[发明专利]一种热水循环泵轴向力自动动态平衡结构

说明书

技术领域

本发明涉及泵的技术领域，尤其是指一种热水循环泵轴向力自动动态平衡结构。

背景技术

在冶金、电力、轻纺、石油、化工、化肥、制药、造纸、环保、橡胶、采暖、余热利用和核能等行业中，都会要用到输送热介质的热水循环泵。由于热水循环泵输送的是高温介质，介质温度一般高于220℃，高温介质就会把热量传递给泵，引起泵的整体温度升高至220℃以上，这样也就影响了泵的各部件工作环境，对泵的安全运行造成一定的影响。尤其对泵的轴封和轴承的可靠运行影响较大。

热水循环泵的主轴支承方式是一端采用1组金属滚子轴承，另一端采用导轴承，常规金属滚子轴承的工作温度最高不能高于75℃，过高的工作温度会缩短轴承的使命，甚至会损坏轴承。轴承温升产生的主要原因是环境温度和轴承运转产生的热量，轴承运转产生的热量与加在轴承上的力成正比，因此，减轻作用在轴承上的力就能够减轻轴承发热量，降低轴承工作产生的温度。

普通热水循环泵叶轮在旋转过程中产生的较大轴向力是由轴承来承受的，会造成轴承发热量加大，升高轴承的温度，再加上热水循环泵输送的介质温度高，又造成轴承的环境温度较高，这样，容易使轴承的工作温度超过许用值，影响轴承的使用寿命，从而影响热水循环泵的可靠性，为了提高热水循环泵的可靠性，降低轴承的温度是必须，对目前热水循环泵轴向力平衡方法进行改进，使之完全不作用在轴承上，大大减轻轴承上的作用力，从而降低轴承的温度，提高轴承的使用寿命。

发明内容

本发明的技术方案是一种热水循环泵轴向力自动动态平衡结构，其目的旨在克服目前热水循环泵轴向力平衡的不足，提出轴向力通过叶轮自身在主轴上游动达到自动动态平衡的方法，解决较大轴向力加在轴承上引起轴承温度升高的技术问题，能够提高热水循环泵轴承的使用寿命。

本发明的技术原理：通过叶轮在主轴上的游动，增加或减小直角平衡盘与平衡盘套之间的间隙，以调整叶轮后盖板空腔内平均压力P₂和平衡盘泄漏通道内平均压力P₃的大小，从而改变作用在叶轮后盖板的作用力，使叶轮的前后盖板上作用力相等，因而无论叶轮前后盖板上作用力如何变化，产生的轴向力都可以进行平衡，达到叶轮轴向力自动动态平衡的目的。

本发明具体的技术方案：工作时，主轴通过键带动叶轮旋转，旋转的叶轮将能量传递给输送的介质，介质到叶轮出口就具有较高的压力，因叶轮出口与叶轮前后盖板空腔连通，该压力就会作用在叶轮前后盖板产生作用力，因产生的作用力也不相等，它们之间的差值就是叶轮产生的轴向力。

本发明的技术方案是在所述泵叶轮的叶轮后口环上设有直角平衡盘；连接座上设有平衡盘套。叶轮前口环与前密封环之间形成前密封环泄露通道、叶轮后口环与后密封环之间形成后密封环泄露通道、直角平衡盘与平衡盘套之间设有平衡盘泄露通道、直角平衡盘与平衡盘套之间的间隙；叶轮前盖板空腔通过前密封环泄露通道与叶轮进口连通，叶轮进口通过回流孔与回流室连通，回流室通过直角平衡盘与平衡盘套之间的间隙与后密封环泄露通道相连通，后密封环泄露通道与叶轮出口相连通。

回流室通过回流孔、泄露通道、间隙等实现叶轮的前盖板空腔与叶轮后盖板空腔的连通。

轴向力平衡方法为：第一种情况，叶轮前盖板上的作用力大于后盖板上的作用力，由于叶轮套在主轴上，轴向没有固定，处于浮动状态，这样就会推动叶轮向右侧方向移动，使直角平衡盘与平衡盘套之间的间隙减小，导致间隙的泄漏量也减少，泄漏量减少提高了叶轮后盖板空腔内的平均压力和平衡盘泄漏通道内的平均压力，这样又会提高后盖板上的作用力，叶轮继续向右侧方向移动，叶轮后盖板空腔内的平均压力和平衡盘泄漏通道内的平均压力进一步提高，导致叶轮后盖板上作用力增加，直到叶轮前后盖板上作用力相等，这时，叶轮又达到新的平衡。