一种磁悬浮高速旋转雾化器的制作方法

本技术涉及旋转雾化器，尤其涉及一种用于烟气脱硫及喷雾干燥的磁悬浮高速旋转雾化器。

背景技术：

1、在烟气脱硫及喷雾干燥等工艺过程中，经常需要使用高速旋转雾化器，现有的高速旋转雾化器按结构大体分为以下两种类型：

2、(1)采用普通电机，通过齿轮增速装置将安装有雾化轮的主轴转速增加到12000rpm左右(根据具体工艺要求转速不同)，电机及齿轮增速装置中的转轴采用接触式滚动轴承支撑。这种雾化器的结构很复杂，雾化器的转速受限，难以实现大功率。由于是高速旋转，用于齿轮与轴承的润滑油容易因高温而失效，因此需要冷却并定期更换润滑油及滚动轴承。

3、(2)采用高速电机，将雾化轮直接连接到高速电机的主轴上，高速电机的主轴仍采用接触式滚动轴承支撑；但滚动轴承的极限转速受滚动轴承轴径的制约，导致主轴直径大，轴承的额定转速大幅减小；因此，采用这种结构的雾化器功率不能太大。

4、为了解决常规高速旋转雾化器不必要的修复成本及停工时间，提高雾化器的功率(增加喷浆量)及转速(增加雾化能力，使雾化雾滴粒度更小，分布更均匀)，需要设计一种新型的高速旋转雾化器。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种磁悬浮高速旋转雾化器，雾化器的雾化轮直接安装到复合挠性转轴上，并设置辅助滑动轴承浮动支承，保证雾化器升速时能平稳经过速度临界区域，并能够长期稳定地高速运行；冷却水系统具有先冷却电机定子再冷却雾化轮的功能；风冷系统一具有冷却电机外壳及防止空气抽吸效应，避免雾化轮的表面及雾化器传动装置的保护套上生成沉积物；风冷系统二具有冷却电机转子、上下径向电磁轴承转子及轴向电磁轴承推力盘的功能；雾化器整体结构简单、尺寸小、重量轻、寿命长、可靠性高，并具有节能环保、免维护及运行成本低等优点。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

3、一种磁悬浮高速旋转雾化器，包括雾化器锥形罩、永磁高速电机、挠性转轴、雾化轮、料液管、给料盘、连接支架及轴承组件；所述雾化器锥形罩的下端为小端，外侧设有雾化轮，雾化器锥形罩内自下而上依次设有给料盘、连接支架及永磁高速电机，雾化器锥形罩的上端通过端板封闭，料液管穿过端板后连接给料盘；所述永磁高速电机包括电机外壳及设于电机外壳内的电机永磁转子、电机定子，电机定子设于电机永磁转子的中部外围；挠性转轴自雾化轮、给料盘、连接支架及电机永磁转子中穿过后通过顶部的压紧螺母锁紧；挠性转轴与电机永磁转子组成复合挠性转轴，复合挠性转轴由轴承组件支承，在电磁驱动作用下带动雾化轮旋转；所述轴承组件包括电磁轴承组件及辅助轴承组件；其中电磁轴承组件由下径向电磁轴承及下径向位移传感器、上径向电磁轴承及上径向位移传感器、轴向电磁轴承及轴向位移传感器以及电磁轴承控制器组成；辅助轴承组件由辅助滑动轴承、下辅助保护轴承及上辅助保护轴承组成；电机外壳的上端通过压盖封闭。

4、进一步的，所述辅助滑动轴承设于给料盘内侧的挠性转轴上；所述下辅助保护轴承及下径向电磁轴承设于靠近连接支架一端的电机永磁转子外侧；所述上径向电磁轴承、轴向电磁轴承及上辅助保护轴承自下而上依次设于电机定子上方的电机永磁转子外侧。

5、进一步的，所述辅助滑动轴承与给料盘之间设支承弹簧，形成浮动支承结构。

6、进一步的，所述下径向电磁轴承的外侧设下径向位移传感器，所述上径向电磁轴承的上方设上径向位移传感器；所述挠性转轴的上端设轴向位移传感器；下径向位移传感器、上径向位移传感器及轴向位移传感器均通过电磁轴承控制器连接plc控制系统。

