自动调节高压水泵的制作方法

1.本发明涉及泵技术领域，具体涉及一种自动调节高压水泵。


背景技术：

2.作为液体输送动力，水泵广泛应用于水利、钢铁、电力、煤炭开采、油田注水和石油化学工业。随着工业对大功率泵需求持续上升，多级水泵越来越受到青睐，单机容量越来越大，对水泵的要求除了效率和气蚀性能以外，其可靠性要求也越来越高。由于多级水泵的多级叶轮布置，叶轮前后盖板面积不等，导致两侧压力不同，从而产生轴向推力，轴向推力造成泵转子部件的频繁窜动，需要设置平衡装置去平衡轴向推力。
3.如公开号为cn211397912u，名称为《一种自动调节高压水泵合式平衡盘》，公开日为2020年9月1日的发明专利申请，包括静平衡盘和动平衡盘，静平衡盘固定在离心泵上，的动平衡盘固定在泵轴上；动平衡盘包括固定在泵轴上的动平衡盘基体，动平衡盘基体上设有动平衡盘主体，动平衡盘主体上设有第一耐磨环，与第一耐磨环相对的静平衡盘上设有第二耐磨环；通过静平衡盘和动平衡盘相互配合以平衡泵轴的轴向推力，但在对轴向推力平衡的过程中，第一耐磨环和第二耐磨环会造成磨损，当第一耐磨环或第二耐磨环磨损到预定长度后，需要对动平衡盘主体和静平衡盘进行更换。
4.现有技术中，平衡装置为损耗装置需要定期更换，而平衡装置均设置在多级水泵的泵体和泵轴之间，由于输送介质中常含有固体杂质或者腐蚀性成分，水泵长时间运行后固体杂质或者腐蚀性成分会进入到平衡装置内，造成平衡装置变形、损坏导致拆卸困难，不便于对平衡装置的定期更换。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种自动调节高压水泵，以解决现有技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种自动调节高压水泵，包括基座以及设置在所述基座上的泵体，所述泵体的泵轴具有一伸出于壳体的延长部，还包括体外平衡装置，所述体外平衡装置包括安装座、固定平衡结构和活动平衡结构，所述活动平衡结构连接在所述延长部上，所述固定平衡结构固定连接在所述安装座上，所述固定平衡结构阻挡在所述活动平衡结构沿所述泵轴做轴向运动的运动行程上。
8.上述的自动调节高压水泵，所述固定平衡结构和所述活动平衡结构相对的侧部分别设置有第一磨损部和第二磨损部，所述第一磨损部和第二磨损部上连接有磨损测量装置，所述磨损测量装置可对第一磨损部和第二磨损部的磨损长度进行测量。
9.上述的自动调节高压水泵，所述活动平衡结构包括依次连接的平衡盘、平衡衬环和平衡套，所述平衡衬环为所述第二磨损部。
10.上述的自动调节高压水泵，所述固定平衡结构包括固定环和设置在所述固定环上
的平衡环，所述平衡环为第一磨损部。
11.上述的自动调节高压水泵，所述磨损测量装置包括电阻件，所述电阻件安装在所述第一磨损部和第二磨损部内并可随所述第一磨损部和第二磨损部同步磨损。
12.上述的自动调节高压水泵，所述电阻件连接有定压回路，所述电阻件的磨损量、电流强度以及所述第一磨损部和第二磨损部磨损量一一对应。
13.上述的自动调节高压水泵，所述磨损测量装置包括设置在所述第一磨损部上的流量孔，且随着所述第一磨损部的磨损，所述流量孔的孔径逐渐增大。
14.上述的自动调节高压水泵，所述安装座内设置有定量流量计，所述定量流量计通过活动连接管与所述流量孔相连接。
15.上述的自动调节高压水泵，所述固定平衡结构和所述安装座之间设置有弹性缓冲结构。
