一种低加疏水磁力泵.pdf

本发明公开一种磁力传动的泵。本发明的磁力泵的泵叶轮轴和驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、叶轮与叶轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路，使泵高压出口端的液体可经此管路充盈于泵的磁驱动件内套内和轴承间隙间。

1、  一种低加疏水磁力泵，包括泵体、泵盖及位于泵体与泵盖间的叶轮和流道，泵叶轮轴和驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、叶轮与叶轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，其特征在于泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路，使泵高压出口端的液体可经此管路充盈于泵的磁驱动件内套内和轴承间隙间。

2、  根据权利要求1所述的低加疏水磁力泵，其特征是泵的平衡盘高压区与泵的低压区入口间设置有连通的管路。

3、  根据权利要求2所述的低加疏水磁力泵，其特征是内磁转子上的磁体磁极N与外磁转子上的磁体磁极S相对布置，内磁转子上的磁体磁极S与外磁转子上的磁体磁极N相对布置。

4、  根据权利要求1或2或3所述的低加疏水磁力泵，其特征是泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路由设置于泵的高压出口端与泵的小端盖间的连通高压出口端与泵腔内部的旁路管和泵叶轮轴中心的通孔构成。

5、  根据权利要求4所述的低加疏水磁力泵，其特征是内、外磁转子所用的磁性材料为钐钴磁性材料。

6、  根据权利要求5所述的低加疏水磁力泵，其特征是轴承结构选用静压式结构轴承。

一种低加疏水磁力泵
技术领域
本发明涉及一种磁力传动的泵，特别是一种低加疏水磁力泵。这里所述的低加疏水的“低”是指入口压力低，也就是通常所称的负压状态；“加”是指输送；“疏水”是指冷凝水回流和热能回收，泵的工作介质为汽液共存形式。本发明的低加疏水磁力泵中泵叶轮轴和驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、叶轮与叶轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间。
背景技术
火力发电厂热力系统中的低加疏水泵是完成热力系统回热加热的蒸汽凝结水工质和热能回收的设备。这种设备主要现阶段以进口的机械泵为主，以前多是随引进的美国西屋公司300MW发电机组成套进口，所用的泵结构为机械密封离心泵，其价格昂贵、维修和更换配件不便。现使用的离心泵还存在着机械固有的缺点，其轴承易坏，泄漏严重，高温负压汽蚀严重，机械密封在高温下极易失效，运转寿命短。正是由于这些原因造成火电厂回收系统热能损失大、煤耗高等问题。
发明内容
本发明提供一种可克服现有机械泵不足，运行中不发生密封失效，可有效克服减缓汽蚀和轴承损坏、有较高使用寿命的低加疏水磁力泵。
本发明的磁力泵的泵叶轮轴和驱动轴上分别固定有用永磁材料制成的从动部件和驱动部件，其中从动部件与驱动部件间设有非磁性材料制成的固定于泵体上的隔离套，使泵体、叶轮与叶轮轴、液体流道及磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路，使泵高压出口端的液体可经此管路充盈于泵的磁驱动件内套内和轴承间隙间。
本发明的实施例中，在泵的平衡盘高压区与泵的低压区入口间设置有连通的管路。
本发明的实施例中，内磁转子上的磁体磁极N与外磁转子上的磁体磁极S相对布置，内磁转子上的磁体磁极S与外磁转子上的磁体磁极N相对布置。
本发明的实施例中，在泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路由设置于泵的高压出口端与泵的小端盖间的连通高压出口端与泵腔内部的旁路管和泵叶轮轴中心的通孔构成。
本发明的实施例中其内、外磁转子所用的磁性材料为钐钴磁性材料，其轴承结构选用静压式结构轴承。
本发明有如下优点：
1、本发明中由于磁从动部件处于由泵体壳和隔离套形成的与驱动轴相隔绝的静密封空间，使驱动部件与从动部件间不存在动密封，因此不会产生运动泄漏现象。
2、本发明的泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路，使泵高压出口端的液体可经此管路充盈于泵的磁驱动件内套内和轴承间隙间，使部分工作介质在泵工作时进行内循环，这一结构既可使泵的磁驱动件冷却，同时可以使轴承得到润滑，同时可以很好地解决汽液混存介质的输送和汽蚀问题。