7、进一步的，所述电机永磁转子的磁钢为内嵌式或表贴式，电机永磁转子的外圆表面设碳纤维外套或钛合金外套。

8、一种磁悬浮高速旋转雾化器，还包括冷却水系统；所述冷却水系统由电机定子冷却水路及雾化轮冷却水路组成；雾化轮锥形罩的端板上设冷却水引入口，电机外壳在对应电机定子的外侧设具有螺旋形冷却水道的水冷夹套，水冷夹套的下部一侧设定子冷却水入口，上部另一侧设定子冷却水出口；冷却水引入口通过冷却水管路连接定子冷却水入口，与水冷夹套共同组成电机定子冷却水路；所述雾化轮的上方设分配盘，所述定子冷却水出口通过冷却水管路连接设于分配盘上的雾化轮冷却水入口，与分配盘共同组成雾化轮冷却水路，分配盘的底部均匀设置多个雾化轮冷却水出口。

9、一种磁悬浮高速旋转雾化器，还包括风冷系统；所述风冷系统由风冷系统一即电机外壳冷却风路、风冷系统二即转子及推力盘冷却风路组成；雾化器锥形罩的端板上设外壳冷却风入口，雾化器锥形罩的下端面与雾化轮的顶面之间的缝隙作为外壳冷却风出口，共同组成电机外壳冷却风路；雾化器锥形罩的端板上设转子及推力盘冷却风入口，电机定子下部的电机外壳一侧设转子冷却风入口，电机定子上部的电机外壳另一侧设转子冷却风出口；靠近轴向电磁轴承一侧的电机外壳上设推力盘冷却风入口；转子冷却风入口通过冷却风管路一连接电机外壳上的转子冷却风入口，通过冷却风管路二连接推力盘冷却风入口；共同组成转子及推力盘冷却风路。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、1)雾化器的雾化轮直接安装到复合挠性转轴上，并设置辅助滑动轴承浮动支承，结合电磁轴承的功放电路及控制系统，能够在雾化器升速时使复合挠性转轴平稳经过速度临界区域，并能够长期稳定地高速运行；与刚性轴相比，复合挠性转轴可使雾化器在高速运行时转子的质心紧靠轴承的中心线，转子自动绕着质心旋转，即具有“自动对中”功能，雾化器振动量大幅减少，运行更加平稳可靠，并且具有非常好的抗干扰能力；

12、2)采用高速电机驱动，高速电机包括永磁转子及电磁轴承；其中，电磁轴承包括2个径向电磁轴承及相应的位移传感器，一个轴向电磁轴承及相应的位移传感器，保证雾化器的复合挠性转轴在非接触无摩擦状态下高速运行；