16.上述的自动调节高压水泵，所述弹性缓冲结构包括安装在所述安装座侧壁上的环形座，所述环形座上设置有环形凹槽，所述固定平衡件滑动连接在所述环形凹槽内，所述固定平衡件和所述环形凹槽之间设置有至少一个弹性件。
17.在上述技术方案中，本发明提供一种自动调节高压水泵，包括基座、泵体和体外平衡装置，泵体的泵轴具有一伸出于壳体的延长部，体外平衡装置包括安装座、固定平衡结构和活动平衡结构，活动平衡结构连接在所述延长部上，固定平衡结构固定连接在安装座上，固定平衡结构和活动平衡结构相互配合对泵轴的轴向推力进行平衡，使得泵轴能够平稳的运行，由于体外平衡装置与泵体是分体式结构，体外平衡装置设置在泵体的一侧，降低对固定平衡结构和活动平衡结构材质的要求，有效避免水泵长时间运行后固体杂质或者腐蚀性成分进入到平衡装置内的情况，从而使得体外平衡装置的固定平衡结构和活动平衡结构便于拆卸和更换。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的自动调节高压水泵的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的自动调节高压水泵的结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的体外平衡装置的结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的平衡衬环的结构示意图；
23.图5为本发明实施例提供的平衡环的结构示意图；
24.图6为本发明另一实施例提供的平衡衬环的结构示意图；
25.图7为本发明再一实施例提供的弹性缓冲结构的结构示意图；
26.图8为本发明再一实施例提供的弧形钢板的结构示意图；
27.图9为本发明再一实施例提供的条形弯曲孔的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1、基座；2、电机；3、多级离心泵；3.1、转动轴；4、体外平衡装置；4.1、安装座；5、固定平衡结构；5.1、固定环；5.2、平衡环；6、活动平衡结构；6.1、平衡盘；6.2、平衡衬环；6.3、
平衡套；6.4、条形弯曲孔；7、磨损测量装置；7.1、电阻件；7.2、流量孔；7.3、定量流量计；8、弹性缓冲结构；8.1、环形座；8.2、环形凹槽；8.3、弧形钢板；8.4、条形安装槽；8.5、弹簧件。
具体实施方式
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
31.如图1-9所示，本发明实施例提供一种自动调节高压水泵，包括基座1以及设置在基座1上的泵体，泵体的泵轴3.1具有一伸出于壳体的延长部，还包括体外平衡装置4，体外平衡装置4包括安装座4.1、固定平衡结构5和活动平衡结构6，活动平衡结构6连接在延长部上，固定平衡结构5固定连接在安装座4.1上，固定平衡结构5阻挡在活动平衡结构6沿泵轴3.1做轴向运动的运动行程上。
