具有冷卻軸承的內(nèi)通風的電磁軸承組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸承，具體而言涉及用在具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機械中的磁性軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]具體而言，本發(fā)明涉及主動磁性軸承，其具有電磁元件，該電磁元件沿徑向方向布置且適于與固連至轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子回路協(xié)作。
[0003]軸向磁性軸承使用在止推套環(huán)上相反地拉的電磁力，止推套環(huán)固連至轉(zhuǎn)子軸以維持旋轉(zhuǎn)組件(轉(zhuǎn)子)與靜止組件(定子)的相對位置。止推套環(huán)通常是固連至轉(zhuǎn)子的平坦、實心、鐵磁體盤。盤形電磁元件位于止推套環(huán)的任一側(cè)上，且螺接至旋轉(zhuǎn)機械外罩，從而形成主動軸向磁性軸承。
[0004]磁性軸承在旋轉(zhuǎn)機械中的使用變得越來越普遍，特別是在腐蝕性或熱的流體的情況下。磁性軸承的內(nèi)通風因此是重要的，以提高軸承的使用壽命。
[0005]通過止推套環(huán)相對于電磁元件的相對移動生成的摩擦形成流體的徑向流，這引起磁性軸承的冷卻。
[0006]然而，此種流與兩個構(gòu)件之間的摩擦和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)，且因此是不可靠的。而且，由于壓力分布方面的不確定性，可出現(xiàn)回流，其將導致缺乏冷卻流體流。
[0007]目前的磁性軸承不提供足夠的內(nèi)通風，以致于流體流變得不足以冷卻軸向磁性軸承。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是補償以上缺陷。
[0009]本發(fā)明的一個具體目的是提供具有增強的冷卻流，同時容易制造的磁性軸承組件。
[0010]本發(fā)明的另一個具體目的是確保冷卻流體流的再流通，即使是在軸承內(nèi)側(cè)的較差壓差的情況下。
[0011]在一個實施例中，一種用于旋轉(zhuǎn)機械的磁性軸承組件包括轉(zhuǎn)子回路和定子磁性回路，定子磁性回路固連至靜止支撐元件且包括為鐵磁體材料的至少一個主體和至少一個線圈，它們二者配合在保護性環(huán)形外罩中，從而使面對所述轉(zhuǎn)子回路的回轉(zhuǎn)表面的所述鐵磁體主體的回轉(zhuǎn)表面和所述一個線圈的回轉(zhuǎn)表面不被覆蓋。
[0012]軸承組件包括固連在轉(zhuǎn)子回路上的至少一個葉片排。
[0013]此種葉片排有助于冷卻流體流的栗送，從而增強磁性軸承的冷卻。
[0014]有利地，所述一個葉片排包括從轉(zhuǎn)子回路延伸的多個葉片。
[0015]在一個實施例中，轉(zhuǎn)子回路包括環(huán)形止推套環(huán)，該環(huán)形止推套環(huán)具有軸向部分，該軸向部分固連至轉(zhuǎn)子軸且朝定子磁性回路徑向地延伸徑向部分，所述徑向部分面對所述鐵磁體主體和所述一個線圈的不被覆蓋的表面。
[0016]所述葉片排例如固連至環(huán)形止推套環(huán)且從該環(huán)形止推套環(huán)朝定子磁性回路徑向地延伸。
[0017]在另一實施例中，軸承是軸向磁性軸承。
[0018]在另一實施例中，軸承是徑向磁性軸承。
[0019]所述一個葉片排可包括多個軸向葉片或多個徑向葉片或徑向和軸向類型葉片的組合。
[0020]在一個實施例中，軸承組件包括兩個葉片排。
[0021 ] 所述徑向磁性軸承可軸向地位于這兩個葉片排之間。
