[发明专利]电磁控制轴向力平衡的多级离心泵

说明书

本发明公开了一种电磁控制轴向力平衡的多级离心泵，包括泵体、泵轴、平衡盘、叶轮、导叶、进水段、出水段、高压侧轴承部件、高压侧机械密封、低压侧轴承部件、低压侧机械密封，其特征在于还包括控制装置、电磁腔，电磁铁、永磁铁、位移传感器、压力传感器，通过所述位移传感器实时监测泵轴旋转过程中的轴向移动间隙，并上传至控制装置，通过所述压力传感器实时监测出水压力大小，并将压力信息上传至控制装置，控制装置通过控制电磁铁的电流来平衡多级离心泵轴向力的波动，本发明解决了多级离心泵在运行过程中和开、关机的时候轴向力失衡的技术问题，避免了多级离心泵的平衡盘磨损或烧毁，使得运行的稳定性显著提高，延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体的说是一种电磁控制轴向力平衡的多级离心泵。

背景技术

目前，现有的多级离心泵轴2向力平衡机构主要为平衡盘3。这种平衡装置中有两个密封间隙，请看附图2，一个是轮毂(或轴套)与泵体1之间有一个径向间隙b1；另一个是平衡盘3端面与泵体1间有一个轴向间隙b2。平衡盘3后面的平衡室用连通管和泵体1入口连通。液体在径向间隙前的压力是末级叶轮4后盖板下面的压力P3，通过径向间隙b1下降为P4，又经过轴向间隙下降为P5,而平衡盘3背面下部的液体压力为P6，它与泵吸入口压力近似相差一个连通管损失。平衡盘3前、后的压差P4 -P6在平衡盘3上产生一个向后的推力，称为平衡力F1，F1的方向与液体作用于转子上的轴向力F的方向相反，故可以平衡轴向力。这种平衡装置中的两个间隙是各有其作用并互相联系的。假如转子上的轴向力F大于平衡盘3上的平衡力F1,则转子就会向左移动,因此，使轴向间隙b2减小，间隙阻力增加，泄漏量减少。这样，液体流过径向间隙b1的速度减少，该间隙中的损失减少,从而提高了平衡盘3前面的压力P4，转子不断向左移动。平衡力就不断增加，移动到某一位置时，平衡力F1与轴向力F相等，从而达到了新的平衡。同样道理，当轴向力小于平衡力时，转子向右移动，同样也能达到新的平衡。但是，转子左右移动过程的惯性力导致轴向间隙b2不会停留在轴向力平衡的位置上，从而造成轴向力的失衡，如果平衡没有及时的建立就会造成平衡盘3的磨损和烧毁。同时, 此类型的多级离心泵在开、关机的过程中也会因压力的丧失导致轴向力无法建立平衡也会造成平衡盘3的磨损和烧毁。

此外，对于间歇运行（如石化行业延迟焦化装置中的高压水力除焦泵，每天启动1- 2次，每次运行2 - 4小时）、频繁起动且介质中含有颗粒工况，泵组每起动或停机一次，平衡盘3与平衡套端面就会磨损一次。当平衡盘3的磨损量超过平衡盘3与离心泵泵体1向吸入端所留窜动量时，会使离心泵叶轮4前盖板耐磨环（旋转件）与离心泵泵体1耐磨环（静止件）发生磨损，严重时会使离心泵转子部件中叶轮4与耐磨环发生咬合，从而威胁到泵组的安全稳定运行。此外，采用平衡盘3结构，介质在泵中会稍有升温，尤其在小流量下更甚，（导致泵的效率更低。在这种情况下，平衡泄漏水通过很小的间隙降压，有可能汽化，产生压力波动。当通过平衡回水管直接引入多级离心泵入口时，会使泵发生汽蚀，引起运行不稳定。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、自动化程度高、运行稳定性高、使用寿命长、工作效率高的电磁控制轴向力平衡的多级离心泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：