磁悬浮离心机

申请号 CN202410073164.0 申请日 2024-01-18 公开(公告)号 CN117772432A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 南通德立电子科技有限公司; 发明人 叶昱琛; 张东林;
摘要 本 发明 公开了一种磁悬浮离心机,包括:腔体;转动件,所述转动件用于盛放待离心物料,所述转动件可绕自身轴线转动,所述转动件置于所述腔体内壁上并向外贯穿至所述腔体外;至少一个第一 磁性 件,所述第一磁性件安装于所述转动件位于所述腔体内的部分上;第一电磁线圈,所述第一电磁线圈安装于所述腔体内壁上并设置于所述第一磁性件相对侧,所述第一电磁线圈通电后与所述第一磁性件相吸;驱动组件,所述驱动组件用于驱动所述转动件绕自身轴线转动;平衡组件,所述平衡组件用于平衡所述转动件,能够使得 转子 与周边无直接物理 接触 。
权利要求

1.一种磁悬浮离心机,其特征在于,包括:
腔体;
转动件,所述转动件用于盛放待离心物料,所述转动件可绕自身轴线转动,所述转动件置于所述腔体内壁上并向外贯穿至所述腔体外;
至少一个第一磁性件,所述第一磁性件安装于所述转动件位于所述腔体内的部分上;
第一电磁线圈,所述第一电磁线圈安装于所述腔体内壁上并设置于所述第一磁性件相对侧,所述第一电磁线圈通电后与所述第一磁性件相吸;
驱动组件,所述驱动组件用于驱动所述转动件绕自身轴线转动;
平衡组件,所述平衡组件用于平衡所述转动件。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述驱动组件包括:至少一个第二磁性件,所述第二磁性件安装于所述转动件位于所述腔体内的部分上。
第二电磁线圈,所述第二电磁线圈固定安装于所述腔体内壁上并设置于所述第二磁性件相对侧,所述第二电磁线圈通电后,所述第二磁性件受平切向排斥
3.根据权利要求1所述的磁悬浮离心机,其特征在于,还包括有机箱,所述腔体位于所述机箱内。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述转动件包括:
转轴,所述转轴设有相对的第一端和第二端;
转子,所述转子安装于所述转轴的第一端,所述转子位于所述腔体外;
底座,所述底座安装于所述转轴的第二端,所述底座置于所述腔体内壁上;所述第一磁性件和所述第二磁性件安装于所述底座上。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述转轴为导磁材料。
6.根据权利要求5所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述机箱内设有容置空间,于所述容置空间内在所述转轴四周安装有多第三电磁线圈,每捆所述第三电磁线圈与所述转轴之间留有距离。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述平衡组件包括:传感器,所述传感器与所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈电连的安装于所述腔体内,所述传感器用于检测所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈的电流大小;
变压模,所述变压模块与所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈连接,所述变压模块用于改变所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈的电流大小;
制模块,所述控制模块分别与所述传感器和所述变压模块连接;
在所述控制模块收到所述传感器传递的信号后,所述控制模块控制所述变压模块改变所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈内的电流大小。
8.根据权利要求7所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述腔体内正对所述底座的腔壁上安装有支撑部。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述支撑部包括可绕自身转动的多个滑珠。
10.根据权利要求1诉述的磁悬浮离心机,其特征在于,所述第二电磁线圈通过UVW三相控制。

