[发明专利]适用于无接触磁力轴向轴承的轴承结构和包含该轴承的X射线管

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于一无接触磁力轴向轴承的轴承结构，该轴承结构包括一个可在一共同轴线上相对旋转的转子-定子对，其中，转子侧和定子侧均设有复数个磁体，所述复数个磁体产生沿轴向作用的磁力支承作用，在所述转子和所述定子之间形成一确定的间隙，因而工作时相互间不会发生接触。

本发明还涉及一种X射线管，其包括一真空壳体和一布置在所述真空壳体内的旋转阳极，所述X射线管具有至少一个用于所述旋转阳极的磁力轴向轴承。

背景技术

从原理上看，这类轴承属于公知技术，可应用于基于真空环境的应用领域，例如用于支承涡轮分子泵的转子或高剂量率X射线管中的旋转阳极靶。相关实例请参阅德国公开案DE 26 01 529 C2、公开案US 6,327,340或公开案US 6,198,803。

这类轴承的缺点是，这些已知实施方式都需要较大的轴向长度，这会减小这些较长旋转部件的自振频率，相应地，共振转数会因机械变形而变小，从而可能接近用磁力轴承安装的转子的工作频率。如果这些部件在一亚临界频率范围内工作，就会在所述轴向轴承的可实施性方面遇到很大困难。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种结构长度尽可能短的轴向轴承。本发明相应还提供一种能使带有轴承的旋转阳极的结构变得紧凑的X射线管。

本发明用以达成上述目的的解决方案是各项独立权利要求的特征。从属权利要求为本发明的有利改进方案。

发明人发现，可以实现一种用于一个转子-定子对的磁力轴向轴承的轴承结构，其在转子侧仅具有永磁体，转子侧上的这些永磁体相对布置且对着定向，以便在转子和定子之间形成持久的斥力。同时可在定子侧布置能对抗该斥力的电磁体，这些电磁体将转子的一部分作为磁轭并可控地对转子施加引力，从而通过公知的控制调节机制对转子进行相对于定子的精确定位。

根据这一基本思路，本发明提出一种适用于一无接触磁力轴向轴承的轴承结构的改进方案，该轴承包括一个可在一共同轴线上相对旋转的转子-定子对，其中，转子侧和定子侧均设有复数个磁体，所述磁体产生沿轴向作用的磁力支承作用，在所述转子和所述定子之间形成一确定的间隙，从而避免转子与定子接触。本发明的改进方案为：所述转子侧和所述定子侧均设有复数个相对布置的永磁体，定子侧永磁体的极性与转子侧永磁体的极性对着定向，此外，所述定子侧进一步设有至少一个可控电磁体和/或可调电磁体，所述电磁体与所述转子侧的一个起磁轭作用的金属区相对布置。

亦即，在转子侧和定子侧使用能够在转子和定子之间产生斥力的对着定向的永磁体，该斥力沿轴向分布。在定子侧使用能产生反作用力的电磁体，这些电磁体以其磁通作用于一个转子侧金属区，并根据电磁场强度以可控或可调方式将转子引向定子，以此对抗永磁体的斥力。

这种结构可以实施得非常紧凑，因此本发明的轴承结构只需要极短的结构长度，从而避免转子侧产生低自振频率。

所述永磁体优选可由同轴环对或者复数个同轴布置的磁环构成。

根据本发明，所述至少一个电磁体由至少一个同轴环形线圈构成，其中，所述至少一个同轴环形线圈优选具有一个用于基本励磁的子线圈和一个用于控制励磁的子线圈。其中，所述用于基本励磁的子线圈和/或所述用于控制励磁的子线圈可各与一个换流器电性连接。

根据本发明，所述永磁体优选位于径向内侧，所述电磁体从径向看位于所述永磁体的外侧。

除本发明的轴承结构外，本发明还提出一种X射线管，其包括一个真空壳体和一个布置在所述真空壳体内的旋转阳极，其中，设有至少一个用于所述旋转阳极的磁力轴向轴承，所述至少一个轴向轴承按本发明进行设计。

根据本发明，所述转子布置在所述X射线管的真空壳体内，在所述转子和所述定子之间的间隙中设有一个对磁通影响不大的气密的间隔壁。根据本发明，所述间隔壁至少部分由下列材料的一种构成：陶瓷、优质钢、塑料、纤维增强塑料、玻璃。

附图说明

下文将借助优选实施例和附图对本发明进行详细说明，其中仅涉及有助于理解本发明的特征，其中：

图1为本发明的无接触磁力轴向轴承的纵向剖面图；

图2为图1所示的磁力轴向轴承带磁通线的示意图；以及

图3为按本发明实施的X射线管的实施例示意图。

具体实施方式