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CN101334033A - 磁力支承和耦接装置 - Google Patents

磁力支承和耦接装置 Download PDF

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CN101334033A CNA2008101252926A CN200810125292A CN101334033A CN 101334033 A CN101334033 A CN 101334033A CN A2008101252926 A CNA2008101252926 A CN A2008101252926A CN 200810125292 A CN200810125292 A CN 200810125292A CN 101334033 A CN101334033 A CN 101334033A
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Anest Iwata Corp
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Abstract

从动轴以能够与驱动轴同轴转动的方式支撑。具有径向磁极的内部旋转永磁体围绕从动轴端部的外圆周固定。在圆柱形耦接件的内圆周表面上，外部旋转永磁体固定成使得在内部旋转永磁体和外部旋转永磁体之间相反的磁极彼此相对。固定永磁体固定成使得在固定永磁体和内部旋转永磁体之间相同的磁极彼此相对。从而驱动轴的旋转运动在没有接触的情况下传递到从动轴。

Description

磁力支承和耦接装置
技术领域
本发明涉及磁力支承和耦接装置以及包括所述磁力支承和耦接装置的涡旋流体机械。
背景技术
为了环保，用于处理毒气的例如真空泵和压缩机等涡旋流体机械要求气体不能从气体循环路径泄漏。为了达到要求，JP11-44297A公开了一种磁力耦接装置，其中，用盖遮蔽用于支撑涡旋流体机械的动涡旋的偏心轴的轴向端部，永磁体的磁性吸引力穿过电机轴和偏心轴之间的盖发生作用，以允许马达轴的旋转运动能够在没有接触的情况下传递到偏心轴。
考虑到运转效率，还必需减少在偏心轴的轴承中的热量。因此，优选采用能够通过磁体的磁性排斥力在没有接触的情况下支撑偏心轴的磁力耦接件，替代与偏心轴的外圆周表面处于滑动接触状态的轴承。
然而当磁力轴承和上述的磁力耦接装置一起使用时，则必需安装许多用于磁力支承和磁力耦接的永磁体，从而提高了制造成本。而且当磁力轴承靠近磁力耦接装置安装时，磁力会互相影响从而降低所述装置的性能。
发明内容
鉴于上述缺点，本发明的目的在于提供一种磁力支承和耦接装置，在该装置中，减少了永磁体的数量以使驱动轴的旋转运动能够在没有接触的情况下传递到从动轴，所述驱动轴或从动轴在没有接触的情况下以可转动方式支撑。
本发明的另一个目的在于提供包括所述磁力支承和耦接装置的涡旋流体机械。
附图说明
从以下对应于如附图中所示实施方式的描述将更加清楚本发明的特征和优点。
图1是根据本发明所述的涡旋流体机械的实施方式的纵截面图；
图2是在图1中的A部分的放大视图；
图3是沿图2中的III-III线截取的纵截面图；
图4是沿图2中的IV-IV线截取的纵截面图；
图5是内部旋转永磁体的立体图。
具体实施方式
在图1中，涡旋流体机械1包括定涡旋3、4和绕着从动轴5的偏心轴向部分5a以可转动方式支撑的动涡旋6。定涡旋3、4的定涡卷3a、4a与动涡旋6的螺旋动涡卷6a接合。通过从动轴5的旋转运动，动涡旋6相对于定涡旋3、4回转，以允许气体经由壳体2的圆周上的入口(未示出)引入并从壳体2的中央的出口(未示出)排出。
马达7连接到壳体2的后部。旋转运动从马达7的驱动轴8传递到从动轴5。
环形支撑件11固定到从壳体2的后表面伸出的从动轴5的后端。具有轴向长度的内部旋转永磁体12固定在环形支撑件11的外圆周表面上。在图5中，内部旋转永磁体12为圆柱形并且径向磁化，使得外圆周和内圆周分别是S极和N极。内部旋转永磁体12的前半部构成磁力轴承9的一部分并形成为环形，以允许在其与固定的环形永磁体20和20(稍后描述)之间形成均衡的磁性排斥力。磁体12的后半部构成磁力耦接件10的一部分并包括以等间距沿周向间隔开的四个臂12a，以允许在外部旋转永磁体19之间沿周向产生强吸引力。
利用以气密性的方式固定到壳体2的盖13遮蔽从动轴5的后端、环形支撑件11以及内部旋转永磁体12。盖13可以由例如铝(Al)等非磁性材料制成。从动轴5以可转动方式安装到其上的轴向部件的四周被盖13密封，因此即使引入壳体2中的气体由从动轴5的轴向部分泄漏，也能防止气体泄漏到外界。从动轴5的前端由磁力轴承在没有接触壳体的情况下以可转动方式支撑，使得在磁体14和磁体15之间相同的磁极彼此相对，所述磁力轴承包括固定到从动轴5的外圆周上的旋转永磁体14和固定到壳体2的固定永磁体15。从动轴5的前端像后端一样也由盖16遮蔽。
马达7通过外罩17固定到壳体2的后端，以允许驱动轴8与从动轴5同轴延伸。圆柱形的耦接件18固定到驱动轴8的前端。
在图3中，四个外部旋转永磁体19固定在耦接件18的内圆周表面上，并沿圆周等间隔从而以非常小的间隙面对盖13的外圆周表面。每个外部旋转永磁体19与内部旋转永磁体12的每个臂12a构成磁力耦接装置10，以使驱动轴8的旋转运动能够在没有接触的情况下传递到从动轴。在盖13的每一侧，每个外部旋转永磁体19都设置成以相反的磁极面对每个臂12a。
在图4中，环形固定永磁体20固定到环绕内部旋转永磁体12前部的壳体2的环形支撑件2a，以允许相同的磁极彼此相对。固定永磁体20和内部旋转永磁体12的环形部分构成磁力轴承9，在壳体2的环形支撑件2a内，该磁力轴承9在没有接触的情况下以可转动方式支撑从动轴5。
如上所述，在驱动轴8和从动轴5之间，相互的磁性吸引力径向作用于磁力耦接装置10的内部旋转永磁体12和外部旋转永磁体19之间。因此，驱动轴8的旋转运动能够通过该磁性吸引力在没有接触的情况下传递到从动轴5。在从动轴5的外圆周表面和壳体2的环形支撑件2a之间，相互的磁性排斥力径向作用于磁力轴承9的环形内部旋转永磁体12和环形固定永磁体20之间。从动轴5能够通过该磁性排斥力在没有接触的情况下以可转动方式支撑在壳体2的环形支撑件2a内。
在磁力轴承9和磁力耦接装置10中都使用内部旋转永磁体12，从而减少永磁体的数量并降低制造成本。另外，永磁体的磁力能够较少受到影响并且磁力轴承9和磁力耦接装置10的性能不会下降。在本实施方式中，在涡旋流体机械1中使用磁力轴承9和磁力耦接装置10以便安全可靠地防止气体从壳体2泄漏。能够减少从动轴旋转期间由从动轴产生的热量从而使涡旋流体机械1能够更有效地运转。
在以上实施方式中，尽管磁力轴承9和磁力耦接装置10是用在涡旋流体机械1中，但是磁力轴承9和磁力耦接装置10也可以在其它机器、驱动轴与从动轴的连接部分、以及它们的环形支撑中使用。内部旋转永磁体12能够安装在驱动轴8上而且外部旋转永磁体19能够安装在从动轴5上。驱动轴8可以通过磁力轴承9在没有接触的情况下以可转动方式支撑。
前文仅仅涉及到本发明的一种实施方式。在不脱离权利要求书的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以做出各种不同的变化和修改。

