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invention
Fédération de Russie Patent RU2242287

SUPPORT MAGNETIQUE VERTICAL ROTOR

SUPPORT MAGNETIQUE VERTICAL ROTOR

Nom de l'inventeur: Kaliteevskii AK (RU); Glukhov NP (RU); BI Cantin (RU); Liseikin VP (RU); Dobulevich VM (RU); Ivakin VA
Le nom du titulaire du brevet: Federal State Unitary Enterprise Production Association "Electrochemical usine"
Adresse de correspondance :. 198096, Saint - Pétersbourg, etc. Strikes, 47 Scientific-Technical Center "Centrotech ECP", le directeur AK Kaliteevskii
Date de début du brevet: 23.01.2003

L'invention se rapporte à la construction mécanique et, de préférence, à des piliers verticaux magnétiques en rotation rapide des dispositifs de rotors, des dispositifs de stockage d'énergie, des centrifugeuses, dans lequel le palier magnétique de rotor supérieure procure une rigidité radiale et le centrage du rotor par rapport au boîtier et soulage le palier inférieur des charges axiales simultanément. Palier magnétique monté dans le boîtier comprend un aimant annulaire aimanté axialement avec une pièce polaire et placé sur un moyeu de rotor ferromagnétique, situé à l'opposé de l'extrémité inférieure de l'aimant. En outre, dans le palier magnétique rapport de diamètre externe du diamètre moyen de l'aimant sur le manchon ferromagnétique est de 1,2 à 1,5, le rapport du diamètre intérieur de l'aimant au diamètre moyen de la douille ferromagnétique est de 0,8 à 0,9, et le rapport de la hauteur de l'aimant à son diamètre moyen est de 0 , 1-0,4. Avantageusement, l'aimant est installé sur un axe avec un espace minimal sur la surface de montage du boîtier. L'invention permet d'améliorer les paramètres de support en optimisant le poids et la taille de l'aimant des terres rares.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à la construction mécanique et, de préférence, à des piliers verticaux magnétiques en rotation rapide des dispositifs de rotors, des dispositifs de stockage d'énergie, des centrifugeuses, dans lequel le palier magnétique de rotor supérieure procure une rigidité radiale et le centrage du rotor par rapport au boîtier et soulage le palier inférieur des charges axiales simultanément.

centrifugeuse connue du rotor de palier magnétique, dans lequel le rotor est une tête ferromagnétique et disposé au-dessus de l'aimant de stator est magnétisé axialement par une pièce polaire montée sur le couvercle de boîtier avec un espace annulaire pour permettre son déplacement dans le plan horizontal et le centrage du rotor (brevet RF №2115482).

Ce rotor de palier magnétique assure un bon centrage par rapport au couvercle du boîtier, mais nécessite une étape de procédé supplémentaire pour chaque produit, ce qui complique la sortie série.

Le plus proche de la solution technique proposée est un palier magnétique comprenant un manchon ferromagnétique monté de manière coaxiale sur le rotor aimanté axialement aimant annulaire monté sur la douille dans le boîtier, et un anneau de pièce polaire avec un rebord radial à l'extrémité adjacente à l'extrémité inférieure de l'aimant. Le manchon ferromagnétique formé avec une saillie radiale annulaire, qui est égale à l'épaisseur de l'épaisseur de paroi de la douille de 0,5 à 1,5, et la hauteur égale à la hauteur de 0,1 à 0,3 manchon et le diamètre extérieur de la pièce polaire est un plateau radial 0,92-0, 95 diamètre moyen de l'anneau magnétique (brevet RF №2054334).

Cette invention permet d'améliorer la rigidité du palier magnétique et réduit la pression sur le support inférieur, mais ne donne pas de conseils sur le choix de la taille de l'aimant, qui est l'élément principal du palier magnétique - support d'énergie magnétique, ce qui contribue de manière significative à l'optimisation des paramètres du système magnétique. Surtout, en premier lieu, elle se rapporte à des aimants de matériaux de terres rares, par exemple, des systèmes à base de fer-néodyme-bore.