3、本发明的泵的高压出口端与泵腔和泵的进口间设有连通的管路采用连通高压出口端与泵腔内部的旁路管和在泵叶轮轴中心的通孔的结构，使泵的整体结构更为紧凑、简洁。
4、本发明的实施例中，在泵的平衡盘高压区与泵的低压区入口间设置有连通的管路，使泵的低压区间与平衡盘高压区间形成轴向平衡。
5、本发明的内磁转子上的磁体磁极N与外磁转子上的磁体磁极S相对布置，内磁转子上的磁体磁极S与外磁转子上的磁体磁极N相对布置，通过内、外转子间的磁力作用平衡多余的轴向力。
6、本发明的内、外磁转子选择钐钴高温型磁钢的磁性材料，优化了其高温性能。
7、本发明采用静压式结构轴承，同时采用钨钴钛合金的轴承材料，使泵的轴承有很高的耐磨性，能适用于多种复杂磨蚀工况环境，进一步提高了泵的热稳定性。
8、本发明磁传动器主、从动磁耦合件之间设有钛合金制成的隔离套将从动磁耦合件及工作的运动件一起封闭在工作容器内实现动态下的静密封、零排放。
9、本发明由于主、从动部件是靠耦合磁场传递转矩，是柔性的软传递，因此无噪音、无振动、安全性好。
附图说明
图1为本发明的整体剖面结构示意图。图2为本发明的内磁转子冷却和轴承润滑的内部循环系统示意图。图3为本发明的静压式悬浮轴承结构示意图。图4为内外转子结构意图。图5为本发明的轴承轴向剖面示意图。图6为本发明的轴承径向剖面结构示意图。图7为图4A-A位置的剖面图，为本发明的内外磁转子通过N、S极磁力作用自动平衡轴向力的结构式意图。
具体实施方式
附图给出本发明的一个实施例，以下结合附图说明。
附图1给出本发明的整体结构示意图，其结构是：1为外磁转子；2为隔离套；3为内磁转子；4为隔套法兰；5为轴承外圈；6为轴承内圈；7为吸入端泵盖；8为泵体；9为前段；10为导叶；11为中壳；12为叶轮；13为后段；14为末级导叶；15为蝶型弹簧；16为平衡环；17为出口端泵盖；18为轴承基座；19为小端盖；20为轴承组件；21为托架；22为联轴器；23为与泵出口高压区连通的连通管接口；24为泵入口低压区；图2中25为静压轴承外套；图3中26为静压轴承导流孔；图1中27为轴承内套；28为设于轴29中心的通孔；30为设于平衡盘高压区的与泵的低压区入口间的连通管路接口；31为与接口23连通的连通管接口。由图1并结合图3给出的内容可更清楚看到，本发明的永磁传动泵结构采用单吸多级双壳结构型式，由泵体8外壳和中壳11内壳双层壳体构成，很好地解决了压力稳定问题，同时完成了高压区23和低压区24的彻底隔断，解决了无轴封永磁传动泵的内、外循环冷却系统不受干扰，并很好地缓解汽液混存介质的输送和汽蚀问题，同时保证了低压区的低压和高压区的高压绝对稳定，彼此不造成影响。其次，由于接口23与接口17间设置有连通管，使出口高压区的工作介质可以流入小端盖内的空间32，并经设置于轴29的中心孔28注入轴29前端的空间33，再经隔离套2与内转子3间的间隙注入轴承内外圈之间，最终流入泵的入口低压区24，实现工作介质的内循环，且这种内循环冷却是由泵出口高压区23引出一部分液体，通过轴孔，经内磁转子3与隔离套2的间隙，一部分进入轴承起润滑冷却作用，一部分直接回到泵进口低压区24，从而加快了内部循环起到了冷却转子和润滑轴承的作用，并且充分利用了内部自身资源形成内封闭循环系统，参见图2、图3和图4。在接口30与入口低压区24间还设置有连通的另一旁路管(这一旁路管在图中未表示出来)，通过这一结构使作用于泵叶轮两侧的轴向压力被高压液体平衡。
本发明选用的轴承材料钨钴钛合金，所用的轴承采用了静压轴承结构，参见图3和图6，在轴承的外套25的外圈背面上开设了导流孔26，使泵腔与轴承内空间相连通，同时在轴承外圈5上设置了悬浮槽，当泵在运行时，高压介质通过轴承外套开设的导流孔进入轴承内圈悬浮槽里，当介质充满空间后产生一定的压力，使轴承内圈6处于悬浮润滑状态，靠高压介质强制润滑起到了悬浮作用，这样可最大限度地减少轴承的摩擦、磨损，由于泵的正常运行状态下轴承处于悬浮状态，因此大大延长了轴承的使用寿命。
本发明的内外磁转子冷却循环系统结构如图5所示。由图5可见，为了解决该装置在负压系统的汽蚀，造成泵噪音大，振动大，隔离套2破裂，内磁转子3退磁，轴承5、6破碎等问题，本发明从泵出口高压区23引入系统介质通过冷却内磁转子和润滑轴承后回到泵进口低压区24，同时内、外磁转子1、3的磁性材料选用钐钴高温性磁钢，这些措施彻底解决了系统引起的泵汽蚀问题。
现有技术中除按一般单吸多级离心泵平衡方式考虑外，还要考虑内外磁转子1、3间由于磁力的存在引起的轴向力变化。而本发明的内外磁转子磁极布置如图7所示，其内磁转子上的磁体磁极N与外磁转子上的磁体磁极S相对布置，内磁转子上的磁体磁极S与外磁转子上的磁体磁极N相对布置，最后通过内外磁转子N、S极性的组合和排列，利用了磁性N极和S极同极相斥异极相吸的特性来达到磁力作用平衡多余的轴向力。