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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2242287
MAGNETIC UNTERSTÜTZUNG VON VERTICAL ROTOR
Name des Erfinders: Kaliteevskii AK (RU); Glukhov NP (RU); Cantin BI (RU); Liseikin VP (RU); Dobulevich VM (RU); Ivakin VA
Der Name des Patentinhabers: FGUP Production Association "Electro Plant"
Adresse für die Korrespondenz :. 198096, St. Petersburg, usw. Streiks, 47 Wissenschaftlich-Technischen Zentrum "Centrotech ECP", der Direktor AK Kaliteevskii
Startdatum des Patents: 2003.01.23
Die Erfindung betrifft den Maschinenbau und vorzugsweise an vertikalen Säulen magnetischen schnell rotierenden Rotoren Geräte, Energiespeichervorrichtungen, Zentrifugen, in denen die obere magnetische Rotorlager radiale Steifigkeit und die Zentrierung des Rotors gegenüber dem Gehäuse sorgt und entlastet gleichzeitig das untere Lager der Axiallasten. Magnetlager im Gehäuse gelagert umfasst einen axial magnetisierten Ringmagneten mit einem Polstück und einem ferromagnetischen Rotornabe angeordnet, gegenüber dem unteren Ende des Magneten angeordnet. Außerdem wird in der Magnetlager-Außendurchmesserverhältnis des mittleren Durchmessers des Magneten auf das ferromagnetische Hülse 1,2-1,5, wobei das Verhältnis des Innendurchmessers des Magneten zu dem mittleren Durchmesser der ferromagnetischen Hülle ist 0,8-0,9 und das Verhältnis der Höhe des Magneten zu seinem mittleren Durchmesser 0 ist , 1-0,4. Vorteilhafterweise ist der Magnet auf einer Achse mit einem Mindestabstand an der Montagefläche des Gehäuses installiert ist. Die Erfindung verbessert die Parameter der Unterstützung durch das Gewicht und die Größe des Magneten der Seltenerdmetalle zu optimieren.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft den Maschinenbau und vorzugsweise an vertikalen Säulen magnetischen schnell rotierenden Rotoren Geräte, Energiespeichervorrichtungen, Zentrifugen, in denen die obere magnetische Rotorlager radiale Steifigkeit und die Zentrierung des Rotors gegenüber dem Gehäuse sorgt und entlastet gleichzeitig das untere Lager der Axiallasten.
Bekannten Zentrifugenrotormagnetlager, wobei der Rotor einen ferromagnetischen Kopf ist und oberhalb des Statormagneten angeordnet ist axial mit einem Polstück magnetisiert am Gehäusedeckel mit einem Ringspalt montiert seiner Bewegung in der horizontalen Ebene und das Zentrieren des Rotors (RF Patent №2115482) zu ermöglichen.
Diese Magnetlagerrotor gewährleistet eine gute Zentrierung relativ zu dem Gehäusedeckel, erfordert aber einen zusätzlichen Verfahrensschritt für jedes Produkt, das den seriellen Ausgang erschwert.
Die am nächsten an der vorgeschlagenen technischen Lösung ist ein Magnetlager eine ferromagnetische Hülse koaxial angebracht auf dem Rotor axial magnetisierten Ringmagneten umfasst, die auf die Buchse in dem Gehäuse angebracht ist, und ein Polstück Ring mit einem radialen Flansch an dem Ende benachbart zu dem unteren Ende des Magneten. Die ferromagnetische Hülse mit einem ringförmigen radialen Vorsprung ausgebildet sind, die der Dicke des Hülsenwandstärke von 0,5 bis 1,5 und die Höhe gleich der Höhe von 0,1-0,3 Hülse und dem Außendurchmesser des Polschuhs gleich ist, ist ein Radiallager 0,92-0, 95 mittleren Durchmesser des Ringmagneten (RF Patent №2054334).
Diese Erfindung verbessert die Steifheit des Magnetlagers und verringert den Druck auf die untere Unterstützung, aber seinen Rat nicht auf die Größe des Magneten entschieden haben, welches das Hauptelement des Magnetlagers ist - Träger der magnetischen Energie, die wesentlich zur Optimierung der Parameter des Magnetsystems beiträgt. Insbesondere in erster Linie betrifft sie Magneten der seltenen Erden, beispielsweise Systeme auf Basis von Eisen-Neodym-Bor.