32.具体的，基座1用于泵体和体外平衡装置4的安装和固定，泵体上连接有电机2，泵体接收电机2的驱动而工作，泵体包括泵壳，在泵壳内设置有泵轴3.1以及设置在泵轴3.1上的多级叶轮，在泵壳上还设置有进水部和出水部，泵轴3.1的一端从壳体内伸出设置有延长部，一个实施方式中，延长部可以是一个独立的转动轴，转动轴通过联轴器与泵轴3.1相连接，另一个实施方式中，延长部也可以与泵轴3.1为一体式结构，其就是泵轴的延长部分，体外平衡装置4与泵体为两个独立的装置，体外平衡装置4设置在泵体的一侧，体外平衡装置4可以设置在泵体有进水端的一侧，优选的，体外平衡装置4设置在泵体有出水端的一侧，泵体在运行过程中，由于叶轮前后盖板面积不等，导致两侧压力不同，从而产生轴向推力，轴向推力会驱动泵轴3.1在泵体内沿轴向频繁往复运动，现有技术依靠平衡盘对该轴向推力进行平衡，本实施例中平衡装置与泵体的延长部相连接从而能够对泵轴3.1的该轴向推力进行平衡，有效避免泵轴3.1频繁窜动，且由于平衡装置为一个独立的装置，便于对平衡装置内的结构进行更换。
33.本实施例中，体外平衡装置4包括安装座4.1，安装座4.1固定设置在基座1上，在安装座4.1上设置有供延长部进行安装的安装通孔，延长部的一端位于安装座4.1内，活动平衡结构6连接在延长部上，活动平衡结构6可以外套固定在延长部上，也可以固定连接在延长部的一端，活动平衡结构6和延长部之间固定连接，即活动平衡结构6能够随延长部和泵轴3.1同步运动，活动平衡结构6包括一个环形盘体，如现有技术中的动平衡盘，优选的，活动平衡结构6采用分体式结构，即活动平衡结构6包括环形盘体，环形盘体以其中心孔固接于延长部上，在环形盘体上可拆卸的设置有耐磨部，耐磨部与固定平衡结构5相贴合，如此当耐磨部磨损后只需要对耐磨部进行更换，不需要对整个的环形盘体进行更换，固定平衡结构5固定设置在基座1上，根据体外平衡装置4安装在泵体不同的侧部，固定平衡结构5和活动平衡结构6的安装位置有所不同，固定平衡结构5和活动平衡结构6的安装位置具有以下效果，轴向推力使得延长部具有一个沿泵轴3.1轴向的力，固定平衡结构5对活动平衡结构6给予一个与轴向推力相反方向的平衡力，平衡力用于平衡轴向推力，如此使得泵轴3.1能够平稳的运行。
34.本实施例中，固定平衡结构5可以是一个直接固定在安装座4.1上的固定结构，如与环形盘体上的耐磨部贴合的一个环状件，由于固定平衡结构5和活动平衡结构6通过相互抵压摩擦为泵轴3.1提供一个反向的平衡力，泵体长时间运行后，从而使得固定平衡结构5
和活动平衡结构6的磨损部均被磨损，需要定期进行更换，为减少更换的频次，减少固定平衡结构5和活动平衡结构6的磨损，在固定平衡结构5和活动平衡结构6之间可以设置有弹性缓冲结构8，弹性缓冲结构8可以设置在固定平衡结构5上，也可以设置在活动平衡结构6上，通过弹性缓冲结构8能够减少固定平衡结构5和活动平衡结构6之间的磨损，降低更换的此时，从而实现节约成本。
35.本发明实施例提供的带有体外平衡装置4的自动调节高压水泵，包括基座1、泵体和体外平衡装置4，泵体的泵轴3.1具有一伸出于壳体的延长部，体外平衡装置4包括安装座4.1、固定平衡结构5和活动平衡结构6，活动平衡结构6连接在延长部上，固定平衡结构5固定连接在安装座4.1上，固定平衡结构5和活动平衡结构6相互配合对泵轴3.1的轴向推力进行平衡，使得泵轴3.1能够平稳的运行，由于体外平衡装置4与泵体是分体式结构，体外平衡装置4设置在泵体的外侧，降低对固定平衡结构5和活动平衡结构6材质的要求，有效避免水泵长时间运行后泥沙杂物进入到平衡装置内的情况，实现无需拆卸泵体的情况下对体外平衡装置4进行维护，从而使得体外平衡装置4的固定平衡结构5和活动平衡结构6便于拆卸和更换。
