CN220705971U - 一种多级离心泵轴向力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级离心泵轴向力测量装置，通过在转动轴上设有两个向心推力球轴承以及对应的测力组件，两个向心推力球轴承的内圈安装在转动轴上随转动轴转动，外圈分别与对应的测力机构抵接，当转动轴受到轴向力时，向心推力球轴承的内圈跟随转动轴沿轴向位移进而带动外圈也同步向轴向位移，外圈沿轴向位移会压紧在相应侧的测力组件上，通过测力组件反馈处此时的轴向力大小进而来监测多级离心泵转子运行状态实现事故预测，及时地做出相应的措施，确保机组的稳定运行，延长机组使用寿命，该多级离心泵轴向力测量装置结构简单，监测操作便利可行，且能确保监测轴向力的精准性。

Description

一种多级离心泵轴向力测量装置

技术领域

本实用新型涉及离心泵的技术领域，具体为一种多级离心泵轴向力测量装置。

背景技术

多级离心泵是流程工业的常用泵通常具有高扬程和大流量的特点，其结构上在设计时通常均设计有轴向力平衡结构或装置以减小对主轴轴承的轴向力，但平衡机构的设计与实际应用上往往有所差异，导致轴向力没有被很好的平衡，从而造成泵在使用过程中早期失效，需要维修，因此，在样机试制时，怎么样方便可靠的对理论设计进行验证测试以提供修正设计所需的参数，是一个必须要解决的课题；同时，在多级离心泵运行过程其轴向力变化也是直接能够反映多级离心泵转子运行状态的一个重要参数，因此对运行中的多级泵实时监测其轴向力来监测多级离心泵的转子运行状态也是很有必要的，通过监测多级离心泵的转子运行状态就可以实现事故预测，及时的做出相应的措施，确保机组的稳定运行，延长机组使用寿命。现有对多级离心泵轴向力的测量装置大多比较复杂，且测量操作不便利，测量的结果误差较大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多级离心泵轴向力测量装置，解决了现有技术中对多级离心泵轴向力的测量装置大多比较复杂，且测量操作不便利，测量的结果误差较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多级离心泵轴向力测量装置，包括壳体、端盖、转动轴、测力机构和压紧件，所述转动轴的第一端用于与离心泵的主轴连接，所述转动轴的第二端转动安装于所述壳体内部；

所述测力机构设于所述壳体内，所述测力机构包括两个向心推力球轴承和两个测力组件，两个所述向心推力球轴承的内圈相邻且相背的设于所述转动轴上，两个所述测力组件分别抵接于两个所述向心推力球轴承的外圈的两侧用于测量所述向心推力球轴承的轴向位移，所述压紧件设于所述转动轴上且用于压紧所述向心推力球轴承的内圈。

进一步地，所述转动轴包括第一轴段和第二轴段，所述第二轴段的外径小于所述第一轴段，所述第一轴段通过分半滑动轴承转动安装于所述壳体内，所述测力机构和所述压紧件依次设于所述第二轴段上且靠近所述第一轴段。

进一步地，所述壳体和所述端盖上对应设有环槽，所述环槽分别位于两个所述向心推力球轴承的两侧，所述测力组件设于所述环槽内，所述环槽轴向与所述转动轴轴向一致；

所述测力组件包括依次设置的第一测力环、测力传感器、第二测力环和调整螺钉，所述第一测力环设于所述向心推力球轴承与所述测力传感器之间，所述第二测力环设于所述测力传感器与所述调整螺钉之间，所述调整螺钉螺纹旋合沿所述转动轴的轴向伸入所述环槽底部与所述第二测力环端面抵接。

进一步地，所述环槽包括安装部、开口部和轴向设于所述环槽底部的螺纹孔，所述开口部的内侧敞开形成开口槽，所述调整螺钉与所述螺纹孔配合连接，所述测力传感器和所述第二测力环设于所述安装部内，所述第一测力环设于所述开口部内。

进一步地，所述壳体的一端供所述转动轴穿入，所述壳体的另一端敞开设置，所述端盖盖设于所述壳体敞开的一端。

进一步地，所述压紧件包括压套和螺母，所述压套套设于所述第二轴段上且与其中一所述向心推力球轴承的内圈抵接，所述螺母配合安装于所述第二轴段上且抵接在所述压套的外侧，另一所述向心推力球轴承的内圈抵接于所述第一轴段与所述第二轴段之间的轴肩上。

