[发明专利]一种多级泵轴向力测试系统和方法

说明书

本发明公开了一种多级泵轴向力测试系统和方法，包括节段式多级泵、导电滑环、电磁推力传递盘、右电磁铁座、右电磁线圈、右位移传感器、左位移传感器、左电磁线圈、左电磁铁座、应变式测力器、压盖、右应变片、平动轴、承力盘、左应变片、导向座、支架、出口段、叶轮、中段、径向导叶、泵轴和吸入端，所述节段式多级泵包括出口段、叶轮、中段、径向导叶、泵轴和吸入端，本新型多级泵轴向力测试系统和方法从而提高轴向力测试精度，测出转子轴向串动量的以及在给定串动量情况下的轴向力(或残余轴向力)，同时实现泵在非设计工况下轴向力测试，也可以获得泵的任意工况下的轴向力，并可以描绘出轴向力曲线，以指导泵的设计。

技术领域

本发明属于相关多级泵轴向力测试技术领域，具体涉及一种多级泵轴向力测试系统和方法。

背景技术

多级泵是把单机泵的叶轮通过一根轴同心串起来，以在流量不变的情况下，增加泵的扬程或压力。有两个叶轮的叫两级泵，有多个叶轮的叫多级泵。介质首先从首级叶轮吸入，经过首级叶轮加压之后，通过流道或导叶进入第二级叶轮吸入口，有第二级叶轮加压，依次类推经过多级叶轮加压之后，介质在出口段由涡室收集，并通过出口法兰流出。

由于叶轮吸入侧和另一侧的压力分布不同，吸入口为低压区，而另一侧对应为高压区，就会产生一个压力差，这样每级叶轮都受到一个与液体吸入方向相反的作用力，所有叶轮的合力就是多级泵的轴向力。太大的轴向力会对泵的轴承产生很大的影响，轴承由于载荷增加，温度升高，磨损严重，大大缩短了轴承寿命。由于多级泵的轴向力很大，所以要采取措施平衡轴向力。多级泵平衡轴向力有三种方式：平衡盘平衡法、平衡鼓平衡法和叶轮对称布置法。平衡盘平衡法、平衡鼓平衡法在泵设计之初要计算泵在额定工况的轴向力的大小，这主要凭经验法计算，结果往往不太准确，另外更不能获得泵在非额定工况下的轴向力。因此，有必要在多级泵的试制过程中测试其轴向力的大小或残余轴向力的大小，以便在为后续的改进设计提供依据，或者为泵的设计师提供泵轴向力设计方面的实际经验。

现有的多级泵轴向力测试装置和方法技术存在以下问题：1、现有技术的测试方法的缺陷是不能彻底解决动静分离的问题，转子传递的轴向力由于抵消轴承外圈与轴承孔之间的摩擦力而损失了一部分，传递到传感器上的力比实际值减小了，因而这种测试方法的精度较低。2、现有技术的测试方法下转子的串动量是固定的，不能满足测试转子轴向串动量的需求以及在给定串动量情况下的轴向力或残余轴向力测试。3、现有技术的测试装置与方法也不能方便满足泵在非设计工况下的轴向力测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级泵轴向力测试系统和方法，以解决上述背景技术中提出的现有的多级泵轴向力测试装置和方法在测量的时候精度不是很高，并且不能很好的满足转子轴向串动量的需要以及在给定串动量情况下的轴向力或残余轴向力测试和现有技术的测试装置与方法也不能方便满足泵在非设计工况下的轴向力测试的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多级泵轴向力测试系统和方法，包括节段式多级泵、导电滑环、电磁推力传递盘、右电磁铁座、右电磁线圈、右位移传感器、左位移传感器、左电磁线圈、左电磁铁座、应变式测力器、压盖、右应变片、平动轴、承力盘、左应变片、导向座、支架、出口段、叶轮、中段、径向导叶、泵轴和吸入端，所述节段式多级泵包括出口段、叶轮、中段、径向导叶、泵轴和吸入端，所述中段的内部中间设置有泵轴，所述中段和泵轴套接固定连接，所述中段的内部位于泵轴的外侧设置有径向导叶，所述径向导叶和泵轴通过套接固定连接，所述中段的后端位于泵轴的外侧一周设置有吸入端，所述中段和吸入端通过焊接固定连接，所述吸入端和泵轴套接固定连接，所述中段的前端位于泵轴的外侧一周设置有出口段，所述中段和出口段通过焊接固定的方式固定连接，所述出口段和泵轴通过套接固定连接，所述中段和出口段的连接处内侧位于泵轴的外侧一周设置有叶轮，所述叶轮和泵轴通过套接固定连接，所述出口段的前端位于泵轴上设置有导电滑环，所述导电滑环的前端位于泵轴上设置有电磁推力传递盘，所述电磁推力传递盘和泵轴通过套接固定连接，所述电磁推力传递盘的前端设置有应变式测力器，所述应变式测力器与电磁推力传递盘连接。