CN2458443Y - 磁悬浮软轴风机 - Google Patents

Abstract

一种能够完全消除机械振动及其噪音的磁悬浮软轴风机,它是在现有风机结构中,用磁轴承代替普通轴承将叶轮径向悬浮定位,同时叶轮又通过软轴与电机相连被轴向定位,这样叶轮就可以悬浮在固定位置平稳高速的运转。该风机与现有产品相比可以消除振动,降低噪音,属环保产品,它还淘汰了润滑系统,能够免维护的长期可靠工作,由于磁轴承的运转阻力为零,因此它也是一种高效节能风机,它适用于各种离心风机,轴流风机和横流风机。

Description

磁悬浮软轴风机

本发明涉及一种能使气体产生压力和流动的机械设备——风机，尤其是能够消除振动和不用润滑的风机。现有的风机是叶轮安装在刚性轴上，当叶轮旋转时会产生机械振动及其噪音。我的前两个发明《软轴离心风机》、《绳式软轴离心风机》提出了叶轮通过软轴与电机轴连接，这样叶轮会以自己的质心为旋转中心而平稳的高速运转，因此叶轮不会产生振动，也不会产生机械振动噪音，但前面的发明中支承叶轮的结构比较复杂，特别是润滑系统可靠性下降。

本发明的目的是提供一种风机，它不仅能使气体产生压力和流动，而且还能够消除机械振动，降低噪音，能够不用润滑而长期可靠的工作。

本发明的目的是这样实现的：风机叶轮被磁轴承径向悬浮定位，叶轮通过软轴与电机轴连接以进行轴向定位和传递扭矩。这样叶轮即可以从电机得到较大扭矩，又可以悬浮在固定位置而以自己的质心为旋转中心平稳高速的运转，由于采用上述方案，这种磁悬浮软轴风机运转时不会产生机械振动及其噪音，而且它不需要润滑，可以简化风机结构，免除日常的维护保养，可以长期稳定可靠的工作，同时由于磁轴承的运转阻力为零，因此这也是一种高效节能风机。

叶轮也可以安装在轴上，叶轮轴被磁轴承径向悬浮定位，轴的一端通过软轴与电机轴连接进行轴向定位和传递扭矩，对于采用内装外旋式电机的风机，由于叶轮直接装在电机外壳上，所以应使电机轴被磁轴承径向悬浮定位，然后电机轴通过软轴与风机壳连接以进行轴向定位和传递扭矩。

软轴有绳式软轴、辐条式软轴和弹性杆软轴，选用哪种软轴视具体情况而定，磁轴承是指径向能够承载的永磁轴承，它的结构也要视具体情况而定不能一概而论。

在风机转轴和机壳之间可用磁流体密封，这样可减少压力损失，叶轮与进气口之间也可用磁流体密封以减少流量损失。

下面结构附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是叶轮悬浮在电机轴上的风机示意图。

图2是磁轴承内环固定的风机壳体上的风机示意图。

图3是叶轮由两侧的磁轴承支承的风机的示意图。

图4是叶轮由一侧的磁轴承支承的风机示意图。

图5是承重磁轴承的示意图。

图6是采用辐条式软轴的风机示意图。

图7是辐条式软轴的示意图。

图8是采用内装外旋式电机的风机示意图。

图9是轴流风机的示意图。

图10是横流风机的示意图。

图11是内藏绳式软轴的风机示意图。

图12是采用弹性杆软轴的风机示意图。

图中1、进气口2、机壳3、叶轮4、电机5、磁轴承6、绳式软轴7、导流传力罩8、电机轴套、9、支架。

在图1中，叶轮[3]在机壳[2]内悬浮在电机[4]轴上，磁轴承[5]的外环安装在叶轮[3]上，内环安装在电机[4]的轴上，这样叶轮[3]就被径向定位的悬浮起来了，同时叶轮[3]和与它固定在一起的导流传力罩[7]通过绳式软轴[6]与电机[4]的轴相连，因此叶轮[3]被轴向定位，导流传力罩[7]最好不要伸到进气口[1]的外面。电机[4]将动力由绳式软轴[6]和导流传力罩[7]传递给叶轮[3]，这样叶轮[3]即可得到传递来的扭矩进行旋转，又可以相对电机[4]的轴有少量径向位移，因此叶轮[3]可以不用象现有的风机那样必须按电机的轴心旋转，而可以按自己的质心旋转，它运转时不会产生振动，更不会将振动传递给机壳，因此这种磁悬浮软轴风机可以完全消除机械振动及其嗓音。本实施例适用于较小的风机，它即可卧式使用，又可立式使用，改变叶轮和机壳的形状就可成为轴流风机，去掉机壳又可成为风扇。绳式软轴[6]的外面可以套上一根弹簧使绳保持伸直状态，或套上一层挠性外皮，以增强其轴向定位能力。绳式软轴[6]即可以是钢丝绳也可以是塑料或其他材质的绳。

