本实用新型专利技术公开了一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵，包括锥形体、锥形套、电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及PLC，锥形体和锥形套为轴向力的水力平衡元件；电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及调压管为轴向力的测控元件；应变式测力传感器用于变送滚动轴承的轴向推力的电信号,电涡流位移传感器用于变送泵轴的位移的电信号，PLC将电动调压阀所需求的开度变化量转换为脉冲量，传送给电动调压阀的伺服电机控制器来调节电动调压阀的开度。本实用新型专利技术所述新型轴向力平衡装置以两级调节的方式平衡轴向力，可完全平衡轴向力，安全可靠，耐磨损，寿命高，在额定工况及非额定工况均能可靠工作。在额定工况及非额定工况均能可靠工作。在额定工况及非额定工况均能可靠工作。
【技术实现步骤摘要】
一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵
[0001]本技术涉及水泵领域，特别是涉及一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵。
技术介绍
[0002]多级泵由于其能产生比单级泵更高的压力，因而在电力、化工、钢铁、矿山等行业得到了广泛的应用。
[0003]多级泵由于其工作原理，泵转子会产生很大的轴向力。叶轮吸入侧和另一侧的压力分布不同，吸入口为低压区，而另一侧对应的面积为高压区，就会产生一个压力差，这样每级叶轮都受到一个与液体吸入方向相反的作用力，所有叶轮的合力就是多级泵的轴向力。太大的轴向力会对泵的轴承产生很大的影响，轴承由于载荷增加，温度升高，磨损严重，大大缩短了轴承寿命。由于多级泵的轴向力很大，所以要采取措施平衡轴向力。多级泵平衡轴向力有两种方式：平衡鼓平衡法和平衡盘平衡法。然而，现有技术的平衡鼓平衡法和平衡盘平衡法存在着诸多缺陷：平衡盘平衡法和平衡鼓平衡法要求在泵设计之初要计算泵在额定工况的轴向力的大小，这主要凭经验法计算，结果往往不太准确，另外更不能获得泵在非额定工况下的轴向力；平衡鼓平衡法从原理上来讲不能完全平衡轴向力，同时平衡鼓易于磨损，致使平衡效果进一步下降，较大的残余轴向力会严重影响轴承的工作寿命；平衡盘平衡法由于对工作间隙特别敏感，在开机或停机时会产生很大的轴向冲击，另外，平衡盘在磨蚀性介质中磨损后平衡效果急剧下降；现有技术的平衡盘平衡法和平衡鼓平衡法在非额定工况下的表现均不理想。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵，可以很好解决现有技术的轴向力平衡方法存在的适用工况范围较窄，易于磨损、轴向冲击、残余轴向力很大等诸多缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0006]一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵，包括锥形体、锥形套、电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及PLC，所述锥形体和锥形套为轴向力的水力平衡元件；所述电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及调压管为轴向力的测控元件；所述锥形体具有一个圆锥形外表面，所述锥形套具有一个圆锥形内表面，且两者的锥角相等，两表面之间保持一定的运转间隙；所述锥形体通过键与泵轴连接，所述锥形套固定于出口段的高压腔的右侧，所述锥形体设置于锥形套的圆锥形内孔中且与锥形套同轴布置，所述锥形体与锥形套将高压腔与调压腔隔离开来；所述电动调压阀设置于调压管中部，所述调压管将低压腔和调压腔连接起来；所述应变式测力传感器设置于第一轴承压盖的端面与滚动轴承的外圈端面之间，用于变送滚动轴承的轴向推力的电信号；所述电涡流位移传感器通过螺纹固定于第四轴承压盖，用于探测泵轴的轴向位移，所述电涡流位移传感器的
端面与泵轴右端面保持一定的间隙；当所述滚动轴承的外圈左端面紧贴应变式测力传感器时，所述滚动轴承的外圈右端面与第二轴承压盖的端面之间保持0.5～0.6mm的间隙，所述电涡流位移传感器的端面与泵轴右端面之间的间隙比上述间隙大0.2mm，所述锥形体与锥形套的锥面之间的间隙为0.05～0.1mm，所述圆柱滚子轴承的外圈左右端面分别与第三轴承压盖的右端面及第四轴承压盖的左端面正好接触；所述泵轴、锥形体、多个叶轮、第一轴套、第二轴套、两对圆螺母、滚动轴承及圆柱滚子轴承的旋转部分构成了转子部件，所述转子部件在产生轴向位移时，除了滚动轴承及圆柱滚子轴承外，其余转动部分均不会接触到任何静止零件的表面；所述应变式测力传感器将转子部件的轴向推力转换为模拟量通过第一信号线传送给PLC的模拟量输入口，所述电涡流位移传感器将泵轴的位移转换为模拟量通过第二信号线传送给PLC的模拟量输入口；所述PLC根据输入的模拟量通过计算，将电动调压阀所需求的开度变化量转换为脉冲量，通过第三信号线传送给电动调压阀的伺服电机控制器，以驱动伺服电机调节电动调压阀的开度。
[0007]作为本技术的进一步改进，所述锥形体和锥形套的锥形表面的锥角为30
°
～45
°
