[發明專利]一種混合式磁懸浮軸承醫用離心機及其控制方法

有效

• 申請號: 201811049783.7
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109225670B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 沈瀟;常龍;王宇;丁鴻昌;肖楠
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B04B5/04
• 分類號: B04B5/04;B04B13/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種磁懸浮軸承醫用離心機及其控制方法，屬于醫用分離設備技術領域，包括混合式軸向磁懸浮支撐軸承、第一徑向磁懸浮軸承、第二徑向磁懸浮軸承、電機、離心筒和驅動軸；混合式軸向磁懸浮支撐軸承安裝在驅動軸的頂部，第一徑向磁懸浮軸承和第二徑向磁懸浮軸承分別安裝在驅動軸的上部和下部，離心筒通過驅動軸與電機相連接。本發明利用混合式磁懸浮軸承可有效減少機械軸承的摩擦損耗，而且通過有效的磁懸浮軸承機構及控制策略對高速旋轉的離心機產生的共振進行有效的控制，使得工作過程更加平穩，增加了使用壽命，降低了功耗，且結構簡單，可控性強，從而提高了市場競爭力。

技術領域

本發明屬于醫用分離設備技術領域，具體涉及一種混合式磁懸浮軸承醫用離心機及其控制方法。

背景技術

離心機是通過高速旋轉產生的離心力場對不同沉淀物系數物質進行分離、濃縮及純化的科學儀器，廣泛應用于生物、醫藥、農業、化工等領域?？煞譃榈退?、高速和超速三種類型，其中離心機轉速在12000-25000r/min。國內企業現有產品多為實驗室離心機，而高速制備離心機產品極少，核心技術主要依靠國外技術，我國并不具備自主的知識產權，同時還會帶來振動、使用壽命以及功耗等問題，隨著磁懸浮技術的發展和應用，逐漸開始出現磁懸浮離心機，該產品采用磁懸浮支撐技術代替常規的機械軸承支撐，能有效解決軸承高速旋轉時引發的機械摩擦、效率損耗和振動等問題，進而提高離心機的使用壽命、性能指標和應用效果。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種磁懸浮軸承醫用離心機及其控制方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種混合式磁懸浮軸承醫用離心機，包括混合式軸向磁懸浮支撐軸承、第一徑向磁懸浮軸承、第二徑向磁懸浮軸承、電機、離心筒和驅動軸；混合式軸向磁懸浮支撐軸承安裝在驅動軸的頂部，第一徑向磁懸浮軸承和第二徑向磁懸浮軸承分別安裝在驅動軸的上部和下部，離心筒通過驅動軸與電機相連接；

混合式軸向磁懸浮支撐軸承，包括第一定子、吸力盤、永磁環、第一主動電磁線圈、出線孔、第一位移傳感器、第一電流傳感器、轉速傳感器；其中，第一定子與永磁環通過螺栓固接，第一定子與第一位移傳感器通過螺栓固接，吸力盤與驅動軸的下盤軸通過螺栓固接，轉速傳感器與驅動軸同軸安裝，與第一定子通過螺栓固接，第一主動電磁線圈通過出線孔走線；永磁環，被配置為用于抵消離心機上的由驅動軸傳遞來的且與驅動軸固接的零部件的重力；第一位移傳感器，被配置為用于檢測混合式軸向磁懸浮支撐軸承與離心機上的驅動軸的位移軸向偏差；第一電流傳感器，被配置為用于檢測第一主動電磁線圈的電流大??；

第二徑向磁懸浮軸承與第一徑向磁懸浮軸承在結構上完全相同，均包括第二定子、第二主動電磁線圈、第二電流傳感器、第二位移傳感器和第三位移傳感器；第二位移傳感器和第三位移傳感器在同一水平面并成90°角放置；第二位移傳感器和第三位移傳感器，被配置為用于檢測混合式徑向磁懸浮軸承與離心機的徑向位移偏差；第二定子與第二位移傳感器和第三位移傳感器分別通過螺栓固接；第二主動電磁線圈由漆包銅線沿第二定子環繞而成；

第二徑向磁懸浮軸承與第一徑向磁懸浮軸承的第二主動電磁線圈都設置有八個，八個相同的第二主動電磁線圈沿徑向軸對稱平均分布；

每相鄰兩個第二主動電磁線圈串聯成為一個主動電磁線圈對，即沿徑向軸對稱平均分布有四個結構相同的主動電磁線圈對；第二電流傳感器，被配置為用于檢測第二主動電磁線圈對的電流大小，相應的，第二電流傳感器也設置有四個；

每個主動電磁線圈對與其沿軸線成180°角的主動電磁線圈對構成一個主動電磁線圈組，即沿徑向軸對稱平均分布有兩個結構相同的主動電磁線圈組，即每個主動電磁線圈組內部有兩個主動電磁線圈對；混合式軸向磁懸浮支撐軸承、第一徑向磁懸浮軸承和第二徑向磁懸浮軸承由磁軸承控制系統控制。

優選地，第二定子有8個磁極，8個磁極平均分布，每極相隔45°角。