专利名称：磁力驱动单吸多级离心泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多级磁力传动泵，尤其是一种磁力驱动单吸多级离心泵。
背景技术：
长期以来国内广泛应用的磁力泵一般在22KW以下，22KW以上尤其是90KW以上的大功率磁力泵的应用是很少。其中最主要的原因是大多数研究机构不能解决大磁间隙下的磁路设计和大功率泵在运行中轴承的耐磨、耐冲击以及隔离套的设计和选材问题。
从目前的查新检索情况看，涉及大功率磁力泵的研究和专利报道只有甘肃省科学院可达到200KW，而兰州三维科技应用研究院等所研究的大功率磁力泵均未超过90KW，而且均未涉及到多级泵。
因此，从国内的工业应用需求看，一方面国内环保要求已提到很高，另一方面国内电厂用的低加疏水泵、化工用的易汽化介质输送泵以及冶金行业用的大型离心泵均对泄漏提出很高的要求。所以磁力泵的工业应用前景很好，而研制大功率磁力泵，尤其是185KW以上磁力泵更是迫在眉睫。
发明内容
本实用新型提供一种比现有技术制备磁力泵具有更高功率(185KW)的、更高可靠性的，且更耐高温(300°C)、耐高压(20MPa)的磁力驱动单吸多级离心泵，该离心泵主要由泵体部分和磁传动装置组成，其中泵体部分主要包括叶轮、导叶、中壳、泵壳、进出口、轴系， 磁传动装置主要由内磁转子、外磁转子和隔离套组成，并且该磁力驱动单吸多级离心泵采用了由动环、小静环、大静环及平衡盘组成的机械式自平衡平衡盘机构。
该种磁力泵首先解决了磁力泵设计的瓶颈——大磁间隙的磁路设计。
常规的磁路设计主要是依据磁场分布、聚集、离散等理论分析，永磁材料构成的磁路设计虽然有较多的文献报导，但确有一定的局限性，特别是稀土永磁材料的应用，为大磁间隙磁路的设计创造了条件。仍然采用常规的方法进行磁路设计其计算结果误差较大。因此对原有的设计公式或公式中相关的参数进行适当的修正是必要的。
经试验验证和研究分析表明，对磁路设计公式进行修正的方法基本上可分为两种，一是对公式的设计计算结果用隐函数系数进行修正，即系数修正法。另一种是对设计公式中的相关参数进行修正处理，即参数修正法。在磁路设计中，经过分析与对比采用第二种方法较为简便，采用这种方法，对设计公式中的部分参数做了修正处理后，设计了多种磁路，这些磁路通过多次实验研究和分析以及实用中的考核表明，采用参数修正法对大磁间隙磁路的设计是较为适用的。
理想状态的磁路设计是尽量用较少的永磁材料来获得较高的磁场强度，也就是说在永磁材料性能参数确定后，进行合理的最佳的磁路设计，能够得到较大的磁场力即磁传递力或力矩。
其次，本磁力泵还解决了磁力泵一直以来使用可靠性不高的问题。
目前，一般磁力泵均用SiC陶瓷材料作为泵的轴承材料，出现的问题是SiC陶瓷材料不能适应温差变化大、振动强度大、有冲击等环境，然而大功率的磁力泵往往会出现振动大、冲击条件多的情况，于是，我们便采用了一种新的硬质合金材料一钨钴镁，该材料经过等静压造型、高温烧结、精加工等工序制成磁力泵轴承材料，其特点是耐磨、耐温差变化、 耐冲击，硬度可达70HRC以上，从而将磁力泵的使用寿命提高到5年。
另外，本磁力泵还采用了钛合金(Tc4)隔离套，一方面解决了由于磁间隙增大而造成的功率损失问题，另一方面解决了磁力泵耐20MPa高压的困难。
隔离套材质选用主要考虑涡流热的大小和承受压力的能力两个因素。若用非金属材料，不存在电涡流产生的功率损失，但为了保证隔离套的强度，厚度一般设计得比较厚， 相当于要增加磁间隙，由于受强度特别是脆性的限制，壁厚较大，经设计2. 5Mpa压力的陶瓷隔离套最小的壁厚为4mm，若传递同样的功率，内外磁转子的场强就必须加大很多，所以不能应用到大功率磁力泵上；若用金属材料，各种金属材料用作隔离套会产生不同的电涡流，通过大量的实验和研究，钛合金材料在这方面有明显的优势，这样就可以保证得到很大的磁转矩，而且可以承受较大的压力，保证泵在高压力条件下运转正常。因此，我们在大功率磁力泵的设计中用了钛合金作为隔离套。
图1是本实用新型的离心泵的结构剖面图； 图2是机械式自平衡平衡盘机构的示意图； 图3是磁力传动器的结构示意图； 图4(a)、图4(b)是滞后角(转角差)Φ的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
附图中各符号说明1、磁传动部件；2、泵壳；3、进口 ；4、中壳；5、导叶；6、出口 ；7、 叶轮；8、轴系；9、内磁转子；10、隔离套；11、外磁转子。
由图1可见为磁力传动多级离心泵。滑动轴承两端支承，轴向力平衡采用近似平衡盘原理的方式平衡，既有极小轴承能平衡一部分轴向力，又有平衡盘利用泵内压力液体流动的特点，造成平衡盘轴向位移而引起流体压力差发生变化的关系来完成轴向力的动态平衡。这样泵在运行中的轴向力平衡问题就得到了解决。
1、我们通过修改磁路设计中的某些参数来完成大磁间隙的磁路设计。
(1)磁体厚度h的修正 磁传递力矩T为 T = Fx · Rc 式中Fx——磁场作用力(或磁场吸引力)，kgf ； Rc——磁场作用力的力臂，对旋转件来说为磁场转动作用的平均半径，cm。
磁场作用力h为
权利要求1. 一种磁力驱动单吸多级离心泵，主要由泵体部分和磁传动装置组成，其中泵体部分主要包括叶轮、导叶、中壳、泵壳、进出口、轴系，磁传动装置主要由内磁转子、外磁转子和隔离套组成，其特征在于，该磁力驱动单吸多级离心泵采用了由动环、小静环、大静环及平衡盘组成的机械式自平衡平衡盘机构。
专利摘要本实用新型涉及一种大功率、耐高温、耐高压的磁力驱动单吸多级离心泵。该磁力驱动单吸多级离心泵采用了钛合金材料的隔离套与钨钴镁硬质合金材料的轴承，还采用了由动环、小静环、大静环及平衡盘组成的机械式自平衡平衡盘机构，并通过修改磁路设计中的某些参数完成了大磁间隙的磁路设计，从而解决了大功率磁力泵隔离套涡流热的冷却问题、大功率磁力泵因轴向力大而难以平衡的问题以及轴承易磨损、抗冲击性差的问题，从而实现了大功率磁力泵结构的优化设计，并使其能够长期稳定运行，提高了磁力泵的功率和可靠性。
文档编号F04D29/02GK201982307SQ20102058545
公开日2011年9月21日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者赵克中, 才越, 汤楚猷 申请人:赵克中, 才越, 汤楚猷