CN104121179B - 一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置，属于泵技术检测领域，由叶轮、泵轴及其上的键和圆螺母、泵轴外径上的测压导管、芯轴及其上的零件（包括O型橡胶密封圈、键、滚动轴承的内圈、螺纹轴套）、机械密封动环组成的转子部件与泵轴同步旋转，且芯轴能在泵轴内孔里沿着轴向方向移动；由轴承体及其外径上的2个O型橡胶密封圈、滚动轴承的外圈、轴承压盖及其上的推拉杆和机械密封静环、压力软管组成的定子部件在滚动轴承的作用下，在泵盖的内孔里与芯轴同步轴向移动但不旋转；开有窗口的支架安装在泵盖上，轴承压盖上的推拉杆穿过支架中心孔，安装在推拉杆上的2个调节螺母分居支架中心孔两侧。
Description
技术领域
本发明属于泵技术检测领域，具体涉及离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置的结构及功用。
背景技术
目前，公知的离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试方法，一种是在空心泵轴外径的轴向方向上钻有若干测压通孔，泵轴内设置有与测压通孔相同数量的测压导管，这些测压导管一端与叶轮叶片工作面上的测压孔（或背面上的测压孔）联通，另一端与空心泵轴外径上的测压通孔联通。空心泵轴上装有固定不动的轴套，轴套的内孔与空心泵轴外径形成了一个环形空腔，环形空腔内除泵轴外径上的测压通孔处均装有水封环外，其余空间装有石棉盘根，并用压盖压紧，其结构及工作原理与离心泵的填料密封结构十分相似。由于泵轴高速旋转，泵轴与石棉盘根间存在间隙，很难保证水封环内的有压液体的密封，也很难保证泵轴与石棉盘根摩擦不发热；另一种是在离心泵的叶轮叶片表面埋设压力传感器，压力传感器引线穿过空心泵轴，引到设置在空心泵轴上的接触式滑环上或耦合变压器上，这种测试方法存在许多干扰压力信号的因素，且调试困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置。
本发明是一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置。其特征是：叶轮通过键、泵轴上的轴肩和圆螺母固定在泵轴上。泵轴是部分空心轴,泵轴外径的轴向方向上钻有若干测压通孔，泵轴外径上还布置有与测压通孔相同数量的测压导管，这些测压导管的一端与叶轮盖板上的测压孔联通，其中叶轮盖板上的测压孔是与叶片工作面上的测压孔（或背面上的测压孔）联通的，测压导管的另一端与空心泵轴外径上的测压通孔联通。泵轴内以间隙配合装有一端轴头封闭的空心芯轴，芯轴轴头封闭端的外径上开有一个通孔，通孔的两侧分别装有2个O型橡胶密封圈，芯轴轴头未封闭端的外径上装有滚动轴承和螺纹轴套，其中螺纹轴套的端面上装有机械密封动环。叶轮、泵轴及其上的键和圆螺母、泵轴外径上的测压导管、芯轴及其上的零件（包括O型橡胶密封圈、键、滚动轴承的内圈、螺纹轴套）、机械密封动环组成了转子部件。转子部件与泵轴同步旋转，且芯轴能在泵轴的内孔里沿着轴向方向移动；轴承体以间隙配合装在泵盖的内孔里，其外径上设有2个O型橡胶密封圈，防止泵盖内孔里的液体向外泄漏。轴承体内安装的是芯轴外径上的滚动轴承和轴承压盖，其中轴承压盖上装有机械密封静环、推拉杆和压力软管。轴承体及其外径上的2个O型橡胶密封圈、滚动轴承的外圈、轴承压盖及其上的推拉杆和机械密封静环、压力软管组成了定子部件。