[发明专利]一种离心泵叶轮前间隙控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及离心泵领域，具体是一种离心泵叶轮前间隙控制装置。

背景技术

公知的，离心泵是依靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，结构简单而紧凑，对于同一输送量，离心泵具有所占面积小、重量轻，材料耗用较少等优点，因而得到了广泛地应用；离心泵叶轮前间隙是影响离心泵效率的主要因数，决定了离心泵容积效率的大小，通过叶轮前间隙，叶轮做功后的液体会返回泵入口处，和入口管道来的新液体汇合又进入叶轮中，进行再一次做功，所以叶轮前间隙既影响泵水力效率更影响泵容积效率；不同型号不同材质的离心泵安装时，所述间隙尺寸有不同的范围，对于金属泵，该间隙控制在0.8mm以内，而非金属泵，因加工精度和离心泵运行时热胀冷缩影响，该间隙一般需要2-3mm；而目前的离心泵在制造完成后，叶轮前间隙都是不可调的，在离心泵使用一段时间后，会因为磨损、变形等因素造成叶轮前间隙的改变，间隙变大时，泄漏多，泵效率低；间隙变小时，叶轮和前泵盖之间引起摩擦，致使泵损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心泵叶轮前间隙控制装置，该控制装置能够根据离心泵的运行情况实时调整叶轮前间隙，使叶轮前间隙稳定在工作范围内。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种离心泵叶轮前间隙控制装置，离心泵的前泵盖与泵壳相连，泵壳内设有叶轮，叶轮与离心泵的主轴固定连接，叶轮前端与前泵盖内侧端面形成叶轮前间隙；

泵壳外端固定连接有端盖，端盖的内孔与前泵盖的外圆柱滑动密封配合，端盖还设置有油缸腔体；

前泵盖沿外圆柱设有凸环，凸环与端盖中的油缸腔体形成配合，将所述油缸腔体分隔为第一油腔与第二油腔；位于凸环两侧的前泵盖外圆柱设有分别与第一油腔及第二油腔连通的第一油孔及第二油孔；

在叶轮前间隙位置的前泵盖的内侧端面分别设有检测叶轮前间隙两端压力的第一压力传感器与第二压力传感器；

第一油孔与第二油孔分别通过连接管与液压系统的伺服阀相连；第一压力传感器与第二压力传感器作为输入信号与设置的电气控制装置相连，电气控制装置根据压力传感器反馈的压力计算叶轮前间隙，并输出调整控制信号通过伺服阀调整第一油腔与第二油腔的压力，驱动前泵盖移动相应的距离。

进一步地，所述前泵盖外侧连接有管道补偿器。

进一步地，所述电气控制装置包含单片机，单片机外围依次连接有D/A转换模块、PID控制器与伺服放大器，伺服放大器与伺服阀电气连接；单片机作为处理器接收第一压力传感器与第二压力传感器的输入信号，并计算叶轮前间隙以输出调整控制信号。

进一步地，所述凸环与前泵盖为一体化结构。

上述方案中，PID控制器即比例-积分-微分控制器，广泛地用于压力、流量需要维持在期望数值上的工业生产过程中；伺服放大器被广泛应用于高精度的定位系统，响应快，且含有功率驱动单元满足对负载的驱动要求；伺服阀接收电气的模拟信号，根据不同的模拟信号控制阀芯的移动，以改变油路中液压油的流量，从而控制与其连接液压油缸中活塞的行程。

本发明的有益效果是，使端盖作为缸体、凸环作为活塞、前泵盖作为活塞杆构成液压油缸，电气控制装置通过压力反馈计算叶轮前间隙，并采用闭环控制通过控制伺服阀以驱动前泵盖移动相应的距离，达到实时调整叶轮前间隙的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中前泵盖与端盖的局部放大示意图；

图3是本发明的电气原理框图。

具体实施方式

结合图1与图2所示，离心泵的前泵盖5与泵壳3相连，泵壳3内设有叶轮6，叶轮6与离心泵的主轴23固定连接，叶轮6前端与前泵盖5内侧端面形成叶轮前间隙；泵壳3外端固定连接有端盖4，端盖4的内孔与前泵盖5的外圆柱滑动密封配合，端盖4设置有油缸腔体；

前泵盖5沿外圆柱设有凸环8，凸环8与端盖4的油缸腔体形成配合，并将所述油缸腔体分隔为第一油腔11与第二油腔12；位于凸环8两侧的前泵盖5外圆柱设有分别与第一油腔11及第二油腔12连通的第一油孔9及第二油孔10；第一油孔9与第二油孔10分别通过连接管与液压系统的伺服阀15相连，使端盖4作为缸体、凸环8作为活塞、前泵盖5作为活塞杆，构成液压油缸；凸环8与前泵盖5可为一体化结构；前泵盖5外侧还连接有管道补偿器7；