具有內部通風裝置的磁性軸承組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軸承，尤其是在具有轉子的回轉式機械中使用的磁性軸承。
[0002]尤其是，本發明涉及軸向推力主動磁性軸承，其具有電磁元件，該電磁元件在徑向方向上布置，并且適于與固定至轉子的推力環協作。
【背景技術】
[0003]軸向磁性軸承使用在推力環上相對地拉動的電磁力以保持旋轉組件(轉子)與固定部件(定子)的相對位置。推力環通常是固定至轉子的平坦、實心的鐵磁盤。盤形的電磁元件定位在推力環的任一側上并且螺栓連接至形成軸向主動磁性軸承的回轉式機械殼體。
[0004]在回轉式機械中的磁性軸承的使用，尤其是在腐蝕或熱流體的情況下變得越來越廣泛。磁性軸承的內部通風裝置因此對于增加軸承的使用壽命是重要的。
[0005]關于電磁元件的由推力環的相對移動產生的摩擦產生導致磁性軸承的冷卻的流體的徑向流動。
[0006]然而，這樣的流取決于在兩個部件之間的摩擦和轉子的旋轉速度，并且因而不可靠。而且，由于壓力分布的不確定性，逆流可能出現，這將導致流體的徑向流動的不足。
[0007]現有的軸向磁性軸承沒有提供足夠的內部通風裝置，使得流體的流動變得不足以冷卻軸向磁性軸承。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是彌補以上缺點。
[0009]本發明的特定目的為提供一種具有增強的冷卻流動的軸向磁性軸承組件，同時便于加工。
[0010]本發明的另外一目的是即使在軸承內的壓差小的情況下也確保冷卻流體流的再循環。
[0011]在一個實施例中，用于回轉式機械的磁性軸承組件具有轉子軸，包括固定到固定支撐元件并包括至少一個鐵磁材料主體和至少一個線圈的定子磁路，兩者都被裝配在保護的環形殼體內，該殼體留有所述鐵磁主體的旋轉表面和所述一個線圈的旋轉表面不被覆蓋，該磁性軸承組件包括固定到轉子軸并通過徑向部分朝向定子磁路徑向延伸的環形推力環，所述徑向部分面朝所述鐵磁主體和所述一個線圈的不被覆蓋的表面。
[0012]該環形推力環具有至少一個流道。
[0013]這些流道促進冷卻流體流的栗送，從而增強磁性軸承的冷卻。
[0014]有利地，所述一個流道從徑向部分的外圓柱形表面朝向轉子軸延伸。
[0015]在實施例中，所述一個流道是提供在環形推力環的徑向部分的側面中的至少一者上的凹槽。
[0016]在另一實施例中，所述一個流道是提供在環形推力環的徑向部分內的凹槽。
[0017]例如，所述凹槽是傾斜的和/或徑向的并能夠開設在轉子軸的外圓柱形表面上。
[0018]有利地，所述凹槽可徑向地和切向地成型。
[0019]在實施例中，軸承組件具有多個流道。
[0020]有利地，定子磁路包括兩個鐵磁材料主體，每個朝向所述的環形推力環的徑向部分的一個側面。
[0021 ]例如，該軸承是一種軸向磁性軸承。
[0022]根據本發明的另一方面，渦輪機械包括定子，旋轉安裝在所述定子中的轉子，和如在上面所描述徑向地布置在轉子和定子之間的至少一個磁性軸承組件。
【附圖說明】
[0023]通過學習多個實施例的詳細描述本發明將被更好地理解，實施例通過完全非限制的實例被考慮并通過附圖被示出，其中:
[0024]圖1是根據本發明的第一實施例的安裝在電機的兩個部件之間的軸向磁性軸承組件的軸向半剖視圖；
[0025]圖2是根據本發明的第一實施例的沿著圖1的線I1-1I的推力環的軸向半剖視圖；
[0026]圖3是根據本發明的第一實施例的安裝在轉子上的圖1的推力環的半視圖；