进一步地，所述壳体内还设有油池，所述转动轴上设有甩油环。

进一步地，所述甩油环包括第一环、第二环和第三环，所述第一环设于所述压套上，所述第二环和所述第三环分别设于所述第一轴段上且位于所述分半滑动轴承的内部。

进一步地，所述端盖的内部设有供所述第一环安装的第一避空位；和/或，所述分半滑动轴承的内部设有供所述第二环和所述第三环安装的第二避空位。

进一步地，所述转动轴与所述壳体的连接处设有密封件。

本实用新型提供一种多级离心泵轴向力测量装置，包括壳体、转动轴、测力机构和压紧件，转动轴与离心泵的主轴连接进行同步转动，离心泵的转子运行过程中轴向受力状态传递给转动轴，体现在转动轴的轴向力变化上，通过在转动轴上设有两个向心推力球轴承以及对应的测力组件，两个向心推力球轴承的内圈安装在转动轴上随转动轴转动，外圈分别与对应的测力机构抵接，当转动轴受到轴向力时，向心推力球轴承的内圈跟随转动轴沿轴向位移进而带动外圈也同步向轴向位移，外圈沿轴向位移会压紧在相应侧的测力组件上，通过测力组件反馈处此时的轴向力大小进而来监测多级离心泵转子运行状态,实现事故预测，及时地做出相应的措施，确保机组的稳定运行，延长机组使用寿命，该多级离心泵轴向力测量装置结构简单，监测操作便利可行，且能确保监测轴向力的精准性；本轴向力测量装置通过将转动轴、测力机构和压紧件等部件装配于壳体内构成一独立的轴向力测量模块结构，即可以作为样机测试用的专用测量装置，也可以方便与多级离心泵进行组装作为泵运行过程中实时监控模块使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的多级离心泵轴向力测量装置的截面结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的端盖的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的端盖的轴切面结构示意图；

图4是图1中的A-A向局部剖视图。

图中：1、壳体；2、转动轴；3、测力机构；4、压紧件；5、分半滑动轴承；6、端盖；7、油池；8密封件；11、环槽；111、螺纹孔；112、安装部；113、开口部；301、向心推力球轴承；302、第一测力环；303、测力传感器；304、第二测力环；305、调整螺钉；401、压套；402、螺母；51、轴承上半部；52、轴承下半部；501、第二避空位601、第一避空位；71、甩油环；711、第一环；712、第二环；713、第三环。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1~4，本实用新型实施例提供一种多级离心泵轴向力测量装置，包括壳体1、端盖6、转动轴2、测力机构3和压紧件4，转动轴2的第一端用于与离心泵的主轴连接使得主轴的转动状态能传递给转动轴2上，转动轴2的第二端转动安装于壳体1内部，本实施例中优选转动轴2通过分半滑动轴承5转动安装于壳体1内；

测力机构3设于壳体1内，测力机构3包括两个向心推力球轴承301和两个测力组件，两个向心推力球轴承301的内圈相邻且相背的设于转动轴2上，两个测力组件分别抵接于两个向心推力球轴承301的外圈的两侧用于测量向心推力球轴承301的轴向位移，压紧件4设于转动轴2上且用于压紧向心推力球轴承301的内圈从而避免向心推力球轴承301沿转动轴2自由移动。

具体地，使用时将转动轴2与离心泵的主轴通过刚性联轴器连接进行同步转动，壳体1通过紧固件与离心泵的轴承体端连接，这样离心泵的转子运行时的轴向力变化就会传递至转动轴2的轴向位移及转化为对测力传感器303的压力变化上，通过在转动轴2上设有两个向心推力球轴承301以及对应的测力组件，两个向心推力球轴承301的内圈安装在转动轴2上随转动轴2转动，外圈分别与对应的测力机构3抵接，当转动轴2受到轴向力时，向心推力球轴承301的内圈跟随转动轴2沿轴向位移进而带动外圈也同步向轴向位移，外圈沿轴向位移会压紧在相应侧的测力组件上对测力传感器303产生压力，就可以通过测力组件反馈处此时的轴向力大小，进而来监测多级离心泵转子运行状态实现事故预测，及时地做出相应的措施，确保机组的稳定运行，延长机组使用寿命，该多级离心泵轴向力测量装置结构简单，监测操作便利可行，且能确保监测轴向力的精准性；即本轴向力测量装置通过将转动轴2、测力机构3和压紧件4等部件装配于壳体1内构成一独立的轴向力测量模块结构，即可以作为样机测试用的专用测量装置，也可以方便与多级离心泵进行组装作为多级离心泵的一个部件，作为泵运行过程中实时监控模块使用，具有安装方便，适用范围大的优点。

