一種自平衡軸向力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自平衡軸向力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，離心栗是一個(gè)通過電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將液體介質(zhì)升壓輸送到所需要的地方的一種通用機(jī)械設(shè)備。在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子使液體介質(zhì)產(chǎn)生壓力的同時(shí)，液體介質(zhì)亦對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生壓力，該壓力必然推動(dòng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向移動(dòng)，最終影響離心栗的正常運(yùn)作。同樣，伴隨著轉(zhuǎn)子的自身轉(zhuǎn)動(dòng)，栗軸也會(huì)對(duì)固定該栗軸的栗殼體產(chǎn)生徑向壓力。為此，必須設(shè)法消除或平衡上述軸向力及徑向力。目前多級(jí)離心栗內(nèi)的力平衡系統(tǒng)，多采用最后一級(jí)葉輪后面增設(shè)平衡轂、或平衡盤與平衡轂相互作用甚至配合推力盤等結(jié)構(gòu)來消除栗內(nèi)的軸向力和徑向力。然而，人們發(fā)現(xiàn)，單純使用這種平衡系統(tǒng)，栗體工作時(shí)往往會(huì)使得全部軸向力均作用在平衡轂斷面上，極易引起接觸斷面摩擦，產(chǎn)生發(fā)熱燒傷現(xiàn)象，甚至使平衡轂或推力軸承失效，最終嚴(yán)重影響栗正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理而實(shí)用的自平衡軸向力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其可在保證設(shè)備正常可靠工作的前提下，作為目前主流平衡系統(tǒng)的輔助組件而存在，從而提升位于最后一級(jí)葉輪處的平衡盤及平衡轂等平衡系統(tǒng)的承力負(fù)擔(dān)，其結(jié)構(gòu)緊湊度高，栗體工作效率及工作穩(wěn)定性亦可得到進(jìn)一步提升。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種自平衡軸向力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括栗殼體，以及位于栗殼體的栗腔內(nèi)并與栗腔構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)配合的栗軸；栗軸沿軸向依次設(shè)置多級(jí)的用于栗送液體介質(zhì)的葉輪單元，其特征在于:至少在首級(jí)葉輪和次級(jí)葉輪之間的一段栗軸軸身處設(shè)置輔助軸向平衡組件；所述輔助軸向平衡組件包括分別同軸套設(shè)于栗軸上的可動(dòng)推力盤、靜止推力盤以及反向推力環(huán)，且上述三者沿栗軸軸向并由首級(jí)葉輪處向次級(jí)葉輪方向依次布置；所述靜止推力盤固定于首級(jí)葉輪的反導(dǎo)葉處且與栗軸間存有活動(dòng)間隙，可動(dòng)推力盤及反向推力環(huán)固定于栗軸上；至少在可動(dòng)推力盤與靜止推力盤的相鄰端間以及靜止推力盤與反向推力環(huán)的相鄰端間均存有軸向間隙，且該軸向間隙連通首級(jí)葉輪腔、靜止推力盤與栗軸間的活動(dòng)間隙以及次級(jí)葉輪腔。
[0006]靜止推力盤外形呈孔壁為階梯孔的套筒狀構(gòu)造，且其大孔徑端朝向可動(dòng)推力盤所處方向；可動(dòng)推力盤與反向推力環(huán)外形均呈環(huán)套狀結(jié)構(gòu)，可動(dòng)推力盤的靠近靜止推力盤所在端沿栗軸軸向延伸至靜止推力盤的孔壁內(nèi)，可動(dòng)推力盤的端部與靜止推力盤的孔肩之間間隙構(gòu)成上述兩者間的軸向間隙。
[0007]所述可動(dòng)推力盤端部與靜止推力盤的孔肩間的軸向間隙大于可動(dòng)推力盤外壁與靜止推力盤相應(yīng)配合孔壁間的徑向配合間隙。
[0008]所述靜止推力盤的小口徑端所在端部設(shè)置有外翻邊，并與反導(dǎo)葉上的由次級(jí)葉輪腔處軸向內(nèi)凹的沉槽間構(gòu)成止口配合；反向推力環(huán)外形呈靠近靜止推力盤的一端外徑大而另一端外徑小的錐臺(tái)形套筒狀構(gòu)造；靜止推力盤的該外翻邊所在端面與反向推力環(huán)之間間隙構(gòu)成上述兩者間的軸向間隙。
[0009]反向推力環(huán)的外壁呈現(xiàn)由一端向另一端圓滑過渡，以吻合次級(jí)葉輪腔的內(nèi)壁曲線的平滑曲面結(jié)構(gòu)。
[0010]所述首級(jí)葉輪同軸固定于栗軸的端部處；所述反導(dǎo)葉的靠近首級(jí)葉輪腔所在端的孔壁處同軸套設(shè)有反導(dǎo)葉口環(huán)，以與首級(jí)葉輪輪體后端間構(gòu)成用于平衡徑向力的間隙配合，首級(jí)葉輪前端與位于栗腔內(nèi)同軸套設(shè)的栗蓋口環(huán)間構(gòu)成用于平衡徑向力的間隙配合；所述的首級(jí)葉輪和栗蓋口環(huán)配合段的軸向長(zhǎng)度為反導(dǎo)葉口環(huán)軸向長(zhǎng)度的2?5倍。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