Technische Ergebnis der Erfindung ist die Last auf dem unteren Rotorträger zu reduzieren, während die Steifigkeit des oberen radialen Magnetlagerrotor erhöht und Zentrieren und zur Verbesserung seiner Größe und Gewicht, ohne die Leistung und Komplexität der Stützstruktur durch eine rationale Auswahl Magnetform zu beeinträchtigen und Größenverhältnisse und Anordnung seiner Elemente.
Um dies zu tun, in dem Magnetlager vertikalen Rotor einen Ring montiert in dem Gehäuse axial magnetisierten Magneten mit einem Polstück und einem ferromagnetischen Rotornabe angeordnet, gegenüber dem unteren Ende des Magneten angeordnet, der Außendurchmesser des Magneten zu dem mittleren Durchmesser des oberen Endes des ferromagnetischen Hülse 1,2-1, 5, das Verhältnis des Innendurchmessers des Magneten zu dem mittleren Durchmesser des oberen Endes des ferromagnetischen Hülse 0,8-0,9 und das Verhältnis der Höhe des Magneten zu seinem durchschnittlichen Durchmesser 0,1-0,4.
Zusätzlich ist der Magnetpol des Rotormagneten angebracht senkrecht auf der Achse des Körpers mit einem Mindestabstand an der Montagefläche des Gehäuses.
Die Erfindung wird durch Zeichnungen veranschaulicht:
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1 - einen Längsschnitt des Magnetlagers Vertikalrotor, 2 - Zeitplan für die Lastabhängigkeit auf dem unteren Rotorträger und radiale Steifigkeit des oberen magnetischen Lagerung des Rotors von dem Magneten und der ferromagnetischen Hülse Größen.
Der nicht-magnetische Körper 1 (siehe Fig. 1) axial befestigt ist magnetisiert Ringmagnet 2 mit einem ferromagnetischen Polstück 3. Die ferromagnetische Hülse 4 in dem Rotor 5 koaxial in dem oberen Teil befestigt ist und das untere Ende ist gegenüber dem Magneten 2. Der Rotor 5 durch den unteren abgestützt befindet Lager 6 und der obere Magnetpol hat keinen mechanischen Kontakt mit unbeweglichen Teilen.
Das obere Ende des ferromagnetischen Hülse 4 hat einen Innendurchmesser d und der Außendurchmesser B d H, so daß der mittlere Durchmesser des oberen Endes der Hülse 4 ferromagnetischem CP d = (d B + d H) / 2 ist. Das Verhältnis des Außendurchmessers d N des Magneten 2 zu dem mittleren Durchmesser d CP ferromagnetische Hülse 4 ist 1,2-1,5, d.h. die Beziehung D h / D CP = 1,2-1,5, wobei das Verhältnis des Innendurchmessers D B des Magneten 2 zu dem mittleren Durchmesser d CP ferromagnetische Hülse 4 ist 0,8-0,9, d.h. In der Beziehung D / d CP = 0,8-0,9 und das Verhältnis der Höhe H 2 des Magneten zu seinem mittleren Durchmesser D CP = (D B + D N) / 2 ist 0,1-0,4, dh . ausgeführt H / D - CP = 0,1-0,4 Verhältnis. In diesem Magneten 2 angebracht auf der Zentrifugenachse mit einem minimalen Freiraum für die Landefläche des Gehäuses, d.h. Der Innendurchmesser D des Magneten 2 mit der größten Genauigkeit hergestellt, die das gewünschte Niveau des oberen Endes des ferromagnetischen Zentrieren Nabe 5 des Rotors 4 relativ zum Gehäuse 1 festlegt.
Der ringförmige Magnet 2 erzeugt einen axialsymmetrischen Magnetfeldes die Anziehungskraft, die durch die ferromagnetische Hülse 4 der untere Träger 6 des Rotors Gewichtskraft entlastet und stellt die obere Stütz radiale Steifigkeit, dh die Fähigkeit, die Winkel relativ zu den unteren Tragrotor Abweichungen entgegenzuwirken. Der magnetische Fluß zwischen den Polen eines Magneten 2 durch das Polstück geschlossen 3 und der ferromagnetische Hülse 4.
