專利名稱：一種磁懸浮分子泵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空獲得設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種磁懸浮分子泵及其制造方法。
背景技術(shù)：
分子泵是一種真空泵，它是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉輪把動量傳遞給氣體分子，使之獲得定向速度，從而使氣體被壓縮、并被驅(qū)向至排氣口、再被前級泵抽走。磁懸浮分子泵是一種采用磁軸承(又稱主動磁懸浮軸承)作為分子泵轉(zhuǎn)子的支承的分子泵，它利用磁軸承將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在空中，使轉(zhuǎn)子在高速工作過程中與定子之間沒有機械接觸，具有無機械磨損、能耗低、允許轉(zhuǎn)速高、噪聲低、壽命長、無需潤滑介質(zhì)等優(yōu)點，目前磁懸浮分子泵廣泛地應(yīng)用于高真空度、高潔凈度真空環(huán)境的獲得等領(lǐng)域中。磁懸浮分子泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸7和與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接的葉輪1，若所述磁懸浮分子泵豎直設(shè)置，則所述葉輪1固定安裝在所述轉(zhuǎn)子軸7的上部；所述轉(zhuǎn)子軸7的中部依此間隔地套設(shè)有第一徑向磁軸承6、電機8 和第二徑向磁軸承9等裝置，上述裝置共同構(gòu)成了所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸系?，F(xiàn)有技術(shù)的磁懸浮分子泵，常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并位于所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9之間，如圖2所示。在工作過程中，所述轉(zhuǎn)子會受到源于分子泵自身或者外界的擾動力，引起所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動(即水平運動)、軸向運動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動。其中，所述軸向運動可通過改變第一軸向磁軸承13和/或第二軸向磁軸承15的參數(shù)來調(diào)節(jié)，而所述轉(zhuǎn)子的平動或者所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動則需要通過同時調(diào)整所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9的控制參數(shù)來調(diào)節(jié)，也即所述轉(zhuǎn)子的平動及所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動是由所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9共同控制的。如果所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，同時產(chǎn)生了所述轉(zhuǎn)子的平動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動，這兩種運動就會相互耦合，使所述轉(zhuǎn)子的運動情況變得很復(fù)雜。在消除擾動力影響、使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)時，需要同時改變所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9的控制參數(shù)來調(diào)整上述轉(zhuǎn)子平動和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使得控制過程非常復(fù)雜，控制難度大， 不利于磁懸浮分子泵系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)心設(shè)置在第一徑向磁軸承和第二徑向磁軸承之間，受擾動力影響轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生平動和轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子運動情況復(fù)雜，調(diào)整磁軸承參數(shù)的難度較大、控制過程復(fù)雜，所需調(diào)整時間長、效率低的技術(shù)問題，而提供一種在轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時能使轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運動基本相互解耦，大大簡化磁懸浮分子泵控制過程，降低控制難度、提高磁懸浮分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性的磁懸浮分子泵及其制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種磁懸浮分子泵，包括泵體和設(shè)置在所述泵體內(nèi)腔的轉(zhuǎn)子軸系；所述轉(zhuǎn)子軸系包括轉(zhuǎn)子、第一徑向磁軸承、第二徑向磁軸承、第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸和與所述轉(zhuǎn)子軸固定的葉輪；所述轉(zhuǎn)子軸的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承和所述第二徑向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子軸的下部套設(shè)有所述第一軸向磁軸承和所述第二軸向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子軸由所述第一徑向磁軸承、所述第二徑向磁軸承、所述第一軸向磁軸承和所述第二軸向磁軸承支承；常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與所述第一徑向磁軸承的質(zhì)心重合。一種上述磁懸浮分子泵的制造方法，包括通過改變轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向磁軸承的質(zhì)心重合。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點
①本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵，常態(tài)下轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向磁軸承的質(zhì)心重合，在轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時，能使轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運動基本相互解耦，轉(zhuǎn)子平動主要由第一徑向磁軸承來調(diào)整控制，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動由第二徑向磁軸承來調(diào)整控制，從而大大簡化了控制過程，降低了控制難度、提高了分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性；