[0012]1)、在傳統(tǒng)的采用平衡轂等主流平衡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)輔助周向平衡組件，從而起到了均衡分流栗體軸向力的目的，以達(dá)到降低平衡轂的斷面作用力，和減少主流平衡系統(tǒng)的發(fā)熱燒傷乃至失效狀況，最終確保整個(gè)栗系統(tǒng)的正?？煽抗ぷ?。
[0013]實(shí)際上，傳統(tǒng)的平衡轂受熱或軸向力軸承工作失效，一直是目前栗系統(tǒng)產(chǎn)生運(yùn)作缺陷的一大原因。目前本領(lǐng)域內(nèi)對(duì)于該種主流平衡系統(tǒng)受創(chuàng)，始終無行之有效的處理方式。本文通過大量的試驗(yàn)及理論數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)平衡系統(tǒng)過于著重離心栗運(yùn)作后平穩(wěn)階段的單向軸向力平衡，而忽略了栗體啟動(dòng)階段時(shí)栗腔內(nèi)壓力的急劇變化和反饋給栗軸的巨大顫動(dòng)力。尤其是栗腔內(nèi)壓力的急劇變化，反應(yīng)在栗軸的軸向力上時(shí)，往往是頻繁的軸體雙向動(dòng)作而不是單向受力，該狀況顯然是傳統(tǒng)的主流單向平衡系統(tǒng)所不能解決的。本文通過另辟蹊徑的提出以設(shè)立可雙向平衡的輔助軸向平衡組件，從而無論是在栗體運(yùn)行階段還是平穩(wěn)階段，均可起到分擔(dān)平衡轂等主流系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)，保證其正?？煽抗ぷ鞯哪康摹Ｓ绕涫窃诶躞w的初始運(yùn)行階段，通過軸向設(shè)立并沿靜止推力盤兩側(cè)分置的可動(dòng)推力盤和反向推力環(huán)，利用由高壓端向低壓端沿上述活動(dòng)間隙和軸向間隙的液體介質(zhì)流動(dòng)，從而使得兩兩間端面的軸向間隙所產(chǎn)生的水膜具備高效的“雙向”軸向力的平衡和吸收效果。實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)表面，每一個(gè)輔助軸向平衡組件，可承擔(dān)主流平衡系統(tǒng)25%的工作負(fù)擔(dān)，從而極大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡轂?zāi)酥镣屏S承等結(jié)構(gòu)的在線保護(hù)目的。
[0014]2)、由于采用了首級(jí)葉輪和次級(jí)葉輪間安置輔助軸向平衡組件的方案，因此，實(shí)際操作時(shí)，需要延長(zhǎng)相應(yīng)反導(dǎo)葉的長(zhǎng)度，以使得首級(jí)葉輪腔與次級(jí)葉輪腔之間間距稍微增大，從而滿足安入輔助軸向平衡組件的需要。此外，通過靜止推力盤的階梯孔來包容可動(dòng)推力盤，從而通過控制兩者間的軸向間隙而大于其徑向間隙，使得液體介質(zhì)在流經(jīng)兩者的上述間隙時(shí)，能夠可控的更多的容納于可動(dòng)推力盤和靜止推力盤的端面之間的軸向間隙處，并形成“易進(jìn)不易出”的迷宮結(jié)構(gòu)，以確保該軸向間隙處水膜的快速形成。同理，反向推力環(huán)和靜止推力盤之間，則通過外翻邊和反向推力環(huán)的錐臺(tái)狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到適當(dāng)增大兩者端面配合面積，配合反導(dǎo)葉的沉槽結(jié)構(gòu)，以達(dá)到最大化的保證兩者具備適度的水膜形成面積。
[0015]3)、反向推力環(huán)外壁處所呈現(xiàn)的曲面結(jié)構(gòu)，是為適配次級(jí)葉輪腔的內(nèi)壁曲線而設(shè)計(jì)，從而保證水流沿首級(jí)葉輪腔灌入次級(jí)葉輪腔時(shí)，不會(huì)因次級(jí)葉輪腔內(nèi)的起伏結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致水力損失狀況，以保證栗體的實(shí)際工作效率。
[0016]4)、在前述輔助軸向平衡組件設(shè)立的同時(shí)，本發(fā)明還設(shè)置有可平衡徑向力的環(huán)面間隙配合結(jié)構(gòu)。通過在首級(jí)葉輪輪體兩端分別安置栗蓋口環(huán)以及反導(dǎo)葉口環(huán)，栗體啟動(dòng)平穩(wěn)后乃至啟動(dòng)時(shí)，都能夠通過各口環(huán)間的間隙配合所形成的水膜，達(dá)到其徑向力平衡乃至抵消效果。首級(jí)葉輪和栗蓋口環(huán)的配合段軸向長(zhǎng)度為反導(dǎo)葉口環(huán)軸向長(zhǎng)度的2?5倍，一方面該數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)密的實(shí)際論證，可最大化的保證水膜的形成和實(shí)現(xiàn)徑向力的最佳平衡效果。另一方面，該結(jié)構(gòu)會(huì)使得首級(jí)葉輪的前端具有較長(zhǎng)的軸向尺寸，從而可起到極佳的整流效果，更有利于改善栗的水力性能和提升栗的實(shí)際工作效率，一舉多得。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的I部分局部放大圖；
[0019]圖3為輔助軸向平衡組件的結(jié)構(gòu)裝配圖；
[0020]圖4為圖1的II部分局部放大圖；
[0021]圖5為圖1的III部分局部放大圖。
[0022]圖中標(biāo)號(hào)所對(duì)應(yīng)本發(fā)明的各部件名稱如下:
[0023]10-栗殼體11-沉槽12-栗蓋口環(huán)<