内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置及测量方法 |
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| 申请号 | CN202410101052.1 | 申请日 | 2024-01-24 | 公开(公告)号 | CN117869327A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 北京航空航天大学; | 发明人 | 张源俊; 王锦成; 朱浩; 王江宁; 童敏彰; 蔡国飙; 田辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及内循环 屏蔽 泵 技术领域，具体而言，涉及一种内循环 屏蔽泵 的内循环流量测量装置及测量方法，包括外循环管路、轴孔堵塞、压强测量装置、流量测量装置和调节 阀 门 ， 电机 轴的后端开设有中空 盲孔 ，且中空盲孔的前端设置有与泵入 口腔 相连通的筛孔；轴孔堵塞可拆卸地安装于中空盲孔的后端口处；外循环管路位于内循环屏蔽泵的外部，且外循环管路的一端与泵入口腔连通、另一端与后介质腔连通，外循环管路上设置流量测量装置和调节阀门；压强测量装置设置于电机壳的后端；其能够对内循环屏蔽泵的内循环流量进行精准测量，且操作简单。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置(8)，定义所述内循环屏蔽泵的入口端为前端、出口端为后端，所述内循环屏蔽泵包括泵体，所述泵体包括有电机轴(1)、蜗壳(2)、电机壳(3)、泵入口腔和后介质腔(6)，其特征在于，包括外循环管路(7)、轴孔堵塞(5)、压强测量装置(4)、流量测量装置(8)和调节阀门(9)，所述电机轴(1)的后端开设有中空盲孔(101)，且所述中空盲孔(101)的前端设置有与所述泵入口腔相连通的筛孔(102)； |
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| 说明书全文 | 内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置及测量方法技术领域背景技术[0002] 屏蔽泵是一种离心式无密封泵，泵和驱动电机连在一起，电动机的转子和泵的叶轮同轴，通过屏敲套隔离电动机的转子和定子。屏蔽泵的电动机取消了冷却风扇或冷却夹套，主要通过定子和转子之间的循环介质进行冷却。除此之外，屏蔽泵内的循环介质也能够润滑高速轴承并带走磨损产物。按循环介质的流动方式不同，屏蔽泵可以分为内循环屏蔽泵、外循环屏蔽泵及混合循环屏蔽泵。对于内循环屏蔽泵，循环介质不引到泵体外，一般从泵出口流经屏蔽套与转子间隙和电机轴的中空孔，来形成封闭回路。对于外循环屏蔽泵，循环介质一般流经屏蔽套与转子间隙后，通过泵外部管路循环到泵入口或泵出口。 [0003] 合理的循环回路的流量是保证电动机正常工作的必要条件，设计时需要依据电机产热和散热平衡确定。对于化工领域所使用的屏蔽泵，循环量应有充分的裕量，以保证电动机、循环液温升不得超过一定值。 [0004] 对于内循环屏蔽泵，由于中空轴孔径较小，无法直接使用流量传感器测量。同时在屏蔽泵内部测量循环流量，需要考虑传感器的引线，进一步增大测量复杂度。因此目前屏蔽泵循环流量的测量主要针对外循环屏蔽泵，直接在外接循环管路加装流量传感器测量流量。直接测量的方式未考虑测量对循环流量的影响，同时泵的工况波动、循环介质温升等同样会引起循环流量改变。 [0005] 对于内部循环屏蔽泵，精准测量得到的循环流量是评价冷却流道设计合理性的重要依据。同时在工业使用中，通过在一定工况下测量屏蔽泵的循环流量，能够帮助判断屏蔽泵流道是否出现堵塞等问题，为屏蔽泵的检修提供方向。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置，其能够对内循环屏蔽泵的内循环流量进行精准测量。 [0007] 本发明的另一目的在于提供一种测量方法，其能够对内循环屏蔽泵的内循环流量进行精准测量，且操作简单。 [0008] 本发明的技术方案是这样实现的： [0011] 所述轴孔堵塞可拆卸地安装于所述中空盲孔的后端口处； [0012] 所述外循环管路位于所述内循环屏蔽泵的外部，且所述外循环管路的一端与所述泵入口腔连通、另一端与所述后介质腔连通，所述外循环管路上设置所述流量测量装置和所述调节阀门； [0013] 所述压强测量装置设置于所述电机壳的后端，用于测量流经于所述后介质腔内的流体压强。 [0014] 进一步地，所述蜗壳上开设有与所述泵入口腔连通的前端连接孔，所述电机壳的后端开设有与所述后介质腔连通的后端连接孔，所述外循环管路的一端与所述前端连接孔密封连通、另一端与所述后端连接孔密封连通。 [0015] 进一步地，所述前端连接孔的轴向与所述电机轴的轴向相互垂直。 [0018] 进一步地，所述流量测量装置采用流量表。 [0019] 进一步地，所述压强测量装置采用压强表； [0020] 所述电机壳的后端设置有与所述后介质腔连通的压强表安装孔，所述压强表通过螺纹安装于所述压强表安装孔。 [0021] 进一步地，所述外循环管路的内径大于所述中空盲孔的内径。 [0022] 一种内循环屏蔽泵，包括泵体以及所述的内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置。 [0023] 基于所述的内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置的测量方法，其包括以下步骤： [0024] 在测量前，所述轴孔堵塞未安装于所述中空盲孔的后端口处，将所述调节阀门关闭，所述泵体内的冷却介质依次从泵出口端，再通过屏蔽套与转子间隙，然后流入所述中空盲孔，再从所述筛孔回流到泵入口端，完成冷却介质内循环； [0025] 通过所述压强测量装置来测量所述泵体稳定工作时所述后介质腔内的介质压强，记为内循环压强读数，然后停止所述泵体工作，将所述外循环管路上连入所述后介质腔的一端拆卸下，并将所述轴孔堵塞安装到所述中空盲孔的后端口处，再接通所述外循环管路，打开所述调节阀门； [0026] 运行所述泵体，此时冷却介质流至所述外循环管路，冷却介质的循环方式为冷却介质外循环； [0027] 待所述泵体稳定工作后，读出所述压强测量装置上的压强读数，记为外循环压强读数； [0028] 调节所述调节阀门的开度，直至所述外循环压强读数与所述内循环压强读数相等时停止调节，此时读出所述流量测量装置上的示数，该示数即为冷却介质内循环时的流量。 [0029] 相比于现有技术而言，本发明的有益效果是： [0030] 本申请设置外循环管路，通过将冷却液内循环流动等价转换到外循环流动，通过调节所述调节阀门开度，保证冷却液循环方式改变前后，后介质腔同一位置压强相等，保证外循环管路所测流量与屏蔽泵冷却液内循环的流量相等，精度较高；这种测量方式相比直接测量轴孔内冷却液流量，具有更高的技术可行性；且本申请通过在电机轴上加工中空盲孔与筛孔相通，代替直接在电机轴上打通孔，将外循环管路出口与泵入口侧壁相通，使得冷却液在两种循环方式下出口环境相近，进一步确保循环方式改变前后流量相等，提高内循环流量测量结果的可信度。附图说明 [0031] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0032] 图1为本发明内循环屏蔽泵外循环的剖视图； [0033] 图2为本发明内循环屏蔽泵内循环的剖视图。 [0034] 图中： [0035] 1‑电机轴；101‑中空盲孔；102‑筛孔； [0036] 2‑蜗壳；3‑电机壳；4‑压强测量装置； [0037] 5‑轴孔堵塞；6‑后介质腔；7‑外循环管路； [0038] 8‑流量测量装置；9‑调节阀门。 具体实施方式[0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0040] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0041] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0042] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0043] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。 [0044] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0045] 下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0046] 实施例1 [0047] 如图1和图2，本实施例提供一种内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置8，定义所述内循环屏蔽泵的入口端为前端、出口端为后端，所述内循环屏蔽泵包括泵体，所述泵体包括有电机轴1、蜗壳2、电机壳3、泵入口腔、后介质腔6、屏蔽套、定子、转子等这一部分结构(除此之外，泵体的其它结构暂不过多介绍)。而本申请的内循环流量测量装置8包括外循环管路7、轴孔堵塞5、压强测量装置4、流量测量装置8和调节阀门9，具体如下： [0048] 所述电机轴1的后端开设有中空盲孔101，该中空盲孔101是沿电机轴1的后端面向前开设，使得电机轴1的内部形成中空结构，该中空盲孔101为圆孔，中空盲孔101的末端靠近于电机轴1的前端，且所述中空盲孔101的前端设置有与所述泵入口腔相连通的筛孔102，中空盲孔101通过筛孔102与泵入口腔连通，用于冷却介质流出，筛孔102位置远离叶轮，筛孔102孔径尽量小，循环介质从侧面筛孔102流出，降低泵进口来流动压对于循环介质压强的影响。 [0049] 所述轴孔堵塞5可拆卸地安装于所述中空盲孔101的后端口处，当轴孔堵塞5安装于中空盲孔101的后端口处时，能够对中空盲孔101的后端口密封堵塞，从而阻断中空盲孔101与后介质腔6的连通。优选地，所述轴孔堵塞5采用螺塞，所述螺塞上设置有外螺纹；具体地，螺塞的前部外侧面设置一圈外螺纹，且所述中空盲孔101的后端口设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述螺塞通过所述外螺纹与所述内螺纹实现螺纹连接。螺塞的后端面可设置内六角孔，螺塞旋入中空盲孔101后，可由人工通过L型的六角扳手进一步将螺塞旋紧。 [0050] 所述外循环管路7位于所述内循环屏蔽泵的外部，且所述外循环管路7的一端与所述泵入口腔连通、另一端与所述后介质腔6连通，所述外循环管路7上设置所述流量测量装置8和所述调节阀门9。设置外循环管路7的目的是，将泵体内的冷却介质内循环的循环方式切换至冷却介质外循环的循环方式。 [0051] 所述压强测量装置4设置于所述电机壳3的后端，用于测量流经于所述后介质腔6内的流体压强。 [0052] 优选地，所述蜗壳2的侧壁上开设有与所述泵入口腔连通的前端连接孔，所述电机壳3的后端开设有与所述后介质腔6连通的后端连接孔，所述外循环管路7的一端与所述前端连接孔密封连通、另一端与所述后端连接孔密封连通。在这里需要注意的是：所述前端连接孔的轴向与所述电机轴1的轴向相互垂直，使得冷却液流出方向与泵入口来流介质方向垂直，避免来流动压影响，以使得冷却液两种循环方式下出口环境相近，提高内循环流量测量结果可信度。 [0053] 具体地，前端连接孔、后端连接孔均为螺纹孔，所述外循环管路7的一端与所述前端连接孔通过螺纹连接、另一端与所述后端连接孔通过螺纹连接，且所述外循环管路7的两端连接处均设置有密封圈，进一步保证连接处的密封性，避免泄露。其中，外循环管路7的结构如图1所示，外循环管路7的内径略大于电机轴1的中空盲孔101的内径，便于进行流量调节；外循环管路7架设的高度与中空盲孔101的铅锤高度保持一致。 [0054] 在本实施例中，所述压强测量装置4采用压强表；所述电机壳3的后端设置有与所述后介质腔6连通的压强表安装孔，压强表安装孔也为螺纹孔，所述压强表安装于所述压强表安装孔内且通过螺纹连接。所述流量测量装置8采用流量表。 [0055] 内循环屏蔽泵的内循环流量的测量过程： [0056] 测量前螺塞未旋入轴上盲孔，外循环管路7上的调节阀门9关闭。