说明书全文

磁悬浮离心机

技术领域

[0001] 本发明涉及离心机技术领域,具体涉及一种磁悬浮离心机。

背景技术

[0002] 离心机,是一种利用离心分离液体与固体颗粒、或液体与液体的混合物中各组分的设备,传统的离心机通过电机带动主轴传动,进而主轴驱动转子转动。传统的离心机通过主轴的转动带动转子的转动,离心机的连接构件磨损严重,尤其是当转子不配平时转动带来的连接构件的磨损更加严重,且离心机的转速不容易实现高速运转。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种磁悬浮离心机,能够使得转子与周边无直接物理接触
[0004] 根据本发明提供的一种磁悬浮离心机,包括:
[0005] 腔体,所述腔体内设有内腔;
[0006] 转动件,所述转动件用于盛放待离心物料,所述转动件可绕自身轴线转动,所述转动件置于所述腔体内壁上并向外贯穿至所述腔体外;
[0007] 至少一个第一磁性件,所述第一磁性件安装于所述转动件位于所述腔体内的部分上;
[0008] 第一电磁线圈,所述第一电磁线圈安装于所述腔体内壁上并设置于所述第一磁性件相对侧,所述第一电磁线圈通电后与所述第一磁性件相吸;
[0009] 驱动组件,所述驱动组件用于驱动所述转动件绕自身轴线转动;
[0010] 平衡组件,所述平衡组件用于平衡所述转动件。
[0011] 进一步的,所述驱动组件包括:
[0012] 至少一个第二磁性件,所述第二磁性件安装于所述转动件位于所述腔体内的部分上。
[0013] 第二电磁线圈,所述第二电磁线圈固定安装于所述腔体内壁上并设置于所述第二磁性件相对侧,所述第二电磁线圈通电后,所述第二磁性件受平切向排斥力。
[0014] 进一步的,还包括有机箱,所述腔体位于所述机箱内。
[0015] 进一步的,所述转动件包括:
[0016] 转轴,所述转轴设有相对的第一端和第二端;
[0017] 转子,所述转子安装于所述转轴的第一端,所述转子位于所述腔体外;
[0018] 底座,所述底座安装于所述转轴的第二端,所述底座置于所述腔体内壁上;
[0019] 所述第一磁性件和所述第二磁性件安装于所述底座上。
[0020] 进一步的,所述转轴为导磁材料。
[0021] 进一步的,所述机箱内设有容置空间,于所述容置空间内在所述转轴四周安装有多第三电磁线圈,每捆所述第三电磁线圈与所述转轴之间留有距离。
[0022] 进一步的,所述平衡组件包括:
[0023] 传感器,所述传感器与所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈电连的安装于所述腔体内,所述传感器用于检测所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈的电流大小;
[0024] 变压模,所述变压模块与所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈连接,所述变压模块用于改变所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈的电流大小;
[0025] 控制模块,所述控制模块分别与所述传感器和所述变压模块连接;
[0026] 在所述控制模块收到所述传感器传递的信号后,所述控制模块控制所述变压模块改变所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈和所述第三电磁线圈内的电流大小。
[0027] 进一步的,所述腔体内正对所述底座的腔壁上安装有支撑部。
[0028] 进一步的,所述支撑部包括可绕自身转动的多个滑珠。
[0029] 进一步的,所述第二电磁线圈通过UVW三相控制。
[0030] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0031] 1、通过第一电磁线圈与第一磁性件相吸,利用磁悬浮将转动件实现悬浮态,并利用驱动组件使得转动件绕自身轴线进行转动,转动件与周边无直接物理接触,避免了摩擦产生噪音和损耗的问题。附图说明
[0032] 图1为本发明实施例所述的磁悬浮离心机未工作时的结构示意图;
[0033] 图2为本发明实施例所述的磁悬浮离心机工作时的结构示意图;
[0034] 图3为本发明实施例所述的第一磁性件和第二磁性件的排布示意图;
[0035] 图4为本发明实施例所述的第一电磁线圈和第二电磁线圈的排布示意图;
[0036] 图5为本发明实施例所述的水平转子的结构简图;
[0037] 图6为本发明实施例所述的固定脚转子的结构简图;
[0038] 图7为本发明实施例所述的管式离心转子的结构简图;
[0039] 图8为本发明实施例所述的布袋离心转子的结构简图;
[0040] 图9为本发明实施例所述的蝶式离心转子的结构简图;
[0041] 图10为本发明实施例所述的磁悬浮离心机(含转动盘和转动轴)的结构简图。
[0042] 图中,1‑腔体;2‑转动件;21‑转轴;22‑转子;23‑底座;3‑第一磁性件;4‑第一电磁线圈;5‑驱动组件;51‑第二磁性件;52‑第二电磁线圈;6‑机箱;7‑容置空间;8‑第三电磁线圈;9‑支撑部;10‑转动盘;11‑转动轴。

