一种轴悬浮支撑系统的制作方法

1.本实用新型属于磁悬浮支撑技术领域，尤其涉及一种轴悬浮支撑系统。


背景技术：

2.磁力传动搅拌机能实现磁力耦合传动，被广泛应用于各种生物制药装备中，现有技术中的磁力传动搅拌机，其中的搅拌轴为长悬臂，搅拌轴与支撑座接触，由接触摩擦造成磨损，形成脱落物，脱落物掉落后，对磁力传动搅拌机内部造成污染，影响制备的产品的质量。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.基于此，本实用新型提出了一种轴悬浮支撑系统，该轴悬浮支撑系统旨在解决现有技术中的磁力传动搅拌机的搅拌轴与支撑座接触造成的脱落物污染的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种轴悬浮支撑系统，包括支座组件、转轴、上辅助支撑组件和下辅助支撑组件，所述支座组件具有贯穿其上的安装腔，所述上辅助支撑组件和所述下辅助支撑组件均设于所述安装腔内，且所述上辅助支撑组件和所述下辅助支撑组件分别套设于所述转轴上下两端，其中，所述轴悬浮支撑系统还包括固定于所述安装腔内的径向永磁悬浮组件，所述径向永磁悬浮组件包括由上至下依次贴合的多个第一磁环，相邻的两个所述第一磁环的贴合处的磁极相同；所述转轴同时贯穿多个所述第一磁环，所述径向永磁悬浮组件设于所述上辅助支撑组件和所述下辅助支撑组件之间，所述转轴的轴线方向与竖直方向相同，所述径向永磁悬浮组件用于使旋转状态的转轴处于径向悬浮状态。
7.优选的，多个所述第一磁环的轴线重合。
8.优选的，所述第一磁环为圆环状。
9.优选的，所述第一磁环为七个。
10.优选的，所述上辅助支撑组件和下辅助支撑组件均为轴承。
11.优选的，所述上辅助支撑组件和所述下辅助支撑组件均为氮化硅深沟球全陶瓷轴承。
12.优选的，所述轴悬浮支撑系统还包括轴向永磁悬浮组件，所述轴向永磁悬浮组件包括由上至下分别间隔固定于所述安装腔内的第二上磁环、第二中磁环和第二下磁环，所述转轴同时贯穿所述第二上磁环、所述第二中磁环和所述第二下磁环，所述第二上磁环、所述第二中磁环和所述第二下磁环均为上下充磁方向，所述第二上磁环和所述第二中磁环的相对面的磁极相同，所述第二中磁环和所述第二下磁环的相对面的磁极相同，所述轴向永磁悬浮组件用于使旋转状态的转轴处于轴向悬浮状态。
13.优选的，所述轴向永磁悬浮组件位于所述上辅助支撑组件和所述径向永磁悬浮组
件之间。
14.优选的，所述转轴包括电机输出轴和与所述电机输出轴相连的中心传动轴，所述上辅助支撑组件设于所述电机输出轴的远离所述中心传动轴的一端，所述下辅助支撑设于所述中心传动轴的远离所述电机输出轴的一端。
15.优选的，所述轴悬浮支撑系统还包括容器搅拌法兰，所述容器搅拌法兰通过螺纹连接件安装于所述支座组件的下部，所述容器搅拌法兰上设有贯穿其上的过轴孔，所述中心传动轴的下端贯穿且伸出所述过轴孔。
16.(三)有益效果
17.本实用新型与现有技术对比，本实用新型轴悬浮支撑系统的有益效果主要包括：
18.利用上辅助支撑组件、下辅助支撑组件、径向永磁悬浮组件、轴向永磁悬浮组件形成轴悬浮支撑系统，既保证了转轴的旋转精度，又起到了转轴轴向和径向的悬浮，可有效避免转轴与支座组件接触，接触接触压力极小，从而有效避免因磨损产生脱落物的现象。避免了脱落物对磁力传动搅拌机内部造成污染，利于保证制备得到的产品的质量。
附图说明
19.通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
20.图1为本实用新型实施方式的轴悬浮支撑系统的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型实施方式的轴悬浮支撑系统中的径向永磁悬浮组件的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施方式的轴悬浮支撑系统中的轴向永磁悬浮组件的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1.支座组件，2.转轴，3.上辅助支撑组件，4.下辅助支撑组件，5.径向永磁悬浮组件，6.轴向永磁悬浮组件，7.容器搅拌法兰，11.安装腔，21.电机输出轴，22.中心传动轴，31.保持架，51.第一磁环，61.第二上磁环，62.第二中磁环，63.第二下磁环。
具体实施方式
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.参考附图1
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3，一种轴悬浮支撑系统，包括支座组件1、转轴2、上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4，支座组件1具有贯穿其上的安装腔11，上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4均设于安装腔11内，且上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4分别套设于转轴2上下两端，其中，轴悬浮支撑系统还包括固定于安装腔11内的径向永磁悬浮组件5，径向永磁悬浮组件5包括由上至下依次贴合的多个第一磁环51，相邻的两个第一磁环51的贴合处的磁极相同；转轴2同时贯穿多个第一磁环51，径向永磁悬浮组件5设于上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4之间，转轴2的轴线方向与竖直方向相同。所述径向永磁悬浮组件5用于使旋转状态的转轴2处于径向悬浮状态。