36.本发明提供的实施例中，优选的，固定平衡结构5和活动平衡结构6相对的侧部分别设置有第一磨损部和第二磨损部，第一磨损部与固定平衡结构5、以及第二磨损部与活动平衡结构6可以是一体式结构，作为优选的，第一磨损部与固定平衡结构5、以及第二磨损部与活动平衡结构6均为分体式结构，即第一磨损部能够从固定平衡结构5上拆卸下来，第二磨损部能够从活动平衡结构6上拆卸下来，如此当固定平衡结构5和活动平衡结构6长时间通过相互抵压摩擦为泵轴3.1提供一个反向的平衡力造成第一磨损部和第二磨损部被磨损后，只需要对第一磨损部和第二磨损部进行更换，不需要对整个的固定平衡结构5和活动平衡结构6进行更换，从而降低维护成本；同时在第一磨损部和第二磨损部上连接有磨损测量装置7，磨损测量装置7可对第一磨损部和第二磨损部的磨损长度进行测量，磨损测量装置7可以是电阻测量结构，也可以是传感器测量组件或齿轮组件，通过磨损测量装置7能够在不对第一磨损部和第二磨损部进行拆卸的情况下，对第一磨损部和第二磨损部的磨损情况进行测量，根据测量结构能够观察到第一磨损部和第二磨损部的长度，从而能够及时的对第一磨损部和第二磨损部进行更换。
37.本发明提供的另一个实施例中，在不采用任何传感器的前提下，第二磨损部为盘状构造，所述盘状构造的内部设置有条形弯曲孔6.4，条形弯曲孔6.4位于盘状构造与活动平衡结构6的贴合连接区域，也即条形弯曲孔6.4在盘状结构的外壁面上没有开口，其为一个内腔，所述条形弯曲孔6.4朝向活动平衡结构6的方向弯曲，也即条形弯曲孔6.4的两端朝向第一磨损部而中部朝向活动平衡结构6，如条形弯曲孔6.4为弧形孔，弧形孔的弧形朝向活动平衡结构6的方向弯曲，如此形成的效果就是，在磨损过程中，条形弯曲孔6.4的两端会因为磨损而暴露，此时由于第一磨损部和第二磨损部中间间歇性的形成气流空间且第二磨损部高速转动，两端开口的条形弯曲孔6.4会发出啸叫声，如此在使用过程中，维护人员仅可依靠该啸叫声发生与否来确定是否需要更换第二磨损部乃至第一磨损部。
38.本发明提供的再一个实施例中，优选的，活动平衡结构6包括依次连接的平衡盘6.1、平衡衬环6.2和平衡套6.3，平衡衬环6.2为第二磨损部。平衡套6.3外套固定在泵轴3.1上，平衡盘6.1和平衡套6.3之间以及平衡衬环6.2和平衡盘6.1之间均可以通过螺栓实现固
定连接，也可以通过卡接结构实现固定连接，平衡衬环6.2作为第二磨损部，泵体在运行过程中，平衡衬环6.2会被磨损，当平衡衬环6.2磨损后的长度低于预设值后，对平衡衬环6.2进行更换就可以，不需要对整个的活动平衡结构6或整个的平衡盘6.1进行更换，节约了维护成本。
39.本发明提供的实施例中，优选的，固定平衡结构5包括固定环5.1和设置在固定环5.1上的平衡环5.2，平衡环5.2为第一磨损部。固定环5.1和平衡环5.2同轴可拆卸固定连接，平衡环5.2作为第一磨损部与第二磨损部对应设置，泵体在运行过程中，平衡环5.2与第二磨损部之间相互摩擦从而出现磨损，当平衡环5.2磨损至预设的长度后，对平衡环5.2进行更换，不需要对整个的固定平衡结构5进行更换。
40.本发明提供的实施例中，优选的，磨损测量装置7包括电阻件7.1，电阻件7.1安装在第一磨损部和第二磨损部内并可随第一磨损部和第二磨损部同步磨损，电阻件7.1连接有定压回路，电阻件7.1的磨损量、电流强度以及第一磨损部和第二磨损部磨损量一一对应。第一磨损部和第二磨损部通常为金属材质，第一磨损部和第二磨损部的一端为磨损端，电阻件7.1靠近第一磨损部和第二磨损部的磨损端的一端的初始位置与第一磨损部和第二磨损部的初始位置平齐，电阻件7.1和第一磨损部和第二磨损部同步磨损，使电阻件7.1的磨损量(即磨损长度)和第一磨损部和第二磨损部的磨损量(即磨损长度)相同。需要说明的是，为保证电阻件7.1与第一磨损部和第二磨损部的同步磨损，电阻件7.1通常选用硬度与金属差不多的材质，优选地将电阻件7.1嵌设在第一磨损部和第二磨损部内，且电阻件7.1自身体积通常较小，以使电阻件7.1不容易碎，可以达到与第一磨损部和第二磨损部同寿命磨损的程度。