芯轴外径上的滚动轴承推（或拉）定子部件在泵盖的内孔里与芯轴同步轴向移动但不旋转；轴承压盖上的机械密封静环与螺纹轴套端面上的机械密封动环构成了完整的机械密封装置，机械密封装置的内孔、轴承压盖、芯轴的空心部分构成了压力腔体，装在轴承压盖上的压力软管将压力腔体与精密压力表联通；开有窗口的支架安装在泵盖上，轴承压盖上的推拉杆穿过支架中心孔，安装在推拉杆上的2个调节螺母分居支架中心孔两侧；调节推拉杆上的2个调节螺母，使推拉杆产生一定的轴向移动量，推拉杆推（或拉）定子部件做相同的轴向移动，定子部件里的滚动轴承再推（或拉）芯轴轴向移动并产生与推拉杆相同的轴向位移，使芯轴外径上的通孔与泵轴外径上的某一测压通孔对准联通，此时泵轴外径上的该测压通孔对应的叶轮叶片工作面上的测压孔（或背面上的测压孔）与芯轴外径上的通孔联通，对应测点的液体压力经过泵轴外径上的测压导管传递到压力腔体，因精密压力表通过压力软管与压力腔体联通，精密压力表的读数值即为叶轮叶片工作面（或背面）上的液体压力。
本发明的有益效果是：1.通过调节分居在支架中心孔两侧的推拉杆上的2个调节螺母，使定子部件产生一定的轴向移动量，由于滚动轴承的作用，芯轴也会产生与定子部件相同的轴向移动量，使离心泵的叶轮叶片工作面（或背面）上设置的多个测压点中只有一个测压点的有压液体经过芯轴上的通孔流入压力腔体，实现了叶轮工作时，用同一块精密压力表测量出不同测点的液体压力；2.芯轴上的通孔与泵轴外径上的某一测压通孔对准时，芯轴及其上的O型橡胶密封圈相对于泵轴是静止的，保证了有压液体的可靠密封；3.本发明结构简单实用，无液体泄漏，数据显示直观，测试误差小，能为离心泵的叶轮叶片工作面（或背面）液体压力分布与能量转换机理的研究提供可靠的实测数据。
附图说明
图1是本发明的结构及功能的示意图。
具体实施方式
如图1所示一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置。所述的泵轴30是部分空心轴，其实心端与电机连接，泵轴30外径的轴向方向上钻有若干测压通孔5，泵轴30上还开有4个均压孔25，均压孔25保证了泵轴30空心段内孔里的液体压力与泵盖2内孔里的液体压力相等；所述的叶轮29装在泵轴30及泵轴30上的键27上，并通过泵轴30上的轴肩和圆螺母26轴向固定；所述的测压导管4布置在泵轴30的外径上，其数量与泵轴30外径上的测压通孔5的数量相等，这些测压导管4的一端与叶轮盖板28上的测压孔31联通，其中叶轮盖板28上的测压孔31是与叶轮29叶片工作面上的测压孔（或背面上的测压孔）联通的，测压导管4的另一端与空心泵轴30外径上的测压通孔5联通，连接处不允许有液体泄漏，且叶轮29、测压导管4与泵轴30同步旋转。
如图1所示，芯轴6是一端轴头封闭的空心轴，其轴头封闭端以间隙配合装在泵轴30的内孔里。在芯轴6与泵轴30内孔配合的部分，芯轴6外径上钻有一个通孔24并装有一个键7，且通孔24的两侧分别设有2个O型橡胶密封圈23，防止被测点压力液体沿芯轴6的外表面泄漏；所述的滚动轴承9装在芯轴6轴头未封闭端的外径上，滚动轴承9的内圈通过芯轴6上的轴肩和螺纹轴套22轴向固定，螺纹轴套22的端面上装有机械密封动环12。
如图1所示，叶轮29、泵轴30及其上的键27和圆螺母26、泵轴30外径上的测压导管4、芯轴6及其上的零件（包括O型橡胶密封圈23、键7、滚动轴承9的内圈、螺纹轴套22）、机械密封动环12组成了转子部件。转子部件与泵轴30同步旋转，且芯轴6能在泵轴30的内孔里沿着轴向方向移动。
