阅读说明：本技术 一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机 (Magnetic suspension axial flow fan with impeller as thrust disc ) 是由 钟仁志 袁军 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及轴流风机领域,尤其涉及一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机。该轴流风机包括机壳、风机轴、风机定子、径向磁轴承、叶轮和轴向磁轴承；机壳设置有轴向贯穿的风道,风机轴设置有风机转子和径向轴承转子；风机定子固定嵌设在机壳内孔,并且风机定子与风机转子相对齐；多个径向磁轴承分别套设在风机轴两端,并且径向磁轴承的位置与径向轴承转子的位置相对应；叶轮固定设置在风机轴上,并且叶轮的轴向两侧面为导磁面；轴向磁轴承包括前限位轴承和后限位轴承,前限位轴承和后限位轴承的限位端分别与叶轮的轴向两侧的导磁面相对应。该轴流风机减少了装置的数量、设备体积和装配工艺的复杂度,有利于轴流风机快速组装。(The invention relates to the field of axial flow fans, in particular to a magnetic suspension axial flow fan taking an impeller as a thrust disc. The axial flow fan comprises a casing, a fan shaft, a fan stator, a radial magnetic bearing, an impeller and an axial magnetic bearing; the casing is provided with an axially-penetrating air duct, and the fan shaft is provided with a fan rotor and a radial bearing rotor; the fan stator is fixedly embedded in the inner hole of the shell and is aligned with the fan rotor; the radial magnetic bearings are respectively sleeved at two ends of the fan shaft, and the positions of the radial magnetic bearings correspond to the positions of the radial bearing rotors; the impeller is fixedly arranged on the fan shaft, and two axial side surfaces of the impeller are magnetic guide surfaces; the axial magnetic bearing comprises a front limit bearing and a rear limit bearing, and limit ends of the front limit bearing and the rear limit bearing respectively correspond to the magnetic conduction surfaces on two axial sides of the impeller. The axial flow fan reduces the number of devices, the equipment volume and the complexity of an assembly process, and is favorable for quick assembly of the axial flow fan.)

一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机

技术领域

本发明涉及轴流风机领域，尤其涉及一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机。

背景技术

轴流风机，用途非常广泛，就是与风叶的轴同方向的气流，如电风扇，空调外机风扇就是轴流方式运行风机。之所以称为轴流式，是因为气体平行于风机轴流动。轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合。轴流式风机固定位置并使空气移动。轴流风机主要由风机叶轮和机壳组成，结构简单但是数据要求非常高。

中国实用新型专利申请（公开号CN106593919A，公开日：20170426）公开了一种300kw磁悬浮高速风机结构，蜗壳和进气道均固定于双层风冷式机壳的顶端，且蜗壳和进气道均与双层风冷式机壳相贯通，后盖固定于双层风冷式机壳的底端，定子和磁轴承固定于双层风冷式机壳内，转子转动支承于定子和磁轴承内，且转子的顶端伸于进气道内，减震器固定于双层风冷式机壳的外壁上，上端轴流风机和下端轴流风机均固定于转子上，且上端轴流风机置于定子与磁轴承之间，下端轴流风机置于定子的下端；冷却铜管设于双层风冷式机壳内，在双层风冷式机壳的侧壁上设有与冷却铜管相连通的进液口与出液口，冷凝器与制冷泵相连，制冷泵对应与进液口和出液口相连。本发明结构简单，冷却效果好。

现有技术存在以下不足：在风机轴上分别套设有推力盘和叶轮，轴向磁轴承通过控制推力盘进而控制风机轴的轴向位置，叶轮用于带动空气流动；即此种方式中分别需要推力盘和叶轮两个装置来控制风机轴和带动空气流动的功能，从而增加了装置的数量、设备体积和装配工艺的复杂度，不利于轴流风机的快速组装。

发明内容

本发明的目的是：针对上述问题，提出在叶轮轴向两侧设置导磁面，前限位轴承和后限位轴承分别位于叶轮两侧，进而使叶轮具有推力盘的功能；从而减少了装置的数量、设备体积和装配工艺的复杂度，有利于轴流风机快速组装的一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机，该轴流风机包括机壳、风机轴、风机定子、径向磁轴承、叶轮和轴向磁轴承；机壳设置有轴向贯穿的风道，风机轴设置有风机转子和径向轴承转子；风机定子固定嵌设在机壳内孔，并且风机定子与风机转子相对齐；多个径向磁轴承分别套设在风机轴两端，并且径向磁轴承的位置与径向轴承转子的位置相对应；叶轮固定设置在风机轴上，并且叶轮的轴向两侧面为导磁面；轴向磁轴承包括前限位轴承和后限位轴承，前限位轴承和后限位轴承的限位端分别与叶轮的轴向两侧的导磁面相对应。

作为优选，叶轮的轴向两侧面的导磁面材料为FV520B。

作为优选，叶轮包括叶轮本体、叶片和密封部，叶片位于叶轮径向最外侧，并且叶片位于风道内；密封部在径向位于风道和轴流风机内部零件之间，用于防止风道内的气流进入至轴流风机内部。

作为优选，叶轮本体设置有多个去重孔和多个加强筋，加强筋位于两个相邻去重孔之间。

作为优选，叶轮本体与风机轴之间通过键连接。

作为优选，机壳包括入口机壳和出口机壳；入口机壳设置有入口导叶和入口整流罩，入口整流罩位于入口机壳入口端；入口整流罩设置有入口整流罩导叶，入口整流罩导叶末端与入口导叶首端相对齐；出口机壳设置有出口导叶和出口整流罩，出口整流罩位于出口机壳出口端；出口整流罩设置有出口整流罩导叶，出口导叶末端与出口整流罩导叶首端相对齐。

