CN217632972U - 一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，包括包括泵体，泵体内侧中心位置最左端设有叶轮，叶轮右侧设有泵盖，泵盖中心位置设有泵轴，泵轴左侧连接叶轮，且其本体上端设有轴承控制器组件；轴承控制器组件包括辅助轴承，辅助轴承右侧设有轴向永磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承右侧设有径向永磁悬浮轴承，径向永磁悬浮轴承连接磁悬浮控制器，磁悬浮控制器另一端连接第二径向永磁悬浮轴承，第二径向永磁悬浮轴承右侧设有第二轴向永磁悬浮轴承和第二辅助轴承，第二辅助轴承后端设有动力组；动力组包括内磁转子，内磁转子外包裹有隔离套，隔离套外设有外磁转子，外磁转子后端连接驱动电机，本磁力泵取消了传统磁力泵上的滑动轴承与止推环，使磁力泵长期安全可靠运行，提高效率并降低能耗。

Description

一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵

技术领域

本实用新型涉及磁力泵技术领域，尤其涉及一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵。

背景技术

磁力泵(也称为磁力驱动泵)主要由泵头、磁力传动器(磁缸)、电动机、底座等几部分零件组成。磁力泵磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机通过联轴器带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气间隙和非磁性物质隔离套，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构，由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题；

现有技术中磁力泵一直存在使用寿命低、能耗大的问题，且由于用来支撑叶轮和转子重量的滑动轴承和承受叶轮轴向力的止推环的摩擦热是借助被输送介质的循环来进行润滑和冷却，如果系统出现故障则很快损坏，严重情况下设备发生重大事故停止运行，使用寿命短，安全隐患较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，通过利用永磁学“同性相斥”的基本泵理，使支撑叶轮和转子重量的滑动轴承，以及承受叶轮轴向力的止推环不接触，不摩擦、无需润滑，从而从技术上解决了现有磁力泵的使用寿命短，能耗高的技术问题，同时用无源永磁悬浮轴承替代了有源电磁悬浮轴承，解决了现有技术中结构复杂，成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，包括泵体，泵体内侧中心位置最左端设有叶轮，叶轮右侧设有泵盖，泵盖中心位置设有泵轴，泵轴左侧连接叶轮，且其本体上端设有轴承控制器组件；

轴承控制器组件，轴承控制器组件包括辅助轴承，辅助轴承右侧设有轴向永磁悬浮轴承，轴向磁悬浮轴承右侧设有径向永磁悬浮轴承，径向永磁悬浮轴承连接磁悬浮控制器，磁悬浮控制器另一端连接第二径向永磁悬浮轴承，第二径向永磁悬浮轴承右侧设有第二轴向永磁悬浮轴承和第二辅助轴承，第二辅助轴承后端设有动力组；

动力组，动力组包括内磁转子，内磁转子外包裹有隔离套，隔离套外设有外磁转子，外磁转子后端连接驱动电机。

作为一种优选，磁悬浮控制器设置在泵体的外部，且径向永磁悬浮轴承和第二径向永磁悬浮轴承外设有轴承座。

作为一种优选，径向永磁悬浮轴承、第二径向永磁悬浮轴承、轴向永磁悬浮轴承和第二轴向永磁悬浮轴承均为无源轴承，且上述轴承均处于悬浮状态。

作为一种优选，径向永磁悬浮轴承和第二径向永磁悬浮轴承均由内环和外环组成，内环装在泵轴上，外环装在轴承座上，且内环和外环之间保持径向间隙1mm；轴向永磁悬浮轴承与径向永磁悬浮轴承之间保持轴向间隙0.5mm，第二轴向永磁悬浮轴承与第二径向永磁悬浮轴承之间保持相同的轴向间隙0.5mm，且上述轴承均由永磁材料钕铁硼制成，并整体用不锈钢进行封装。

作为一种优选，磁悬浮控制器设置有传感器检测参数，执行器作出矫正，最后由控制器发出指令，使得磁力泵转子悬浮在规定位置。

作为又一种优选，辅助轴承和第二辅助轴承分别设置在泵轴两端，由筒形工程塑料填充碳石墨制成，其内圆均设置有二条螺旋槽。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型中通过设置轴承控制器组件，实现在高速旋转下磁力泵内部的两对摩擦副不接触，永不磨损，无需润滑，从而极大提高了设备的使用寿命、机械效能和安全运行。

