CN113187758B - 一种叶轮轴向力抵消和平衡装置 - Google Patents

一种叶轮轴向力抵消和平衡装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，包括蜗壳，所述蜗壳的一侧中央处设置有工作介质进口，所述蜗壳的底部一侧设置有工作介质出口，蜗壳的一侧固定安装有定子壳体，第一磁环产生的磁力，始终与第二磁环保持的吸附状态，由于二者的磁力吸附，若转轴发生串动时，第二磁环始终对第一磁环有一个的吸引力，从而达到平衡和抵消力的目的，设置有第二磁环调节腔体，第二磁环位于第二磁环调节腔体内，可以通过调节第二磁环在第二磁环调节腔体内的位置，从而控制二者之间磁力的大小，进一步的起到调节用于控制转轴力大小的作用，设置有平面磨片，降低轴套与轴棒固定槽之间的摩擦损耗，具有体积小、平衡性能突出、便于制作等优势。

Description

一种叶轮轴向力抵消和平衡装置
技术领域
本发明涉及流体机械领域，具体涉及一种叶轮轴向力抵消和平衡装置。
背景技术
叶轮前后工作介质压力不平衡。工作起来时，叶轮带动工作介质转动，在这个过程中，工作介质经过转动机械的叶轮前后，作用在叶轮吸入口与作用在叶轮背面的工作介质不相等。同时转动机械的叶轮吸入口部位是低压，背部是高压，这样由于叶轮前后的气压不同，会在叶轮的前轮盖和后轮盘之间形成压差，作用于前盖板与后盖板上的工作介质压力不能互相平衡，产生一个轴向的力。
工作介质动量的轴向分量发生改变。通过工作介质从叶轮吸入口处流入，从叶轮出口处流出这个过程，在工作介质轴向力方向上的动量分量会发生变化，原因是作用在叶轮前后的工作介质，其速度的大小不仅发生改变，速度的方向也有很大变化。根据动量定理分析得出，工作介质经过叶轮的过程中，由于工作介质动量在轴向分量上的改变，在轴向方向产生一个冲力，也称动反力。
而现有的为了保证叶轮力平衡，大都设置有平衡装置，采用一些流体或电磁的方式来抵消叶轮的力，但效果一般，仍无法有效解决叶轮力的问题。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种叶轮轴向力抵消和平衡装置。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，包括蜗壳，所述蜗壳的一侧中央处设置有工作介质进口，所述蜗壳的底部一侧设置有工作介质出口，所述蜗壳的一侧固定安装有定子壳体，所述定子壳体的一侧设置有第一安装槽，所述第一安装槽内安装有转子壳体，所述转子壳体的外环处设置有壳檐，所述转子壳体内固定安装有轴套，所述转子壳体的内环壁上均匀固定安装有径向多级磁环，所述轴套上套接有第一磁环，所述第一安装槽内设置有轴棒固定槽，所述轴棒固定槽内安装有转轴，所述转轴的一端伸入轴套内并与其卡接，所述转子壳体的一侧固定安装有叶轮，所述叶轮中央处固定设置有安装孔，所述轴套的一端伸入安装孔内，所述定子壳体的另一侧设置有定子卡槽，所述定子卡槽内***有定子，定子卡槽的内壁中央处设置有第二磁环调节腔体，所述第二磁环调节腔体内***有第二磁环。
优选的，所述蜗壳的一侧设置有第二安装槽，第二安装槽与工作介质出口相通。
优选的，所述蜗壳的侧壁四角处分别设置有第一螺纹孔，每个螺纹孔内均螺接有螺栓，定子壳体的四角处分别设置有第二螺纹孔，蜗壳通过螺栓与定子壳体螺接。
优选的，所述定子壳体的侧壁上设置有密封槽，密封槽内安装有密封圈，密封圈设置在蜗壳与定子壳体之间。
优选的，所述安装孔与轴套过盈配合，轴套与转轴过盈配合，第一磁环与第二磁环的轴心相对设置。
优选的，所述轴棒固定槽与轴套相对的侧壁上嵌入有平面磨片。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：第一磁环产生的磁力，始终与第二磁环保持的吸附状态，由于二者的磁力吸附，若转轴发生串动时，就必然需要克服二者之间的磁力，第二磁环始终对第一磁环有一个的吸引力，从而达到平衡和抵消力的目的，设置有第二磁环调节腔体，第二磁环位于第二磁环调节腔体内，可以通过调节第二磁环在第二磁环调节腔体内的位置，从而控制二者之间磁力的大小，进一步的起到调节用于控制转轴力大小的作用，设置有平面磨片，降低轴套与轴棒固定槽之间的摩擦损耗，具有体积小、平衡性能突出、便于制作等优势。
附图说明
图1是本发明所述结构的立体图；
图2是本发明所述结构的剖视图；
图3是本发明所述结构图1的主视分解示意图；
图4是本发明所述结构图1的后视分解示意图；
图5是本发明所述结构图2中第一磁环的磁力示意图；
图6是本发明所述结构图3中第二磁环的磁力示意图。
图中：蜗壳1、工作介质进口2、工作介质出口3、叶轮4、安装孔5、转子壳体6、径向多级磁环7、第一磁环8、轴套9、定子壳体10、第一安装槽11、转轴12、轴棒固定槽13、定子14、第二磁环15、第二磁环调节腔体16、第二安装槽17、定子卡槽18。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，包括蜗壳1，所述蜗壳1的一侧中央处设置有工作介质进口2，所述蜗壳1的底部一侧设置有工作介质出口3，所述蜗壳1的一侧固定安装有定子壳体10，所述定子壳体10的一侧设置有第一安装槽11，所述第一安装槽11内安装有转子壳体6，所述转子壳体6的外环处设置有壳檐，所述转子壳体6内固定安装有轴套9，所述转子壳体6的内环壁上均匀固定安装有径向多级磁环7，所述轴套9上套接有第一磁环8，所述第一安装槽11内设置有轴棒固定槽13，所述轴棒固定槽13内安装有转轴12，所述转轴12的一端伸入轴套9内并与其卡接，所述转子壳体6的一侧固定安装有叶轮4，所述叶轮4中央处固定设置有安装孔5，所述轴套9的一端伸入安装孔5内，所述定子壳体10的另一侧设置有定子卡槽18，所述定子卡槽18内***有定子14，定子卡槽18的内壁中央处设置有第二磁环调节腔体16，所述第二磁环调节腔体16内***有第二磁环15。
