本發(fā)明涉及一種磁力泵，具體地，涉及一種帶磁懸浮軸承的磁力泵。

背景技術(shù)：

全密封、無泄漏、耐腐蝕磁力泵已成為石油、化工、制藥等部門廣泛使用的常規(guī)設(shè)備。傳統(tǒng)的磁力泵用來承受軸向力的止推環(huán)和用來支撐葉輪和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子重量的軸套以及與其接觸的滑動軸承，無論采用哪種材料配對組合（如碳化硅、碳石墨、硬質(zhì)合金等），都存在泵在高速運轉(zhuǎn)下的摩擦磨損，如果失效或者借助被輸送介質(zhì)進行潤滑冷卻的循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，磁力泵將損壞，裝置將停止運行，如不及時關(guān)機，整個設(shè)備將發(fā)生更大的事故。所以上述配對組合的摩擦副是決定磁力泵使用壽命的關(guān)鍵，是決定設(shè)備安全運行的保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有永磁磁懸浮軸承的磁力泵，解決上述問題，使支撐葉輪和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的滑動軸承、軸套以及承受軸向力的止推環(huán)具有無接觸、無摩擦磨損、無需潤滑的特點，實現(xiàn)磁力泵高速高效、永不磨損的效果。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述磁力泵包含泵體、葉輪、永磁止推環(huán)、永磁轉(zhuǎn)子、電磁軸承、軸承定位套、控制器、泵蓋、軸承座、聯(lián)接架、泵軸、外磁轉(zhuǎn)子、隔離套、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和電機；所述的電磁軸承是圓筒形結(jié)構(gòu)的滑動軸承，其包含第一電磁軸承和第二電磁軸承，兩個電磁軸承處于懸浮狀態(tài)；所述的永磁轉(zhuǎn)子即軸套，包含環(huán)形的第一永磁轉(zhuǎn)子和第二永磁轉(zhuǎn)子；所述的永磁止推環(huán)包含第一永磁止推環(huán)和第二永磁止推環(huán)；所述的電機通過聯(lián)接架和泵體相連，所述的聯(lián)接架為筒形，在聯(lián)接架內(nèi)由電機向泵體方向依次設(shè)置外磁轉(zhuǎn)子、隔離套、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和泵軸，泵軸的另一端設(shè)置葉輪；聯(lián)接架內(nèi)的結(jié)構(gòu)相對于聯(lián)接架的中心軸對稱。所述的軸承座為環(huán)形，其套置在泵軸與聯(lián)接架之間，軸承座兩端分別設(shè)有第一電磁軸承和第二電磁軸承；所述的泵軸上由泵體向電機方向依次套裝有第一永磁止推環(huán)、第一永磁轉(zhuǎn)子、第二永磁轉(zhuǎn)子、第二永磁止推環(huán)；第一電磁軸承套置在第一永磁轉(zhuǎn)子之外，第二電磁軸承套置在第二永磁轉(zhuǎn)子之外；兩個永磁轉(zhuǎn)子處于懸浮狀態(tài)，并與兩個電磁軸承之間設(shè)有間隔且永不接觸；第一永磁止推環(huán)位于第一電磁軸承和第一永磁轉(zhuǎn)子的一端和葉輪之間，第二永磁止推環(huán)位于第二電磁軸承和第二永磁轉(zhuǎn)子的另一端與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子之間，兩個永磁止推環(huán)處于懸浮狀態(tài)，并與兩個電磁軸承之間設(shè)有間隔且永不接觸。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其永磁止推環(huán)和電磁軸承之間留有軸向間隙1mm；永磁轉(zhuǎn)子和電磁軸承之間留有徑向間隙0.5-1mm。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其懸浮部件組成的懸浮系統(tǒng)通過控制器進行監(jiān)測控制。所述控制器采用數(shù)字信號處理器（dsp），對兩個電磁軸承和兩個永磁止推環(huán)的自由度進行控制。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其永磁止推環(huán)每個分別為環(huán)形結(jié)構(gòu)，各包含由釹鐵硼制成的永久磁鐵環(huán)、不銹鋼座和不銹鋼套；由釹鐵硼制成的永久磁鐵環(huán)徑向（s-n）充磁，并鑲裝在環(huán)形的不銹鋼座上，其表面通過環(huán)形的不銹鋼套與不銹鋼座封裝在一起；所述的不銹鋼座的剖面為“凸”字形，其兩肩處鑲裝永久磁鐵環(huán)。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其電磁軸承每個分別包含軸承本體和不銹鋼軸承套，所述的軸承本體由電磁鐵纏繞感應(yīng)線圈組成，外部通過不銹鋼軸承套進行封裝。電磁軸承的外圓側(cè)壁表面上設(shè)有透過不銹鋼軸承套的接口，將軸承本體的電磁鐵上纏繞的感應(yīng)線圈外部控制器相連接，線圈通電后產(chǎn)生徑向磁場（徑向s-n）；所述的電磁軸承的外圓側(cè)壁表面還設(shè)有一處楔面，通過其安裝在軸承座上，并在該楔面處設(shè)有防止轉(zhuǎn)動的緊定螺釘，即電磁軸承通過緊定螺釘在楔面處將其固定在軸承座上；該楔面和接口的位置相對于電磁軸承的圓心對稱；所述的電磁軸承的內(nèi)圓側(cè)壁內(nèi)設(shè)有與外部控制器相連接的壓力傳感器。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其永磁轉(zhuǎn)子每個分別包含由釹鐵硼制成的環(huán)形永久磁鐵、不銹鋼轉(zhuǎn)子座和不銹鋼轉(zhuǎn)子套；環(huán)形永久磁鐵徑向（n-s）充磁，并鑲裝在環(huán)形的不銹鋼轉(zhuǎn)子座的外圓側(cè)壁內(nèi)，其外圓側(cè)壁表面通過不銹鋼轉(zhuǎn)子套與不銹鋼轉(zhuǎn)子座封裝在一起。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其電磁軸承與永磁轉(zhuǎn)子靠近的表面處充磁后磁極相同、磁力相斥；電磁軸承與永磁止推環(huán)靠近的表面處充磁后磁極相同、磁力相斥。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的磁力泵，其泵軸設(shè)置在筒形聯(lián)接架內(nèi)的圓心處并與筒壁平行，泵軸的一端插置在葉輪的中心處，另一端插置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的中心處；所述的葉輪設(shè)置在泵體內(nèi)側(cè)；所述的外磁轉(zhuǎn)子安裝在電機的軸上，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子設(shè)置在外磁轉(zhuǎn)子遠離電機的另一側(cè)，隔離套設(shè)置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子之間。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的聯(lián)接架，其與泵體連接的一端設(shè)有泵蓋；所述的泵蓋為環(huán)形，泵軸從其中間穿過；所述的泵蓋位于泵體和葉輪的內(nèi)側(cè)。