如图1所示，泵盖2通过止口定位和泵盖螺栓3连接在泵体1上；所述的轴承体8以间隙配合装在泵盖2的内孔里，其外径上设有2个O型橡胶密封圈10，防止泵盖2内孔里的液体向外界泄漏，轴承体8内安装的是芯轴6外径上的滚动轴承9，轴承体8的内台肩和轴承压盖11将滚动轴承9的外圈轴向固定；所述的轴承压盖11通过压盖螺栓14连接在轴承体8上，其上装有推拉杆19和压力软管20，轴承压盖11内还安装有机械密封静环21；所述的轴承压盖11上的机械密封静环21与螺纹轴套22端面上的机械密封动环12构成了完整的机械密封装置，防止泵盖2内孔里的液体向机械密封装置内孔泄漏。
如图1所示，轴承体8及其外径上的2个O型橡胶密封圈10、滚动轴承9的外圈、轴承压盖11及其上的推拉杆19和机械密封静环21、压力软管20组成了定子部件。芯轴6外径上的滚动轴承9推（或拉）定子部件在泵盖2的内孔里与芯轴6同步轴向移动但不旋转。
如图1所示，机械密封装置内孔、轴承压盖11、芯轴6的空心部分构成了压力腔体17，压力腔体17通过压力软管20与精密压力表15联通；所述的开有窗口的支架16通过止口定位和支架螺栓13连接在泵盖2上，支架16的窗口是用于安装调节，轴承压盖11上的推拉杆19穿过支架16上的中心孔，安装在推拉杆19上的2个调节螺母18分居支架16上的中心孔的两侧。
本发明的工作过程如下：
如图1所示，在泵不工作时，通过调节分居在支架16中心孔两侧的推拉杆19上的2个调节螺母18，使推拉杆19向左轴向移动，推拉杆19推动定子部件也做向左的轴向移动。由于滚动轴承9的作用，芯轴6也会产生与定子部件相同的向左的轴向移动量，直至使芯轴6的B面与泵轴30内孔的A面靠死，此时支架16右端的C面与推拉杆19右端的D面的距离记为。
在泵工作时，调节分居在支架16中心孔两侧的推拉杆19上的2个调节螺母18，使推拉杆19向右轴向移动，推拉杆19拉动定子部件也做向右的轴向移动。由于滚动轴承9的作用，芯轴6也会产生与定子部件相同的向右的轴向移动量，使支架16右端的C面与推拉杆19右端的D面的距离为，此时芯轴6外径上的通孔24与泵轴30外径上的左端的第一个测压通孔5对准联通，即与该测压通孔5对应的叶轮29叶片工作面的测压孔（或背面的测压孔）联通，对应测点的液体压力经过泵轴30外径上的测压导管4传递到压力腔体17，因精密压力表15通过压力软管20与压力腔体17联通，精密压力表15的读数值即为叶轮29叶片工作面（或背面）上的液体压力；然后再调节分居在支架16中心孔两侧的推拉杆19上的2个调节螺母18，使推拉杆19向右轴向移动，直至支架16右端的C面与推拉杆19右端的D面的距离为，则芯轴6外径上的通孔24与泵轴30外径上的左端的第二个测压通孔5对准联通，精密压力表15即可测出与泵轴30外径上的左端的第二个测压通孔5对应的叶轮29叶片工作面（或背面）上的液体压力；然后再调节分居在支架16中心孔两侧的推拉杆19上的2个调节螺母18，使推拉杆19向右轴向移动，直至支架16右端的C面与推拉杆19右端的D面的距离为，则芯轴6外径上的通孔24与泵轴30外径上的左端的第三个测压通孔5对准联通，精密压力表15即可测出与泵轴30外径上的左端的第三个测压通孔5对应的叶轮29叶片工作面（或背面）上的液体压力；以此类推，可测出离心泵的叶轮29叶片工作面（或背面）上的多个测压点的液体压力。
Claims (4)