进一步地，转动轴2包括第一轴段和第二轴段，第二轴段的外径小于第一轴段，如此，可在第一轴段与第二轴段之间的位置形成有轴肩，第一轴段通过分半滑动轴承5转动安装于壳体1内，参照图1所示，分半滑动轴承5包括轴承上半部51和轴承下半部52，其中轴承上半部51与壳体1的内壁上部紧固连接，轴承的下部与壳体1的内壁下部连接固定，以此来支承转动轴2在壳体1内部的转动并可以顺畅的沿其自身轴向滑动，测力机构3和压紧件4依次设于第二轴段上且靠近第一轴段，也即测力机构3的靠轴肩位置的一个向心推力球轴承301内圈端面可抵接在轴肩上，从而保证测力机构3安装的定位和稳固。

进一步地，壳体1和端盖6上对应设有环槽11，环槽11分别位于两个向心推力球轴承301的两侧，测力组件设于环槽11内，环槽11轴向与转动轴2轴向一致，通过设置环槽11，其一方面可以对测力机构3的测力组件起到支承安装的作用，另一方面，环槽11可对测力组件起到保护作用，避免转动轴2转动过程中对测力组件造成暴力损伤；具体地，测力组件包括依次设置的第一测力环302、测力传感器303、第二测力环304和调整螺钉305，第一测力环302设于向心推力球轴承301与测力传感器303之间，第二测力环304设于测力传感器303与调整螺钉305之间，调整螺钉305螺纹旋合沿转动轴2的轴向伸入环槽11底部与第二测力环304端面抵接，通过调整螺钉305保证第二测力环304、测力传感器303、第一测力环302及对应的一个向心推力球轴承301外圈端面紧密接触，通过设置第一测力环302可以避免转动轴2轴向移动时带动向心推力球轴承301轴向位移时直接挤压测力传感器303进而对传感器造成损伤，同样地，设置第二测力环304可以避免调整螺钉305在调整过程中直接作用在测力传感器303的面上对其造成损伤。

一般地，测力传感器303具有三个，在环槽11内沿圆周均布，通过在测力传感器303的两端设置第一测力环302和第二测力环304同时设置与测力传感器303对应的三个调整螺栓305，可以方便的调整第二测力环304的轴向位置，以消除测力传感器303的几何尺寸误差使三个测力传感器303均能与第一测力环302的对应端面紧密抵接，以保证将对应向心推力球轴承301的轴向力均匀的传递给各个测力传感器303，一方面提升测量精度，另一方便保护测力传感器303。本实施例的多级离心泵轴向力测量装置为一独立模块，使得在泵组装配时，仅需将壳体1与离心泵的轴承体对应端面连接，再将转轴2与离心泵的主轴连接即可，极大程度的方便了安装与维护。

更具体地，环槽11包括安装部112、开口部113和轴向设于环槽11底部的螺纹孔111，开口部113的内侧敞开形成开口槽，调整螺钉305与螺纹孔111配合连接从而便于通过调整螺钉305来调节第二测力环304保证其与各测力传感器303紧密接触，测力传感器303和第二测力环304设于安装部112内以对测力传感器303起到保护支承作用，第一测力环302设于开口部113内进行径向方向的限位并能顺畅的轴向位移，如此，通过该开口部113可以使第一测力环302更好地与对应的向心推力球轴承301外圈端面接触，从而将向心推力球轴承301的轴向位移更好地传递给测力传感器303。

本实施例中的多级离心泵轴向力测量装置的壳体1的一端供转动轴2穿入，壳体1的另一端敞开设置，端盖6盖设于壳体1敞开的一端，通过设置端盖6便于对壳体1内部的零部件进行安装和维护，将其中一环槽11设于端盖6内，另一环槽11设于壳体1的内部，可以合理地利用端盖6机壳体1内部的空间，减少结构干涉。作为优选地，本实施例中在转动轴2与壳体1的连接处设有密封件8，密封件8可以为机械密封件、迷宫式密封件也可以密封圈，这里不作具体限定，可以根据使用场景灵活选择，通过密封件8可以避免多级离心泵一侧的高温润滑油或介质进入壳体1内部，从而保证测力机构3的测量性能及测量精准性。

进一步地，压紧件4包括压套401和螺母402，压套401套设于第二轴段上且与其中一向心推力球轴承301的内圈抵接，螺母402配合安装于第二轴段上且抵接在压套401的外侧，另一向心推力球轴承301的内圈抵接于第一轴段与第二轴段之间的轴肩上，两个向心推力球轴承301的两侧分别通过压紧件4和轴肩实现压紧稳固，避免向心推力球轴承301在转动轴2上的滑动从而影响主轴轴向向心力测量的精准性,这里，还可以在轴肩与对应向心推力球轴承301的内圈之间装设调整垫，以调整向心推力球轴承301在轴向的最优位置。

