本發(fā)明涉及透平流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種密封效果好、穩(wěn)定性好的磁力透平泵及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著生活水平不斷提高，人們對能源的需求急劇增加，如何對能量進(jìn)行回收利用，減少能源消耗已受到越來越受多的重視與關(guān)注，在人們生活的各個領(lǐng)域中均存在壓力流體輸送管道，如建筑的給水管道系統(tǒng)，空調(diào)管道系統(tǒng)，工業(yè)流體管道系統(tǒng)等。各種有壓管道中均存在富余液力能；通常其富余液力能均通過減壓閥、平衡閥等管件消除，在小部分液力能較豐富的工業(yè)管道中，一般采用水泵反轉(zhuǎn)或水輪機(jī)對流體液力能進(jìn)行回收，使其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

但是，目前水泵返轉(zhuǎn)與微型水輪機(jī)液力透平均用在水、風(fēng)等充許泄漏流體的輸送中，在運(yùn)用過程中存在不同程度的泄漏情況，其泄漏點(diǎn)主要為軸傳動動態(tài)密封不嚴(yán)所導(dǎo)致，不可用于貴重或有毒流體輸送或流體液力能回收利用，使用范圍受到限制。

中國專利授權(quán)公開號：CN103352855A，授權(quán)公開日2013年10月16日，公開一種新型無軸封結(jié)構(gòu)液力透平泵，液力透平和泵采用共軸結(jié)構(gòu)，利用滑動軸承支承軸、推力盤進(jìn)行軸向限位，省去傳動機(jī)構(gòu)和軸封(機(jī)械密封和骨架密封等)，用透平介質(zhì)循環(huán)冷卻潤滑滑動軸承和推力盤，實現(xiàn)無軸封，從而避免了軸封泄漏。透平和泵體兩側(cè)開口，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和維護(hù)。液力透平的軸功率與泵的軸功率相 等，具有轉(zhuǎn)速自我調(diào)節(jié)和性能相互匹配功能。該發(fā)明的不足之處是，當(dāng)透平流體與泵輸送的流體不屬于同一種流體時，液體之間容易相互滲透、污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的液力透平泵容易泄漏及流體間易相互滲透的不足，提供了一種密封效果好、穩(wěn)定性好的磁力透平泵及控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磁力透平泵，包括主動泵、從動泵和磁力傳動器；主動泵包括第一殼體、設(shè)于第一殼體內(nèi)的第一葉輪和設(shè)于第一殼體上的第一泵蓋；磁力傳動器包括內(nèi)轉(zhuǎn)子，外轉(zhuǎn)子，設(shè)于內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間的隔離套和設(shè)于隔離套外部的密封套；從動泵包括第二殼體、設(shè)于第二殼體內(nèi)的第二葉輪和設(shè)于第二殼體上的第二泵蓋；第一葉輪的轉(zhuǎn)軸穿過第一泵蓋并與外轉(zhuǎn)子與連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸穿過第二泵蓋并與第二葉輪連接，密封套分別與第一泵蓋和第二泵蓋連接，隔離套和第二泵蓋連接，外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子均采用磁性材料制成，隔離套采用非導(dǎo)磁材料制成，第一殼體上設(shè)有第一進(jìn)液口和第一出液口，第二殼體上設(shè)有第二進(jìn)液口和第二出液口。

為實現(xiàn)對不可泄漏流體的輸送，本發(fā)明將外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與第一葉輪連接，隔離套與第二泵蓋連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子與第二葉輪連接，根據(jù)磁場能穿透空氣隙和非磁性介質(zhì)的原理，當(dāng)?shù)谝蝗~輪帶動外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，通過磁力線的作用耦合了內(nèi)轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了力矩的非接觸式 傳遞，由常規(guī)的一根軸加設(shè)軸封部件改為兩根軸加設(shè)隔離套結(jié)構(gòu)，將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封，從而徹底解決了介質(zhì)的泄漏問題。

本發(fā)明解決了泄漏問題，可直接用于輸送不可泄漏流體或?qū)Σ豢尚孤┝黧w液力能的回收，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高能源利用效率，節(jié)省運(yùn)行能耗。

作為優(yōu)選，還包括控制器、液力能流體進(jìn)入管道，液力能流體排出管道，設(shè)于液力能流體進(jìn)入管道和液力能流體排出管道之間的第一聯(lián)通管道和第二聯(lián)通管道，第一聯(lián)通管道上設(shè)有電泵和止回閥，第二聯(lián)通管道上設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥，第一進(jìn)液口和第一出液口內(nèi)均設(shè)有壓力傳感器，液力能流體進(jìn)入管道的出口與第一進(jìn)液口連接，液力能流體排出管道的入口與第一出液口連接，控制器分別與2個壓力傳感器、電泵和電動調(diào)節(jié)閥電連接。

