所述磁体4具有第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述转轴3位于所述磁体4的磁吸力作用范围之内，且在所述磁体4的磁吸力作用下所述转轴3固定在所述保护装置上；在所述第二状态下，所述转轴3位于所述磁体4的磁吸力作用范围之外。

在磁悬浮压缩机在正常运行时，需要将磁体4调节至第二状态，此时所述转轴3位于所述磁体4的磁吸力作用范围之外。当磁悬浮压缩机已经正常放置而运行使用时，这时保护装置的磁体4的磁吸力不会影响到转轴3，即转轴3不受到磁力的作用，保护装置与转轴3呈分开状态，磁悬浮压缩机可正常运行，如图2所示。

当磁悬浮压缩机在非运行状态，例如运输或吊装等，需要将磁体4调节至第一状态，所述转轴3位于所述磁体4的磁吸力作用范围之内，这时保护装置的磁体4的磁吸力会影响到转轴3，即转轴3受到磁力的作用，保护装置与转轴3呈分开状态，且在所述磁体4的磁吸力作用下所述转轴3固定在所述保护装置上，可以实现稳定运输，如图3所示。

在上面的实施例中，磁体4包括但不限于电磁铁或永磁体。当磁体4选择为电磁铁时，可以通过电路的通断实现电磁铁的磁性产生和消失，即当电磁铁在通电的情况下，电磁铁的磁性产生，转轴3位于电磁铁的磁吸力作用范围之内，此时电磁铁处于第一状态，当电磁铁在断电情况下，电磁铁的磁性消失，转轴3位于电磁铁的磁吸力作用范围之外，此时电磁铁处于第二状态，进而使得磁体4在第一状态和第二状态之间进行切换。当磁体4选择为永磁体时，可以通过调整永磁体的位置实现第一状态和第二状态的切换。在本发明实施例中，磁体4优选为永磁体，此方案不需带电，磁场切换速度快，具有结构简单，体积小，便于控制等优点。

在上述实施方式的基础上，用于磁悬浮压缩机的保护装置还包括导磁组件5，所述永磁体可旋转的设置在所述导磁组件5内，通过永磁体的旋转，可以改变磁极的方向，导磁组件5在磁路中起到磁力线传输的作用，用于约束磁力线向外扩散，还起到固定磁体4的作用。导磁组件5的材质优选为软磁材料，包括但不限于导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金。

作为一种具体的实现方式，如图1-3所示，用于磁悬浮压缩机的保护装置包括磁体4和导磁组件5，磁体4选择为永磁体，所述导磁组件5镶嵌在壳体1上，其包括间隔设置的第一导磁体501和第二导磁体502，所述第一导磁体501和第二导磁体502上均形成有柱面凹槽，所述第一导磁体501和第二导磁体502上的所述柱面凹槽合围后形成固定孔，所述永磁体可旋转的设置在所述固定孔内。所述永磁体的轴线与所述转轴3的轴线垂直设置，所述永磁体的N极和S极沿所述固定孔的直径方向设置。所述第一导磁体501和第二导磁体502沿着转轴3的轴线方向间隔设置，且二者之间的间隙内填充有非铁磁材料6。在永磁体的周围会分布有若干磁力线，这些磁力线的方向从N极发出到S极结束，当铁性物质放在磁力线范围的时候，就会受到磁力的作用而往磁力线比较密集的地方靠近。在永磁体外部，磁力线一定是从N极出来从S极回去，形成一个封闭的路径，无法在中间截断，表示磁力线永远存在。

当磁悬浮压缩机需要正常运行，需要将永磁体调节至第二状态，此时永磁体的N级和S级的连线垂直与转轴3的轴线方向，且永磁体的磁极正对第一导磁体501和第二导磁体502之间的间隙内填充的非铁磁材料6，即此时转轴3与永磁体的磁极之间间隔有非铁磁材料6。导磁组件5的材质为铁磁材料，其挡不住磁力线，但有很强的导磁性，就是引导磁力线的属性，所以当有铁磁材料能够横跨N级到S极之间(或包围磁体4)的时候，磁力线就会在铁磁材料内走完全程而不外漏。当磁悬浮压缩机已经正常放置而运行使用时，将永磁体调整至第二状态下，并通过锁定结构将其锁定在第二状态下，这时保护装置对于转轴3没有磁吸力，转轴3不受到磁力的作用，与保护装置呈分开状态，可正常运行，状态如图2所示。