②本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵的制造方法，通過改變轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向磁軸承的質(zhì)心重合，上述方法都比較簡單，易于實現(xiàn)。③本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵，當(dāng)磁懸浮分子泵傾斜安裝時，在靜態(tài)懸浮時，只需要修改第一徑向磁軸承、第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承的控制參數(shù)即可重新實現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸向穩(wěn)定懸浮，操作簡便。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
圖1是磁懸浮分子泵的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置示意圖； 圖3是本發(fā)明磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-葉輪，2-轉(zhuǎn)子質(zhì)心，3-泵體，4-第一徑向保護軸承，5-第一徑向傳感器，6-第一徑向磁軸承，7-轉(zhuǎn)子軸，8-電機，9-第二徑向磁軸承，10-第二徑向傳感器，11-第二徑向保護軸承，12-軸向保護軸承，13-第一軸向磁軸承，14-推力盤，15-第二軸向磁軸承，16-軸向傳感器，17-接線端子，18-位移檢測裝置，19-轉(zhuǎn)速檢測裝置，20-磁懸浮分子泵控制器。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明所涉及的磁懸浮分子泵的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例中所述磁懸浮分子泵豎直設(shè)置，所述磁懸浮分子泵包括泵體3、設(shè)置在所述泵體3內(nèi)腔的轉(zhuǎn)子軸系、 以及現(xiàn)有技術(shù)中所述磁懸浮分子泵應(yīng)當(dāng)具有的其他結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明不涉及上述其他結(jié)構(gòu)，此不贅述。所述轉(zhuǎn)子軸系包括轉(zhuǎn)子、第一徑向磁軸承6、第二徑向磁軸承9、第一軸向磁軸承 13和第二軸向磁軸承15。所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸7、與所述轉(zhuǎn)子軸7固定的葉輪1、以及用于固定所述葉輪1的裝配部件，如螺釘、螺母等。所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線沿豎直方向設(shè)置，所述葉輪1固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸7的上部。所述轉(zhuǎn)子軸7的下部設(shè)置有所述第一軸向磁軸承13、所述第二軸向磁軸承15、推力盤 14以及軸向保護軸承12和用于檢測所述轉(zhuǎn)子軸向位移信號的軸向傳感器16。所述轉(zhuǎn)子軸 7的中部依此間隔地套設(shè)有第一徑向保護軸承4、第一徑向傳感器5、第一徑向磁軸承6、電機8、第二徑向磁軸承9、第二徑向傳感器10和第二徑向保護軸承11等裝置。所述第一徑向磁軸承6包括第一徑向磁軸承定子和第一徑向磁軸承轉(zhuǎn)子，所述第一徑向磁軸承定子與所述泵體3固定連接，所述第一徑向磁軸承轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接。所述第一徑向傳感器5用于檢測在所述第一徑向傳感器5處所述轉(zhuǎn)子的位移信號，包括轉(zhuǎn)子平動位移信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動位移信號。所述第二徑向磁軸承9包括第二徑向磁軸承定子和第二徑向磁軸承轉(zhuǎn)子，所述第二徑向磁軸承定子與所述泵體3固定連接，所述第二徑向磁軸承轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接。所述第二徑向傳感器10用于檢測在所述第二徑向傳感器10處所述轉(zhuǎn)子的位移信號，包括轉(zhuǎn)子平動位移信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動位移信號。所述轉(zhuǎn)子軸7由所述第一徑向磁軸承6、所述第二徑向磁軸承9、所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15 支承。常態(tài)下(所述轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮時)，轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，如圖3所示。所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9能夠向所述轉(zhuǎn)子施加徑向電磁力，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。所述磁懸浮分子泵的控制系統(tǒng)包括位移檢測裝置18、轉(zhuǎn)速檢測裝置19和磁懸浮分子泵控制器20 ；所述位移檢測裝置18用于接收位移信號，其信號輸入端與所述第一徑向傳感器5、所述第二徑向傳感器10和所述軸向傳感器16的信號輸出端連接，所述位移檢測裝置18的信號輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器20的信號輸入端連接；所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19用于檢測所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號，其信號輸入端通過所述磁懸浮分子泵的接線端子17 連接到轉(zhuǎn)速檢測傳感器，所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19的信號輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器 20的信號輸入端連接。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述位移檢測裝置18獲得的位移信號，調(diào)用合適的控制算法進行分析運算，最終驅(qū)動相應(yīng)的磁軸承(所述第一徑向磁軸承6、所述第二徑向磁軸承9、所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15中的一個或多個)輸出電磁力對所述轉(zhuǎn)子的運動施加控制。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19獲得的轉(zhuǎn)速信號，對所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實時監(jiān)控，并根據(jù)需要調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。所述磁懸浮分子泵的上述結(jié)構(gòu)結(jié)合其控制方法，在所述轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時，能使所述轉(zhuǎn)子平動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動兩種運動基本相互解耦，大大簡化了控制過程、降低了控制難度、提高了分子泵系統(tǒng)效率。所述磁懸浮分子泵豎直安裝設(shè)置，即磁懸浮分子泵的所述轉(zhuǎn)子軸7軸線沿豎直方向時，其控制方法包括 ①所述磁懸浮分子泵豎直安裝時，所述轉(zhuǎn)子的重力由所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15共同承擔(dān)，在調(diào)整所述轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮時，僅需要對所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15的控制參數(shù)進行修改即可實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子在軸向上穩(wěn)定懸浮。
