专利名称：泵用平衡盘轴向位置测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及用平衡盘动态平衡多级离心泵轴向力时平衡盘轴向位置的测定装置的结构，主要应用于多级离心泵中随时随地测定平衡盘端面与平衡环端面之间的轴向间隙，尤其是测定此间隙的最小值以便监测平衡盘与平衡环之间是否发生了研磨。
背景技术：
多级离心泵在运行过程中，轴向力是随工况变化的。为使在各种工况下轴向力都得到平衡，很大一部分多级离心泵使用了平衡盘机构。用平衡盘平衡多级离心泵轴向力时，多级泵的全部叶轮同方向安装在泵轴上，所有叶轮进口方向指向泵的吸水室，运行中各级叶轮承受的轴向力全部指向吸水室且随泵的工况发生变化。在泵转子上末级叶轮后同时装入平衡盘，使平衡盘运转中所承受的轴向力(称平衡力)与泵的总轴向力在任何情况下大小相等而方向相反，达到动态平衡。这种平衡装置中有两个密封间隙，一个是轮毂(轴套)与泵体之间有一个径向间隙，另一个是平衡盘端面与平衡环(固连于泵体上)端面之间有一个轴向间隙。平衡盘后面的平衡腔通过其上的开孔用连通管(俗称平衡水管或回水管)与泵的吸入口相连通。这种多级泵运转时，转子是沿轴向来回窜动的，因此在驱动端与非驱动端均装入允许轴向窜动的圆柱滚子轴承。设某一工况各级叶轮承受的轴向力增大时使轴向的间隙值减小引起径向间隙内泄漏量减小导致径向间隙两端压力差降低，这会引起轴向间隙内压力升高，从而使平衡盘的平衡力随之加大，达到自动平衡；相反，当某一工况各级叶轮承受的轴向力减小时使轴向间隙的间隙值增大，从而使平衡盘的平衡力随之减小，亦达到自动平衡。总之，动态平衡时，不同工况轴向间隙的间隙值是不同的，轴向力和平衡力达最大值时，轴向间隙的间隙值取最小值b1；轴向力和平衡力达最小值时，轴向间隙的间隙值取最大值b2；一般情况下，轴向间隙的间隙值在(b1，b2)范围内变化。但是，随着多级泵运行时间的延续，所有叶轮前、后的密封环密封间隙均因磨损而逐渐加大，导致泵的轴向力在所有工况下都沿着指向进水口的方向增大，要求平衡盘的平衡力增大，引起b2、b1逐渐减小，以致下限值b1趋于零，导致平衡盘端面和平衡环端面之间发生研磨。这种转子与定子之间的研磨是不允许的，但却或迟或早必然发生，轻则端面迅速磨损后泵转子推紧电机转子使电机转子推坏电机的轴承，重则导致两个端面烧死而发生整个转子抱死甚至断轴的故障。采用平衡盘平衡轴向力的多级离心泵中，上述故障屡见不鲜，非计划性停机现象屡屡发生，常令生产厂家及用户大为苦恼。
通常设计中轴向间隙取值在0.1mm数量级，可见b2＞b1且均为0.1mm数量级，泵的正常运行对应于b1的值从0.1mm左右变化到0的这一过程，但在现有技术中，没有检索到有对间隙值b1的测定装置，即没有检索到对多级离心泵平衡盘轴向位置的测定装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种泵用平衡盘轴向位置测定装置用于随时随地直接显示平衡盘的轴向位置，尤其是能够随时随地给出间隙下限值b1以便在发生研磨现象之前就能够采取应对措施。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现一种泵用平衡盘轴向位置测定装置，其主要特点包括有在泵轴非驱动端设有安装孔(1-8)，其内镶有滚柱(1-9)，滚柱(1-9)的端面与挺杆(1-11)之间设有滚珠球(1-10)；轴承体端盖(1-13)固连与泵体，挺杆(1-11)上设有突肩，在挺杆(1-11)上设有压紧弹簧(1-12)，轴向压紧滚珠球(1-10)；挺杆(1-11)从轴承体端盖(1-13)穿出，轴承体端盖(1-13)与压盖(1-15)固连，轴承体端盖(1-13)及压盖(1-15)的内孔组合成为挺杆(1-11)的导向孔，压盖(1-15)的内孔和挺杆(1-11)间设有导向键(1-16)；传动块(1-17)与挺杆(1-11)末端以锥孔配合，并由螺帽(1-18)压紧；在传动块(1-17)上设有轴向位移传感器。
所述轴向位移传感器为在轴承体端盖(1-13)的凸台上设有传感器座(1-25)，传感器盒(1-24)通过传感器位置调整螺钉(1-23)固连于传感器座(1-25)，线位移传感器(1-22)设于传感器盒(1-24)内，在传动块(1-17)上设有传感器测杆臂(1-20)，其与线位移传感器(1-22)的测端(1-21)的相连。