具体实施方式

[0043] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0044] 参见图1和图2,示出了本发明的一种磁悬浮离心机,包括:
[0045] 腔体1,腔体1内设有内腔;
[0046] 转动件2,转动件2用于盛放待离心物料,转动件2可绕自身轴线转动,转动件2置于腔体1内壁上并向外贯穿至腔体1外;
[0047] 至少一个第一磁性件3,第一磁性件3安装于转动件2位于腔体1内的部分上;
[0048] 第一电磁线圈4,第一电磁线圈4安装于腔体1内壁上并设置于第一磁性件3相对侧,第一电磁线圈4通电后与第一磁性件3相吸;
[0049] 驱动组件5,驱动组件5用于驱动转动件2绕自身轴线转动;
[0050] 平衡组件,平衡组件用于平衡转动件2。
[0051] 基于上述结构,本发明提供的磁悬浮离心机在实际使用时,对第一电磁线圈4进行通电,第一电磁线圈4通电与第一磁性件相吸,此时转动件2实现了磁悬浮态,进而驱动组件5驱动转动件2绕自身轴线进行转动,同时,平衡组件用以控制转动件2的偏移来保证转动件
2的平衡度。
[0052] 驱动组件5包括:
[0053] 至少一个第二磁性件51,第二磁性件51安装于转动件2位于腔体1内的部分上。
[0054] 第二电磁线圈52,第二电磁线圈52固定安装于腔体1内壁上并设置于第二磁性件51相对侧,第二电磁线圈52通电后,第二磁性件51受水平切向排斥力。
[0055] 驱动组件5驱动转动件2的转动主要通过对第二电磁线圈52通电后,第二电磁线圈52能够对第二磁性件51产生水平切向排斥力,进而使得转动件2绕自身轴线进行转动。
[0056] 还包括有机箱6,腔体1位于机箱6内。
[0057] 转动件2包括:
[0058] 转轴21,转轴21设有相对的第一端和第二端;
[0059] 转子22,转子22安装于转轴的第一端,转子22位于腔体1外;
[0060] 底座23,底座23安装于转轴的第二端,底座23置于腔体1内壁上;
[0061] 第一磁性件3和第二磁性件51安装于底座23上。
[0062] 转轴21为导磁材料。
[0063] 机箱6内设有容置空间7,于容置空间7内在转轴21四周安装有多捆第三电磁线圈8,每捆第三电磁线圈8与转轴21之间留有距离。
[0064] 平衡组件包括:
[0065] 传感器,传感器与第一电磁线圈4、第二电磁线圈52和第三电磁线圈8电连的安装于腔体1内,传感器用于检测第一电磁线圈4、第二电磁线圈52和第三电磁线圈8的电流大小;
[0066] 变压模块,变压模块与第一电磁线圈4、第二电磁线圈52和第三电磁线圈8连接,变压模块用于改变第一电磁线圈4、第二电磁线圈52和第三电磁线圈8的电流大小;
[0067] 控制模块,控制模块分别与传感器和变压模块连接;
[0068] 在控制模块收到传感器传递的信号后,控制模块控制变压模块改变第一电磁线圈4、第二电磁线圈52和第三电磁线圈8内的电流大小。
[0069] 腔体1内正对底座23的腔壁上安装有支撑部9。
[0070] 支撑部9包括可绕自身转动的多个滑珠。
[0071] 上述支撑部9可以是多个滑珠,支撑部9可以是柔性垫层,柔性垫层的材质可以是海绵等。
[0072] 第二电磁线圈52通过UVW三相控制。