上述的帶磁懸浮軸承的磁力泵，其中，所述的隔離套為桶形，套置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和泵軸的靠近電機的一端之外；隔離套的桶形開口端位于泵蓋處，隔離套開口處的桶壁邊緣向周圍延伸并與泵蓋固定。

本發(fā)明提供的帶磁懸浮軸承的磁力泵具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，根據(jù)同性相斥的原理，利用電磁軸承與永磁轉(zhuǎn)子表面磁場斥力、電磁軸承和永磁止推環(huán)表面的磁場斥力，通過控制器使磁力泵轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在規(guī)定的位置上，從而實現(xiàn)了無接觸、無摩擦磨損、無需潤滑，極大地提高了磁力泵的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的永磁止推環(huán)的截面示意圖。

圖3為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的永磁止推環(huán)的剖面示意圖。

圖4為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的永磁轉(zhuǎn)子的截面示意圖。

圖5為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的永磁轉(zhuǎn)子的剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的電磁軸承的截面示意圖。

圖7為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的電磁軸承的剖面示意圖。

圖8為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的總體磁極分布的截面示意圖。

圖9為本發(fā)明的帶磁懸浮軸承的磁力泵的總體磁極分布的剖面示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步地說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的帶磁懸浮軸承的磁力泵，包含泵體1、葉輪2、永磁止推環(huán)3、永磁轉(zhuǎn)子4、電磁軸承5、泵蓋6、軸承座7、控制器8、聯(lián)接架9、外磁轉(zhuǎn)子10、隔離套11、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12、泵軸13、軸承定位套14和電機15。

電機15通過聯(lián)接架9和泵體1相連，聯(lián)接架9為筒形，在聯(lián)接架9內(nèi)由電機15向泵體1方向依次設(shè)置外磁轉(zhuǎn)子10、隔離套11、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12和泵軸13，泵軸13的另一端設(shè)置葉輪2。聯(lián)接架9內(nèi)的結(jié)構(gòu)相對于聯(lián)接架9的中心軸對稱。

