CN112901538B - 一种节能磁悬浮风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风机技术领域，具体涉及一种节能磁悬浮风机，包括壳体，与壳体固定连接的电机，与电机活动连接的风机轮，壳体与风机轮上相对设置有磁铁，两者磁极安装方向相反，使风机轮悬浮于壳体上方，在电机带动风机轮转动时，降低了摩擦能耗。

Description

一种节能磁悬浮风机

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种节能磁悬浮风机。

背景技术

常用风机通过电机带动叶轮转动产生空气流动，不论是电机与风机叶轮是垂直方向连接还是水平方向链接，由于受风机叶轮重力的影响，导致风机叶轮在转动时机械摩檫力，随叶轮的型号大小不同，重量越大这种机械摩檫力越大，导致电机的电力部分被用在了克服这一机械摩擦力，进而导致电能耗损，同时因机械摩擦还带来设备的机械磨损，噪音等缺点。特别是一些大型设备，因摩擦阻力较大，轴承受较大扭力导致转动轴发热，需要通过冷却系统给轴降温才能保障设备正常转动。有技术提到通过磁浮技术，在轴承上设置磁铁的方式，使得轴承悬浮起来以减少风机的传动摩擦，但因轴承本身相对风机，较窄小的结构，较难设置足够磁铁，产生更强的磁浮力。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有风机因机械摩擦产生的高能耗等一些列问题，提出通过磁悬浮技术降低摩擦，让风机更加节能。为了达到发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种节能磁悬浮风机，包括壳体(1)，与壳体(1)固定连接的电机(2)，与电机(2)活动连接的风机轮(13)，壳体(1)与风机轮(13)上相对设置有磁铁，两者磁极安装方向相反，使风机轮(13)悬浮于壳体(1)上方。

优选地，壳体(1)上设有若干个下腔室(5)，每个下腔室(5)用于安装至少一个第一磁铁(6)，风叶轮(13)设有若干个上腔室(8)，每个上腔室(8)用于安装至少一个第二磁铁(7),第一磁铁(6)与第二磁铁(7)的磁极安装方向相反，可以产生排斥力，使风机轮(13)悬浮。

优选地，第一磁铁(6)有若干个，组合起来形成一个虚拟的圆，所述第二磁铁(7)有若干个，组合起来同样形成一个虚拟的圆，两个圆为同心圆且半径相同。

优选地，风机轮(13)包括叶轮转轴(12)，若干个叶轮臂(9)环绕设置在叶轮转轴(12)外围并与之固定连接，叶轮臂(9)上方设置有叶轮(10)，上腔室(8)设置在叶轮臂(9)下方。

优选地，叶轮(10)在叶轮臂(9)上方的位置与上腔室(8)在叶轮臂(9)下方的位置对应，上腔室(8)所受磁斥力的受力中心与叶轮(10)重心位置重合，力的方向相反。

优选地，电机(2)有电机传动轴(3),所述电机(2)和风机轮(13)之间通过电机传动轴(3)与叶轮转轴(12)活动连接。

优选地，传动轴(3)外表有纵向的键槽，叶轮转轴(12)下端部分为空心设置形成连接部(16)，连接部(16)内表面设有对应的纵向键槽，使电机传动轴(3)与叶轮转轴(12)可以通过键槽套设连接，两者纵向可以相对滑动，横向通过键槽连接壳保持同步旋转，传递机械扭力。

优选地，壳体(1)上设有的第一套筒(11)，位置套置于电机传动轴(3)外围，两者形成形成一个腔室，用于容纳所述叶轮转轴(12)，叶轮转轴(12)与电机传动轴(3)在该腔室内完成轴连接，第一套筒(11)对两者的连接处形成外围保护。

优选地，电机传动轴(3)的端部与叶轮转轴(12)空心设置的连接部(16)的底端有一定距离。

优选地，壳体(1)上固定设有第二套筒(14)和活动设置有第三套筒(15)，第二套筒(14)套置于叶轮转轴(12)中部位置，第三套筒(15)套置于叶轮转轴(12)上部位置，第二套筒(14)、第三套筒(15)和所述第一套筒(11)起到在水平方向上固定叶轮转轴(12)的作用。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、在垂直方向减少了机械摩擦，通过磁浮力平衡叶轮的重力，减少了摩擦功耗，提高了电能向机械能的转化效率。

2、较少了机械摩擦，减少了因机械摩擦带来设备部件的机械损耗。

3、磁浮位置不设置在转轴，而设置在转轴外，极大的提高了磁铁的设置空间，并方便产生更大的磁浮力和控制磁平衡。

4、上盖打开，即可向上提起风机轮，脱离套筒被取出，便于更换和维修风机轮。

5、在垂直方向减少了机械摩擦，降低了因机械摩擦带来的噪音。

6、在垂直方向减少了机械摩擦，电机带动叶轮转动只需克服套筒阻力和空气阻力，摩擦力极大降低，降低轴所受扭力，使轴不易发热，也不需要冷却系统为轴降温。

附图说明

图1为本发明提出的一种节能磁悬浮风机的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种节能磁悬浮风机的正视图；