当磁悬浮压缩机在运输或吊装等非工作运行状态时，需要将磁体4调节至第一状态，此时永磁体的N级、S级正对左右设置的第一导磁体501和第二导磁体502，此时可以把非铁磁材料6视为一种屏障、阻碍，磁力线会尽量想绕过它，所以磁力线在绕过它的过程中就跑到导磁组件5的外面，造成导磁组件5靠近转轴3的面磁力线变多(主要是图3中的上面)，就会在该面上产生强大的磁力把转轴3牢牢固定住。当磁悬浮压缩机运输或吊装时，将永磁体调整至第一状态下，并通过锁定结构将其锁定在第一状态下，这时保护装置对于转轴3具有磁吸力，转轴3受到磁力的作用与导磁组件5吸合固定，可以实现稳定运输，状态如图3所示。

在一些实施方式中，所述导磁组件5的靠近所述转轴3的一端形成与所述转轴3表面形状相匹配的固定槽，转轴3的外壁通常为圆柱面，该固定槽为与转轴3外壁弧度相同的圆柱面，可以在永磁体处于第一状态时，导磁组件5与转轴3具有较大的接触面积，导磁组件5的固定槽与转轴3完全吸合上，实现对转轴3更为牢固的固定。

在一些实施方式中，所述永磁体的形状为圆柱体，当然也可以为其他结构，例如可以为至少具有两段柱面的结构，可以实现其在固定孔内的选择。

在一些实施方式中，所述永磁体的端部形成有凸台7，该凸台7可以作为旋转永磁体的把手或开关，能方便转动永磁体改变永磁体的磁极方向。此外，所述永磁体的N极和S极沿所述固定孔的直径方向设置，在永磁体设计为圆柱体的情况下，难以判断磁极位置，通过设置凸台7为条状结构，凸台7的一端为N极，另一端为S极，可以清楚辨别两极方向。

需要说明的是，本发明实施例提供的用于磁悬浮压缩机的保护装置的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，均可以参照现有技术中相关装置的结构，在此不再详细描述。

本申请实施例还提供了一种磁悬浮压缩机，其包括本申请上述实施例提供的用于磁悬浮压缩机的保护装置。

本申请实施例所公开的磁悬浮压缩机由于包括上述实施例提供的保护装置，因此具有该保护装置的磁悬浮压缩机也具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。磁悬浮压缩机的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于磁悬浮压缩机的保护装置，所述磁悬浮压缩机包括壳体（1）、轴承（2）和转轴（3），其特征在于，所述保护装置包括设置在所述壳体（1）上的磁体（4）和导磁组件（5），所述磁体（4）可旋转的设置在所述导磁组件（5）内，所述导磁组件（5）的靠近所述转轴（3）的一端形成与所述转轴（3）表面形状相匹配的固定槽，所述磁体（4）具有第一状态和第二状态；

在所述第一状态下，所述转轴（3）位于所述磁体（4）的磁吸力作用范围之内，且在所述磁体（4）的磁吸力作用下所述转轴（3）固定在所述保护装置上；

在所述第二状态下，所述转轴（3）位于所述磁体（4）的磁吸力作用范围之外。

2.根据权利要求1所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述磁体（4）为永磁体。

3.根据权利要求2所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述导磁组件（5）包括间隔设置的第一导磁体（501）和第二导磁体（502），所述第一导磁体（501）和第二导磁体（502）上均形成有柱面凹槽，所述第一导磁体（501）和第二导磁体（502）上的所述柱面凹槽合围后形成固定孔，所述永磁体可旋转的设置在所述固定孔内。

4.根据权利要求3所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述永磁体的轴线与所述转轴（3）的轴线垂直设置，所述永磁体的N极和S极沿所述固定孔的直径方向设置。

5.根据权利要求2所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述永磁体的形状为圆柱体。

6.根据权利要求3所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述第一导磁体（501）和第二导磁体（502）之间的间隙内填充有非铁磁材料（6）。

7.根据权利要求2-6任一项所述的用于磁悬浮压缩机的保护装置，其特征在于，所述永磁体的端部形成有凸台（7）。

8.一种磁悬浮压缩机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的保护装置。

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