[0022]在實施例中，定子磁性回路包括為鐵磁體材料的兩個主體，它們各自面對所述環(huán)形止推套環(huán)的徑向部分的徑向側(cè)表面，各葉片排固連在所述套環(huán)的軸向部分上且徑向地位于環(huán)形止推套環(huán)與各定子磁性回路之間。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，渦輪機械包括定子、旋轉(zhuǎn)地安裝在所述定子中的轉(zhuǎn)子、和如上所述地徑向地布置在轉(zhuǎn)子與定子之間的至少一個磁性軸承組件。
【附圖說明】
[0024]本發(fā)明將通過研究認為是完全非限制性的示例且由附圖例示的多個實施例來更好地得到理解，在附圖中:
-圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁性軸承組件的軸向半截面；
-圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的磁性軸承組件的軸向半截面；且 -圖3為根據(jù)圖2的II1-1II線的截面。
[0025]示范實施例的下列詳細描述參照附圖。在不同的附圖中的相同的標號等同于相同或相似的元件。此外，附圖不必遵循比例。
【具體實施方式】
[0026]如圖1上例示的，由一般參考標號10指定的磁性軸承組件設(shè)計為安裝在旋轉(zhuǎn)機械(未示出)中，該旋轉(zhuǎn)機械包括殼體或外罩、旋轉(zhuǎn)軸12，該旋轉(zhuǎn)軸12沿軸線X-X延伸且適于支撐轉(zhuǎn)子部分(未示出)。例如，如果旋轉(zhuǎn)機械是離心壓縮機，那么轉(zhuǎn)子部分包括葉輪。
[0027]如圖1上所例示的，磁性軸承10為軸向類型的且設(shè)計為在定子殼體內(nèi)側(cè)支撐所述轉(zhuǎn)子軸12。
[0028]該主動磁性軸承10包括固定至定子殼體的定子銜鐵14、和具有盤的形狀，固連至旋轉(zhuǎn)軸12的轉(zhuǎn)子銜鐵16或環(huán)形止推套環(huán)。
[0029]環(huán)形止推套環(huán)16和轉(zhuǎn)子軸12形成轉(zhuǎn)子回路17。環(huán)形止推套環(huán)16從固連至轉(zhuǎn)子軸12的軸向板16a朝定子磁性回路18徑向地延伸徑向部分16b，徑向部分16b具有外圓柱形表面16c和兩個側(cè)表面16d、16e。
[0030]定子銜鐵14包括定子磁性回路18，其以常規(guī)的方式包括一個或更多個環(huán)形線圈20和兩個鐵磁體主體22，鐵磁體主體22可為塊狀的或局部地層疊的。在圖1的示例中，各鐵磁體主體22包封兩個環(huán)形線圈20。定子銜鐵14還包括保護性環(huán)形支撐件或環(huán)形外罩24，定子磁性回路18放置到其中，從而使所述鐵磁體主體22的回轉(zhuǎn)表面22a和各線圈20的回轉(zhuǎn)表面20a不被覆蓋。支撐件24固連至靜止支撐元件26，該靜止支撐元件26自身固定至殼體。如所例示的，回轉(zhuǎn)表面20a、22a為軸向側(cè)表面。
[0031]如所例示的，止推套環(huán)16的徑向部分16b面對各鐵磁體主體22和各線圈20分別的不被覆蓋的表面20a、22a。換言之，定子磁性回路18放置為在沒有機械接觸的情況下軸向地面對環(huán)形止推套環(huán)16的徑向部分16b的徑向側(cè)表面16d、16e中的一個，從而在環(huán)形止推套環(huán)16與定子磁性回路18之間留下軸向間隙28。
[0032]旋轉(zhuǎn)軸12可具有階梯形輪廓12a以以用于止推套環(huán)16的軸向定位。備選地，環(huán)形止推套環(huán)16例如可與轉(zhuǎn)子軸12 —體地制作。
[0033]如圖1上例示的，軸承組件10包括兩個葉片排30、32，它們包括多個葉片(未示出)，該多個葉片可為軸向的或徑向的或它們的組合，固連在止推套環(huán)16的軸向板16a上。葉片30、32從環(huán)形止推套環(huán)16朝定子磁性回路18徑向地延伸。備選地，葉片排30、32可直接固連至轉(zhuǎn)子軸12。如所例示的，各葉片排30、32可徑向地位于環(huán)形止推套環(huán)16與