[發明專利]通過主動軸向磁軸承調節葉輪軸向間隙的離心式風機及葉輪軸向間隙調節方法

無效

• 申請號: 201410430894.8
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104196749A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 胡思寧;李健;吳立華;董繼勇
• 申請（專利權）人: 南京磁谷科技有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域：

本發明涉及一種通過主動軸向磁軸承調節葉輪軸向間隙的離心式風機及葉輪軸向間隙調節方法，其屬于離心式風機領域。

背景技術：

離心式風機的葉輪是高速流體部件，與其他零件的配合間隙有著較為嚴格的要求。其中葉尖與進氣道的間隙、輪盤底部密封齒間隙對于風機的性能有較大的影響。當間隙過大時會導致漏氣，影響風機效率；當間隙過小時容易出現碰擦，導致葉輪損壞。因此需要嚴格控制葉輪相對其他零件的位置。但風機在停機狀態和工作狀態的溫度是不同的，而且機殼與轉子的溫度在不同狀態下也是不同的，因此葉輪相對進氣道、機殼的位置經常發生變化。

使用機械軸承的轉子的軸向位置是固定的，通常無法主動調整；而主動軸向磁軸承可以通過改變控制系統參數來方便地進行調整。因此使用機械軸承的風機中通常將軸向軸承布置在接近葉輪的位置以減小從軸向軸承到葉輪間隙之間的軸向膨脹量，從而降低軸向間隙的變化；而使用磁軸承的風機通常將軸向位移傳感器布置在葉輪底部以直接測量葉輪的位置，從而通過調整主動軸向磁軸承直接調節軸向間隙；其他情況下則采用增大軸向間隙的方法，以降低效率為代價避免葉輪損壞事故。

但是風機在工作時葉輪附近是高溫區，其溫度常常超過150℃，某些高壓風機甚至可以達到200℃。在這種溫度和較高的轉速下，機械軸承的壽命將大大降低，而磁軸承常用的軸向位移傳感器也不能承受如此高溫。

因此，確有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。

發明內容：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種通過主動軸向磁軸承調節葉輪軸向間隙的離心式風機及葉輪軸向間隙調節方法。

本發明采用如下技術方案：一種通過主動軸向磁軸承調節葉輪軸向間隙的離心式風機，其包括風機殼體、固定于風機殼體上的進氣道、安裝于風機殼體中的電機轉子以及電機定子，所述電機轉子上位于電機定子方的位置安裝有主動軸向磁軸承，所述電機轉子的上末端延伸超出風機殼體的上端面之上，電機轉子的下末端位于風機殼體中且與風機殼體的下壁面相間隔開，在所述電機轉子的上末端上安裝有一葉輪，所述進氣道包圍于葉輪外圍，在所述風機殼體的下壁面上安裝有軸向位移傳感器，在所述風機殼體內埋設有用于測量風機殼體溫度的溫度傳感器，在電機轉子的外圍設置有用于測量電機轉子溫度的非接觸式溫度傳感器。

進一步地，所述風機殼體上設置有用于安裝所述非接觸式溫度傳感器的支架。

本發明還采用如下技術方案：一種通過主動軸向磁軸承調節葉輪軸向間隙的離心式風機的葉輪軸向間隙調節方法，其包括如下步驟：

(1)風機裝配調試時，在室溫T₀下根據葉輪密封性能要求、葉輪加工精度、軸承游隙確定葉輪底部密封齒與風機殼體之間的間隙，此時軸向位移傳感器輸出其與電機轉子的下端面之間的距離讀數S₀，并將其記錄為主動軸向磁軸承的基本控制參數；

(2)當風機內部溫度發生變化時，通過風機殼體內的溫度傳感器測出風機殼體的溫度T₁、通過非接觸溫度傳感器測出電機轉子的溫度T₂；

(3)風機殼體在葉輪的間隙到軸向位移傳感器之間部分的軸向長度增加了△L₁＝L₀×(T₁-T₀)×u₁，其中裝配時風機殼體初始軸向長度為L₀，風機殼體材料的線膨脹系數為u₁；

(4)電機轉子在葉輪的間隙到軸向位移傳感器之間部分的軸向長度增加了△L₂＝L₀×(T₂-T₀)×u₂，其中裝配時電機轉子初始軸向長度為L₀，電機轉子材料的線膨脹系數為u₂；

(5)葉輪底部密封齒與風機殼體軸向間隙變化量為S₁＝△L₂-△L₁，將電機轉子向下端移動S₁，即調整電機轉子軸向位置使軸向位移傳感器的距離讀數為S₀-S₁，保證葉輪底部密封齒與風機殼體間隙不變；