[实用新型]轴向力自平衡型磁力泵

说明书

本实用新型涉及一种流体提升输送机械。具体地说是一种轴向力自平衡型磁力泵。可用于石油、化工、医药、卫生、食品等行业给排各种流体。

磁力泵是一种用磁性联轴器驱动叶轮旋转的泵。由于永久磁体可以无接触地穿透空气层或非磁导体而传递动力，因此被驱动机的轴无需穿出机壳，这就从根本上消除了轴封的泄漏通道，实现了泵的完全静密封。由于这种泵工作时输送介质对外绝对不泄漏，除一般用途外，尤其适用于抽送具有腐蚀性、挥发性、放射性、易燃、易爆、有毒和贵重的液体。

国外自七十年代，国内自八十年代起，磁力泵的研究和生产得到了较快的发展。国内《水泵技术》1984年第2期发表的有关文章，较有代表性地介绍了磁力泵的发展情况和常见结构，并指出，泵运行时转子产生的轴向力如何得以平衡是磁力泵设计和可靠运行的特别突出的问题。但文中介绍的有关实例，不仅结构复杂，而且均不能做到自动地完全平衡轴向力，最终仍需设置两对止推环来承受残余轴向力。快速磨损的摩擦付的存在，对提高泵的工作可靠性和使用寿命是极其不利的。

本实用新型的目的是要提供一种新型的轴向力自平衡型磁力泵。它仅只需依靠自身已有的零件－－叶轮、泵后盖、前后轴承、内磁转、空心轴、隔离套等，只要正确地决定以上零件的几何尺寸并作合理布局以形成三个以上可变的轴向间隙，不用增设专门的轴向力平衡部件，就能实现对平衡系统压力分布的适时调节，保证泵运行时静止件与运动件之间自动地保持一定的轴向间隙，转子的轴向力亦能得到自动的完全平衡，无需设置承受残余轴向力的摩擦付。

本实用新型的目的是这样实现的：轴向力自平衡型磁力泵由口环、叶轮螺母、防松垫圈、叶轮、平键、压水室、前轴承、泵后盖、隔离套、内磁转子、前护轴套、外磁转子、平键后轴承、后护轴套、连接体、空心轴、电机、密封圈等组成，由其自身部件叶轮、前轴承、泵后盖、隔离套、内磁转子、后轴承、空心轴等相互之间形成三个以上可变的轴向间隙来构成轴向力平衡系统。轴向力平衡系统的工作原理为：以由叶轮（4）轮毂与前轴承（7）之间形成轴向间隙δ1，泵后盖（8）与内磁转子（10）之间形成轴向间隙δ2，空心轴（17）与隔离套（9）之间形成轴向间隙δ3而构成的轴向力平衡系统为例，参看图1，磁性联轴器（10）、（12）带动叶轮（4）旋转时，产生流量Q和压力P，与此同时，叶轮后背建立压力P₁。流量Q的很小部分q由P₁的推动进入叶轮（4）轮毂与前轴承（7）之间的轴向间隙δ1，经前轴承（7）的冷却槽流向内磁转子（10）左侧并建立压力P₂，P₂推动q流经泵后盖（8）与内磁转子（10）之间的环形凸台轴向间隙δ₂，再绕过内磁转子（10）的园柱表面，进入其右侧并建立压力P₃。P₃推动q流经后轴承（14）的冷却槽，进入空心轴（17）末端与隔离套（9）形成的轴向间隙δ₃之后穿过轴的中心孔，回到叶轮吸入口，重新被吸入和压出。

磁力泵运行时，由于叶轮前后的压力差和内、外磁转子的制造、安装对中误差的存在，会产生作用于转子上的轴向力，前者的方向指向泵吸入口，为轴向力的主要部份；后者方向不定，但通常较小。假设转子受到指向吸入口（向左）的轴向力后向左移动，与此同时三个轴向间隙的大小迅速改变，δ₂减小，δ₁和δ₂增大，即三处的流动阻力系数₂变大，₁和₃变小，导致P₂增大，P₃减小，内磁转子（10）两侧的压力差急剧加大，产生一个指向与轴向力相反（向右）的平衡力作用于转子，当平衡力大于轴向力时，则迫使转子右移，此时情况与上述相反，δ₂增大，δ₁和δ₃减小，即₂减小，₁和₃增大，导致P₂减小，P₃增大，使平衡力急剧减小，直到与轴向力完全平衡。上述自动调节过程的完成，即可使转子处于轴向相对静止状态而稳定运行。