泵軸13設(shè)置在筒形聯(lián)接架9內(nèi)的圓心處并與筒壁平行，泵軸13的一端插置在葉輪2的中心處，另一端插置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12的中心處；葉輪2設(shè)置在泵體1內(nèi)側(cè)；外磁轉(zhuǎn)子10安裝在電機15的軸上，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12設(shè)置在外磁轉(zhuǎn)子10遠離電機15的另一側(cè)，隔離套11設(shè)置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12與外磁轉(zhuǎn)子10之間。聯(lián)接架9與泵體1連接的一端設(shè)有泵蓋6；泵蓋6為環(huán)形，泵軸13從其中間穿過；泵蓋6位于泵體1和葉輪2的內(nèi)側(cè)。隔離套11為桶形，套置在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12和泵軸13的靠近電機15的一端之外；隔離套11的桶形開口端位于泵蓋6處，隔離套11開口處的桶壁邊緣向周圍延伸并與泵蓋6固定。

電磁軸承5是圓筒形結(jié)構(gòu)的滑動軸承，其包含第一電磁軸承51和第二電磁軸承52，兩個電磁軸承5處于懸浮狀態(tài)。

軸承座7為環(huán)形，其套置在泵軸13與聯(lián)接架9之間，軸承座7兩端分別設(shè)有第一電磁軸承51和第二電磁軸承52。兩個電磁軸承5之間設(shè)有環(huán)形的軸承定位套14。

永磁轉(zhuǎn)子4即軸套，包含環(huán)形的第一永磁轉(zhuǎn)子41和第二永磁轉(zhuǎn)子42。永磁止推環(huán)3包含第一永磁止推環(huán)31和第二永磁止推環(huán)32。泵軸13上由泵體1向電機15方向依次套裝有第一永磁止推環(huán)31、第一永磁轉(zhuǎn)子41、第二永磁轉(zhuǎn)子42、第二永磁止推環(huán)32。

第一電磁軸承51套置在第一永磁轉(zhuǎn)子41之外，第二電磁軸承52套置在第二永磁轉(zhuǎn)子42之外；兩個永磁轉(zhuǎn)子4處于懸浮狀態(tài)，并與兩個電磁軸承5之間設(shè)有間隔且永不接觸；第一永磁止推環(huán)31位于第一電磁軸承51和第一永磁轉(zhuǎn)子41的一端和葉輪2之間，第二永磁止推環(huán)32位于第二電磁軸承52和第二永磁轉(zhuǎn)子42的另一端與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12之間，兩個永磁止推環(huán)3處于懸浮狀態(tài)，并與兩個電磁軸承5之間設(shè)有間隔且永不接觸。永磁止推環(huán)3和電磁軸承5之間留有軸向間隙1mm；永磁轉(zhuǎn)子4和電磁軸承5之間留有徑向間隙0.5-1mm。

每個永磁止推環(huán)3分別為環(huán)形結(jié)構(gòu)，各包含由釹鐵硼制成的永久磁鐵環(huán)3-1、不銹鋼座3-2和不銹鋼套3-3；由釹鐵硼制成的永久磁鐵環(huán)3-1徑向（s-n）充磁，并鑲裝在環(huán)形的不銹鋼座3-2上，其表面通過環(huán)形的不銹鋼套3-3與不銹鋼座3-2封裝在一起；不銹鋼座3-2的剖面為“凸”字形，其兩肩處鑲裝永久磁鐵環(huán)3-1。參見圖2和圖3所示。

每個永磁轉(zhuǎn)子4分別包含由釹鐵硼制成的環(huán)形永久磁鐵4-1、不銹鋼轉(zhuǎn)子座4-2和不銹鋼轉(zhuǎn)子套4-3；環(huán)形永久磁鐵4-1徑向（n-s）充磁，并鑲裝在環(huán)形的不銹鋼轉(zhuǎn)子座4-2的外圓側(cè)壁內(nèi)，其外圓側(cè)壁表面通過不銹鋼轉(zhuǎn)子套4-3與不銹鋼轉(zhuǎn)子座4-2封裝在一起。參見圖4和圖5所示。

