專利名稱：磁懸浮軟軸風機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能使氣體產生壓力和流動的機械設備——風機，尤其是能夠消除振動和不用潤滑的風機?，F有的風機是葉輪安裝在剛性軸上，當葉輪旋轉時會產生機械振動及其噪音。我的前兩個發(fā)明《軟軸離心風機》、《繩式軟軸離心風機》提出了葉輪通過軟軸與電機軸連接，這樣葉輪會以自己的質心為旋轉中心而平穩(wěn)的高速運轉，因此葉輪不會產生振動，也不會產生機械振動噪音，但前面的發(fā)明中支承葉輪的結構比較復雜，特別是潤滑系統可靠性下降。
本發(fā)明的目的是提供一種風機，它不僅能使氣體產生壓力和流動，而且還能夠消除機械振動，降低噪音，能夠不用潤滑而長期可靠的工作。
本發(fā)明的目的是這樣實現的風機葉輪被磁軸承徑向懸浮定位，葉輪通過軟軸與電機軸連接以進行軸向定位和傳遞扭矩。這樣葉輪即可以從電機得到較大扭矩，又可以懸浮在固定位置而以自己的質心為旋轉中心平穩(wěn)高速的運轉，由于采用上述方案，這種磁懸浮軟軸風機運轉時不會產生機械振動及其噪音，而且它不需要潤滑，可以簡化風機結構，免除日常的維護保養(yǎng)，可以長期穩(wěn)定可靠的工作，同時由于磁軸承的運轉阻力為零，因此這也是一種高效節(jié)能風機。
葉輪也可以安裝在軸上，葉輪軸被磁軸承徑向懸浮定位，軸的一端通過軟軸與電機軸連接進行軸向定位和傳遞扭矩，對于采用內裝外旋式電機的風機，由于葉輪直接裝在電機外殼上，所以應使電機軸被磁軸承徑向懸浮定位，然后電機軸通過軟軸與風機殼連接以進行軸向定位和傳遞扭矩。
軟軸有繩式軟軸、輻條式軟軸和彈性桿軟軸，選用哪種軟軸視具體情況而定，磁軸承是指徑向能夠承載的永磁軸承，它的結構也要視具體情況而定不能一概而論。
在風機轉軸和機殼之間可用磁流體密封，這樣可減少壓力損失，葉輪與進氣口之間也可用磁流體密封以減少流量損失。
下面結構附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明
圖1是葉輪懸浮在電機軸上的風機示意圖。
圖2是磁軸承內環(huán)固定的風機殼體上的風機示意圖。
圖3是葉輪由兩側的磁軸承支承的風機的示意圖。
圖4是葉輪由一側的磁軸承支承的風機示意圖。
圖5是承重磁軸承的示意圖。
圖6是采用輻條式軟軸的風機示意圖。
圖7是輻條式軟軸的示意圖。
圖8是采用內裝外旋式電機的風機示意圖。
圖9是軸流風機的示意圖。
圖10是橫流風機的示意圖。
圖11是內藏繩式軟軸的風機示意圖。
圖12是采用彈性桿軟軸的風機示意圖。
圖中1、進氣口2、機殼3、葉輪4、電機5、磁軸承6、繩式軟軸7、導流傳力罩8、電機軸套、9、支架。
在
圖1中，葉輪[3]在機殼[2]內懸浮在電機[4]軸上，磁軸承[5]的外環(huán)安裝在葉輪[3]上，內環(huán)安裝在電機[4]的軸上，這樣葉輪[3]就被徑向定位的懸浮起來了，同時葉輪[3]和與它固定在一起的導流傳力罩[7]通過繩式軟軸[6]與電機[4]的軸相連，因此葉輪[3]被軸向定位，導流傳力罩[7]最好不要伸到進氣口[1]的外面。電機[4]將動力由繩式軟軸[6]和導流傳力罩[7]傳遞給葉輪[3]，這樣葉輪[3]即可得到傳遞來的扭矩進行旋轉，又可以相對電機[4]的軸有少量徑向位移，因此葉輪[3]可以不用象現有的風機那樣必須按電機的軸心旋轉，而可以按自己的質心旋轉，它運轉時不會產生振動，更不會將振動傳遞給機殼，因此這種磁懸浮軟軸風機可以完全消除機械振動及其嗓音。本實施例適用于較小的風機，它即可臥式使用，又可立式使用，改變葉輪和機殼的形狀就可成為軸流風機，去掉機殼又可成為風扇。繩式軟軸[6]的外面可以套上一根彈簧使繩保持伸直狀態(tài)，或套上一層撓性外皮，以增強其軸向定位能力。繩式軟軸[6]即可以是鋼絲繩也可以是塑料或其他材質的繩。
圖2的實施例中，磁軸承的內環(huán)被固定的機殼上，因此電機軸可以縮短，導流傳力罩的位置可以縮回，以減少進氣阻力。
圖3的實施例中，葉輪[3]的軸的兩端有磁軸承[5]將其懸起徑向定位，葉輪[3]軸的一端通過繩式軟軸[6]連接有電機軸套[8]，磁軸承[5]的外環(huán)被固定在支架[9]上，對于一些大型風機支架可直接落地。
