可调整腔内动平衡的磁悬浮转子及其动平衡调整方法
【专利摘要】本发明提供了一种可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，包括转子叶轮和转子外壳，所述转子外壳内设有转子磁悬浮结构、腔内动平衡调整槽，所述转子外壳上开有用于熔融液滴输送微针穿透的转子轴心微孔；所述转子磁悬浮结构为圆柱状，所述腔内动平衡调整槽设置于所述转子磁悬浮结构的内壁上。本发明的方案针对转子外壳的不均匀问题，通过熔融液滴调整转子空腔中的质量分布，使转子达到动平衡。本发明所述方法，在转子的内部空腔中进行动平衡调整，特别适用于对外表面要求非常严格，且由于外壳不均匀引起的转子动不平衡情况，如磁悬浮人工心脏血泵转子。
【专利说明】可调整腔内动平衡的磁悬浮转子及其动平衡调整方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁悬浮【技术领域】，更具体地说，涉及一种可调整腔内动平衡的磁悬浮转子及其动平衡调整方法。
【背景技术】
[0002]磁悬浮泵是一种采用磁轴承作为转子支承的泵，它利用磁轴承将转子稳定地悬浮在空中，使转子在高速工作过程中与定子之间没有机械接触，具有无机械磨损、能耗低、允许转速高、噪声低、寿命长、无需润滑等优点。在磁悬浮人工心脏泵等特殊场合，对转子的外表面的加工处理非常复杂，一旦处理完成，外表面不允许再有其它损伤。但是，在加工过程中，由于外壳本身的不均匀或加工处理造成的不均匀，会引起转子的动不平衡。转子内部灌封过程中，由于转子外壳不均匀，流入转子外壳和转子内部结构之间的灌封材料也会加剧转子的动不平衡。磁悬浮转子没有机械支撑，在被动悬浮的自由度上具有阻尼很小的谐振特性。转子旋转时还有陀螺效应。微小的动不平衡就会被谐振环节和陀螺效应放大，造成严重后果，如转子撞击定子、磁悬浮发热甚至磁悬浮失效。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种可调整腔内动平衡的磁悬浮转子及其动平衡调整方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，包括转子叶轮和转子外壳，所述转子外壳内设有转子磁悬浮结构、腔内动平衡调整槽，所述转子外壳上开有用于熔融液滴输送微针穿透的转子轴心微孔；所述转子磁悬浮结构为圆柱状，所述腔内动平衡调整槽设置于所述转子磁悬浮结构的内壁上。
[0005]优选的，所述腔内动平衡调整槽轴向对称分布。
[0006]优选的，所述熔融液滴输送微针通过所述转子轴心微孔插入所述转子磁悬浮结构中，且熔融液滴输送微针沿轴向插入深度可以调整。
[0007]优选的，所述转子轴心微孔的直径在小于0.5mm。
[0008]本发明还提供了一种所述磁悬浮转子的动平衡调整方法，包括:
将熔融液滴微针通过所述转子轴心微孔将熔融液滴送入转子空腔，使熔融液滴落入所述腔内动平衡调整槽中并凝固粘附，实现动平衡调整。
[0009]优选的，在完成动平衡调整后利用激光进行烧熔封堵。
[0010]本发明提供了一种可调整动平衡的磁悬浮转子，包括转子叶轮、转子磁悬浮结构、转子外壳、腔内动平衡调整槽、转子轴心微孔、熔融液滴输送微针；所述转子磁悬浮结构为圆柱状，置于所述转子外壳内；所述腔内动平衡调整槽设置于所述转子磁悬浮结构的内壁上。本发明的方案针对转子外壳的不均匀问题，通过熔融液滴调整转子空腔中的质量分布，使转子达到动平衡。本发明所述方法，在转子的内部空腔中进行动平衡调整，特别适用于对外表面要求非常严格，且由于外壳不均匀引起的转子动不平衡情况，如磁悬浮人工心脏血泵转子。
[0011]本发明还提供了一种所述磁悬浮转子的动平衡调整方法，包括:将熔融液滴微针通过所述转子轴心微孔将熔融液滴送入转子空腔，使熔融液滴落入所述腔内动平衡调整槽中并凝固粘附，实现动平衡调整。然后将所述转子轴心微孔封堵，使转子外表面无大损伤，又能够调整磁悬浮转子的动态平衡。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本发明提供的可调整动平衡的磁悬浮转子的剖面图结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明公开了一种磁悬浮转子腔内动平衡调整装置与方法。
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0016]如图1所示，图1为本法明提供的磁悬浮转子腔内动平衡调整装置与方法剖面图结构示意图。