所述蜗壳1的一侧设置有第二安装槽17，第二安装槽17与工作介质出口3相通。
所述蜗壳1的侧壁四角处分别设置有第一螺纹孔，每个螺纹孔内均螺接有螺栓，定子壳体10的四角处分别设置有第二螺纹孔，蜗壳1通过螺栓与定子壳体10螺接。
所述定子壳体10的侧壁上设置有密封槽，密封槽内安装有密封圈，密封圈设置在蜗壳1与定子壳体10之间。
所述安装孔5与轴套9过盈配合，轴套9与转轴12过盈配合，第一磁环8与第二磁环17的轴心相对设置。
所述轴棒固定槽13与轴套9相对的侧壁上嵌入有平面磨片。
工作原理：使用时，将装置依次进行安装，蜗壳1与定子壳体10之间通过密封圈密封，防止漏水，在定子卡槽18内均匀固定安装有多个卡接块，定子14呈环形状，所述定子14的内环壁上均匀固定安装有定子绕组，每个卡接块均设置在两个相邻的定子绕组之间，这样使得定子14能够很好的固定在定子卡槽18内，而转子壳体6内设置的径向多级磁环7位于定子14内环壁上设置的多个定子绕组之间，从而使其能够正常运转，此时(参考附图5和附图6)第一磁环8与第二磁环15异性相吸，而转子壳体6设置有壳檐，从而被限位在第一安装槽11处，这样第一磁环8产生的磁力，始终与第二磁环17保持的吸附状态，由于二者的磁力吸附，若转轴发生串动时，就必然需要克服二者之间的磁力，第二磁环15始终对第一磁环8有一个的吸引力，从而达到平衡和抵消叶轮4力的目的，另一方面，定子14与径向多级磁环7产生的径向磁场，也不会受到影响，从而保证装置的正常运行。
设置有第二磁环调节腔体16，第二磁环15位于第二磁环调节腔体16内，可以通过调节第二磁环15在第二磁环调节腔体16内的位置，从而控制二者之间磁力的大小，进一步的起到调节用于控制转轴12力大小的作用，设置有平面磨片，降低轴套9与轴棒固定槽13之间的摩擦损耗，且相较于现有技术，可以在对转轴进行平衡，具有体积小、平衡性能突出、便于制作等优势。
另外，关于第二磁环15与第一磁环8，二者之间存在的互相吸引的磁场，进一步，可仅仅使用单独的一个磁块与能够被磁吸附的材料组成吸附磁场，亦可使用电磁等组件来进行替换，确保吸附磁场，其形状、大小、磁力和材料均根据应用的机械来进行配置。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，包括蜗壳(1)，其特征在于；所述蜗壳(1)的一侧中央处设置有工作介质进口(2)，所述蜗壳(1)的底部一侧设置有工作介质出口(3)，所述蜗壳(1)的一侧固定安装有定子壳体(10)，所述定子壳体(10)的一侧设置有第一安装槽(11)，所述第一安装槽(11)内安装有转子壳体(6)，所述转子壳体(6)的外环处设置有壳檐，所述转子壳体(6)内固定安装有轴套(9)，所述转子壳体(6)的内环壁上均匀固定安装有径向多级磁环(7)，所述轴套(9)上套接有第一磁环(8)，所述第一安装槽(11)内设置有轴棒固定槽(13)，所述轴棒固定槽(13)内安装有转轴(12)，所述转轴(12)的一端伸入轴套(9)内并与其卡接，所述转子壳体(6)的一侧固定安装有叶轮(4)，所述叶轮(4)中央处固定设置有安装孔(5)，所述轴套(9)的一端伸入安装孔(5)内，所述定子壳体(10)的另一侧设置有定子卡槽(18)，所述定子卡槽(18)内***有定子(14)，定子卡槽(18)的内壁中央处设置有第二磁环调节腔体(16)，所述第二磁环调节腔体(16)内***有第二磁环(15)。
2.根据权利要求1所述的一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，其特征在于：所述蜗壳(1)的一侧设置有第二安装槽(17)，第二安装槽(17)与工作介质出口(3)相通。
3.根据权利要求1所述的一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，其特征在于：所述蜗壳(1)的侧壁四角处分别设置有第一螺纹孔，每个螺纹孔内均螺接有螺栓，定子壳体(10)的四角处分别设置有第二螺纹孔，蜗壳(1)通过螺栓与定子壳体(10)螺接。
4.根据权利要求1所述的一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，其特征在于：所述定子壳体(10)的侧壁上设置有密封槽，密封槽内安装有密封圈，密封圈设置在蜗壳(1)与定子壳体(10)之间。
5.根据权利要求1所述的一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，其特征在于：所述安装孔(5)与轴套(9)过盈配合，轴套(9)与转轴(12)过盈配合，第一磁环(8)与第二磁环(15)的轴心相对设置。
6.根据权利要求1所述的一种叶轮轴向力抵消和平衡装置，其特征在于：所述轴棒固定槽(13)与轴套(9)相对的侧壁上嵌入有平面磨片。
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