[发明专利]一种磁力泵用轴向力最大值和方向测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁力泵试验测量领域，尤其是涉及一种磁力泵用轴向力最大值和方向测量装置和测量方法。

背景技术

磁力泵由于无泄漏、运行可靠、维护简单等优点，广泛应用在化工、石油化工、制药、水处理等工业中输送高温、易燃、易爆等高危及昂贵的介质。

磁力泵的轴向力问题是影响磁力泵能否安全平稳运行的关键因素。由于磁力泵的结构限制，磁力泵轴向力由介质润滑的推力轴承承担，目前磁力泵可选的滑动轴承材质主要有石墨和碳化硅。

磁力泵的轴向力的大小和方向随着流量变化而动态变化，确保轴向力的最大值和方向符合要求才能保证磁力泵的可靠运行。目前的测量装置由于磁力泵结构的限制，很难测量全流量范围内的轴向力最大值和方向。

在专利CN201110349279.0《一种磁力泵瞬时高温差环境下轴向力测量装置和测试方法》中，利用温度传感器和应力传感器进行磁力泵轴向力的测量，缺点是结构复杂，而且结果受到温度分布不均的影响较大，同时只能针对个别流量点轴向力进行测量，不能监控全流量范围的轴向力大小和方向。

在专利CN201611015984.6《一种泵用轴向力最大值测量装置及测量方法》中，利用压缩弹簧挤出填料的方式进行离心泵轴向力的测量，缺点是仅能测量指向泵入口方向的轴向力，而且挤出的填料会堵塞磁力泵的轴承，因此不适用于磁力泵轴向力的测量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁力泵用轴向力最大值和方向测量装置和测量方法，在全流量范围内，实现轴向力最大值和方向的测量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种磁力泵用轴向力最大值和方向测量装置，包括轴、叶轮处推力轴承、外轴套、叶轮处内轴套、叶轮处波纹管、驱动端内轴套、驱动端波纹管和驱动端推力轴承，所述叶轮处推力轴承、叶轮处波纹管、驱动端波纹管和驱动端推力轴承均安装在外轴套内，所述叶轮处内轴套和驱动端内轴套安装在轴上；所述叶轮处推力轴承与叶轮处波纹管端面相接触，所述叶轮处波纹管套设在叶轮处推力轴承上，所述叶轮处波纹管在接触面内测焊接有金属小球；所述驱动端波纹管与驱动端推力轴承端面相接触，所述驱动端波纹管套设在驱动端内轴套上，所述驱动端波纹管在接触面内测焊接有金属小球。

所述叶轮处内轴套和叶轮处波纹管长度相同。

所述驱动端内轴套和驱动端波纹管长度相同。

所述外轴套固定在泵体上。

所述叶轮处内轴套和驱动端内轴套的材质为石墨。

所述叶轮处内轴套和驱动端内轴套相间隔设置。

所述叶轮处波纹管和驱动端波纹管相间隔设置。

根据美国水力协会标准《ANSI HI 1.3-2009》第十九页，章节1.3.5.2.1《闭式叶轮轴向力》中的公式和算例估算磁力泵轴向力最大值和方向，从而选择合适的叶轮处波纹管和驱动端波纹管，两者的长度和弹性系数可以不一样。

一种进行磁力泵用轴向力最大值和方向的测量方法，包括以下步骤：

S1：将叶轮处内轴套和驱动端内轴套安装在轴上；

S2：将叶轮处推力轴承、叶轮处波纹管、驱动端波纹管和驱动端推力轴承均安装在外轴套内；

S3：将外轴套固定在泵体上；

S4：组装整泵，进行运转试验，试验后拆卸零件，测量叶轮处波纹管上金属小球和驱动端波纹管上金属小球分别在叶轮处内轴套和驱动端内轴套上的划痕长度；

S5：根据波纹管弹性系数和划痕长度计算轴向力最大值，根据划痕位置确认轴向力方向。

设定波纹管弹性系数为k，划痕长度为x，根据弹簧弹力计算公式F＝kx，得到轴向力最大值F，

当划痕位于叶轮处内轴套(4)时，轴向力方向为指向驱动端；当划痕位于驱动端内轴套(6)时，轴向力方向为指向叶轮端；当两者都有划痕时，说明泵运转过程中轴向力方向发生了变化，需要分别计算轴向力最大值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在磁力泵结构限制条件下，提供一种简单有效的测量轴向力最大值和方向的装置和方法，确保磁力泵可以安全可靠的运行。

附图说明

图1为本发明磁力泵用轴向力最大值和方向测量装置结构示意图。

图中，1为轴，2为叶轮处推力轴承，3为外轴套，4为叶轮处内轴套，5为叶轮处波纹管，6为驱动端内轴套，7为驱动端波纹管，8为驱动端推力轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例