13、3)冷却水系统具有先冷却电机定子再冷却雾化轮的功能；

14、4)风冷系统一具有冷却电机外壳及防止空气抽吸效应，避免雾化轮的表面及雾化器传动装置的保护套上生成沉积物；

15、5)风冷系统二具有冷却电机转子、上下径向电磁轴承转子及轴向电磁轴承推力盘的功能；

16、6)雾化器整体结构简单、尺寸小、重量轻、寿命长、可靠性高，并具有节能环保、免维护及运行成本低等优点。

技术特征：

1.一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，包括雾化器锥形罩、永磁高速电机、挠性转轴、雾化轮、料液管、给料盘、连接支架及轴承组件；所述雾化器锥形罩的下端为小端，外侧设有雾化轮，雾化器锥形罩内自下而上依次设有给料盘、连接支架及永磁高速电机，雾化器锥形罩的上端通过端板封闭，料液管穿过端板后连接给料盘；所述永磁高速电机包括电机外壳及设于电机外壳内的电机永磁转子、电机定子，电机定子设于电机永磁转子的中部外围；挠性转轴自雾化轮、给料盘、连接支架及电机永磁转子中穿过后通过顶部的压紧螺母锁紧；挠性转轴与电机永磁转子组成复合挠性转轴，复合挠性转轴由轴承组件支承，在电磁驱动作用下带动雾化轮旋转；所述轴承组件包括电磁轴承组件及辅助轴承组件；其中电磁轴承组件由下径向电磁轴承及下径向位移传感器、上径向电磁轴承及上径向位移传感器、轴向电磁轴承及轴向位移传感器以及电磁轴承控制器组成；辅助轴承组件由辅助滑动轴承、下辅助保护轴承及上辅助保护轴承组成；电机外壳的上端通过压盖封闭。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，所述辅助滑动轴承设于给料盘内侧的挠性转轴上；所述下辅助保护轴承及下径向电磁轴承设于靠近连接支架一端的电机永磁转子外侧；所述上径向电磁轴承、轴向电磁轴承及上辅助保护轴承自下而上依次设于电机定子上方的电机永磁转子外侧。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，所述辅助滑动轴承与给料盘之间设支承弹簧，形成浮动支承结构。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，所述下径向电磁轴承的外侧设下径向位移传感器，所述上径向电磁轴承的上方设上径向位移传感器；所述挠性转轴的上端设轴向位移传感器；下径向位移传感器、上径向位移传感器及轴向位移传感器均通过电磁轴承控制器连接plc控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，所述电机永磁转子的磁钢为内嵌式或表贴式，电机永磁转子的外圆表面设碳纤维外套或钛合金外套。

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，还包括冷却水系统；所述冷却水系统由电机定子冷却水路及雾化轮冷却水路组成；雾化轮锥形罩的端板上设冷却水引入口，电机外壳在对应电机定子的外侧设具有螺旋形冷却水道的水冷夹套，水冷夹套的下部一侧设定子冷却水入口，上部另一侧设定子冷却水出口；冷却水引入口通过冷却水管路连接定子冷却水入口，与水冷夹套共同组成电机定子冷却水路；所述雾化轮的上方设分配盘，所述定子冷却水出口通过冷却水管路连接设于分配盘上的雾化轮冷却水入口，与分配盘共同组成雾化轮冷却水路，分配盘的底部均匀设置多个雾化轮冷却水出口。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速旋转雾化器，其特征在于，还包括风冷系统；所述风冷系统由风冷系统一即电机外壳冷却风路、风冷系统二即转子及推力盘冷却风路组成；雾化器锥形罩的端板上设外壳冷却风入口，雾化器锥形罩的下端面与雾化轮的顶面之间的缝隙作为外壳冷却风出口，共同组成电机外壳冷却风路；雾化器锥形罩的端板上设转子及推力盘冷却风入口，电机定子下部的电机外壳一侧设转子冷却风入口，电机定子上部的电机外壳另一侧设转子冷却风出口；靠近轴向电磁轴承一侧的电机外壳上设推力盘冷却风入口；转子冷却风入口通过冷却风管路一连接电机外壳上的转子冷却风入口，通过冷却风管路二连接推力盘冷却风入口；共同组成转子及推力盘冷却风路。

技术总结本技术涉及一种磁悬浮高速旋转雾化器，包括雾化器锥形罩、永磁高速电机、挠性转轴、雾化轮、料液管、给料盘、连接支架及轴承组件；雾化器的雾化轮直接安装到复合挠性转轴上，并设置辅助滑动轴承浮动支承，保证雾化器升速时能平稳经过速度临界区域，并能够长期稳定地高速运行；冷却水系统具有先冷却电机定子再冷却雾化轮的功能；风冷系统一具有冷却电机外壳及防止空气抽吸效应，避免雾化轮的表面及雾化器传动装置的保护套上生成沉积物；风冷系统二具有冷却电机转子、上下径向电磁轴承转子及轴向电磁轴承推力盘的功能；雾化器整体结构简单、尺寸小、重量轻、寿命长、可靠性高，并具有节能环保、免维护及运行成本低等优点。技术研发人员：安振刚受保护的技术使用者：辽宁明德磁动力技术有限公司技术研发日：20231127技术公布日：2024/7/18