机械悬浮装置

成果简介

　　此文介绍一种发明专利"机械悬浮装置"。

　　目前，世界上尚无采用机械方式实现使物体长期、稳定悬浮的设备。航空、航天界的失重训练主要是在大飞机飞上天空时的特定飞行状态下去完成。娱乐设施方面较长时间感受失重状态的设备亦呈空白。

　　在工业生产方面, 物料的混合、分散、研磨工序尚缺乏在悬浮状态下进行的设备。目前，超细粉体的高质量混合,比重各异的金属粉末的混合等都存在很大困难。众所周知，悬浮状态下的混合是最佳的混合，是解决这些困难的可靠手段,机械悬浮装置将可以在其中充当重要角色。另外，传统的搅拌、混合、分散、研磨设备机械负荷较大，而引入悬浮状态下的运作将可以减轻机械负荷，增加运作平稳、提高设备寿命。

　　现有悬浮技术的实现主要有磁力悬浮、气动悬浮、液压悬浮。这些现有技术的结构方式与应用领域与本机械悬浮装置并不相同。本“机械悬浮装置”是采用单纯机械方法实现物体的悬浮, 填补了机械式悬浮领域的空白。文中介绍了主要技术特点，主要试验结果以及十分诱人的应用价值。

　　二、主要技术介绍

　　“机械悬浮装置”是通过创造一个运动空间，使在该空间内，物料的重力、离心力、运动阻力之间达成一定的动态平衡，从而实现物料处于失重、悬浮的状态。而这一过程不是短暂、瞬间完成的，而是可以周期地、稳定地、长期地进行。

　　结构措施是设法让装置内的一结构空间在动力源的带动下进行旋转的时候，在垂直于地面的地心吸力的方向上可以自由地上、下移动。此时，在一定的运转参数下此空间内的物料则可以在重力作用下向下坠落的过程与悬浮容器随旋转装置作旋转运动的过程之间达至一定的平衡。物料在重力的作用下的下落过程中不会与装置底部的固定壁面发生撞击。此空间结构及其内部物料在旋转与循环往复的上、下移动中实现了周期性地、稳定地、长期地失重及悬浮。同时，也可以通过光、电控制使该空间内的物料在离心力、重力及运动阻力之间达至一定的平衡，从而达至物料处于稳定的、长期的失重及悬浮状态。

　　应用上大概有如下几个方面：

　　1、 用于失重、悬浮训练设备。

　　在此机械悬浮装置的设计原理及机械结构的基础上，引入自动控制方面的先进技术，将可以制成高效的航空、航天员失重训练设备，也可以称为“地面失重台”、或称“地面悬浮机”。最大优点是不用乘坐大型飞机在高空特定飞行条件下形成失重状态来培训航空、航天员。在“地面失重台”（或称“地面悬浮机”）上进行训练一是成本低，二是效率高，不受天气条件影响，随时可以进行训练。这对加快高质量地进行有关人员的培训会很有帮助，对加强国防力量也可能会有一定作用。

　　2、 用于娱乐设施的悬浮机

　　可以感受较长时间的、周而复始的悬浮、失重感觉。针对悬浮容器的不同尺寸及重量，通过转速等参数的光、电控制也可以形成稳定的悬浮、失重状态。弥补了目前娱乐设施的空白，将可能会有亿万人群有兴趣，存在颇大商机。

　　3、 用于物料搅拌、混合、分散、研磨设备

　　在加工工业中，物料的搅拌、混合、分散与研磨工序是极其重要的环节，其加工质量的高、低直接影响产品质量的高、低。这方面的例子很多。目前我国很多最终产品的质量不如国外先进国家生产的产品的性能，其原因相当一部分就在于我国的物料搅拌、混合、分散、研磨的设备的先进性不如人家。

　　人家从我国采购原材料或半成品运至海外，精加工之后成为高质材料再卖回中国，从中赚取很高利润。目前我国不少企业明知吃了大亏，但却无能为力。特别是超精细粉体（如纳米材料）的机械分散与研磨, 几种超细微粒粉体（如纳米级粉体）的高精度混合、特殊合金的几种比重不同的金属超微粉末的混合等等，都是难度颇大的问题。

　　现在机械悬浮装置的出现将有可能妥善地解决这一难题。

　　俗话说，“悬浮状态下的混合是最佳的混合。”遗憾的是地面条件下要实现悬浮状态式的混合以前是很困难的事情，现在有希望变成轻而易举了。这对我国从技术上, 生产装备上提高产品的竞争力提供了极为重要的手段。应用行业十分广泛, 社会效益和经济效益将非常明显。

　　4、 其它方面也可能得到广泛的应用，这里不一一列举。

　　五、结语

　　此“机械悬浮装置”是机械设计、机械结构方面的创新，也是一项机械技术的发明。通过试验，证实结构可行，试验机上已实现机械容器周期地、稳定地、长期地悬浮。工业上此机械悬浮装置已小批量生产用于超细粉体的高精度混合设备以及超细微粒的高效混合研磨设备中。今后结合光、机、电一体化的运作，引入先进的光、电控制技术以及结合具体应用时进一步完善机械设计将可以实现大、中型的高效“地面失重台”或“地面悬浮机”。将有效地服务社会并为社会进步作出贡献。

　　欢迎各界朋友合作发展！

技术创新点

技术指标或产品性能

应用领域及市场前景分析

产业化效益与风险预测

产业化条件要求

备注