②所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動。 所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10均可檢測到所述轉(zhuǎn)子的平動信號，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20。所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、 抑制所述轉(zhuǎn)子平動。由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力對所述轉(zhuǎn)子平動的抑制效果很小可以忽略，所以所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。③所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動， 即所述轉(zhuǎn)子圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2轉(zhuǎn)動，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動信號。所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承 9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第一徑向磁軸承6輸出的電磁力只能調(diào)整所述轉(zhuǎn)子平動而對于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動沒有抑制作用，所以所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承9控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。④所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生了平動和圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動，那么所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的平動信號和轉(zhuǎn)動信號。所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10分別將各自檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號都通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別對平動信號和轉(zhuǎn)動信號作出響應(yīng)。針對轉(zhuǎn)子平動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析將分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子平動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力對所述轉(zhuǎn)子平動的抑制效果很小可以忽略，所以此時所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)；針對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析將分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第一徑向磁軸承6輸出的電磁力只能調(diào)整所述轉(zhuǎn)子平動而對于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動沒有抑制作用， 所以此時所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承9控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。⑤所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向運動，所述軸向傳感器16將檢測到所述轉(zhuǎn)子的軸向位移信號，所述軸向傳感器16將檢測到的軸向位移信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析將向所述第一軸向磁軸承13和/或所述第二軸向磁軸承 15發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子的軸向運動，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。當(dāng)然，上述控制方法還包括現(xiàn)有技術(shù)中控制所述磁懸浮分子泵所必須的其他一般方法，由于本發(fā)明不涉及上述其他一般方法，此不贅述。本發(fā)明提供的所述磁懸浮分子泵的制造方法，包括通過改變所述轉(zhuǎn)子軸7的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變所述葉輪1的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合。在本實施例中，通過改變所述轉(zhuǎn)子軸7的質(zhì)量分布，使得所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2位置上提并與所述第一徑向磁軸承6的
質(zhì)心重合。當(dāng)然，上述制造方法還包括現(xiàn)有技術(shù)中用于制造一臺完整磁懸浮分子泵的一般方法步驟，由于本發(fā)明不涉及上述一般方法步驟，此不贅述。在其他實施例中，根據(jù)不同用戶的使用需要，所述磁懸浮分子泵還可傾斜安裝放置，即所述轉(zhuǎn)子軸7軸線與豎直方向的夾角大于0度并小于等于90度，在本實施例所述轉(zhuǎn)子軸7軸線與豎直方向的夾角為45度。所述磁懸浮分子泵的控制方法，包括①由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述磁懸浮分子泵傾斜安裝時，所述轉(zhuǎn)子的重力由所述第一徑向磁軸承6、所述第一軸向磁軸承13 和所述第二軸向磁軸承15共同承擔(dān)。在調(diào)整所述轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮時，僅需要對所述第一徑向磁軸承6、所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15的控制參數(shù)進行修改即可實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子在軸向上穩(wěn)定懸浮，而不必調(diào)整所述第二徑向磁軸承9的參數(shù)。