專利名稱：一種磁懸浮式流量測量用渦輪變送器的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種流量測量用裝置。尤其涉及利用磁效應實現磁懸浮旋轉葉輪的渦輪變送器。
目前流量測量用常規渦輪變送器旋轉葉輪的支承軸承大都采用石墨-鋼或鋼-寶石，在葉輪高速轉動下，磨損快，機械摩擦阻力矩大，嚴重影響了渦輪流量計的使用壽命和高精度的保持。近二十年來，磁軸承愈來愈多地應用于導航技術、測量技術和精密儀表技術方面，實現無磨損、無磨擦、無需保養，工作可靠，例如《滑動軸承》(西德O.R.朗格等著，機械工業出版社)中P305-P312所介紹的。Mchugh，J.D.的“Magnetic and Electro static Beanings”(Mechanical Engineering，January 1965，P.45)詳細敘述了磁軸承的原理和應用。磁軸承的主要優點是，運轉精度高，轉速最高，無磨損，壽命長，摩擦力矩小，溫升小。對于大型高速轉動機械，例如燃氣輪機，鼓風機等，要使用有源磁軸承(即電磁軸承)，對小型或精密轉動機械，使用永磁軸承。
本發明的目的是提供一種流量用渦輪變送器，旋轉葉輪用永磁軸承，旋轉葉轉在磁力作用下處于懸浮狀態，不管旋轉葉輪處于靜止或高速轉動狀態，葉輪轉動無摩擦，無磨損，無摩擦阻力矩，克服了通用渦輪變送器葉輪工作壽命短的缺點，實現流量計工作長壽命，高精度。
本發明的渦輪變送器主要特征是用永磁體做旋轉葉輪的支承軸承，該永磁軸承使葉輪處于穩定的磁懸浮狀態。本永磁軸承體旋轉葉輪懸浮是這樣實現的，在旋轉葉輪的轉軸上裝有數個環形永磁體，在相應的軸承座內裝有相同數目的環形永磁體，這種環形永磁體的內表面為磁性的一個極，外表面為磁性的另一個極，它們的厚度相同，環孔不一樣大，環形永磁體布置時使軸上環形永磁體外表面的磁極性與相應軸承座上環形永磁體的內表面的同磁極性相對，相鄰兩個環形永磁體按磁極性相異布置，這種布置保證旋轉葉輪無論在靜止或轉動時處于穩定位置。在旋轉葉輪兩端面和相應軸承座的端面上裝有相同數目的數對環形永磁體，每對環形永磁體徑向尺寸相同，這種環形永磁體的一個端面是磁性的一個極，另一個端面是磁性的另一個極，布置時使其同磁極性相對。并在轉軸端裝有軸的輔助定位小鋼珠，保證旋轉葉輪轉動時軸向無串動或有極微小的串動，利用磁阻變化原理，由位于殼體外的轉速信號檢出裝置檢出葉輪轉速，并轉換成相應的流量。
附圖為磁懸浮式流量測量用渦輪變送器結構圖。旋轉葉輪，[2]轉軸，[3]軸上環形永磁體，[4]軸承座內環形永磁體，[5]軸承座，[6]軸向推力環形永磁體，[7]葉輪端面軸向推力環形永磁體，[8]軸的輔助定位小鋼珠，[9]殼體，[10]轉速信號檢出裝置。
結合附圖對本發明作進一步描述旋轉葉輪[1]在流體的作用下產生轉動，裝在轉軸[2]上和相應軸承座內[5]的環形永磁體[3]和[4]，由于同磁極相對，產生轉軸懸浮在中心的磁力，裝在葉輪[1]和相應軸承座[5]端面上的環形永磁體[6]和[7]產生使葉輪懸浮在兩軸承座端面之間的磁力，小鋼珠[8]起軸向輔助定位之用，保證轉軸[2]和軸承組內的環形永磁體[3]和[4]不發生較大的軸向位移，殼體[9]組成流體流道和保證各部件的裝配，轉速信號檢出裝置[10]檢出與流體流量相對應的葉輪轉速，由二次表顯示出流體的流量。
由于旋轉葉輪高速轉動時無摩擦，無磨損，無摩擦阻力矩，使葉輪轉動更加靈活，極大地延長了葉輪工作壽命，提高了流量計量的精度。
實施例殼體[9]的公稱直徑Dg為50毫米，材料為1Cr18Ni9Ti;旋轉葉輪[1]用2Cr13不銹鋼制成，上有6個葉片，轉軸[2]用1Cr8Ni9Ti制成，環形永磁體[3]、[4]、[6]、[7]為釹鐵硼永磁材料，環形永磁體[3]和[4]的數目為4，環形永磁體[6]和[7]的數目為2，小鋼珠[8]為直徑3.1的不銹鋼小珠。轉速信號檢出裝置[10]為磁電感應線圈。
權利要求
1.一種流量測量用渦輪變送器，主要由殼體[9]、轉速信號檢出裝置[10]、旋轉葉輪[1]、轉軸[2]、軸承座[5]組成，其特征在于轉軸[2]上裝有環形永磁體[3]，軸承座[5]內裝有環形永磁體[4]，這種環形永磁體的內表面為磁性的一個極，外表面為磁極的另一個極，它們的厚度相同，環孔不同，環形永磁體[3]和[4]放置的對數相等，且大于1，每對按同磁極性相對布置，相鄰兩個環形永磁體按磁極性相異布置，軸承座[5]端面上裝有軸推力環形永磁體[6]葉輪端面裝有軸向推力環形永磁體[7]，這種環形永磁體的一個端面為磁性的一個極，另一個端面為磁性的另一個極，這兩種環形永磁體按同磁極相對布置，布置的對數相等，每對環形永磁體其徑向尺寸相同。
全文摘要
本發明是一種磁懸浮式流量測量用渦輪變送器，由放置在旋轉葉輪和軸承座上的數對環形永磁體構成葉輪支承永磁軸承，使葉輪懸浮在流體中，實現葉輪轉動無機械摩擦，無磨損、無摩擦力矩，保證葉輪長時期工作，提高了流量測量精度和靈敏度，使渦輪流量計的性能價格比大大提高。
文檔編號G01F1/32GK1056931SQ9010383
公開日1991年12月11日 申請日期1990年5月31日 優先權日1990年5月31日
發明者查美生, 佟允憲, 聶孟晨 申請人:清華大學