图3为本发明提出的一种节能磁悬浮风机的正视图的AA面剖视图。图中：1壳体、2电机、3电机传动轴、4电机固定位、5下腔室、6第一磁铁、7第二磁铁、8上腔室、9叶伦臂、10叶轮、11第一套筒、12叶轮转轴、13风机轮、14第二套筒、15第三套筒、16连接部、17上盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

第一实施例

参照图1-3，一种节能磁悬浮风机，包括壳体1，与壳体1固定连接的电机2，与电机2活动连接的风机轮13，壳体1与风机轮13上相对设置有磁铁，两者磁极安装方向相反，使风机轮13悬浮于壳体1上方。

进一步，壳体1上设有若干个下腔室5，第一磁铁(6)设置于下腔室(5)，下腔室5围城一个虚拟圆，在数量上两两设置，形成圆心对称。每个下腔室5用于安装至少一个第一磁铁6。风叶轮13设有若干个上腔室8，第二磁铁(7)设置于上腔室(8)，每个上腔室8用于安装至少一个第二磁铁7,第一磁铁6与第二磁铁7的磁极安装方向相反，可以产生排斥力，使风机轮13悬浮。第一磁铁(6)和第二磁铁(7)为永磁磁铁、电磁线圈磁铁中的一种。根据风机轮13的重量，以及风机的转速设计要求，相应设置第一磁铁6和第二磁铁7的数量，使得风机轮13悬浮高度不低于2mm,转速越快要求悬浮的高度越高，但不应高于10mm。

进一步，第一磁铁6有若干个，组合起来形成一个虚拟的圆，所述第二磁铁7有若干个，组合起来同样形成一个虚拟的圆，两个圆为上下相对的同心圆且半径相同。因上腔室8和下腔室5安装多个磁铁时，上下两个腔室的磁铁均对应设置，每个上腔室8相同位置的第二磁铁7组合起来形成一个虚拟的圆，多个第二磁铁7形成多个虚拟同心圆且在一个平面，下腔室5情况相同，如此形成两组上下相对的同心圆磁铁组合。

进一步，风机轮13包括叶轮转轴12，若干个叶轮臂9环绕设置在叶轮转轴12外围并与之固定连接，叶轮臂9上方设置有叶轮10，上腔室8设置在叶轮臂9下方。

进一步，叶轮10在叶轮臂9上方的位置与上腔室8在叶轮臂9下方的位置对应，上腔室8所受磁浮力的受力中心与叶轮10重心位置重合，力的方向相反。

进一步，电机2有电机传动轴3,电机2与壳体1固定连接于电机固定位4处，电机2和风机轮13之间通过电机传动轴3与叶轮转轴12活动连接。

进一步，传动轴3外表有纵向的键槽，叶轮转轴12下端部分为空心设置形成连接部16，连接部16内表面设有对应的纵向键槽，使电机传动轴3与叶轮转轴12可以通过键槽套设连接，两者纵向可以相对滑动，横向通过键槽连接壳保持同步旋转，传递机械扭力。磁铁组成的虚拟圆的圆心与上下腔室组成的虚拟圆的圆心均在叶轮转轴12与电机传动轴3连接组成的轴上。

进一步，壳体1上设有的第一套筒11，位置套置于电机传动轴3外围，两者形成形成一个腔室，用于容纳所述叶轮转轴12，叶轮转轴12与电机传动轴3在该腔室内完成轴连接，第一套筒11对两者的连接处形成外围保护。

进一步，电机传动轴3的端部与叶轮转轴12空心设置的连接部16的底端有一定距离。

进一步，壳体1上固定设有第二套筒14和活动设置有第三套筒15，第二套筒14套置于叶轮转轴12中部位置，第三套筒15套置于叶轮转轴12上部位置，第二套筒14、第三套筒15和所述第一套筒11起到在水平方向上固定叶轮转轴12的作用。

进一步，壳体1下部空腔较窄小，用来安装电机2，上部空腔较大，用来安装风机轮13，设有上盖17，第三套筒15固定设置于上盖17中部，与上盖17连为一体，壳体1的上盖17打开，风机轮13可以放入上部空腔，叶轮转轴12穿过第二套筒14插入第一套筒11中，上盖17从上通过第三套筒15与叶轮转轴12套筒连接，固定上盖17后，第三套筒15从叶轮转轴12上部位置水平固定风机轮13。第三套筒15上设有阻挡部件，上盖17盖住风机轮后，阻挡部件可以阻挡风机轮向上移动避免风机在搬运、移动过程中非垂直放置时风机轮从套筒滑出脱落，在风机正常工作转动时，阻挡部件不直接接触风机轮，阻挡部件不对转动的风机轮产生摩擦阻力。