作为优选，叶轮的叶片位于入口导叶末端和出口导叶首端之间。

作为优选，轴流风机还设置有径轴向传感器和径轴向被测体，径轴向被测体固定设置在风机轴上，径轴向传感器的感应端与径轴向被测体的位置相对应。

作为优选，径轴向被测体为在轴向相互堆叠的多个硅钢片。

作为优选，轴流风机还设置有保护轴承，多个保护轴承分别套设在风机轴两端，保护轴承外圈与机壳过盈配合，保护轴承内圈与风机轴之间存在间隙。

本发明采用上述技术方案的一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机的优点是：

在工作时，风机定子通电后驱动风机转子转动进而带动风机轴转动；径向磁轴承为风机轴提供径向支撑，前限位轴承和后限位轴承分别对叶轮两侧的导磁面限位进而对风机轴提供轴向限位；叶轮在风机轴的带动下转动进而带动空气轴向流动完成轴流风机工作过程。而此种方式中，叶轮一个装置能够同时完成控制风机轴轴向位置和带动空气流动两个功能，从而减少了装置的数量、设备体积和装配工艺的复杂度，有利于轴流风机的快速组装。同时，风机轴被磁轴承支撑，具有功耗小、可以支持高转速的特点，并且高转速的叶轮的叶片体积小，效率高，整个装置无油、无维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2-4为叶轮的结构示意图。

图5-7为入口机壳的结构示意图。

图8-10为入口整流罩的结构示意图。

图11-13为出口机壳的结构示意图。

图14-16为出口整流罩的结构示意图。

图17为流场的结构示意图。

L1-空气流动方向、L2-叶轮叶片转动方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1所示的一种以叶轮为推力盘的磁悬浮轴流风机，该轴流风机包括机壳1、风机轴2、风机定子3、径向磁轴承4、叶轮5和轴向磁轴承6；机壳1设置有轴向贯穿的风道11，风机轴2设置有风机转子21和径向轴承转子；风机定子3固定嵌设在机壳1内孔，并且风机定子3与风机转子21相对齐；多个径向磁轴承4分别套设在风机轴2两端，并且径向磁轴承4的位置与径向轴承转子的位置相对应；叶轮5固定设置在风机轴2上，并且叶轮5的轴向两侧面为导磁面；轴向磁轴承6包括前限位轴承61和后限位轴承62，前限位轴承61和后限位轴承62的限位端分别与叶轮5的轴向两侧的导磁面相对应。在工作时，风机定子3通电后驱动风机转子21转动进而带动风机轴2转动；径向磁轴承4为风机轴2提供径向支撑，前限位轴承61和后限位轴承62分别对叶轮5两侧的导磁面限位进而对风机轴2提供轴向限位；叶轮5在风机轴2的带动下转动进而带动空气轴向流动完成轴流风机工作过程。而此种方式中，叶轮5一个装置能够同时完成控制风机轴轴向位置和带动空气流动两个功能，从而减少了装置的数量、设备体积和装配工艺的复杂度，有利于轴流风机的快速组装。同时，风机轴2被磁轴承支撑，具有功耗小、可以支持高转速的特点，并且高转速的叶轮5的叶片体积小，效率高，整个装置无油、无维护。

叶轮5的轴向两侧面的导磁面材料为FV520B。FV520B具有强度高、导磁性能好并且易加工的特点。

如图2-5所示，叶轮5包括叶轮本体51、叶片52和密封部53，叶片52位于叶轮5径向最外侧，并且叶片52位于风道11内；密封部53在径向位于风道11和轴流风机内部零件之间，用于防止风道11内的气流进入至轴流风机内部。

叶轮本体51设置有多个去重孔54和多个加强筋55，加强筋55位于两个相邻去重孔54之间。去重孔54的使用减少了叶轮5的重量，减少了径向磁轴承4的支撑重量和工作强度。

叶轮本体51与风机轴2之间通过键连接。

如图1、图6-16所示，机壳1包括入口机壳12和出口机壳13；入口机壳12设置有入口导叶14和入口整流罩15，入口整流罩15位于入口机壳12入口端；入口整流罩15设置有入口整流罩导叶151，入口整流罩导叶151末端与入口导叶14首端相对齐；出口机壳13设置有出口导叶16和出口整流罩17，出口整流罩17位于出口机壳13出口端；出口整流罩17设置有出口整流罩导叶171，出口导叶16末端与出口整流罩导叶171首端相对齐。

如图17所示，叶轮5的叶片52位于入口导叶14末端和出口导叶16首端之间。即风道11内的空气分别被入口整流罩导叶151、入口导叶14、叶片52、出口导叶16和出口整流罩导叶171导向流动，此种全流道导叶式设计使流场效率更高。

如图1所示，轴流风机还设置有径轴向传感器7和径轴向被测体8，径轴向被测体8固定设置在风机轴2上，径轴向传感器7的感应端与径轴向被测体8的位置相对应。径轴向被测体8为在轴向相互堆叠的多个硅钢片。径轴向传感器7通过检测径轴向被测体8在径向和轴向的移动来控制风机轴2的径向和轴向的位置。

轴流风机还设置有保护轴承9，多个保护轴承9分别套设在风机轴2两端，保护轴承9外圈与机壳1过盈配合，保护轴承9内圈与风机轴2之间存在间隙。当电机突然断电或者停机时，径向磁轴承4和轴向磁轴承6失去磁力不能对风机轴2进行支撑限位，此时风机轴2下落并且与保护轴承9内圈相接触被保护轴承9支撑；从而避免电机突然断电或者停机时风机轴2突然下落引起径向磁轴承4和轴向磁轴承6等重要零件的损坏。