(2)本实用新型中通过利用永磁学“同性相斥”的基本泵理，使支撑叶轮和转子重量的滑动轴承，以及承受叶轮轴向力的止推环不接触，不摩擦、无需润滑，从而从技术上提升了磁力泵的使用寿命，降低了能耗。

(3)本实用新型中通过设置辅助轴承和第二辅助轴承，将其分别设置在两个轴向永磁悬浮轴承两侧，实现托举静止状态转子以及保护高速旋转下的转子。

综上所述，该设备具有结构简单，使用寿命长，能耗低的优点，尤其适用于磁力泵技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型中磁力泵平面结构示意图。

图2为本实用新型中轴承控制器组件结构示意图。

图3为本实用新型中动力组结构示意图。

图4为本实用新型中径向永磁悬浮轴承和第二径向永磁悬浮轴承结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1至图4所示，本实用新型提供了一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，包括泵体1，泵体1内侧中心位置最左端设有叶轮11，叶轮11右侧设有泵盖12，泵盖12中心位置设有泵轴13，泵轴13左侧连接叶轮11，且其本体上端设有轴承控制器组件2；

轴承控制器组件2，轴承控制器组件2包括辅助轴承21，辅助轴承21右侧设有轴向永磁悬浮轴承22，轴向磁悬浮轴承22右侧设有径向永磁悬浮轴承23，径向永磁悬浮轴承23连接磁悬浮控制器24，磁悬浮控制器24另一端连接第二径向永磁悬浮轴承25，第二径向永磁悬浮轴承25右侧设有第二轴向永磁悬浮轴承26和第二辅助轴承27，第二辅助轴承27后端设有动力组3；

动力组3，动力组3包括内磁转子31，内磁转子31外包裹有隔离套32，隔离套32外设有外磁转子33，外磁转子33后端连接驱动电机34。

进一步，如图1所示，磁悬浮控制器24设置在泵体1的外部，且径向永磁悬浮轴承23和第二径向永磁悬浮轴承25外设有轴承座28，磁悬浮控制器24设置在外部是为了更好的控制内部轴承的悬浮状态，而且使得数值可视化，原理简单，实用性强。

进一步，如图2所示，径向永磁悬浮轴承23、第二径向永磁悬浮轴承25、轴向永磁悬浮轴承22和第二轴向永磁悬浮轴承26均为无源轴承，且上述轴承均处于悬浮状态，无源轴承是用来进行信号传输，或者通过方向性进行“信号放大”，无需电源即可在有信号时工作，控制精确，磁力泵的体积更小，能耗更低。

进一步，如图4所示，径向永磁悬浮轴承23和第二径向永磁悬浮轴承25均由内环201和外环202组成，内环201装在泵轴13上，外环202装在轴承座28上，且内环201和外环202之间保持径向间隙1mm；轴向永磁悬浮轴承22与径向永磁悬浮轴承23之间保持轴向间隙0.5mm，第二轴向永磁悬浮轴承26与第二径向永磁悬浮轴承25之间保持相同的轴向间隙0.5mm，且上述轴承均由永磁材料钕铁硼制成，并整体用不锈钢进行封装，整体用不锈钢进行封装，使得其耐腐蚀性能更佳；

所述二个轴向永磁悬浮轴承的端面与二个径向永磁悬浮轴承的端面之间设有0.5mm间隙，永不接触，并与径向永磁轴承的端面同性相斥(S-S)处于悬浮状态，从而使高速旋转下的两对摩擦副不接触永不磨损；

所述二个径向永磁轴承分别设置在泵轴13的中间，由内环201和外环202组成，并由环形永久磁铁钕铁硼制成，钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料，具有极高的磁能积和矫顽力，可吸起相当于自身重量的640倍的重物，内环201固定在泵轴13上，径向充磁(N-S)，外环202固定在轴承座28上，径向充磁(S-N)，内环201与外环202之间设有1mm的间隙，永不接触，实现悬浮状态，且内环201外表面和外环202内表面同性相斥(S-S)，使得悬浮状态更稳定。

进一步，磁悬浮控制器24设置有传感器检测参数，执行器作出矫正，最后由控制器发出指令，使得磁力泵转子悬浮在规定位置，其中图2箭头方向表示磁力泵输送液体的内部流动方向，以带走不锈刚隔离套的渴流热，硝保机组安全运行，安全系数高，运行更加稳定。