1.一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置，其特征在于：叶轮(29)、泵轴(30)及其上的键(27)和圆螺母(26)、泵轴(30)外径上的测压导管(4)、芯轴(6)及其上的零件、机械密封动环(12)组成了转子部件，所述的芯轴(6)上的零件由O型橡胶密封圈(23)、键(7)、滚动轴承(9)的内圈、螺纹轴套(22)组成，转子部件与泵轴(30)同步旋转，且芯轴(6)能在泵轴(30)的内孔里沿着轴向方向移动；轴承体(8)及其外径上的2个O型橡胶密封圈(10)、滚动轴承(9)的外圈、轴承压盖(11)及其上的推拉杆(19)和机械密封静环(21)、压力软管(20)组成了定子部件，芯轴(6)外径上的滚动轴承(9)带动定子部件在泵盖(2)的内孔里与芯轴(6)同步轴向移动但不旋转；轴承压盖(11)上的机械密封静环(21)与螺纹轴套(22)端面上的机械密封动环(12)构成了完整的机械密封装置，机械密封装置的内孔、轴承压盖(11)、芯轴(6)的空心部分构成了压力腔体(17)；开有窗口的支架(16)安装在泵盖(2)上，支架(16)的窗口用于安装调节，轴承压盖(11)上的推拉杆(19)穿过支架(16)上的中心孔，安装在推拉杆(19)上的2个调节螺母(18)分居支架(16)上的中心孔的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置，其特征在于：泵轴(30)是部分空心轴，其实心端与电机连接，泵轴(30)外径上的轴向方向钻有若干测压通孔(5)；叶轮(29)装在泵轴(30)及泵轴(30)上的键(27)上，并通过泵轴(30)上的轴肩和圆螺母(26)轴向固定；测压导管(4)布置在泵轴(30)的外径上，其数量与泵轴(30)外径上的测压通孔(5)的数量相等，这些测压导管(4)的一端与叶轮盖板(28)上的测压孔(31)连通，其中叶轮盖板(28)上的测压孔(31)是与叶轮(29)的叶片工作面上或叶片背面上的测压孔连通的，测压导管(4)的另一端与空心泵轴(30)外径上的测压通孔(5)连通，连接处不允许有液体泄漏，且叶轮(29)、测压导管(4)与泵轴(30)同步旋转。
3.根据权利要求1所述的一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置，其特征在于：所述的芯轴(6)是一端轴头封闭的空心轴，其轴头封闭端以间隙配合装在泵轴(30)的内孔里，在芯轴(6)与泵轴(30)内孔配合的部分，芯轴(6)外径上钻有一个通孔(24)并装有一个键(7)，且通孔(24)的两侧分别设有2个O型橡胶密封圈(23)，防止被测点压力液体沿芯轴(6)的外表面泄漏；芯轴(6)在泵轴(30)的内孔里沿着轴向方向移动，使芯轴(6)上的通孔(24)与泵轴(30)外径上某一测压通孔(5)对准。
4.根据权利要求1所述的一种离心泵的叶轮叶片表面液体压力的测试装置，其特征在于：所述的轴承体(8)以间隙配合装在泵盖(2)的内孔里，其外径上设有2个O型橡胶密封圈(10)，防止泵盖(2)内孔里的液体向外界泄漏；轴承体(8)内安装的是芯轴(6)外径上的滚动轴承(9)，轴承体(8)的内台肩和轴承压盖(11)将滚动轴承(9)的外圈轴向固定，其中轴承压盖上装有机械密封静环(21)、推拉杆(19)和连接精密压力表(15)的压力软管(20)；轴承压盖(11)上的机械密封静环(21)与螺纹轴套(22)端面上的机械密封动环(12)构成了完整的机械密封装置，防止泵盖(2)内孔里的液体向压力腔体(17)泄漏。
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