[0027]圖4是根據本發明的第二實施例的推力環的軸向半剖視圖；
[0028]圖5是根據本發明的第二實施例的安裝在轉子上的圖4的推力環的半視圖。
【具體實施方式】
[0029]示例性實施例的下列詳細描述參照附圖。不同附圖中的相同附圖標記代表相同或相似的元件。此外，這些附圖不必遵循比例。
[0030]如圖1所示，由一般附圖標記10設計的磁性軸承，被設計成安裝在回轉式機械(未示出)中，該回轉式機械包括外殼或殼體，轉子軸12沿著軸線X-X延伸并且適于支撐轉子部分(未顯示)。例如，如果回轉式機械是離心壓縮機，那么該轉子部分包括葉輪。轉子軸12和相關的轉子部分形成轉子組件。
[0031]如在圖1上所示，磁性軸承10是軸向類型的并被設計成支撐在定子外殼內的所述轉子軸12。徑向類型的磁性軸承(未示出)也可以被關聯到軸向磁性軸承1以支撐該旋轉軸
12ο
[0032]主動磁性軸承10包括配合至定子外殼的定子電樞14和轉子電樞16或者具有固定到轉子軸12的盤的形狀的環形推力環。環形推力環16通過具有外圓柱表面16c和兩個側面16d、16c的徑向部分16b從固定到轉子軸12的軸向盤16a朝向定子磁路18徑向延伸。
[0033]該定子電樞14包括定子磁路18，該磁路18以常規方式包括，一個或更多個環形線圈20和兩個塊狀的或者局部分層的鐵磁主體22。在圖1的實施例中，每個鐵磁主體22封裝兩個環形線圈20。定子電樞14也包括定子磁路18被放置入其的保護性環形支撐件或者環形殼體24，留有所述鐵磁主體22的旋轉表面22a和每個線圈20的旋轉表面20a未被覆蓋。支撐件24被固定到固定支撐元件26，該固定支撐元件26自身被固定至外殼。
[0034]如所示，推力環16的徑向部分16b面對每個鐵磁體22和每個線圈20的相對應的未覆蓋的表面20a、22a。換而言之，定子磁路18被放置為無機械接觸地軸向朝向環形推力環16，在環形推力環16和定子磁路18之間留下軸向間隙28。
[0035]旋轉軸12可以設有階梯式的剖面12a以用于推力環16的軸向定位。推力環16可例如與轉子軸12成一體。
[0036]如圖2和圖3所示，環形推力環16包括多個在徑向部分16b的每個徑向側面16d、16e上的凹槽30。所述凹槽30充當用于流體的流動的流道。流道30從徑向部分16b的外圓柱表面16c向轉子軸12延伸，并且為朝向軸12徑向地引導的傾斜凹槽，并且被提供在推力環16的徑向部分16b的側面16d上。如所示，所述凹槽30徑向和切向地成形到徑向部分16b的外圓柱表面 16c。
[0037]如圖3所示，流道30被提供在推力環16的徑向部分16b的兩個側面16d、16c上。備選地，流道可僅僅被提供在推力環16的一個側面上。
[0038]如所示，流道30開設在推力環16的軸向盤16a上。備選地，流道可開設在轉子軸12的外圓柱表面12b上。在渦輪機內的流體流動穿過空氣間隙28和流道30內。流動的方向以箭頭F示出。
[0039]這樣的流道30增加了在磁性軸承內的通風并且允許磁性軸承被冷卻。
[0040]其中相同的部分帶有相同的標記的圖4和圖5所示的實施例中，與圖2和圖3的實施例在流道的位置上顯著地不同。
[0041 ]如圖4和圖5所示，推力環16設有提供在徑向部分16b內的多個凹槽32。所述凹槽32充當用于流體的流道并且僅僅在徑向部分16b的外圓柱表面16c上開放。備選地，流道可以開設在轉子軸12的外圓柱表面12b上。
[0042]凹槽32傾斜并被徑向地朝向軸12引導。如所示，所述凹槽32徑向和切向地成形至徑向部分16b的外圓柱表面16c。