更进一步，如图2所示，辅助轴承21和第二辅助轴承27分别设置在泵轴13两端，由筒形工程塑料填充碳石墨制成，其内圆均设置有二条螺旋槽，两个相同辅助轴承的设置是为了托举静止状态下的转子，还有对高速旋转下的转子进行保护，其中工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，而且碳石墨摩擦系数低、耐腐蚀性良好、导热性好、线膨胀系数低、组对性能及耐温性能好，材质优良，使用寿命更加长。

工作过程：根据磁场，同性相斥的泵理，使承受叶轮11轴向力的轴向止推轴承以及支撑叶轮11和转子重量的径向轴承具有无接触、无摩擦、无需润滑的优点，取消了传统磁力泵上的止推环和滑动轴承，并通过磁悬浮控制器24使磁力泵转子稳定地悬浮在规定的位置，极大提高了磁力泵的使用寿命和安全可靠，降低了能耗；

其中磁悬浮控制器24和驱动电机34的机顶盒相连，提供电源，通过其内部的传感器、执行器，最后由控制器发出指令，实现对内部转子和磁悬浮轴承的保护；

值得说明的是，当驱动电机34开始工作时带动外磁转子33进行转动，从而室内内部内磁转子31进行转动，因为连接在同一泵轴13上端，所以叶轮11和内磁转子31能同时进行转动，整个磁力泵高速旋转下的两对摩擦副不接触永不磨损，并通过控制器，控制轴承的自由度，使磁力泵的转子稳定地悬浮在规定的位置，取消了传统磁力泵上的滑动轴承与止推环，使磁力泵长期安全可靠运行，提高效率并降低能耗成为可能。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于：包括

泵体(1)，所述泵体(1)内侧中心位置最左端设有叶轮(11)，所述叶轮(11)右侧设有泵盖(12)，所述泵盖(12)中心位置设有泵轴(13)，所述泵轴(13)左侧连接叶轮(11)，且其本体上端设有轴承控制器组件(2)；

轴承控制器组件(2)，所述轴承控制器组件(2)包括辅助轴承(21)，所述辅助轴承(21)右侧设有轴向永磁悬浮轴承(22)，所述轴向磁悬浮轴承(22)右侧设有径向永磁悬浮轴承(23)，所述径向永磁悬浮轴承(23)连接磁悬浮控制器(24)，所述磁悬浮控制器(24)另一端连接第二径向永磁悬浮轴承(25)，所述第二径向永磁悬浮轴承(25)右侧设有第二轴向永磁悬浮轴承(26)和第二辅助轴承(27)，所述第二辅助轴承(27)后端设有动力组(3)；

动力组(3)，所述动力组(3)包括内磁转子(31)，所述内磁转子(31)外包裹有隔离套(32)，所述隔离套(32)外设有外磁转子(33)，所述外磁转子(33)后端连接驱动电机(34)。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于，所述磁悬浮控制器(24)设置在泵体(1)的外部，且径向永磁悬浮轴承(23)和第二径向永磁悬浮轴承(25)外设有轴承座(28)。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于，所述径向永磁悬浮轴承(23)、第二径向永磁悬浮轴承(25)、轴向永磁悬浮轴承(22)和第二轴向永磁悬浮轴承(26)均为无源轴承，且上述轴承均处于悬浮状态。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于，所述径向永磁悬浮轴承(23)和第二径向永磁悬浮轴承(25)均由内环(201)和外环(202)组成，内环(201)装在泵轴(13)上，外环(202)装在轴承座(28)上，且内环(201)和外环(202)之间保持径向间隙1mm；所述轴向永磁悬浮轴承(22)与径向永磁悬浮轴承(23)之间保持轴向间隙0.5mm，第二轴向永磁悬浮轴承(26)与第二径向永磁悬浮轴承(25)之间保持相同的轴向间隙0.5mm，且上述轴承均由永磁材料钕铁硼制成，并整体用不锈钢进行封装。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于，所述磁悬浮控制器(24)设置有传感器检测参数，执行器作出矫正，最后由控制器发出指令，使得磁力泵转子悬浮在规定位置。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗全永磁悬浮轴承磁力泵，其特征在于，所述辅助轴承(21)和第二辅助轴承(27)分别设置在泵轴(13)两端，由筒形工程塑料填充碳石墨制成，其内圆均设置有二条螺旋槽。

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