屏蔽泵冷却介质从泵出口，首先通过屏蔽套与转子间隙，然后流入电机轴1的中空盲孔101，从中空盲孔101末端的筛孔102回流到泵入口，完成内循环，且循环方向如图2所示。通过压强表测量泵稳定工作时后介质腔6的介质压强，然后停止屏蔽泵工作，卸下电机壳3后端处的外循环管路7接口，将螺塞安装到中空盲孔101上，并接上外循环管路7，打开调节阀门9。开启屏蔽泵，此时冷却介质通过外循环管路7而不是轴孔回流到泵入口，冷却液循环方式为外循环。待屏蔽泵稳定工作后，调整外循环阀门开度，直到压强表读数与屏蔽泵内循环所测结果相等。循环方式转换前后，屏蔽泵入口环境不变，压强表位置不变，读数一致。由同位测量原理，两种循环方式下冷却液循环流量相等，即可得出内循环流量。 [0057] 实施例2 [0058] 本实施例提供一种内循环屏蔽泵，其包括泵体，还包括所述的内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置8。其中，泵体与内循环流量测量装置8属于可拆卸的组合套装，平时使用时只使用泵体，当需要测量屏蔽泵的内循环流量时，再将内循环流量测量装置8安装于泵体上进行测量；待测量结束后，再将内循环流量测量装置8从泵体上拆下即可。 [0059] 实施例3 [0060] 本实施例提供基于所述的内循环屏蔽泵的内循环流量测量装置8的测量方法，其包括以下步骤： [0061] 在测量前，所述轴孔堵塞5(即螺塞)未安装于所述中空盲孔101的后端口处，将所述调节阀门9关闭，所述泵体内的冷却介质依次从泵出口端，再通过屏蔽套与转子间隙，然后流入所述中空盲孔101，再从所述筛孔102回流到泵入口端，完成冷却介质内循环(循环方向如图2所示)； [0062] 通过所述压强测量装置4(即压强表)来测量所述泵体稳定工作时所述后介质腔6内的介质压强，记为内循环压强读数，然后停止所述泵体工作，将所述外循环管路7上连入所述后介质腔6的一端拆卸下，并将所述轴孔堵塞5安装到所述中空盲孔101的后端口处，再接通所述外循环管路7，打开所述调节阀门9； [0063] 运行所述泵体，此时冷却介质流至所述外循环管路7，冷却介质的循环方式为冷却介质外循环； [0064] 待所述泵体稳定工作后，读出所述压强测量装置4上的压强读数，记为外循环压强读数； [0065] 调节所述调节阀门9的开度，直至所述外循环压强读数与所述内循环压强读数相等时停止调节，此时读出所述流量测量装置8(即流量表)上的示数，该示数即为冷却介质内循环时的流量。 [0066] 由于循环方式转换前后，屏蔽泵入口环境不变，压强表位置不变，读数一致。由同位测量原理，两种循环方式下冷却液循环流量相等，即可精准地得出内循环流量。 [0067] 本发明的技术方案的有益效果是： [0068] 1.本申请设置外循环管路7，通过将冷却液内循环流动等价转换到外循环流动，相比直接测量轴孔内冷却液流量，具有更高的技术可行性； [0069] 2.本申请通过调节外循环管路7上的调节阀门9的开度，保证循环方式改变前后，后介质腔6同一位置压强相等，保证外循环管路7所测流量与屏蔽泵冷却液内循环的流量相等，精度较高。 [0070] 3.本申请通过在电机轴1上加工中空盲孔101与筛孔102相通，代替直接在电机轴1上打通孔，将外循环管路7出口与泵入口侧壁相通，使得冷却液在两种循环方式下出口环境相近，进一步确保循环方式改变前后流量相等，提高测量结果的可信度。 [0071] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 [0072] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。 [0073] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 [0074] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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