[发明专利]一种磁悬浮式流量测量用涡轮变送器

说明书

本发明属于一种流量测量用装置。尤其涉及利用磁效应实现磁悬浮旋转叶轮的涡轮变送器。

目前流量测量用常规涡轮变送器旋转叶轮的支承轴承大都采用石墨-钢或钢-宝石，在叶轮高速转动下，磨损快，机械摩擦阻力矩大，严重影响了涡轮流量计的使用寿命和高精度的保持。近二十年来，磁轴承愈来愈多地应用于导航技术、测量技术和精密仪表技术方面，实现无磨损、无磨擦、无需保养，工作可靠，例如《滑动轴承》（西德O.R.朗格等著，机械工业出版社）中P305-P312所介绍的。Mchugh，J.D.的“Magnetic  and  Electro  static  Beanings”（Mechanical  Engineering，January  1965，P.45）详细叙述了磁轴承的原理和应用。磁轴承的主要优点是，运转精度高，转速最高，无磨损，寿命长，摩擦力矩小，温升小。对于大型高速转动机械，例如燃气轮机，鼓风机等，要使用有源磁轴承（即电磁轴承），对小型或精密转动机械，使用永磁轴承。

本发明的目的是提供一种流量用涡轮变送器，旋转叶轮用永磁轴承，旋转叶转在磁力作用下处于悬浮状态，不管旋转叶轮处于静止或高速转动状态，叶轮转动无摩擦，无磨损，无摩擦阻力矩，克服了通用涡轮变送器叶轮工作寿命短的缺点，实现流量计工作长寿命，高精度。

本发明的涡轮变送器主要特征是用永磁体做旋转叶轮的支承轴承，该永磁轴承使叶轮处于稳定的磁悬浮状态。本永磁轴承体旋转叶轮悬浮是这样实现的，在旋转叶轮的转轴上装有数个环形永磁体，在相应的轴承座内装有相同数目的环形永磁体，这种环形永磁体的内表面为磁性的一个极，外表面为磁性的另一个极，它们的厚度相同，环孔不一样大，环形永磁体布置时使轴上环形永磁体外表面的磁极性与相应轴承座上环形永磁体的内表面的同磁极性相对，相邻两个环形永磁体按磁极性相异布置，这种布置保证旋转叶轮无论在静止或转动时处于稳定位置。在旋转叶轮两端面和相应轴承座的端面上装有相同数目的数对环形永磁体，每对环形永磁体径向尺寸相同，这种环形永磁体的一个端面是磁性的一个极，另一个端面是磁性的另一个极，布置时使其同磁极性相对。并在转轴端装有轴的辅助定位小钢珠，保证旋转叶轮转动时轴向无串动或有极微小的串动，利用磁阻变化原理，由位于壳体外的转速信号检出装置检出叶轮转速，并转换成相应的流量。附图说明：附图为磁悬浮式流量测量用涡轮变送器结构图。

[1]旋转叶轮，[2]转轴，[3]轴上环形永磁体，[4]轴承座内环形永磁体，[5]轴承座，[6]轴向推力环形永磁体，[7]叶轮端面轴向推力环形永磁体，[8]轴的辅助定位小钢珠，[9]壳体，[10]转速信号检出装置。

结合附图对本发明作进一步描述：旋转叶轮[1]在流体的作用下产生转动，装在转轴[2]上和相应轴承座内[5]的环形永磁体[3]和[4]，由于同磁极相对，产生转轴悬浮在中心的磁力，装在叶轮[1]和相应轴承座[5]端面上的环形永磁体[6]和[7]产生使叶轮悬浮在两轴承座端面之间的磁力，小钢珠[8]起轴向辅助定位之用，保证转轴[2]和轴承组内的环形永磁体[3]和[4]不发生较大的轴向位移，壳体[9]组成流体流道和保证各部件的装配，转速信号检出装置[10]检出与流体流量相对应的叶轮转速，由二次表显示出流体的流量。

由于旋转叶轮高速转动时无摩擦，无磨损，无摩擦阻力矩，使叶轮转动更加灵活，极大地延长了叶轮工作寿命，提高了流量计量的精度。

实施例：

壳体[9]的公称直径Dg为50毫米，材料为1Cr18Ni9Ti;旋转叶轮[1]用2Cr₁₃不锈钢制成，上有6个叶片，转轴[2]用1Cr8Ni9Ti制成，环形永磁体[3]、[4]、[6]、[7]为钕铁硼永磁材料，环形永磁体[3]和[4]的数目为4，环形永磁体[6]和[7]的数目为2，小钢珠[8]为直径3.1的不锈钢小珠。转速信号检出装置[10]为磁电感应线圈。