圖4的實施例中，磁軸承都在葉輪的一側，在葉輪和軸的重心A-A處有一個承重磁軸承，它能承擔葉輪及軸的大部分重量，然后用兩個較小的磁軸承對軸進行徑向定位，軸的另一端通過軟軸及電機軸套可與電機軸連接，以進行軸向定位和傳遞扭矩。這種結構適用于高溫風機，當輸送的氣體溫度高于磁材料的居里點時，這種結構可使磁軸承處在低溫環(huán)境中，以保持其性能不變。
圖5是承重磁軸承的示意圖，它的外環(huán)是圓的一部分，這種承重磁軸承主要對內環(huán)產生向上的浮力，上面加一塊永磁體也可對內環(huán)進行徑向定位。對重量較大的葉輪，這種承重磁軸承可用兩只或多只。
圖6是采用輻條式軟軸的風機示意圖，葉輪被磁軸承懸浮起來進行徑向定位，同時葉輪通過輻條式軟軸與電機軸連接，葉輪在軸向被定位，下能移動，在徑向則可作少量位移，由此可以看出，輻條式軟軸在功能上與繩式軟軸相同，但它的軸向尺寸很小，可使風機的結構更加緊湊。
圖7是輻條式軟軸的示意圖，它是兩個同心圓環(huán)之間用均勻分布的片狀輻條連接而成，它的內、外環(huán)之間可作少量徑向移動，但軸向不能移動，兩環(huán)之間在輻條承受拉力時可傳遞較大的扭矩。
圖8是采用內裝外旋式電機的風機示意圖，葉輪固定在電機外殼上，此時電機軸就是葉輪軸，它被磁軸承徑向定位懸浮在支架上，支架固定在機殼上，因此它能傳遞扭矩，相當于前述的電機軸，葉輪軸通過輻條式軟軸與支架連接，以進行軸向定位和承擔扭矩。
圖9是軸流風機的示意圖，它與
圖1相比，葉輪的定位方式和傳遞扭矩的方式都相同，只是葉輪形狀、機殼形狀和電機固定方式有所改變。
圖10是橫流風機的示意圖，電機左面的結構形式是葉輪軸被磁軸承徑向懸浮定位，葉輪軸的一端通過繩式軟軸與電機連接，因此它即被軸向定位，又能夠得到傳來的扭矩。電機右面的結構形式是葉輪被磁軸承徑向懸浮定位，葉輪通過繩式軟軸與電機軸連接以得到軸向定位和傳遞扭矩，只是軟軸可以安裝在葉輪內，使得結構更加緊湊，當然應用輻條式軟軸也可以得到同樣效果，這種風機適用于空調器和暖風機等。
圖11是內藏繩式軟軸風機的示意圖，它是
圖1、圖2結構的一種結合，磁軸承的內環(huán)還是安裝在電機軸上，但電機軸卻縮短了，軟軸和導流傳力罩得以縮回，減小了進氣阻力。
圖12是采用彈性桿軟軸的風機示意圖，不旋轉的空心主軸固定在支架上，主軸在伸入機殼的一端上通過磁軸承懸浮有葉輪，葉輪通過導流傳力罩與穿過空心主軸的彈性桿軟軸連接，彈性桿軟軸是一根細長的柔性桿，它的另一端有與電機連接的連軸器，這樣葉輪軸向被定位，徑向卻可以有少量位移，而且還能夠得到從電機傳來的據矩，因此它可以高速平穩(wěn)的運轉，主軸與機殼為固定連接，彈性桿軟軸與空心主軸之間用軸封或磁流體密封，因此這種風機的壓力損失很小。
權利要求1.一種風機，葉輪或其軸被軸承定位，并與電機連接，其特征是葉輪或其軸上安裝有磁軸承被徑向懸浮定位，并通過軟軸與電機連接以得到軸向定位和扭矩。
2.根據權利要求1所述的磁懸浮軟軸風機，其特征是繩式軟軸可以是鋼絲繩或塑料繩及其他材質的繩，繩的外面可套上能使其張緊的彈簧或撓性外皮。
3.根據權利要求1所述的磁懸浮軟軸風機，其特征是輻條式軟軸是兩個同心圓環(huán)之間用均勻分布的片狀輻條連接。
4.根據權利要求1所述的磁懸浮軟軸風機，其特征是彈性桿軟軸是細長的柔性桿。
5.根據權利要求1所述的磁懸浮軟軸風機，其特征是承重磁軸承的外環(huán)是圓的一部分。
6.根據權利要求1所述的磁懸浮軟軸風機，其特征是葉輪軸與機殼之間和葉輪與進氣口之間用磁流體密封。
專利摘要一種能夠完全消除機械振動及其噪音的磁懸浮軟軸風機,它是在現有風機結構中,用磁軸承代替普通軸承將葉輪徑向懸浮定位,同時葉輪又通過軟軸與電機相連被軸向定位,這樣葉輪就可以懸浮在固定位置平穩(wěn)高速的運轉。該風機與現有產品相比可以消除振動,降低噪音,屬環(huán)保產品,它還淘汰了潤滑系統,能夠免維護的長期可靠工作,由于磁軸承的運轉阻力為零,因此它也是一種高效節(jié)能風機,它適用于各種離心風機,軸流風機和橫流風機。
文檔編號F04D29/04GK2458443SQ00255780
公開日2001年11月7日 申請日期2000年10月18日 優(yōu)先權日2000年10月18日
發(fā)明者劉大剛 申請人:劉大剛