41.本发明提供的实施例中，优选的，电阻件7.1的电阻变大，电流强度随之变小，而且电阻件7.1的电流强度与电阻件7.1的磨损量是一一对应的关系，电阻件7.1的磨损量同时与第一磨损部和第二磨损部的磨损量也是一一对应的关系，由此可以得知关于第一磨损部和第二磨损部的磨损量。比如说，当电阻件7.1未发生磨损时电流最大，对应于第一磨损部和第二磨损部未发生磨损；当电阻件7.1完全磨损后，定压回路断路，电流为零，第一磨损部和第二磨损部对应于电阻件7.1的部分完全磨损。这样，可以合理设置电阻件7.1的长度，使电阻件7.1的长度等于第一磨损部和第二磨损部的最大允许磨损长度，即可很容易地检测第一磨损部和第二磨损部的磨损状况。
42.本发明提供的实施例中，进一步的，磨损测量装置7还包括电流检测单元和处理单元。电流检测单元例如为串联在定压回路中的电流计，用于检测电阻件7.1的电流强度。处理单元与电流检测单元信号连接，并根据电流检测单元检测的电流强度计算得出第一磨损部和第二磨损部的磨损量。具体地，第一磨损部和第二磨损部的磨损量可以通过首先计算电阻件7.1的磨损量，再由电阻件7.1的磨损量计算第一磨损部和第二磨损部的磨损量得出。
43.本发明提供的再一个实施例中，第一磨损部和第二磨损部均包括基板以及是设置于所述基板上的磨损片，基板上设置有齿形件，磨损片的一侧通过齿形构造与所述齿形件固接，基板为硬度大于所述磨损片的结构，如此设置有两个好处，其一，磨损片与基板实现齿形卡接，相比现有技术中的粘结，不会因为相对运动而发生位移，连接强度更大，其二，当磨损片完全磨损后，两个齿形件会相对撞击，这时候会产生巨大的噪音，也即提醒人员已经
磨损到位，相比电阻检测更为直观和有效。
44.本发明提供的另一实施例中，优选的，磨损测量装置7包括设置在第一磨损部上的流量孔7.2，且随着第一磨损部的磨损，流量孔7.2的孔径逐渐增大。安装座4.1内设置有定量流量计7.3，定量流量计7.3通过活动连接管与流量孔7.2相连接。流量孔7.2为沿着液体流动方向径向尺寸逐渐减小的通孔，如可以是一个锥形孔，为使得液体能够顺利的从流量孔7.2内流动，流量孔7.2倾斜设置在第一磨损部内，流量孔7.2位于第一磨损部的磨损端的孔径最小，随着第一磨损部被磨损，流量孔7.2的孔径逐渐增大，对应的定量液体流出的时间逐渐减少，当定量液体流出的时间也达到预定时间，此时对应表明第一磨损部和第二磨损部以被磨损到预定的长度，此时需要对第一磨损部和第二磨损部进行更换，如此基于定量流量计7.3的检测数据即可提醒进行更换。