，且两者锥角相等，锥形表面的尺寸公差与形位公差高于6级；所述锥形体和锥形套的锥形表面均喷涂耐磨的碳化钨材料以提高表面的耐磨性；所述锥形体和锥形套的锥形表面均开有数个宽1mm深1mm的环形槽，且两组环形槽错位布置；在一定工况下，所述锥形体和锥形套可构成一对摩擦副。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述电涡流位移传感器通过螺纹固定于第四轴承压盖，可以调整其端面与泵轴端面之间的间隙；所述电涡流位移传感器的量程为0～1mm。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述电动调压阀的控制信号为PLC发出的脉冲量，电动调压阀的开度变化量和脉冲总数量成正比，电动调压阀的开度变化速度和单位时间的脉冲数成正比，所述电动调压阀为线性压力调节；所述PLC包括一个脉冲输出口。
[0010]作为本技术的进一步改进，还包括从左至右依次排列布置的前轴承架、吸入段、多个径向导叶、多个中段、出口段、后盖和后轴承架；所述中段和径向导叶为分别进行铸造，分别进行粗加工，然后把两者焊接在一起，最后进行精加工；所述吸入段包括一个与入口连通的环形低压腔，所述出口段包括一个与出口连通的环形高压腔；所述出口段、后盖、第二轴套、锥形体和锥形套围成了调压腔，所述调压腔通过调压管和电动调压阀与低压腔连通；所述调压腔通过运转间隙与高压腔连通。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述调压管的最大管道压力损失不大于高压腔与低压腔压差的1％。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述滚动轴承的外圈与前轴承架的内孔采用较松的过渡配合，所述前轴承架的内孔的尺寸公差等级为H8，以便所述滚动轴承在轴向力作用下可以在前轴承架的内孔自由地沿轴向滑动。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述应变式测力传感器有2件，以旋转轴线上下对称布置，2件应变式测力传感器所测的轴向推力的数值由PLC取其平均值作为最终数据。
[0014]与现有技术相比较，本技术的有益效果是：
[0015]1.可完全平衡轴向力，安全可靠：可通过锥形体和锥形套的间隙的改变和电动调压阀开度的变化来自动平衡轴向力，没有残余轴向力。
[0016]2.在额定工况及非额定工况均能可靠工作：由于同时采用锥形体和锥形套的水力
平衡及电动调压阀、电涡流位移传感器和应变式测力传感器的自控调节两套措施，使得平衡装置的工作域很宽，在额定工况及非额定工况均能可靠工作。
[0017]3.耐磨损，寿命高：由于锥形体和锥形套的锥形表面均喷涂有耐磨损的碳化钨，并且设置有数道环形槽，可以将细小颗粒冲入环形槽，避免磨损锥形体和锥形套的锥形表面。
[0018]4.平衡装置的设计方法借助计算机仿真辅助，设计精度高，简单实用，克服了传统技术过分依赖个人经验及结果不够准确的缺陷。
附图说明
[0019]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵，其特征在于：包括锥形体、锥形套、电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及PLC，所述锥形体和锥形套为轴向力的水力平衡元件；所述电动调压阀、应变式测力传感器、电涡流位移传感器及调压管为轴向力的测控元件；所述锥形体具有一个圆锥形外表面，所述锥形套具有一个圆锥形内表面，且两者的锥角相等，两表面之间保持一定的运转间隙；所述锥形体通过键与泵轴连接，所述锥形套固定于出口段的高压腔的一侧，所述锥形体设置于锥形套的圆锥形内孔中且与锥形套同轴布置，所述锥形体与锥形套将高压腔与调压腔隔离开来；所述电动调压阀设置于调压管中部，所述调压管将低压腔和调压腔连接起来；所述应变式测力传感器设置于第一轴承压盖的端面与滚动轴承的外圈端面之间，用于变送滚动轴承的轴向推力的电信号；所述电涡流位移传感器通过螺纹固定于第四轴承压盖，用于探测泵轴的轴向位移，所述电涡流位移传感器的端面与泵轴右端面保持一定的间隙；当所述滚动轴承的外圈左端面紧贴应变式测力传感器时，所述滚动轴承的外圈右端面与第二轴承压盖的端面之间保持0.5～0.6mm的间隙，所述电涡流位移传感器的端面与泵轴右端面之间的间隙比上述间隙大0.2mm，所述锥形体与锥形套的锥面之间的间隙为0.05～0.1mm，所述泵轴的右端设置圆柱滚子轴承，所述圆柱滚子轴承的外圈左右端面分别与第三轴承压盖的右端面及第四轴承压盖的左端面正好接触；所述泵轴、锥形体、多个叶轮、第一轴套、第二轴套、两对圆螺母、滚动轴承及圆柱滚子轴承的旋转部分构成了转子部件，所述转子部件在产生轴向位移时，除了滚动轴承及圆柱滚子轴承外，其余转动部分均不会接触到任何静止零件的表面；所述应变式测力传感器将转子部件的轴向推力转换为模拟量通过第一信号线传送给PLC的模拟量输入口，所述电涡流位移传感器将泵轴的位移转换为模拟量通过第二信号线传送给PLC的模拟量输入口；所述PLC根据输入的模拟量通过计算，将电动调压阀所需求的开度变化量转换为脉冲量，通过第三信号线传送给电动调压阀的伺服电机控制器，以驱动伺服电机调节电动调压阀的开度。2.根据权利要求1所述的具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立，潘世群，
申请(专利权)人：长沙中联泵业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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