MAGNETIC SUPPORT funktioniert wie folgt
Im Ruhezustand und während der Drehung des Rotors 5 achssymmetrische Magnetfeld des Magneten hält die zwei ferromagnetische Hülse 4 und des zugehörigen Rotors 5 in der vertikalen Ruheposition, ohne Behinderung der Drehung des Rotors 5 auf dem Träger 6. Im Fall von Abweichungen von den Rotorgehäusesymmetrieachse eines des Magnetfeldes gestört wird, die es erzeugt eine radiale Kraft, die Auslenkung des Rotors 5 und dem Rotor 5 kehrt in seine Ausgangsposition bei Beendigung der Störkraft verhindert.
Durch Auswahl vorgeschlagen, um die geometrischen Parameter des Magneten 2 Bereiche bevorzugte Werte im Hinblick auf die ferromagnetische Hülse 4 eine erhöhte Konzentration des magnetischen Flusses in dem Spalt zwischen der Hülse 4 und der Spitze 3 vorgesehen, und ein optimales Verhältnis von Last auf den Träger 6 und die Quersteifigkeit des Magnetlagers gewährleistet.
Berechnete und experimentelle Studien haben gezeigt, dass die Wahl der geometrischen Abmessungen des Magneten 2 Bereiche Magnetgrößen angegeben wird verschlechtert die Betriebsparameter des Magnetlagers. Aus Abhängigkeit in Abbildung 2 zeigt , dass mit D h / d CP 1,5 Lastträger <1,2 Belastung des Lagers steigt stark an , und die Quersteifigkeit bei D H / d CP nahezu unverändert bleibt> praktisch unverändert, und Quersteifigkeit stark abnimmt, trotz der Tatsache, dass es eine Zunahme von Masse und Energie teuer Magnet ist.
Dies ist aufgrund der Tatsache, dass die relative Zunahme oder die Größe des Magneten zu verringern, um die Notwendigkeit führt, um die Größe des Spaltes zwischen dem ferromagnetischen Hülsenende 4 und der Spitze 3 und der Wert von dem nichtlinearen Mischwirkung auf das Trag auf dem Boden und Seitensteifigkeit des Magnetlagers zu erhöhen oder zu verringern.
Für das Magnetlager mit D in / d CP = 0,8-0,9 Magnetlagerachse ist fast die gleiche wie wenn es eine Streuung der Eigenschaften und der Herstellungsparameter, mit der geometrischen Achse des Innendurchmessers des Magneten 2, so dass Rotoranordnung gewährleistet Zentrieren Innendurchmesser des Magneten 2 und damit die Qualität und Leistung des Landedurchmesser des Gehäuses 1.
Außerdem ist es aufgrund der minimalen Landespalt zwischen dem Magneten 2 und dem Sitzkörper vorgesehen ist , geometrische Ausrichtung des Rotors 5, stellt die magnetische Achse des Magneten 2, der in diesem Fall genau ist (auf den Wert der Toleranz für die Fertigung des Innendurchmessers D B des Magneten 2 und der Sitzkörper ) mit der Achse des Gehäuses 1, die die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Rotors erhöht. Diese geometrische Ausrichtung Effekt wird besonders deutlich in dem Strom Erden-Magnet mit optimierten Verhältnissen der vorliegenden Erfindung werden die geometrischen Abmessungen der Hülse und der Magnet in dem der Magnetfluss wesentlich konzentriert ist.
FORDERUNGEN
1. Magnetlager vertikalen Rotor in dem Gehäuse montiert einen axial magnetisierten Ringmagneten und einem Polschuh an dem Rotor eine ferromagnetische Hülse gegenüber dem unteren Ende des Magneten angeordnet ist angeordnet ist, wobei das Verhältnis des Außendurchmessers des Magneten zu dem mittleren Durchmesser des oberen Endes des ferromagnetischen Hülse 1.2 ist ... 1,5, ist das Verhältnis des Innendurchmessers des Magneten zu dem mittleren Durchmesser des oberen Endes des ferromagnetischen Hülse 0,8 ... 0,9, und das Verhältnis der Höhe des Magneten zu seinem durchschnittlichen Durchmesser 0,1 ... 0,4.
2. Magnetlager Vertikalrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet auf der Achse des Körpers mit einem Mindestabstand an der Montagefläche des Gehäuses angebracht ist.
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Erscheinungsdatum 18.02.2007gg
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