[0043]由于本發明，該軸向磁性軸承組件具有加強的冷卻流。
[0044]實際上，流道促進流體流的栗送，從而增強了主動磁性軸承的冷卻。該磁性軸承因此被提供內部通風裝置。
【主權項】
1.一種用于具有轉子軸(12)的回轉式機械的磁性軸承組件(10)，包括定子磁路(18)，其固定到固定支撐元件(26)，且包括至少一個鐵磁材料主體(22)和至少一個線圈(20)，兩者均被裝配在保護性環形殼體(24)中，所述保護性環形殼體(24)留有所述鐵磁主體(22)的旋轉表面(22a)和所述一個線圈(20)的旋轉表面(20a)未被覆蓋，所述磁性軸承組件(10)包括固定到所述轉子軸(12)并通過徑向部分(16b)朝向所述定子磁路(18)徑向地延伸的環形推力環(16)，所述徑向部分(16b)面向所述鐵磁主體(22)和所述一個線圈(20)的未被覆蓋的表面(20&、22&)，其特征在于，所述環形推力環(16)包括至少一個流道(30、32)。2.根據權利要求1所述的軸承組件，其中，所述一個流道(30、32)從所述徑向部分(16b)的所述外圓柱表面(16c)朝向所述轉子軸(12)延伸。3.根據權利要求1或2所述的軸承組件，其中，所述一個流道(30)是提供在所述環形推力環(16)的所述徑向部分(16b)的所述側面(16d、16e)中的至少一者上的凹槽。4.根據權利要求1或2所述的軸承組件，其中，所述一個流道(32)是提供在所述環形推力環(16)的所述徑向部分(16b)內的凹槽。5.根據權利要求3至4中的任一項所述的軸承組件，其中，所述凹槽(30、32)是傾斜的。6.根據權利要求3至4中的任一項所述的軸承組件，其中，所述凹槽(30、32)是徑向的。7.根據權利要求3至6中的任一項所述的軸承組件，其中，所述凹槽(30、32)是徑向地且切向地成形的。8.根據權利要求6所述的軸承組件，其中，所述徑向凹槽開設在所述轉子軸(12)的所述外圓柱表面(12b)上。9.根據前述權利要求中的任一項所述的軸承組件，包括多個流道(30、32)。10.根據前述權利要求中的任一項所述的軸承組件，其中，所述定子磁路(18)包括兩個鐵磁材料主體(22)，每個面向所述環形推力環(16)的所述徑向部分(16b)的一個側面(16d、16e) ο11.根據前述權利要求中的任一項所述的軸承組件，其中，所述磁性軸承組件(10)是軸向磁性軸承。12.—種渦輪機，包括定子、旋轉安裝在所述定子中的轉子、和被徑向地布置在所述轉子和所述定子之間的至少一個根據前述權利要求中的任一項所述的磁性軸承組件(10)。
【專利摘要】一種用于回轉式機械的具有轉子軸(12)的磁性軸承組件，包括固定到固定支撐元件的定子磁路，并包括至少一個鐵磁材料主體和至少一個線圈，兩者均被裝配在保護性環形殼體內，該保護性環形殼體留下所述磁性主體(22)的旋轉表面和所述一個線圈的旋轉表面不被覆蓋，該磁性軸承組件包括一個固定到轉子軸(12)并通過徑向部分(16b)向定子磁路延伸的環形推力環(16)，所述徑向部分(16b)朝向所述磁性體和所述一個線圈的不被覆蓋的表面。該環形推力環(16)包括至少一個流道(30)。
【IPC分類】F16C37/00, F16C32/04
【公開號】CN105658977
【申請號】
【發明人】A·馬西尼, L·隆巴迪, M·比吉, G·薩薩內利, L·梅
【申請人】諾沃皮尼奧內股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年5月28日