为了实现对轴承进行润混保证转动轴2转动的顺畅性，在壳体1内还设有油池7，转动轴2上设有甩油环71，通过甩油环71将油池7中的润滑油带入至轴承上以对轴承起到润滑作用，主要的轴承包括分半滑动轴承5和向心推力球轴承301。具体地，甩油环71包括第一环711、第二环712和第三环713，第一环711套设于压套401上，第一环711从油池7中带入的润滑油经压套401浸润至向心推力球轴承301上从而对其实现润滑，同样地，第二环712和第三环713分别设于第一轴段上且位于分半滑动轴承5的内部，通过第二环712和第三环713将油池7中的润滑油带入实现对分半滑动轴承5的润滑。

参照图2-4，本实施例中的端盖6的内部设有供第一环711安装的第一避空位501，通过该第一避空位501使得第一环711可在第一避空位501内部随转动轴2进行转动进而将油池7中的润滑油带入；同样地，分半滑动轴承5的内部设有供第二环712和第三环713安装的第二避空位601，通过第二避空位601使得第二环712和第三环713可随着转动轴2进行转动进而实现对分半滑动轴承5的润滑，或者，第一环711、第二环712和第三环713可直接设置在转动轴2上，只要能实现对相应的轴承实现润滑效果即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：包括壳体、端盖、转动轴、测力机构和压紧件，所述转动轴的第一端用于与离心泵的主轴连接，所述转动轴的第二端转动安装于所述壳体内部；

所述测力机构设于所述壳体内，所述测力机构包括两个向心推力球轴承和两个测力组件，两个所述向心推力球轴承的内圈相邻且相背的设于所述转动轴上，两个所述测力组件分别抵接于两个所述向心推力球轴承的外圈的两侧用于测量所述向心推力球轴承的轴向位移，所述压紧件设于所述转动轴上且用于压紧所述向心推力球轴承的内圈。

2.根据权利要求1所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述转动轴包括第一轴段和第二轴段，所述第二轴段的外径小于所述第一轴段，所述第一轴段通过分半滑动轴承转动安装于所述壳体内，所述测力机构和所述压紧件依次设于所述第二轴段上且靠近所述第一轴段。

3.根据权利要求2所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述壳体和所述端盖上对应设有环槽，所述环槽分别位于两个所述向心推力球轴承的两侧，所述测力组件设于所述环槽内，所述环槽轴向与所述转动轴轴向一致；

所述测力组件包括依次设置的第一测力环、测力传感器、第二测力环和调整螺钉，所述第一测力环设于所述向心推力球轴承与所述测力传感器之间，所述第二测力环设于所述测力传感器与所述调整螺钉之间，所述调整螺钉螺纹旋合沿所述转动轴的轴向伸入所述环槽底部与所述第二测力环端面抵接。

4.根据权利要求3所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述环槽包括安装部、开口部和轴向设于所述环槽底部的螺纹孔，所述开口部的内侧敞开形成开口槽，所述调整螺钉与所述螺纹孔配合连接，所述测力传感器和所述第二测力环设于所述安装部内，所述第一测力环设于所述开口部内。

5.根据权利要求4所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述壳体的一端供所述转动轴穿入，所述壳体的另一端敞开设置，所述端盖盖设于所述壳体敞开的一端。

6.根据权利要求5所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述压紧件包括压套和螺母，所述压套套设于所述第二轴段上且与其中一所述向心推力球轴承的内圈抵接，所述螺母配合安装于所述第二轴段上且抵接在所述压套的外侧，另一所述向心推力球轴承的内圈抵接于所述第一轴段与所述第二轴段之间的轴肩上。

7.根据权利要求6所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述壳体内还设有油池，所述转动轴上设有甩油环。

8.根据权利要求7所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述甩油环包括第一环、第二环和第三环，所述第一环设于所述压套上，所述第二环和所述第三环分别设于所述第一轴段上且位于所述分半滑动轴承的内部。

9.根据权利要求8所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述端盖的内部设有供所述第一环安装的第一避空位；和/或，所述分半滑动轴承的内部设有供所述第二环和所述第三环安装的第二避空位。

10.根据权利要求1所述的多级离心泵轴向力测量装置，其特征在于：所述转动轴与所述壳体的连接处设有密封件。