图2的实施例中，磁轴承的内环被固定的机壳上，因此电机轴可以缩短，导流传力罩的位置可以缩回，以减少进气阻力。

图3的实施例中，叶轮[3]的轴的两端有磁轴承[5]将其悬起径向定位，叶轮[3]轴的一端通过绳式软轴[6]连接有电机轴套[8]，磁轴承[5]的外环被固定在支架[9]上，对于一些大型风机支架可直接落地。

图4的实施例中，磁轴承都在叶轮的一侧，在叶轮和轴的重心A-A处有一个承重磁轴承，它能承担叶轮及轴的大部分重量，然后用两个较小的磁轴承对轴进行径向定位，轴的另一端通过软轴及电机轴套可与电机轴连接，以进行轴向定位和传递扭矩。这种结构适用于高温风机，当输送的气体温度高于磁材料的居里点时，这种结构可使磁轴承处在低温环境中，以保持其性能不变。

图5是承重磁轴承的示意图，它的外环是圆的一部分，这种承重磁轴承主要对内环产生向上的浮力，上面加一块永磁体也可对内环进行径向定位。对重量较大的叶轮，这种承重磁轴承可用两只或多只。

图6是采用辐条式软轴的风机示意图，叶轮被磁轴承悬浮起来进行径向定位，同时叶轮通过辐条式软轴与电机轴连接，叶轮在轴向被定位，下能移动，在径向则可作少量位移，由此可以看出，辐条式软轴在功能上与绳式软轴相同，但它的轴向尺寸很小，可使风机的结构更加紧凑。

图7是辐条式软轴的示意图，它是两个同心圆环之间用均匀分布的片状辐条连接而成，它的内、外环之间可作少量径向移动，但轴向不能移动，两环之间在辐条承受拉力时可传递较大的扭矩。

图8是采用内装外旋式电机的风机示意图，叶轮固定在电机外壳上，此时电机轴就是叶轮轴，它被磁轴承径向定位悬浮在支架上，支架固定在机壳上，因此它能传递扭矩，相当于前述的电机轴，叶轮轴通过辐条式软轴与支架连接，以进行轴向定位和承担扭矩。

图9是轴流风机的示意图，它与图1相比，叶轮的定位方式和传递扭矩的方式都相同，只是叶轮形状、机壳形状和电机固定方式有所改变。

图10是横流风机的示意图，电机左面的结构形式是：叶轮轴被磁轴承径向悬浮定位，叶轮轴的一端通过绳式软轴与电机连接，因此它即被轴向定位，又能够得到传来的扭矩。电机右面的结构形式是叶轮被磁轴承径向悬浮定位，叶轮通过绳式软轴与电机轴连接以得到轴向定位和传递扭矩，只是软轴可以安装在叶轮内，使得结构更加紧凑，当然应用辐条式软轴也可以得到同样效果，这种风机适用于空调器和暖风机等。

图11是内藏绳式软轴风机的示意图，它是图1、图2结构的一种结合，磁轴承的内环还是安装在电机轴上，但电机轴却缩短了，软轴和导流传力罩得以缩回，减小了进气阻力。

图12是采用弹性杆软轴的风机示意图，不旋转的空心主轴固定在支架上，主轴在伸入机壳的一端上通过磁轴承悬浮有叶轮，叶轮通过导流传力罩与穿过空心主轴的弹性杆软轴连接，弹性杆软轴是一根细长的柔性杆，它的另一端有与电机连接的连轴器，这样叶轮轴向被定位，径向却可以有少量位移，而且还能够得到从电机传来的据矩，因此它可以高速平稳的运转，主轴与机壳为固定连接，弹性杆软轴与空心主轴之间用轴封或磁流体密封，因此这种风机的压力损失很小。

Claims (6)

1、一种风机，叶轮或其轴被轴承定位，并与电机连接，其特征是：叶轮或其轴上安装有磁轴承被径向悬浮定位，并通过软轴与电机连接以得到轴向定位和扭矩。

2、根据权利要求1所述的磁悬浮软轴风机，其特征是：绳式软轴可以是钢丝绳或塑料绳及其他材质的绳，绳的外面可套上能使其张紧的弹簧或挠性外皮。

3、根据权利要求1所述的磁悬浮软轴风机，其特征是：辐条式软轴是两个同心圆环之间用均匀分布的片状辐条连接。

4、根据权利要求1所述的磁悬浮软轴风机，其特征是：弹性杆软轴是细长的柔性杆。

5、根据权利要求1所述的磁悬浮软轴风机，其特征是：承重磁轴承的外环是圆的一部分。

6、根据权利要求1所述的磁悬浮软轴风机，其特征是：叶轮轴与机壳之间和叶轮与进气口之间用磁流体密封。

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