专利名称：轴向力自平衡型磁力泵的制作方法
技术领域：
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。
常见的磁力泵结构是在叶轮上开平衡孔以减小轴向力，辅以两对止推环承受残余轴向力，又需设专孔引入压力液冷却、润滑前后轴承，不仅轴向力得不到自动的完全平衡，而且结构复杂、摩擦付多，压力液多处引放，降低了泵的运行效率。本实用新型 实现了轴向力自动完全平衡，无需设置止推环，且平衡液q一方面起轴向力的水力平衡作用，另一方面又兼起对隔离套(若用金属制造，会因磁涡流发热)和前后轴承的冷却、润滑作用，实现了“一液多用”。与常见的磁力泵相比，本实用新型结构彻底简化，易损件减至最少，便于制造维修，提高了磁力泵的运行效率、可靠性和使用寿命。
图1为本实用新型结构示意图。图2为前、后轴承结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的结构加以具体说明参看
图1，轴向力自平衡型碳力泵由口环(1)、叶轮螺母(2)、防松垫圈(3)、叶轮(4)、平键(5)、压水室(6)、前轴承(7)、泵后盖(8)、隔离套(9)、内磁转子(10)、前护轴套(11)、外磁转子(12)、平键(13)、后轴承(14)、后护轴套(15)、连接体(16)、空心轴(17)、电机(18)和“O”型密封圈(19)、(20)组成。其轴向力平衡系统可由下述几种方案实现方案1叶轮(4)轮毂与前轴承(7)形成轴向间隙δ1，泵后盖(8)与内磁转子(10)形成轴向间隙δ2，空心轴(17)与隔离套(9)形成轴向间隙δ3。初步设计时可取δ1＝3～4mm，δ2＝0.3～0.50mm，δ3＝5～6mm。通过常规水力计算再确定其它零件尺寸。前后轴承可用石墨或工程塑料制成，其形状如图2所示。特别注意轴承端面不应象常见磁力泵轴承那样开润滑间槽，否则轴向间隙δ1不起调节作用。
方案2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，内磁转子(10)与后轴承(14)之间形成轴向间隙δ4(
图1中虚线所示)，以δ4代替前述的轴向间隙δ1，效果与方案1相同。
方案3轴向力平衡系统由上述轴向间隙δ1、δ2、δ3、δ4共同构成，δ1、δ2、δ3、δ4联合作用，可使轴向力平衡功能更强。
本实用新型的轴向力自动平衡系统不仅适用于磁力泵，同样适用于屏蔽泵和多级泵，且均优于现有的轴向力平衡系统。
本实用新型的所有与输送液接触的零件均应用不锈钢或工程塑料等耐腐蚀材料制作，隔离套(9)应采用无磁不锈钢、工程塑料或钛制作，以降低或消除磁损。其它零件可用碳钢或铸铁制作。
权利要求1.一种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，其特征是轴向力平衡系统由叶轮、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而构成。
2.根据权利要求1所述的轴向力自平衡型磁力泵，其特征是轴向力平衡系统由叶轮(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)之间形成向间隙δ3而构成。
3.根据权利要求1所述的轴向力自平衡型磁力泵，其特征是轴向力平衡系统由泵后盖(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，内磁转子(10)与后轴承(14)之间形成轴向间隙δ4而构成。
4.根据权利要求1所述的轴向力自平衡型磁力泵，其特征是轴向力平衡系统由叶轮(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及内磁转子(10)与后轴承(14)之间形成轴向间隙δ4而构成。
5.根据权利要求2所述的轴向力自平衡型磁力泵，其特征是δ1＝3～4mm，δ2＝0.30～0.50mm，δ3＝5～6mm。
专利摘要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。其新型轴向力自动平衡系统是由泵本身的零部件组成，只要正确地选取这些零部件的几何尺寸和合理布局，以形成三个以上同步可变的轴向间隙，就能实现对平衡系统压力分配的适时调节，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，作用于转子上的轴向力亦能得到自动地完全平衡。
文档编号F04D29/42GK2099209SQ9121767
公开日1992年3月18日 申请日期1991年7月2日 优先权日1991年7月2日
发明者林聿忠, 周启明 申请人:林聿忠