[发明专利]一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵及平衡装置的设计方法

说明书

本发明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；锥形体与锥形套将高压腔与调压腔隔离开来，调压管将低压腔和调压腔连接起来。本发明所述新型轴向力平衡装置以两级调节的方式平衡轴向力，锥形体和锥形套的水力平衡为一级平衡，电动调压阀、电涡流位移传感器、应变式测力传感器及PLC的调控为二级平衡。本发明可完全平衡轴向力，安全可靠，耐磨损，寿命高，没有残余轴向力，在额定工况及非额定工况均能可靠工作。

技术领域

本发明涉及水泵领域，特别是涉及一种具有新型轴向力平衡装置的多级离心泵。

背景技术

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。

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明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易于磨损、轴向冲击、残余轴向力很大等诸多缺陷；同时本发明提供一种新型轴向力平衡装置的设计方法，克服了现有技术设计不够准确以及过分依赖个人经验的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：