45.本发明提供的另一实施例中，进一步的，在安装座4.1上设置有定量液体储存器，其用于储存定量的液体，定量流量计7.3设置在定量液体储存器上，定量流量计7.3能够检测定量液体储存器内液体流出的时间，在固定平衡结构5上设置有流量通道，流量通道的孔径与流量孔7.2的最大孔径相同，流量通道通过活动连接管与定量液体储存器相连接，活动连接管可以是一个可伸缩的管体，在需要对第一磨损部和第二磨损部的磨损度进行测量时，在定量液体储存器内储存定量液体，开启定量流量计7.3和控制阀，通过定量流量计7.3计算定量液体流出的时间来确定流量孔7.2的孔径，流量孔7.2的孔径与第一磨损部和第二磨损部的磨损长度相对应，流出时间越短，表面流量孔7.2的孔径越大，对应的第一磨损部和第二磨损部的磨损长度越长，如此在不对第一磨损部和第二磨损部进行拆卸的情况下，可方便的对第一磨损部和第二磨损部的磨损度进行测量。
46.本实施例中，第一磨损部上的流量孔7.2在轴向上贯穿这两者，定量液体储存器存储的为润滑油，如此设置的作用在于，润滑油从流量孔7.2中流出以润滑第一磨损部和第二磨损部的磨损面，如此将硬质摩擦进行润滑，降低噪声，而且润滑油可以进行品种选择以使得流动速度较慢，定量液体储存器一次储存可以较长时间的予以使用。
47.本发明提供的再一实施例中，优选的，固定平衡结构5和安装座4.1之间设置之前设置有弹性缓冲结构8。弹性缓冲结构8具有弹性效果，如此使得固定平衡结构5和活动平衡结构6之间能够弹性缓冲，减少固定平衡结构5和活动平衡结构6之间硬性摩擦，增加第一磨损部和第二磨损部的使用寿命。
48.本发明提供的再一实施例中，优选的，弹性缓冲结构8包括安装在安装座4.1侧壁上的环形座8.1，环形座8.1上设置有环形凹槽8.2，固定平衡结构5滑动连接在环形凹槽8.2内，固定平衡件和环形凹槽8.2之间设置有至少一个弹性件；为提升弹性缓冲效果，弹性件的个数为三个或三个以上，弹性件可以是压缩弹簧或其他结构，弹性件的两端分别与固定平衡结构5和环形凹槽8.2的底壁相固定，如此当活动平衡结构6对固定平衡结构5进行抵压时，固定平衡结构5向环形凹槽8.2的内部运动从而抵压弹性件，相当于固定平衡结构5也具有了一定的活动范围，弹性件对固定平衡结构5进行弹性缓冲，减少固定平衡结构5和活动平衡结构6之间的硬性摩擦。
49.本发明提供的再一实施例中，优选的，弹性件包括弧形钢板8.3，环形凹槽8.2内设置有至少两个条形安装槽8.4，为提升弹性缓冲效果，条形安装槽8.4具有三个及以上，各条形安装槽8.4沿环形凹槽8.2的径向设置，多个条形安装槽8.4沿环形凹槽8.2的周向等间距
设置，弧形钢板8.3的两端滑动限制在条形安装槽8.4内，在弧形钢板8.3的两端可设置有滑动块，滑动块滑动连接在条形安装槽8.4内，弧形钢板8.3的两端与条形安装槽8.4的侧壁之间设置有弹簧件8.5，滑动块沿条形安装槽8.4滑动能够对弹簧件8.5进行抵压，在固定平衡结构5的底部可设置有与弧形钢板8.3一一对应的条形限制槽，如此当活动平衡结构6对固定平衡结构5进行抵压时，固定平衡结构5向环形凹槽8.2的内部运动从而弧形钢板8.3，弧形钢板8.3形变从而驱动滑动块沿条形安装槽8.4滑动以抵压弹簧件8.5，如此弧形钢板8.3和弹簧件8.5均具有弹性缓冲效果，提升对固定平衡结构5的弹性缓冲效果，且弧形钢板8.3和弹性件相互配合可缩短固定平衡结构5的运动行程，避免泵轴3.1在泵体内部窜动，提升泵体运行的平稳性。这里需要说明的是，固定平衡结构5受到的主要是周向的转动力，各弹簧件提供的是径向的力，但是整体而言，多个辐射状布置的弹簧件也具有周向的缓冲力，而且辐射状的多个弹簧件本质具有各个方向的缓冲力，性能更为均衡，在可选的实施方式，也可以考虑能够缓冲周向力的蜗簧。
50.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。