作為優(yōu)選，液力能流體進(jìn)入管道和第一殼體之間設(shè)有用于導(dǎo)流液體的連通管，從第一進(jìn)液口和連通管出口流出的液體使第一葉輪同向旋轉(zhuǎn)，連通管上設(shè)有電磁閥，電磁閥與控制器電連接。

作為優(yōu)選，第一殼體內(nèi)包括進(jìn)液通道、腔體和出液通道；第一進(jìn)液口位于進(jìn)液通道上，第一葉輪位于腔體中，第一出液口位于出液通道上，進(jìn)液通道和出液通道的軸心線相互垂直，進(jìn)液通道和第一葉輪的軸心線相互垂直。

作為優(yōu)選，第一葉輪包括轉(zhuǎn)盤和設(shè)于轉(zhuǎn)盤上的若干個葉片；每個葉片中均設(shè)有呈L形的導(dǎo)流通道；外轉(zhuǎn)子呈一端開口的圓筒狀，隔離套的剖面呈幾字形。

一種磁力透平泵的控制方法，包括如下步驟：

控制器中設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)壓力差區(qū)間[A1，A2]，2個壓力傳感器分別檢測有第一進(jìn)液口和第一出液口的壓力值，控制器計算兩個壓力值的壓力差A(yù)；

(6-1)當(dāng)A＜A1時，控制器控制電泵工作，從液力能流體排出管道中抽取液體進(jìn)入液力能流體進(jìn)入管道內(nèi)；

(6-2)當(dāng)A＞A2時，控制器控制電動調(diào)節(jié)閥打開，多余液體通過第二聯(lián)通管道進(jìn)入液力能流體排出管道。

作為優(yōu)選，液力能流體進(jìn)入管道和第一殼體之間設(shè)有用于導(dǎo)流液體的連通管，從第一進(jìn)液口和連通管出口流出的液體使第一葉輪同向旋轉(zhuǎn)，連通管上設(shè)有電磁閥，電磁閥與控制器電連接；步驟(6-2)由下述步驟替換：

當(dāng)A＞A2時，控制器控制電磁閥打開，液體通過連通管進(jìn)入第一殼體，第一葉片快速旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)電磁閥已經(jīng)打開時間T并且A＞A2，則控制器控制電動調(diào)節(jié)閥打開，多余液體通過第二聯(lián)通管道進(jìn)入液力能流體排出管道。

作為優(yōu)選，還包括報警器和存儲器，報警器和存儲器均與控制器電連接；在步驟(6-1)之前還包括壓力傳感器故障檢測步驟：

存儲器中設(shè)有壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號曲線；

(8-1)控制器獲得壓力傳感器的信號曲線S(t)，控制器提取S(t)中與各個時間間隔相對應(yīng)的信號值M₁，…，M_n；設(shè)定信號值的序號為i，i＝1，…，n；

(8-2)控制器利用公式計算每個信號值M_i的平穩(wěn)率ratio_i；

當(dāng)S(t)和標(biāo)準(zhǔn)溫度信號曲線無交點(diǎn)并且各個信號值的ratio_i均位于[1-C1，1+C1]范圍之外，則控制器控制報警器發(fā)出報警信息。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：液體不會泄漏，運(yùn)行平穩(wěn)性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種剖視圖；

圖2是本發(fā)明的一種原理框圖；

圖3是本發(fā)明的實施例1的一種流程圖；

圖4是本發(fā)明安裝到管道上的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的連通管的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：主動泵1、從動泵2、磁力傳動器3、電磁閥5、存儲器6、報警器7、磁力透平泵8、不可泄漏流體流入管道9、不可泄漏流體流出管道10、第一殼體11、第一葉輪12、第一泵蓋13、第二進(jìn)液口14、第二出液口15、連通管16、內(nèi)轉(zhuǎn)子21、外轉(zhuǎn)子22、隔離套23、密封套24、第二殼體31、第二葉輪32、第二泵蓋33、第一進(jìn)液口111、第一出液口112、控制器201、液力能流體進(jìn)入管道202、液力能流體排出管道203、第一聯(lián)通管道204、第二聯(lián)通管道205、電泵206、止回閥207、電動調(diào)節(jié)閥208、壓力傳感器209、轉(zhuǎn)盤121、葉片122、導(dǎo)流通道1221。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實施例1

如圖1所示的實施例是一種磁力透平泵，包括主動泵1、從動泵2和磁力傳動器3；主動泵包括第一殼體11、設(shè)于第一殼體內(nèi)的第一葉輪12和設(shè)于第一殼體上的第一泵蓋13；磁力傳動器包括內(nèi)轉(zhuǎn)子21，外轉(zhuǎn)子22，設(shè)于內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間的隔離套23和設(shè)于隔離套外部的密封套24；從動泵包括第二殼體31、設(shè)于第二殼體內(nèi)的第二葉輪32和設(shè)于第二殼體上的第二泵蓋33；第一葉輪的轉(zhuǎn)軸穿過第一泵蓋并與外轉(zhuǎn)子與連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸穿過第二泵蓋并與第二葉輪連接，密封套分別與第一泵蓋和第二泵蓋連接，隔離套和第二泵蓋連接，外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子均采用磁性材料制成，隔離套采用非導(dǎo)磁材料制成，第一殼體上設(shè)有第一進(jìn)液口111和第一出液口112，第二殼體上設(shè)有第二進(jìn)液口14和第二出液口15。