所述轴向位移传感器为在传动块(1-17)的径向设有凹槽，杠杆臂(2-2)驱动端a插入槽中，小平面镜(2-1)设于杠杆臂(2-2)另一端并与其垂直，可绕位于镜平面的轴线O自由转动，O的轴端为顶尖，顶尖座与防水防尘罩(1-19)或与轴承体端盖(1-13)固连，杠杆臂(2-2)沿着杠杆臂ao方向2-5米远处的A点设有一小型平行光管或小电筒(2-3)，且在垂直于oa的方向设置钢板尺(2-4)。
本实用新型传感器的测程为0-1mm。
泵用平衡盘轴向位置测定装置在挺杆(1-11)的导向孔内设有O型密封圈(1-14)以防止润滑油或润滑脂滴出污染传感器。在轴承体端盖(1-13)上安装有防水防尘罩(1-19)，其上设有通风孔及传感器引线孔。
本实用新型的有益效果是，结构简单，设计合理。可方便地安装在用平衡盘平衡轴向力的多级离心泵非驱动端，随时显示泵运行过程中平衡盘轴向间隙的平均值、最大值b2、尤其是最小间隙值b1，当b1值即将接近零而发生平衡盘端面与平衡圈端面之间的研磨时可立即报警，以便采取增加平衡盘平衡力或检修泵内各密封间隙等具体措施，以防止平衡盘端面与平衡环端面之间的研磨，杜绝泵转子抱死或断轴等重大故障发生。
该装置具有尺寸小、安装、调整和使用方便的特点。具有使用可靠、测量准确度高、使用寿命长的优点。由于可有效地防止平衡盘研磨从而可防止频繁地对泵进行解体更换平衡盘的现象。据目前状况统计，通常在大多数矿井中，平均每隔一个月左右的时间就得更换一次平衡盘，从而该装置的使用有助于大大提高平衡盘平衡轴向力的多级离心泵的平均检修寿命(MOL)和平均使用寿命。
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述图1为本实用新型实施例1的主视示意图。
图2(a)为本实用新型实施例2的主视示意图。
图2(b)为实施例2的光杠杆放大测量原理图。
具体实施方式
实施例1见图1，泵用平衡盘轴向位置测定装置，在泵轴非驱动端的中心孔设有安装孔1-8，其内镶有滚柱1-9，滚柱1-9的端面与挺杆1-11之间设有滚珠球1-10；轴承体端盖1-13固连与泵体，挺杆1-11上设有突肩，在挺杆1-11上设有压紧弹簧1-12，轴向压紧滚珠球1-10；挺杆1-11从轴承体端盖1-13穿出，轴承体端盖1-13与压盖1-15固连，轴承体端盖1-13及压盖1-15的内孔组合成为挺杆1-11的导向孔，压盖1-15的内孔和挺杆1-11间设有导向键1-16；传动块1-17与挺杆1-11末端以锥孔配合，并由螺帽1-18压紧；在传动块1-17上设有轴向位移传感器。所述轴向位移传感器为在轴承体端盖1-13的凸台上设有传感器座1-25，传感器盒1-24通过传感器位置调整螺钉1-23固连于传感器座1-25，线位移传感器1-22设于传感器盒1-24内，在传动块1-17上设有传感器测杆臂1-20，其与线位移传感器1-22的测端1-21的相连。传感器的测程为0-1mm。在挺杆1-11的导向孔内设有O型密封圈1-14以防止润滑油或润滑脂滴出污染传感器。在轴承体端盖1-13上安装有防水防尘罩1-19，其上设有通风孔及传感器引线孔。
实施例2见图2a、图2b，泵用平衡盘轴向位置测定装置，其轴向位移传感器为在传动块1-17的径向设有凹槽，杠杆臂2-2驱动端a插入槽中，小平面镜2-1设于杠杆臂2-2另一端并与其垂直，可绕位于镜平面的轴线O自由转动，O的轴端为顶尖，顶尖座与防水防尘罩1-19固连，杠杆臂2-2沿着杠杆臂ao方向3米远处的A点设有一小型平行光管或小电筒2-3，且在垂直于oa的方向设置钢板尺2-4。
使用时，将杠杆臂2-2的驱动端a装入传动块1-17的凹槽中，沿着杠杆臂ao方向3米远处的A点放置一小型平行光管(或小电筒)2-3且在垂直于oa的方向放置一把长度大于100mm的短钢板尺2-4。见图2(b)，若传动块凹槽处于图中的b点，则发光点A发出的光线经光杠杆的平面镜反射后到达B点，可见光杠杆可将位移量ab放大为光点的位移量AB，若db为实际间隙值，则在钢板尺上放大为DB，通常杠杆臂oa长数十毫米，若OA长度为Oa长度的50倍，则AB的长度为ab长度的100倍，从而通过光杠杆可将0.5mm的实际测程转换为钢板尺上50mm的测程，钢板尺上的最小刻度1mm相当于实际测量精度0.01mm，以此作为监测机构显示精度即可满足在由用户对轴向力进行动态调控时的要求。
