本發(fā)明屬于多級離心泵，具體涉及一種多級離心泵及監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的多級離心泵一般為單吸或雙吸進口的節(jié)段式多級離心泵，泵的吸入口水平布置、排出口垂直向上布置，其主要零部件包括：吸入段、中段、吐出段、填料函體、葉輪(含首級葉輪)、導(dǎo)葉(含末級導(dǎo)葉)、平衡盤、平衡環(huán)、平衡套、軸、軸承體、軸承、聯(lián)軸器等，泵工作時產(chǎn)生的軸向力由平衡機構(gòu)(平衡盤、平衡環(huán)、平衡套)平衡；

2、其主要缺點是缺乏軸向力平衡組件，平衡盤、平衡環(huán)、平衡套屬易磨損件，磨損到一定程度時需更換，而更換往往比較困難，同時平衡盤、平衡環(huán)磨損后，轉(zhuǎn)子向驅(qū)動端移動，葉輪與導(dǎo)葉流道不對中，如果不及時更換，將導(dǎo)致內(nèi)部損失增加，流量減少，泵使用效率下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種多級離心泵及監(jiān)測系統(tǒng)，用以解決上述提出的至少一項技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種多級離心泵，包括泵軸，泵軸的驅(qū)動端和非驅(qū)動端均安裝有圓柱滾子軸承，泵軸的非驅(qū)動端安裝有一對單列角接觸球軸承，泵軸上設(shè)有首級葉輪、葉輪和末級葉輪，首級葉輪、葉輪和末級葉輪分別位于吸入段、中段和吐出段，末級葉輪端面設(shè)有密封環(huán)，吐出段內(nèi)設(shè)有吐出段襯環(huán)，密封環(huán)端面與吐出段襯環(huán)端面之間形成密封腔，密封腔通過吐出段后腔與吸入段連通。

3、優(yōu)選的，泵軸的驅(qū)動端安裝有泵聯(lián)軸器和軸螺母，軸螺母安裝在軸承體甲內(nèi)，泵軸驅(qū)動端的圓柱滾子軸承安裝在軸承體甲內(nèi)，圓柱滾子軸承一端設(shè)有有孔軸承端蓋，圓柱滾子軸承另一端面設(shè)有依次設(shè)有軸承擋套。

4、優(yōu)選的，吸入段泵軸上依次設(shè)有軸套、填料壓蓋和填料環(huán)；

5、吐出段后設(shè)有填料函體，軸承體甲安裝在填料環(huán)前方，軸承體乙安裝在填料函體后方；

6、填料函體上設(shè)有平衡水管組件，平衡水管組件與吸入段和吐出段連通。

7、優(yōu)選的，泵軸非驅(qū)動端的圓柱滾子軸承和角接觸球軸承均安裝在軸承體乙內(nèi)，泵軸非驅(qū)動端安裝有擋水圈和軸承隔套，角接觸球軸承一端安裝有墊片，角接觸球軸承外設(shè)有軸承襯套，角接觸球軸承另一端設(shè)有無孔軸承端蓋和圓螺母。

8、優(yōu)選的，首級葉輪端面設(shè)有首級密封環(huán)，葉輪外設(shè)有導(dǎo)葉，導(dǎo)葉外設(shè)有導(dǎo)葉套，末級葉輪外設(shè)有末級導(dǎo)葉。

9、優(yōu)選的，吸入段處安裝有防堵防磨組件，防堵防磨組件包括l型防堵防磨組件殼體，l型防堵防磨組件殼體輸入端為傾斜端面，并設(shè)有過濾網(wǎng)一，輸出端螺栓連接有錐形適配件，錐形適配件用于與吸入段內(nèi)壁相互配合，l型防堵防磨組件殼體內(nèi)設(shè)有大型雜質(zhì)收集腔，大型雜質(zhì)收集腔進口處設(shè)有過濾網(wǎng)二，過濾網(wǎng)二后方轉(zhuǎn)動連接有撈爪；