每個電磁軸承5分別包含軸承本體5-1和不銹鋼軸承套5-3，軸承本體5-1由電磁鐵纏繞感應(yīng)線圈組成，外部通過不銹鋼軸承套5-3進行封裝。電磁軸承5的外圓側(cè)壁表面上設(shè)有透過不銹鋼軸承套的接口5-4，將軸承本體5-1的電磁鐵上纏繞的感應(yīng)線圈外部控制器8相連接，線圈通電后產(chǎn)生徑向磁場（徑向s-n）；電磁軸承5的外圓側(cè)壁表面還設(shè)有一處楔面5-5，通過其安裝在軸承座7上，并在該楔面5-5處設(shè)有防止轉(zhuǎn)動的緊定螺釘，即電磁軸承5通過緊定螺釘在楔面5-5處將其固定在軸承座7上；該楔面5-5和接口5-4的位置相對于電磁軸承5的圓心對稱；電磁軸承5的內(nèi)圓側(cè)壁內(nèi)設(shè)有與外部控制器8相連接的壓力傳感器5-2。參見圖6和圖7所示。

電磁軸承5與永磁轉(zhuǎn)子4靠近的表面處充磁后磁極相同、磁力相斥；電磁軸承5與永磁止推環(huán)3靠近的表面處充磁后磁極相同、磁力相斥。參見圖8和圖9所示。

懸浮部件組成的懸浮系統(tǒng)通過控制器8進行監(jiān)測控制?？刂破?采用數(shù)字信號處理器（dsp），對兩個電磁軸承5和兩個永磁止推環(huán)3的自由度進行控制。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的帶磁懸浮軸承的磁力泵做更進一步描述。

實施例1

一種帶磁懸浮軸承的磁力泵，包含泵體1、葉輪2、永磁止推環(huán)3、永磁轉(zhuǎn)子4即軸套、電磁軸承5即滑動軸承、泵蓋6、軸承座7、控制器8、聯(lián)接架9、外磁轉(zhuǎn)子10、隔離套11、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12、泵軸13、軸承定位套14和電機15。

電機15通過聯(lián)接架9和泵體1相連；隔離套11設(shè)于外磁轉(zhuǎn)子10和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子12之間，外磁轉(zhuǎn)子10裝在電機15的軸上。軸承座7其內(nèi)圓兩端分別裝有第一電磁軸承51和第二電磁軸承52，該兩個電磁軸承5之間設(shè)有定位套14，并通過定位套14軸向定位；泵軸13上依次裝有第一永磁止推環(huán)31、第一永磁轉(zhuǎn)子41和第二永磁轉(zhuǎn)子42、第二永磁止推環(huán)32；電磁軸承5和永磁止推環(huán)3之間留有軸向間隙1mm；電磁軸承5和永磁轉(zhuǎn)子4之間留有徑向間隙0.5-1mm。

永磁止推環(huán)3由強磁永磁材料釹鐵硼制成的徑向（s-n）充磁的永久磁鐵環(huán)3-1鑲裝在不銹鋼座3-2上，其表面通過環(huán)形不銹鋼套3-3和不銹鋼座3-2進行封裝。第一永磁止推環(huán)31和第二永磁止推環(huán)32結(jié)構(gòu)相同。

永磁轉(zhuǎn)子4由強磁永磁材料釹鐵硼制成的徑向（n-s）充磁的環(huán)形永久磁鐵4-1鑲裝在環(huán)形的不銹鋼轉(zhuǎn)子座4-2的外圓側(cè)壁內(nèi)，其圓周外側(cè)面通過不銹鋼轉(zhuǎn)子套4-3和不銹鋼轉(zhuǎn)子座4-2進行封裝，第一永磁轉(zhuǎn)子41和第二永磁轉(zhuǎn)子42結(jié)構(gòu)相同。

電磁軸承5，是由利用電磁鐵纏繞線圈通電后產(chǎn)生磁場力（徑向s-n）的環(huán)形軸承本體5-1組成，其內(nèi)圓側(cè)壁內(nèi)裝有壓力傳感器5-2，通過不銹鋼軸承套5-3進行整體封裝。其外圓側(cè)壁表面留有接口5-4，和控制器8相連，并開有楔面5-5，通過緊定螺釘固定在軸承座7上。

本發(fā)明提供的帶磁懸浮軸承的磁力泵，根據(jù)同性相斥的原理，利用電磁軸承與永磁轉(zhuǎn)子表面磁場斥力、電磁軸承和永磁止推環(huán)表面的磁場斥力，通過控制器使磁力泵轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在規(guī)定的位置上，使支撐葉輪和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的滑動軸承、軸套以及承受軸向力的止推環(huán)具有無接觸、無摩擦磨損、無需潤滑的特點，實現(xiàn)磁力泵高速高效、永不磨損的效果。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。