当风机工作时，调整第一磁铁6和第二磁铁7的数量，无论风机轮13的质量有多大，其重量均有磁浮力承受，使得风机轮13悬浮于空中，避免风机轮13向下移动，阻挡部件避免风机轮13向上移动，三个套筒避免风机轮13水平方向移动，风机轮13被悬空固定。电机传动轴3的端部并不与叶轮转轴12空心设置的连接部16的底端接触，两者不产生摩檫力。风机轮13被套筒和磁浮力固定悬浮在空中不能水平移动只能以轴为中心转动，电机2与风机轮13通过花键轴连接，电机2带动风机轮13转动，因没有重力在垂直方向产生的机械摩檫力，电机2带动风机轮13时只需要克服套筒水平方向产生的摩擦力和空气对风机轮13的阻力即可带动风机轮13转动，能耗小。

第二实施例

与第一实施例相比，不同之处在于，第二实施例不使用若干个磁铁，而是使用一个较大的环形磁铁代替若干个磁铁组成的虚拟的环状磁铁组合。较大的环状磁铁可以室永磁磁铁，也可以使用电磁线圈。

第三实施例

与第一实施例相比，不同之处在于，第三实施例的叶轮转轴12没有链接部16，电机传动轴3设有连接部16。叶轮转轴12外表面设有纵向键槽，连接时叶轮转轴12插入电机传动轴3的连接部16中。

第四实施例

与第一实施例相比，不同之处在于，第四实施例没有第二套筒14，由第一套筒11和第三套筒15在固定风机轮13的水平移动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种节能磁悬浮风机，包括壳体(1)，与壳体(1)固定连接的电机(2)，与电机(2)活动连接的风机轮(13)，其特征在于，壳体(1)与风机轮(13)上相对设置有第一磁铁(6)和第二磁铁(7)，两者磁极安装方向相反，使风机轮(13)悬浮于壳体(1)上方，所述壳体(1)上设有若干个下腔室(5)，所述第一磁铁(6)设置于下腔室(5)，每个下腔室(5)用于安装至少一个第一磁铁(6)，所述风机轮(13)设有若干个上腔室(8)，所述第二磁铁(7)设置于上腔室(8)，每个上腔室(8)用于安装至少一个第二磁铁(7),第一磁铁(6)与第二磁铁(7)的磁极安装方向相反，可以产生排斥力，使风机轮(13)悬浮，第一磁铁(6)和第二磁铁(7)为永磁磁铁、电磁线圈磁铁中的一种，根据可更换的风机轮(13)的重量，以及风机的转速设计要求，相应设置第一磁铁(6)和第二磁铁(7)的数量，控制风机轮(13)的悬浮高度，使得风机轮(13)悬浮高度不低于2mm,转速越快要求悬浮的高度越高，但不高于10mm，电机(2)有电机传动轴(3)，电机(2)和风机轮(13)之间通过电机(2)的电机传动轴(3)与风机轮(13)的叶轮转轴(12)活动连接，电机传动轴(3)外表面有纵向的键槽，叶轮转轴(12)下端部分为空心设置形成连接部(16)，连接部(16)内表面设有对应的纵向键槽，使电机传动轴(3)与叶轮转轴(12)可以通过键槽套设连接，两者纵向可以相对滑动，横向通过键槽连接保持同步旋转，传递机械扭力，壳体(1)上设有的第一套筒(11)，位置设置于所述电机传动轴(3)外围，两者形成一个腔室，用于容纳所述叶轮转轴(12)，叶轮转轴(12)与电机传动轴(3)在该腔室内完成轴连接，第一套筒(11)对两者的连接处形成外围保护，电机传动轴(3)的端部与叶轮转轴(12)空心设置的连接部(16)的底端有一定距离，壳体(1)上固定设有第二套筒(14)和活动设置有第三套筒(15)，壳体(1)设有上盖(17)，可以打开，第三套筒(15)固定设置于上盖(17)中部，与上盖(17)连为一体，第二套筒(14)套置于叶轮转轴(12)中部位置，第三套筒(15)套置于叶轮转轴(12)上部位置，第二套筒(14)、第三套筒(15)和第一套筒(11)起到在水平方向上固定叶轮转轴(12)的作用。

2.如权利要求1所述的一种节能磁悬浮风机，其特征在于，所述第一磁铁(6)有若干个，组合起来形成一个虚拟的圆，所述第二磁铁(7)有若干个，组合起来同样形成一个虚拟的圆，两个圆的半径相同，上下相对设置。

3.如权利要求1所述的一种节能磁悬浮风机，其特征在于，所述风机轮(13)还包括叶轮转轴(12)，若干个叶轮臂(9)环绕设置在叶轮转轴(12)外围并与之固定连接，叶轮臂(9)上方设置有叶轮(10)，所述上腔室(8)设置在叶轮臂(9)下方。

4.如权利要求3所述的一种节能磁悬浮风机，其特征在于，所述叶轮(10)在叶轮臂(9)上方的位置与上腔室(8)在叶轮臂(9)下方的位置对应，上腔室(8)所受磁斥力的受力中心与叶轮(10)重心位置重合，力的方向相反。

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