[發明專利]一種多級泵軸向力測試系統和方法

有效

• 申請號: 201910208020.0
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110630527B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 潘世群;王立
• 申請（專利權）人: 長沙中聯泵業股份有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明公開了一種多級泵軸向力測試系統和方法，包括節段式多級泵、導電滑環、電磁推力傳遞盤、右電磁鐵座、右電磁線圈、右位移傳感器、左位移傳感器、左電磁線圈、左電磁鐵座、應變式測力器、壓蓋、右應變片、平動軸、承力盤、左應變片、導向座、支架、出口段、葉輪、中段、徑向導葉、泵軸和吸入端，所述節段式多級泵包括出口段、葉輪、中段、徑向導葉、泵軸和吸入端，本新型多級泵軸向力測試系統和方法從而提高軸向力測試精度，測出轉子軸向串動量的以及在給定串動量情況下的軸向力(或殘余軸向力)，同時實現泵在非設計工況下軸向力測試，也可以獲得泵的任意工況下的軸向力，并可以描繪出軸向力曲線，以指導泵的設計。

技術領域

本發明屬于相關多級泵軸向力測試技術領域，具體涉及一種多級泵軸向力測試系統和方法。

背景技術

多級泵是把單機泵的葉輪通過一根軸同心串起來，以在流量不變的情況下，增加泵的揚程或壓力。有兩個葉輪的叫兩級泵，有多個葉輪的叫多級泵。介質首先從首級葉輪吸入，經過首級葉輪加壓之后，通過流道或導葉進入第二級葉輪吸入口，有第二級葉輪加壓，依次類推經過多級葉輪加壓之后，介質在出口段由渦室收集，并通過出口法蘭流出。

由于葉輪吸入側和另一側的壓力分布不同，吸入口為低壓區，而另一側對應為高壓區，就會產生一個壓力差，這樣每級葉輪都受到一個與液體吸入方向相反的作用力，所有葉輪的合力就是多級泵的軸向力。太大的軸向力會對泵的軸承產生很大的影響，軸承由于載荷增加，溫度升高，磨損嚴重，大大縮短了軸承壽命。由于多級泵的軸向力很大，所以要采取措施平衡軸向力。多級泵平衡軸向力有三種方式：平衡盤平衡法、平衡鼓平衡法和葉輪對稱布置法。平衡盤平衡法、平衡鼓平衡法在泵設計之初要計算泵在額定工況的軸向力的大小，這主要憑經驗法計算，結果往往不太準確，另外更不能獲得泵在非額定工況下的軸向力。因此，有必要在多級泵的試制過程中測試其軸向力的大小或殘余軸向力的大小，以便在為后續的改進設計提供依據，或者為泵的設計師提供泵軸向力設計方面的實際經驗。

現有的多級泵軸向力測試裝置和方法技術存在以下問題：1、現有技術的測試方法的缺陷是不能徹底解決動靜分離的問題，轉子傳遞的軸向力由于抵消軸承外圈與軸承孔之間的摩擦力而損失了一部分，傳遞到傳感器上的力比實際值減小了，因而這種測試方法的精度較低。2、現有技術的測試方法下轉子的串動量是固定的，不能滿足測試轉子軸向串動量的需求以及在給定串動量情況下的軸向力或殘余軸向力測試。3、現有技術的測試裝置與方法也不能方便滿足泵在非設計工況下的軸向力測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多級泵軸向力測試系統和方法，以解決上述背景技術中提出的現有的多級泵軸向力測試裝置和方法在測量的時候精度不是很高，并且不能很好的滿足轉子軸向串動量的需要以及在給定串動量情況下的軸向力或殘余軸向力測試和現有技術的測試裝置與方法也不能方便滿足泵在非設計工況下的軸向力測試的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多級泵軸向力測試系統和方法，包括節段式多級泵、導電滑環、電磁推力傳遞盤、右電磁鐵座、右電磁線圈、右位移傳感器、左位移傳感器、左電磁線圈、左電磁鐵座、應變式測力器、壓蓋、右應變片、平動軸、承力盤、左應變片、導向座、支架、出口段、葉輪、中段、徑向導葉、泵軸和吸入端，所述節段式多級泵包括出口段、葉輪、中段、徑向導葉、泵軸和吸入端，所述中段的內部中間設置有泵軸，所述中段和泵軸套接固定連接，所述中段的內部位于泵軸的外側設置有徑向導葉，所述徑向導葉和泵軸通過套接固定連接，所述中段的后端位于泵軸的外側一周設置有吸入端，所述中段和吸入端通過焊接固定連接，所述吸入端和泵軸套接固定連接，所述中段的前端位于泵軸的外側一周設置有出口段，所述中段和出口段通過焊接固定的方式固定連接，所述出口段和泵軸通過套接固定連接，所述中段和出口段的連接處內側位于泵軸的外側一周設置有葉輪，所述葉輪和泵軸通過套接固定連接，所述出口段的前端位于泵軸上設置有導電滑環，所述導電滑環的前端位于泵軸上設置有電磁推力傳遞盤，所述電磁推力傳遞盤和泵軸通過套接固定連接，所述電磁推力傳遞盤的前端設置有應變式測力器，所述應變式測力器與電磁推力傳遞盤連接。