权利要求1.一种泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征包括有在泵轴非驱动端设有安装孔(1-8)，其内镶有滚柱(1-9)，滚柱(1-9)的端面与挺杆(1-11)之间设有滚珠球(1-10)；轴承体端盖(1-13)固连与泵体，挺杆(1-11)上设有突肩，在挺杆(1-11)上设有压紧弹簧(1-12)，轴向压紧滚珠球(1-10)；挺杆(1-11)从轴承体端盖(1-13)穿出，轴承体端盖(1-13)与压盖(1-15)固连，轴承体端盖(1-13)及压盖(1-15)的内孔组合成为挺杆(1-11)的导向孔，压盖(1-15)的内孔和挺杆(1-11)间设有导向键(1-16)；传动块(1-17)与挺杆(1-11)末端以锥孔配合，并由螺帽(1-18)压紧；在传动块(1-17)上设有轴向位移传感器。
2.如权利要求1所述的泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征包括有所述轴向位移传感器为在轴承体端盖(1-13)的凸台上设有传感器座(1-25)，传感器盒(1-24)通过传感器位置调整螺钉(1-23)固连于传感器座(1-25)，线位移传感器(1-22)设于传感器盒(1-24)内，在传动块(1-17)上设有传感器测杆臂(1-20)，其与线位移传感器(1-22)的测端(1-21)的相连。
3.如权利要求1所述的泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征包括有所述轴向位移传感器为在传动块(1-17)的径向设有凹槽，杠杆臂(2-2)驱动端a插入槽中，小平面镜(2-1)设于杠杆臂(2-2)另一端并与其垂直，可绕位于镜平面的轴线O自由转动，O的轴端为顶尖，顶尖座与防水防尘罩(1-19)或与轴承体端盖(1-13)固连，杠杆臂(2-2)沿着杠杆臂ao方向2-5米远处的A点设有一小型平行光管或小电筒(2-3)，且在垂直于oa的方向设置钢板尺(2-4)。
4.如权利要求2或3所述的泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征是传感器的测程为0-1mm。
5.如权利要求1所述的泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征是在挺杆(1-11)的导向孔内设有O型密封圈(1-14)以防止润滑油或润滑脂滴出污染传感器。
6.如权利要求1所述的泵用平衡盘轴向位置测定装置，其特征是还包括有在轴承体端盖(1-13)上安装有防水防尘罩(1-19)，其上设有通风孔及传感器引线孔。
专利摘要本实用新型主要涉及用平衡盘动态平衡多级离心泵轴向力时平衡盘轴向位置的测定装置的结构，主要应用于多级离心泵中随时随地测定平衡盘端面与平衡环端面之间的轴向间隙。一种泵用平衡盘轴向位置测定装置，其主要特点包括有在泵轴非驱动端设有安装孔(1－8)，其内镶有滚柱(1－9)，滚柱(1－9)的端面与挺杆(1－11)之间设有滚珠球(1－10)；轴承体端盖(1－13)固连与泵体，挺杆(1－11)上设有突肩，在挺杆(1－11)上设有压紧弹簧(1－12)，轴向压紧滚珠球(1－10)；挺杆(1－11)从轴承体端盖(1－13)穿出，轴承体端盖(1－13)与压盖(1－15)固连，轴承体端盖(1－13)及压盖(1－15)的内孔组合成为挺杆(1－11)的导向孔，压盖(1－15)的内孔和挺杆(1－11)间设有导向键(1－16)；传动块(1－17)与挺杆(1－11)末端以锥孔配合，并由螺帽(1－18)压紧；在传动块(1－17)上设有轴向位移传感器。
文档编号G01B7/14GK2766077SQ20052007834
公开日2006年3月22日 申请日期2005年1月30日 优先权日2005年1月30日
发明者陆雄 申请人:陆雄