Claims (4)

1.一种磁力支承和耦接装置，包括：
内部旋转永磁体，其具有径向极性，所述内部永磁体固定到绕同轴以可转动方式受支撑的驱动轴或从动轴的第一端部的外圆周上；
圆柱形耦接件，其固定到所述驱动轴或所述从动轴的第二端部；
外部旋转永磁体，其固定到所述圆柱形耦接件的内圆周，在所述外部旋转永磁体和所述内部旋转永磁体之间，相反的磁极彼此相对以允许所述驱动轴的旋转运动通过所述外部旋转永磁体和所述内部旋转永磁体之间的所述相反的磁极产生的磁性吸引力，在没有接触的情况下传递到所述从动轴；
固定在壳体内的环形支撑件；以及
固定永磁体，其固定在所述环形支撑件中，以允许所述驱动轴或所述从动轴环绕所述内部旋转永磁体以可转动方式支撑，在所述内部旋转永磁体和所述固定永磁体之间，相同的磁极彼此相对以允许所述驱动轴或所述从动轴通过所述内部旋转永磁体和所述固定永磁体之间的所述相同的磁极产生的排斥力，在没有接触所述壳体的情况下以可转动方式支撑。
2.如权利要求1所述的磁力支承和耦接装置，其中，面对所述固定永磁体的所述内部旋转永磁体为环形。
3.如权利要求1所述的磁力支承和耦接装置，其中，由非磁性材料制成的盖设置在所述内部旋转永磁体和所述外部旋转永磁体之间，以防止引入所述壳体中的气体泄漏到外界。
4.一种涡旋流体机械，包括：
具有定涡卷的定涡旋；
动涡旋，其具有与所述定涡卷接合的动涡卷；
驱动轴；
从动轴，其通过所述驱动轴驱动以允许所述动涡旋相对于所述定涡旋回转；
固定在所述定涡旋中的环形支撑件；以及
磁力支承和耦接装置，其包括：具有径向极性的内部旋转永磁体，所述内部永磁体固定到绕一条轴线以可转动方式受支撑的所述驱动轴或所述从动轴的第一端部的外圆周上；圆柱形耦接件，其固定到所述驱动轴或所述从动轴的第二端部；外部旋转永磁体，其固定到所述圆柱形耦接件的内圆周，在所述外部旋转永磁体和所述内部旋转永磁体之间，相反的磁极彼此相对以允许所述驱动轴的旋转运动通过所述外部旋转永磁体和所述内部旋转永磁体之间的所述相反的磁极产生的磁性吸引力，在没有接触的情况下传递到所述从动轴；位于所述定涡旋中的环形支撑件；以及固定永磁体，其固定在所述定涡旋中，以允许所述驱动轴或所述从动轴环绕所述内部旋转永磁体以可转动方式支撑，在所述内部旋转永磁体和所述固定永磁体之间，相同的磁极彼此相对以允许所述驱动轴或所述从动轴通过所述内部旋转永磁体和所述固定永磁体之间的所述相同的磁极产生的排斥力，在没有接触所述壳体的情况下以可转动方式支撑。
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