[实用新型]一种永磁轴向力自适应平衡装置

说明书

本实用新型公开了一种永磁轴向力自适应平衡装置。其主要构件包括海水淡化能量回收一体机壳体、泵叶轮、透平叶轮、泵轴、推力轴承以及长短水润滑滑动轴承各一套。在透平叶轮和推力轴承上嵌有同极环状永磁体，通过同极相斥的磁力作用可以实现泵叶轮和透平叶轮的轴向力自适应平衡。本实用新型的轴向力自适应平衡装置不需要添加推力盘平衡轴向力，有效地解决了双转子同轴系统的轴向力自适应平衡问题，同时有效降低轴向推力对推力轴承的作用载荷，减少了因添加推力盘而使转子系统带来的摩擦损耗，提高了海水淡化能量回收一体机的转子系统可靠性与一体机系统的稳定性及安全性。

技术领域

本实用新型属于机械领域，特别是一种海水淡化能量回收一体机永磁轴向力自适应平衡装置。

背景技术

海水淡化是全球沿海国家解决淡水资源短缺的重要途径。随着海岛开发，远洋舰船，钻井平台等领域的快速发展，中小型海水淡化装置需求猛增。在中小型海水淡化领域，能量回收一直是制约其发展的重要瓶颈，这直接影响了海水淡化装置的技术水平和应用推广，亟需开发能量回收新技术，新产品以适应市场需求。

海水淡化能量回收一体机中的一个难题就是轴向力的平衡问题。不同于普通离心泵和液力透平的轴向力平衡，在一体机中泵叶轮和透平叶轮同轴，泵叶轮和透平叶轮同时产生轴向力。双转子系统耦合过程中轴向力的变化导致普通的推力轴承无法满足轴向力的自适应平衡，同时该工况下，推力轴承磨损较为严重，影响了能量回收一体机的安全性。提出全新的轴向力平衡方法显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种能够解决海水淡化能量回收一体机轴向力自适应平衡的方法，从而保证海水淡化能量回收一体机的安全运行，为能量回收一体机提供技术创新，亦旨在提出一种全新的轴向力平衡方法，为双转子同轴机械提供新的结构设计思路。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

所述海水升压系统包括增压泵蜗室(6)、增压泵叶轮(4)、泵轴(7)、泵轴承(3)，所述海水升压系统的最外层为增压泵蜗室(6)，增压泵蜗室(6)内设有增压泵叶轮(4)和泵轴承(3)；所述增压泵叶轮(4)通过螺栓(5)与增压泵蜗室(6)内部中心的泵轴(7)一端连接，所述增压泵叶轮(4)由泵轴承(3)轴向定位安装于增压泵蜗室(6)中；

所述能量回收系统包括透平蜗室(8)、透平叶轮(12)、中心轴承(10)，所述能量回收系统的最外层为透平蜗室(8)，所述透平蜗室(8)和增压泵蜗室(6)连接，透平蜗室(8)内设有透平叶轮(12)、中心轴承(10)，所述透平叶轮(12)通过连接螺柱(11)与泵轴(7)的另一端连接，所述泵轴(7)由中心轴承(10)径向支撑，所述透平叶轮(12)与泵轴(7)均通过右侧增压泵轴承(3)轴向定位，透平叶轮(12)与泵轴(7)左侧通过推力轴承(15)轴向固定；

所述轴向力自适应平衡系统包括透平叶轮(12)、推力轴承(15)、第一环状永磁体(13)、第二环状永磁体(14)，所述第一环状永磁体(13)嵌于透平叶轮(12)的前盖板上，所述第二环状永磁体(14)嵌于推力轴承(15)上，所述第一环状永磁体(13)与第二环状永磁体(14)极性相同且中心对称。

进一步，所述增压泵叶轮与透平叶轮同时与泵轴相连接。

进一步，所述推力轴承为水润滑轴承，通过平衡管由一体机进水口提供高压原水，所述中心轴承为水润滑轴承，由增压泵蜗室直接供水。

进一步，所述增压泵蜗室和透平蜗室通过8个均布的双头螺柱连接。

进一步，所述第一环状永磁体与第二环状永磁体为钕铁硼永磁体。

进一步，所述泵轴承通过增压泵蜗室内部台阶定位，增压泵叶轮通过右侧泵轴承轴向定位。

进一步，所述泵轴因与增压泵叶轮相连从而轴向定位，泵轴的径向支撑由中心轴承完成。