28.本实施方式中，在转轴2的中段设置径向永磁悬浮组件5，多个第一磁环51形成一组磁环，施加外力使该组第一磁环51面对面或背对背重叠，即，相邻的两个第一磁环51的贴合处的磁极相同，利用磁体同级磁场排斥而强制改变磁场方向，且在磁场的叠加作用下，对转轴2形成悬浮力，该悬浮力迫使转轴2沿其径向自动找中心，使转轴2位于安装腔11的中心(机座中心)。转轴2旋转时，转轴2处于径向悬浮状态，此时的转轴2对上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4的径向力很小，由于陀螺原理效应处于似接触非接触的小几率接触状态，作用面积小、接触作用力也非常的小，在上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4的作用下，使得该永磁悬浮结构达到了最佳的状态。如此，可有效避免转轴2与支座组件1接触，避免接触磨损，从而有效避免因磨损产生脱落物的现象。避免了脱落物对磁力传动搅拌机内部造成污染，利于保证制备得到的产品的质量。
29.根据本实用新型的具体实施方式，多个第一磁环51的轴线重合。采用该结构，多个第一磁环51的内圈和外圈均为对齐的状态，利于提高磁场的叠加效果。
30.根据本实用新型的具体实施方式，第一磁环51为圆环状。采用该结构，径向永磁悬浮组件5整体的内圈为圆环状，转轴2的外侧壁各处到径向永磁悬浮组件5的内圈的距离相等。该结构利于提高作用于转轴2上的悬浮力的均匀性，提高转轴2沿其径向自动找中心的精确性。
31.根据本实用新型的具体实施方式，第一磁环51为七个。需要说明的是，第一磁环51的数量不限于7个，根据需要，还可为其它数量。比如为5个或6个或8个。具体实施时，可根据转轴2的长度及单个第一磁环51的磁力性能进行选择。
32.根据本实用新型的具体实施方式，上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4均为轴承。采用该结构后，转轴2与上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4之间的接触摩擦为滚动摩擦，如此，可尽可能地减少接触摩擦，进一步提高径向悬浮支撑的效果。
33.根据本实用新型的具体实施方式，上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4均为氮化硅深沟球全陶瓷轴承。氮化硅(si3n4)深沟球全陶瓷轴承性能优异，能进一步降低轴承与转轴2之间的接触几率，能进一步减少轴承与转轴2之间的接触面积，能完全避免和消除正压力和接触对偶材料的硬度差摩擦磨损。利用辅助支撑可克服和弥补永磁悬浮飘逸性的弊端，达到了最佳的永磁悬浮效果。
34.更具体地，上辅助支撑组件3和下辅助支撑组件4均为深沟球全陶瓷si3n4轴承，其符合卫生级使用要求，无释放有毒有害物质、具有优异的化学和生物惰性及相容性、热涨系数最小、自润滑性好、硬度高。
35.其中，深沟球全陶瓷si3n4轴承中的保持架31由高分子共聚物高耐磨改性复合材
料制成，能保证球轴承良好运转。
36.深沟球全陶瓷si3n4轴承中的保持架31以高分子聚四氟乙烯为基体材料，添加不同高分子链长度的聚醚醚酮、聚苯酯以及陶瓷硬质点分布等，进行物理共聚，既保留原各材料的特性，又进一步增加其长短分子间交错缠绕而提高防脱落、高耐磨性，具有最小的摩擦系数、最好的自润滑性，符合卫生级的耐腐蚀、耐高温、具有生物惰性和相容性的要求。且深沟球全陶瓷si3n4轴承中的保持架31采用球面包覆滚珠的结构，利于提高滚珠运动的精确性，使与对偶件摩擦磨损降低到最小。
37.根据本实用新型的具体实施方式，上述实施方式中，轴悬浮支撑系统还包括轴向永磁悬浮组件6，轴向永磁悬浮组件6包括由上至下分别间隔固定于安装腔11内的第二上磁环61、第二中磁环62和第二下磁环63，转轴2同时贯穿第二上磁环61、第二中磁环62和第二下磁环63，第二上磁环61、第二中磁环62和第二下磁环63均为上下充磁方向，第二上磁环61和第二中磁环62的相对面的磁极相同，第二中磁环62和第二下磁环63的相对面的磁极相同，所述轴向永磁悬浮组件6用于使旋转状态的转轴2处于轴向悬浮状态。该方案中，轴向永磁悬浮组件6包括上中下三个磁环，分别为上下充磁方向：ns
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sn
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ns或sn
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ns
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sn。即相邻的磁环之间均为排斥作用力，可以基本抵消转轴2及安装于转轴2上的桨叶的重量，使得转轴2处于上下悬浮状态。
38.根据本实用新型的具体实施方式，轴向永磁悬浮组件6位于上辅助支撑组件3和径向永磁悬浮组件5之间。该结构利于轴向永磁悬浮组件6产生的轴向支撑力靠近转轴2的上方，能提高轴向支撑的稳定性。
39.根据本实用新型的具体实施方式，转轴2包括电机输出轴21和与电机输出轴21相连的中心传动轴22，上辅助支撑组件3设于电机输出轴21的远离中心传动轴22的一端，下辅助支撑设于中心传动轴22的远离电机输出轴21的一端。使用时，通过电机输出轴21提供旋转动力，实现中心传动轴22的转动，从而提供搅拌的旋转动力。
40.根据本实用新型的具体实施方式，轴悬浮支撑系统还包括容器搅拌法兰7，容器搅拌法兰7通过螺纹连接件安装于支座组件1的下部，容器搅拌法兰7上设有贯穿其上的过轴孔，中心传动轴22的下端贯穿且伸出过轴孔。本实施方式中，利用容器搅拌法兰7盖设安装腔11的下部，该结构利于形成相对封闭的安装腔11，提高设备的整体防尘性能和安全性能。
41.虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。