如圖3所示，將本發(fā)明的磁力透平泵8與不可泄漏流體流入管道9、不可泄漏流體流出管道10，液力能流體進(jìn)入管道202和液力能流體排出管道203連接，還包括控制器201、設(shè)于液力能流體進(jìn)入管道和液力能流體排出管道之間的第一聯(lián)通管道204和第二聯(lián)通管道205，第一聯(lián)通管道上設(shè)有電泵206和止回閥207，第二聯(lián)通管道上設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥208，第一進(jìn)液口和第一出液口內(nèi)均設(shè)有壓力傳感器209，液力能流體進(jìn)入管道的出口與第一進(jìn)液口連接，液力能流體排出管道的入口與第一出液口連接，控制器分別與2個壓力傳感器、電泵和電動調(diào)節(jié)閥電連接。圖3中，其它紡錘形標(biāo)記為閥門。不可泄漏 流體流入管道與第二進(jìn)液口連接，不可泄漏流體流出管道與第二出液口連接。

富有液力能流體從液力能流體進(jìn)入管道流入磁力透平泵，經(jīng)過磁力透平泵能量回收后再經(jīng)液力能流體排出管道流出；不可泄漏流體經(jīng)不可泄漏流體流入管道進(jìn)入磁力透平泵，獲得能量由不可泄漏流體流出管道流出。

如圖1所示，第一殼體內(nèi)包括進(jìn)液通道、腔體和出液通道；第一進(jìn)液口位于進(jìn)液通道上，第一葉輪位于腔體中，第一出液口位于出液通道上，進(jìn)液通道和出液通道的軸心線相互垂直，進(jìn)液通道和第一葉輪的軸心線相互垂直。

第一葉輪包括轉(zhuǎn)盤121和設(shè)于轉(zhuǎn)盤上的4個葉片122；每個葉片中均設(shè)有呈L形的導(dǎo)流通道1221；外轉(zhuǎn)子呈一端開口的圓筒狀，隔離套的剖面呈幾字形。還包括報警器7和存儲器6，報警器和存儲器均與控制器電連接；

如圖3所示，一種磁力透平泵的控制方法，包括如下步驟：

存儲器中設(shè)有壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號曲線；

步驟10，壓力傳感器故障檢測

步驟11，控制器獲得壓力傳感器的信號曲線S(t)，控制器提取S(t)中與各個時間間隔相對應(yīng)的信號值M₁，…，M_n；設(shè)定信號值的序號為i，i＝1，…，n；n＝20；

步驟12，控制器利用公式計算每個信號值M_i的平穩(wěn)率ratio_i；

當(dāng)S(t)和標(biāo)準(zhǔn)溫度信號曲線無交點(diǎn)并且各個信號值的ratio_i均位于[1-C1，1+C1]范圍之外，則控制器控制報警器發(fā)出報警信息；C1＝0.2；

控制器中設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)壓力差區(qū)間[A1，A2]，2個壓力傳感器分別檢測有第一進(jìn)液口和第一出液口的壓力值，控制器計算兩個壓力值的壓力差A(yù)；A1為0.5MPa，A2為0.6MPa。

步驟100，補(bǔ)充液體

當(dāng)A＜A1時，控制器控制電泵工作，從液力能流體排出管道中抽取液體進(jìn)入液力能流體進(jìn)入管道內(nèi)；

步驟200，旁流液體

當(dāng)A＞A2時，控制器控制電動調(diào)節(jié)閥打開，多余液體通過第二聯(lián)通管道進(jìn)入液力能流體排出管道。

實施例2

實施例2包括實施例1的所有結(jié)構(gòu)和方法部分，如圖5所示的實施例2的液力能流體進(jìn)入管道和第一殼體之間設(shè)有用于導(dǎo)流液體的連通管16，從第一進(jìn)液口和連通管出口流出的液體使第一葉輪同向旋轉(zhuǎn)，連通管上設(shè)有電磁閥5，電磁閥與控制器電連接；實施例1的步驟200由下述步驟替換：

當(dāng)A＞A2時，控制器控制電磁閥打開，液體通過連通管進(jìn)入第一殼體，第一葉片快速旋轉(zhuǎn)；

當(dāng)電磁閥已經(jīng)打開時間T并且A＞A2，則控制器控制電動調(diào)節(jié)閥打開，多余液體通過第二聯(lián)通管道進(jìn)入液力能流體排出管道。其中，T＝10分鐘。

應(yīng)理解，本實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。