[0073] 结合上述结构,本发明提供的磁悬浮离心机在未运行状态时,转轴21于腔体1内于支撑部9有直接接触,运行时,首先是第二电磁线圈52通电,通过UVW三相控制,磁场界线沿着第二电磁线圈52不断位移,第二电磁线圈52与底座23上面的第二磁性件51不断形成磁斥力,因为第二电磁线圈52已固定,所以第二磁性件51受切向斥力,从而使得底座23发生旋转,在上述过程中,底座23会发生旋转,因此底座23会与支撑部9发生摩擦,因此,支撑部9优先选用多个滑珠,也可以采用铺设例如海绵等柔性垫层的方式这样尽可能减少底座23底部的磨损,接着是悬浮,对第一电磁线圈4通电,磁极极性为与底座23上面的第一磁性件3互相吸引,在一定电流的作用下,第一电磁线圈4与第一磁性件3之间的吸引力恰好使得转动的转轴21能够悬浮起来,且转轴21不与机箱6有直接物理接触,根据第一电磁线圈4的电流大小,通过变压模块调整电流大小,进而调整磁力的大小,让转子22在旋转中能够保持稳定的垂直方向的悬浮,此时的转轴21实现了完全的高速悬浮转动,无磨损机会,同时,在转轴21周围的四个第三电磁线圈8也因传感器信号的存在通过变化的电流从而产生对应的磁场力,对转轴21施加水平方向上一组起到平衡效果的磁吸力,让转子22在旋转中能够保持稳定的水平方向的悬浮。
[0074] 与传统的离心机相比,本发明提供的磁悬浮离心机能够通过磁力使得转轴21和转子22进行告诉的悬浮转动,工作状态时,转子22与周边无直接物理接触,避免了噪声和磨损的问题。
[0075] 为了提高磁吸效果,如图3和图4所示,第一磁性件3于底座23上布设有多个并以转轴21为中心环绕分布,第二磁性件51于底座23上布设有多个并以转轴21为中心环绕分布,同样的,第一电磁线圈4和第二电磁线圈52同样以转轴21为中心环绕分布,且第一电磁线圈4与第一磁性件3正对,第二电磁线圈52与第二磁性件51正对。
[0076] 基于此,本发明所提供的转子22也不仅限于附图1和图2所示,本发明所提供的磁悬浮离心机可以适配各种类型的转子,如图5至图9所示,包括水平转子、固定脚转子、管式离心转子、布袋离心转子和蝶式离心转子。
[0077] 结合上述底座23可能与支撑部9发生摩擦的情况,在本发明提供的使用滑珠的技术方案以外,还可以采用如下方式,结合图10,底座23所在腔壁上还安装有转动盘,转动盘中心位置为可绕自身轴线转动的转动轴,转动盘与腔壁之间留有一定的距离,底座23在转动时,底座23带动转动盘同步转动,而后底座23向上抬起,这样底座23与转动盘之间不会存在明显摩擦和损耗,这也是规避摩擦的方式之一。
[0078] 显而易见的,本发明提供的磁悬浮离心机也可以采用以下方式进行运行:磁悬浮离心机在未运行状态时,转轴21于腔体1内于支撑部9有直接接触,运行时,首先对第一电磁线圈4通电,磁极极性为与底座23上面的第一磁性件3互相吸引,在一定电流的作用下,第一电磁线圈4与第一磁性件3之间的吸引力恰好使得转动的转轴21能够悬浮起来,且转轴21不与机箱6有直接物理接触,根据第一电磁线圈4的电流大小,通过变压模块调整电流大小,进而调整磁力的大小,让转子22在旋转中能够保持稳定的垂直方向的悬浮,而后是第二电磁线圈52通电,通过UVW三相控制,磁场界线沿着第二电磁线圈52不断位移,第二电磁线圈52与底座23上面的第二磁性件51不断形成磁斥力,因为第二电磁线圈52已固定,所以第二磁性件51受切向斥力,从而使得底座23发生旋转,此时的转轴21实现了完全的高速悬浮转动,无磨损机会,同时,在转轴21周围的四个第三电磁线圈8也因传感器信号的存在通过变化的电流从而产生对应的磁场力,对转轴21施加水平方向上一组起到平衡效果的磁吸力,让转子22在旋转中能够保持稳定的水平方向的悬浮。
[0079] 以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
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