[发明专利]一种立式转子动态径向加载机构及稳定性测试方案

说明书

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，尤其涉及屏蔽泵用试验台立式转子动态径向加载机构及稳定性测试方案。

背景技术

屏蔽泵是一种无密封泵，叶轮和转子被密封在定子外壳内，定子外壳采用的是静密封，并由一个绕组来提供旋转磁场并驱动转子。普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作。普通泵存在长期运转密封失效引起的液体泄漏的问题，而屏蔽泵的结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏，因而可用于输送具有腐蚀性的、对人有害的（如剧毒，放射性）、易燃易爆及价格昂贵或其它特殊的液体。

核电站的主泵位于核岛心脏部位，用来将冷却水泵入蒸发器转换热能，是核电运转控制水循环的关键，属于核电站的一级设备。核反应堆主泵的有轴封泵、湿绕组泵，屏蔽泵。目前正在大力开发和研究的是屏蔽泵形式的主泵，在该类主泵的工作过程中，由于叶轮泵壳结构的非对称设计，被运送的液体在泵内非对称流动，非对称流动会通过叶轮对泵的主轴施加径向的反力，让立式转子有固定的旋转位置，进而提高转子稳定性，降低振动和噪声，然而却带来轴承磨损等问题。为了研究流体径向力对转子稳定性带来的影响，就需要在屏蔽泵立式转子试验台上设计一种机构来模拟流体产生的径向力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种立式转子动态径向加载机构，所述动态径向加载机构包括壳体、支架、螺纹传动件和手轮，其中，

所述壳体呈一端开口的盒状结构，所述支架位于所述壳体内且一端伸出所述壳体的开口，所述支架的伸出端上至少设置有一个转轮；

所述螺纹传动件从所述壳体的另一端伸进所述壳体内，并与所述壳体螺纹连接，所述螺纹传动件伸进所述壳体的一端与所述支架相连；所述手轮设置在所述螺纹传动件位于所述壳体外侧的一端上，转动所述手轮使得所述螺纹传动件转动并轴向推动所述支架沿所述主壳体的径向移动。

较佳地，所述支架的伸出端呈圆弧状，所述支架圆弧的两端上分别设置有所述转轮。

较佳地，所述转轮包括转轴、轴承和轴承外套，所述转轴设置在所述支架上且其中心轴垂直于所述支架的移动方向，所述轴承外套通过所述轴承套设在所述转轴上。

较佳地，所述转轴通过所述防松螺母固定在所述支架上。

较佳地，所述螺纹传动件位于所述壳体外侧的一端上设置有定位螺母。

较佳地，所述螺纹传动件通过螺栓连接所述支架，所述螺栓上设置有测力传感器，所述测力传感器还与一数据采集记录仪相连。

较佳地，所述数据采集记录仪还连接有两个用于测量转子在垂直于其旋转轴的平面内两个相互垂直的径向上位移的位移传感器。

较佳地，所述立式转子动态径向加载机构还包括试验台外壳、电机，所述电机支座通过电机支座安装到所述试验台外壳上，一转子位于试验台外壳内，所述电机的输出轴通过联轴器与所述转子相连；

所述径向加载机构安装在所述试验台外壳上，且垂直与所述转子的旋转轴线，所述转轮紧贴所述联轴器上。

本发明还提供了一种立式转子稳定性测试方案，采用如上所述的立式转子动态径向加载机构，具体步骤如下：

步骤1，启动所述电机，所述电机拖动所述转子转动；

步骤2，转动所述手轮，所述手轮带动所述螺纹传动件并轴向移动，所述螺纹传动件推动所述支架端部的转轮沿所述转子的径向运动，并使得所述转轮贴合在所述联轴器的表面上；

步骤3，立式转子试验装置还包括有测力传感器、位移传感器和数据采集记录仪，所述测力传感器测量所述螺纹传动件的轴线推力，所述位移传感器测量所述转子在垂直于其旋转轴的平面内两个相互垂直的径向上的位移，所述测力传感器和所述位移传感器将获得的数据传输给数据采集记录仪；

步骤4，根据所述位移传感器传输的数据分析转子旋转时的轴心位置及其动态变化规律；将所述测力传感器传输的数据与所述位移传感器传输的数据进行耦合分析，得到不同径向力状态下转子的旋转状态特性，并找到最优的转子径向力。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的一种立式转子动态径向加载机构、试验装置及稳定性测试方案，可以实现动态加载非对称径向力的功能，结合传感器和数据采集分析系统，在线测试分析转子稳定性，为屏蔽泵转子水动力学设计与优化提供试验数据参考，有利于促进屏蔽泵转子设备改进；同时本发明结构简单，操作方便。

附图说明