Le résultat technique de l'invention est de réduire la charge sur le support de rotor inférieure, tout en augmentant la rigidité de l'magnétique radial du rotor de palier supérieur et de centrage et d'améliorer son poids et sa taille, sans altérer les performances et la complexité de la structure de support par une forme rationnelle sélection d'aimant et les rapports de taille et l'agencement de ses éléments.

Pour ce faire, dans le rotor vertical de palier magnétique comprenant un anneau monté dans le boîtier aimant aimanté axialement avec une pièce polaire et placé sur un moyeu de rotor ferromagnétique, situé à l'opposé de l'extrémité inférieure de l'aimant, le diamètre extérieur de l'aimant au diamètre moyen de l'extrémité supérieure du manchon ferromagnétique est 1,2-1, 5, le rapport du diamètre intérieur de l'aimant au diamètre moyen de l'extrémité supérieure du manchon ferromagnétique est 0,8-0,9, et le rapport de la hauteur de l'aimant à son diamètre moyen est de 0,1 au 0,4.

En outre, le pôle magnétique de l'aimant de rotor est monté verticalement sur l'axe du corps avec un jeu minimal sur la surface de montage du boîtier.

L'invention est illustrée par les dessins:

SUPPORT MAGNETIQUE VERTICAL ROTOR

1 - une coupe longitudinale du palier rotor vertical magnétique, 2 - Calendrier de la charge de dépendance sur le support de rotor inférieur et une rigidité radiale du palier magnétique supérieure du rotor de l'aimant et la taille des manches ferromagnétiques.

Dans un corps non magnétique (Sm. 1) est monté axialement magnétisé anneau aimant 2 avec une pièce polaire ferromagnétique 3. Le manchon ferromagnétique 4 dans le rotor 5 est fixé de façon coaxiale dans la partie supérieure et l'extrémité inférieure est située en face de l'aimant 2. Le rotor 5 supporté par la partie inférieure roulements 6 et le pôle magnétique supérieur n'a aucun contact mécanique avec des parties immobiles.

L'extrémité supérieure du manchon ferromagnétique 4 a un diamètre d et le diamètre extérieur d H B intérieur, de sorte que le diamètre moyen de l'extrémité supérieure du manchon 4 est ferromagnétique CP d = (d B+ D H) / 2. Le rapport entre le diamètre extérieur d N de l'aimant 2 au diamètre moyen D CP manchon ferromagnétique 4 est de 1,2 à 1,5, à savoir le rapport D H / D CP = 1,2-1,5, le rapport du diamètre intérieur D B de l'aimant 2 au diamètre moyen D CP manchon ferromagnétique 4 est de 0,8 à 0,9, à savoir Dans la relation D / d = CP 0,8-0,9, et le rapport de la hauteur H 2 de l'aimant à sa moyenne CP diamètre D = (D B + D N) / 2 est de 0,1 à 0,4, à savoir, . exécuté H / D CP = rapport 0,1-0,4. Dans cet aimant 2 monté sur l'axe de la centrifugeuse avec un jeu minimum pour la surface d'appui du boîtier, à savoir Le diamètre intérieur D de l'aimant 2 est réalisé avec la plus grande précision, qui définit le niveau de l'extrémité supérieure du moyeu de centrage ferromagnétique 5 du rotor 4 par rapport au boîtier 1 désiré.

L'aimant annulaire 2 crée un champ magnétique à symétrie axiale, la force d'attraction qui, à travers le manchon ferromagnétique 4 décharge le support inférieur 6 de la force de poids du rotor et assure la rigidité support radial supérieur, à savoir la capacité à neutraliser le angulaire relatif au support déviations du rotor inférieur. Le flux magnétique entre les pôles d'un aimant 2 est fermé par la pièce polaire 3 et le manchon 4 ferromagnétique.