[0017]本发明提供一种磁悬浮转子腔内动平衡调整装置和方法，包括转子叶轮、转子磁悬浮结构、转子外壳、腔内动平衡调整槽、转子轴心微孔、熔融液滴输送微针。所述磁悬浮调整槽及本体为圆柱状，置于所述磁悬浮转子内的空腔中。本发明的方案针对转子外壳的不均匀问题，通过熔融液滴调整转子空腔中的质量分布，使转子达到动平衡。
[0018]按照本发明的实施例，所述转子由转子叶轮①、转子磁悬浮结构②、转子外壳③、动平衡调整槽④、熔融液滴微针⑤、转子轴心微孔⑥、熔融液滴⑦构成。转子叶轮①的作用是对流体做功、转子磁悬浮结构②的作用是实现转子所有自由度的悬浮。转子叶轮①和转子磁悬浮结构②不是本发明的主要内容，故不展开叙述，图中表示仅作为示意。转子外壳③包裹了转子的所有外表面，且具有一定的质量不均匀性，是动不平衡的主要来源。动平衡调整槽④位于转子内的空腔中，其基体可以与转子磁悬浮结构②不同。熔融液滴微针⑤通过转子轴心微孔⑥插入到转子中，且插入深度可以任意调整。熔融液滴微针⑤送出近似呈球状的熔融液滴⑦。
[0019]熔融液滴⑦离开熔融液滴微针⑤后，在重力的作用下下落，落入动平衡调整槽④中。动平衡调整槽④有许多个，呈轴向分布。通过调整熔融液滴微针⑤插入转子空腔的深度，可以控制熔融液滴⑦落入动平衡调整槽④的任意一个槽中。通过调整转子整体绕轴的旋转角度，可以控制熔融液滴⑦落入动平衡调整槽④的任意一个周向位置上。也就是说，通过本发明所述装置与方法，可以控制熔融液滴⑦落在转子动平衡调整槽④的任意轴向位置和任意周向位置上。[0020]熔融液滴⑦落在预先设定好的动平衡调整槽④的某一轴向周向确定位置上后，熔融液滴⑦的热量被动平衡调整槽④吸收，熔融液滴⑦会凝固并粘附在动平衡调整槽④上。熔融液滴⑦和动平衡调整槽④采用的材料并不影响本发明的实质内容。举例来说，动平衡调整槽④采用铜，熔融液滴⑦采用电子行业中常用的铅锡合金。铅锡合金在较低的温度下即可熔融，熔融后的铅锡合金液滴具有很高的表面张力，会凝结呈球状。当球状熔融铅锡液滴⑦落在动平衡调整槽④上时，由于铜和铅锡合金有良好的侵润性，在铅锡合金凝固时将牢牢的附着在铜质的动平衡调整槽④上。
[0021]在测量仪器的协助下，根据测得的动平衡修正量和修正位置，重复上述过程，利用熔融液滴，不断地调整转子的动平衡特征。最终，转子的动不平衡情况逐渐被降低到一个可以接受的范围。当动平衡调整结束后，熔融液滴微针⑤将从转子轴心微孔⑥中抽出。转子轴心微孔⑥的直径在0.5mm以下，利用激光烧熔后会完成自我封堵，最后进行相应的表面处理。由于转子轴心微孔⑥处于转子轴心处，且激光烧熔封堵的过程中没有外加物质，因此转子轴心微孔⑥的激光烧熔封堵过程不影响转子整体的动平衡性能。
[0022]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，其特征在于，包括转子叶轮和转子外壳，所述转子外壳内设有转子磁悬浮结构、腔内动平衡调整槽，所述转子外壳上开有用于熔融液滴输送微针穿透的转子轴心微孔；所述转子磁悬浮结构为圆柱状，所述腔内动平衡调整槽设置于所述转子磁悬浮结构的内壁上。
2.根据权利要求1所述的可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，其特征在于，所述腔内动平衡调整槽轴向对称分布。
3.根据权利要求1所述的可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，其特征在于，所述熔融液滴输送微针通过所述转子轴心微孔插入所述转子磁悬浮结构中，且熔融液滴输送微针沿轴向插入深度可调整。
4.根据权利要求1所述的可调整腔内动平衡的磁悬浮转子，其特征在于，所述转子轴心微孔的直径在小于0.5mm。
5.一种权利要求1所述可调整腔内动平衡的磁悬浮转子的动平衡调整方法，其特征在于，包括:将熔融液滴微针通过所述转子轴心微孔将熔融液滴送入转子空腔，使熔融液滴落入所述腔内动平衡调整槽中并凝固粘附，实现动平衡调整。
6.根据权利要求4所述动平衡调整方法，其特征在于，在完成动平衡调整后利用激光进行烧熔封堵。
【文档编号】F04D29/66GK103850979SQ201410088873
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】尹成科, 陈琛 申请人:苏州大学