②所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動， 即所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的平動信號，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器 20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子平動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6 的質(zhì)心重合，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力對所述轉(zhuǎn)子平動的抑制效果很小可以忽略，所以此時所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。③所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動， 即所述轉(zhuǎn)子圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2轉(zhuǎn)動，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動信號，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承 9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第一徑向磁軸承6輸出的電磁力只能調(diào)整所述轉(zhuǎn)子平動而對于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動沒有抑制作用，所以此時所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承9控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。④所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生了平動和圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動，那么所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的平動信號和轉(zhuǎn)動信號，所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10分別將各自檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號都通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別對平動信號和轉(zhuǎn)動信號作出響應(yīng)；針對轉(zhuǎn)子平動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子平動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力對所述轉(zhuǎn)子平動的抑制效果很小可以忽略，所以此時所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)；針對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、 抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但是由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向磁軸承6的質(zhì)心重合，所述第一徑向磁軸承6輸出的電磁力只能調(diào)整所述轉(zhuǎn)子平動而對于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動沒有抑制作用，所以此時所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承9控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。 ⑤所述磁懸浮分子泵運行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向運動，所述軸向傳感器16檢測到所述轉(zhuǎn)子的軸向位移信號。所述軸向傳感器16將檢測到的軸向位移信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運算分析向所述第一軸向磁軸承13和/或所述第二軸向磁軸承15發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子的軸向運動，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種磁懸浮分子泵，包括泵體(3)和設(shè)置在所述泵體(3)內(nèi)腔的轉(zhuǎn)子軸系；所述轉(zhuǎn)子軸系包括轉(zhuǎn)子、第一徑向磁軸承(6)、第二徑向磁軸承(9)、第一軸向磁軸承(13)和第二軸向磁軸承(15)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸(7)和與所述轉(zhuǎn)子軸(7)固定的葉輪(1)；所述轉(zhuǎn)子軸 (7)的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承(6)和所述第二徑向磁軸承(9)，所述轉(zhuǎn)子軸(7)的下部套設(shè)有所述第一軸向磁軸承(13)和所述第二軸向磁軸承(15)，所述轉(zhuǎn)子軸 (7 )由所述第一徑向磁軸承(6 )、所述第二徑向磁軸承(9 )、所述第一軸向磁軸承(13 )和所述第二軸向磁軸承(15)支承；其特征在于常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸(7)的軸線上并與所述第一徑向磁軸承(6)的質(zhì)心重合。
2.—種權(quán)利要求1所述磁懸浮分子泵的制造方法，其特征在于包括通過改變轉(zhuǎn)子軸 (7)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪(1)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸(7)的軸線上并與第一徑向磁軸承(6)的質(zhì)心重合。
全文摘要
一種磁懸浮分子泵及其制造方法，所述磁懸浮分子泵包括泵體和設(shè)置在所述泵體內(nèi)腔的轉(zhuǎn)子軸系；所述轉(zhuǎn)子軸系包括轉(zhuǎn)子、第一徑向磁軸承、第二徑向磁軸承、第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸和與所述轉(zhuǎn)子軸固定的葉輪；所述轉(zhuǎn)子軸的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承和所述第二徑向磁軸承；常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與所述第一徑向磁軸承的質(zhì)心重合。本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運動基本相互解耦，從而簡化了控制過程，降低了控制難度、提高了磁懸浮分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性。
文檔編號F04D19/04GK102242721SQ20111016763
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者張剴, 張小章, 李奇志, 武涵, 鄒蒙 申請人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)