SUPPORT MAGNETIQUE FONCTIONNE COMME SUIT

Au repos et pendant la rotation du champ magnétique du rotor 5 axisymétrique de l'aimant maintient les deux manchon ferromagnétique 4 et le rotor 5 associé en position fixe verticale, sans entraver la rotation du rotor 5 sur le support 6. Dans le cas d'écarts par rapport à l'axe du carter de rotor de symétrie de l'un du champ magnétique est perturbé, ce qui Il crée une force radiale qui empêche la déviation du rotor 5 et le rotor 5 revient à sa position initiale à la fin de la force perturbatrice.

En sélectionnant les paramètres géométriques de l'aimant 2 gammes ont suggéré des valeurs préférées en ce qui concerne le manchon ferromagnétique 4 assure une concentration accrue du flux magnétique dans l'espace entre le manchon 4 et la pointe 3 est fourni, et un rapport optimal de la charge sur le support 6 et la rigidité transversale du palier magnétique.

Calculées et des études expérimentales ont montré que le choix des dimensions géométriques de l'aimant 2 est spécifié plages de tailles d'aimant dégrade les paramètres de fonctionnement du palier magnétique. De la dépendance à la figure 2 montre que , avec D h / j CP <1,2 charge sur les roulements augmente fortement, et la rigidité transversale reste pratiquement inchangé à D H / d CP> support 1,5 charge pratiquement inchangé, et rigidité transversale diminue fortement, malgré le fait qu'il y ait une augmentation de la masse et de l'énergie magnétique coûteux.

Ceci est dû au fait que l'augmentation ou la diminution relative de la taille de l'aimant conduit à la nécessité d'augmenter ou de diminuer la taille de l'écart entre l'extrémité du manchon ferromagnétique 4 et la pointe 3 et la valeur non linéaire des effets mixtes sur le support de charge sur le fond et la rigidité latérale du palier magnétique.

Le palier magnétique avec D / d = 0,8-0,9 axe de palier magnétique CP est presque le même que quand il y a une répartition des propriétés et des paramètres de fabrication, avec l'axe géométrique du diamètre intérieur de l'aimant 2, ainsi Agencement de rotor assure le centrage de diamètre intérieur de l'aimant 2 et, par conséquent, la qualité et le rendement du diamètre de palier du boîtier 1.

En outre, en raison de l'écart de palier minimum entre l'aimant 2 et le corps de siège est pourvu d' alignement géométrique du rotor 5, définit l'axe magnétique de l'aimant 2 qui est dans ce cas avec précision (à la valeur de la tolérance de fabrication du diamètre intérieur D B de l'aimant 2 et le corps de siège ) coïncide avec l'axe du boîtier 1, ce qui augmente la fiabilité et la durabilité du rotor. Cet effet d'alignement géométrique est particulièrement évident dans l'aimant de terre de puissance avec des rapports optimisés de la présente invention, les dimensions géométriques de la douille et l'aimant, dans lequel le flux magnétique est sensiblement plus concentrée.

REVENDICATIONS

1. Le rotor vertical de palier magnétique monté dans le boîtier, comprenant un aimant annulaire à aimantation axiale et une pièce polaire disposée sur le rotor d'un manchon ferromagnétique disposé à l'opposé de l'extrémité inférieure de l'aimant, caractérisé en ce que le rapport du diamètre extérieur de l'aimant au diamètre moyen de l'extrémité supérieure du manchon ferromagnétique est de 1,2 ... 1,5, le rapport du diamètre intérieur de l'aimant au diamètre moyen de l'extrémité supérieure du manchon ferromagnétique est de 0,8 ... 0,9, et le rapport de la hauteur de l'aimant à son diamètre moyen est de 0,1 ... 0,4.

2. Palier magnétique rotor vertical selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant est monté sur l'axe du corps avec un jeu minimal sur la surface de montage du boîtier.

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Date de publication 18.02.2007gg