10、大型雜質(zhì)收集腔內(nèi)固定連接有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿上下滑動連接有壓板，壓板頂部與大型雜質(zhì)收集腔內(nèi)壁通過彈性件連接，壓板底部固定連接有鋼繩，鋼繩另一端纏繞在電動繞線輪上，大型雜質(zhì)收集腔轉(zhuǎn)動連接有聯(lián)動閉合板，大型雜質(zhì)收集腔內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有負壓葉輪，負壓葉輪后方設(shè)有排水網(wǎng)，l型防堵防磨組件殼體內(nèi)壁排水網(wǎng)相對位置設(shè)有細沙弧形導(dǎo)向槽，細沙弧形導(dǎo)向槽內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有排沙絞龍。

11、一種多級離心泵監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

12、數(shù)據(jù)采集時刻確定模塊，用于基于當(dāng)前監(jiān)測周期確定當(dāng)前監(jiān)測周期的若干個數(shù)據(jù)采集時刻；

13、數(shù)據(jù)采集模塊，用于基于當(dāng)前監(jiān)測周期的若干個數(shù)據(jù)采集時刻進行數(shù)據(jù)采集，包括：

14、用于吸入段和吐出段流量采集的流量采集單元、用于吸入段和吐出段壓力采集的壓力采集單元、用于多級離心泵振動信號采集的振動信號采集單元、用于多級離心泵超聲波信號采集的超聲波信號采集單元，用于多級離心泵功率采集的功率采集單元；

15、性能評估值確定模塊，用于將若干數(shù)據(jù)采集時刻流量采集單元、壓力采集單元、振動信號采集單元、超聲波信號采集單元和功率采集單元的采集結(jié)果分別輸入至訓(xùn)練好的多級離心泵輸送能力評估模型、多級離心泵揚程能力評估模型、多級離心泵機械狀態(tài)評估模型、多級離心泵密封性能評估模型和多級離心泵能效評估模型中，獲得若干數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵輸送能力評估值、多級離心泵揚程能力評估值、多級離心泵機械狀態(tài)評估值、多級離心泵密封性能評估值和多級離心泵能效評估值；

16、監(jiān)測矩陣構(gòu)建模塊，用于基于數(shù)據(jù)采集模塊當(dāng)前監(jiān)測周期的若干個數(shù)據(jù)采集時刻采集的若干數(shù)據(jù)采集值和性能評估值確定模塊當(dāng)前監(jiān)測周期的若干個數(shù)據(jù)采集時刻獲得的若干評估值，構(gòu)建當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣；

17、多級離心泵運行狀態(tài)分析模塊，用于基于當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣對多級離心泵的輸送能力狀態(tài)、揚程能力狀態(tài)、機械狀態(tài)、密封性能狀態(tài)、能效狀態(tài)進行分析，并基于分析結(jié)果進行對應(yīng)狀態(tài)性能的緊急報警提示，或進行多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測，基于預(yù)測結(jié)果進行多級離心泵整體性能預(yù)警提示。

18、優(yōu)選的，監(jiān)測矩陣構(gòu)建模塊構(gòu)建當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣包括：

19、其中，為第i個監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣，ai1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻流量采集單元采集的吸入段和吐出段之間的流量差，ai2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻流量采集單元采集的吸入段和吐出段之間的流量差，ain為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻流量采集單元采集的吸入段和吐出段之間的流量差，bi1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻壓力采集單元采集的吸入段和吐出段之間的壓力差，bi2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻壓力采集單元采集的吸入段和吐出段之間的壓力差，bin為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻壓力采集單元采集的吸入段和吐出段之間的壓力差，ci1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻振動信號采集單元采集的振動速度，ci2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻振動信號采集單元采集的振動速度，cin為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻振動信號采集單元采集的振動速度，di1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻超聲波信號采集單元采集的聲壓級數(shù)值，di2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻超聲波信號采集單元采集的聲壓級數(shù)值，din為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻超聲波信號采集單元采集的聲壓級數(shù)值，ei1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻功率采集單元采集的功率值，ei2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻功率采集單元采集的功率值，ein為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻功率采集單元采集的功率值，ai1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵輸送能力評估值，ai2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵輸送能力評估值，ain為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵輸送能力評估值，bi1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵揚程能力評估值，bi2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵揚程能力評估值，bin為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵揚程能力評估值，ci1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵機械狀態(tài)評估值，ci2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵機械狀態(tài)評估值，cin為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵機械狀態(tài)評估值，di1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵密封性能評估值，di2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵密封性能評估值，din為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵密封性能評估值，ei1為第i個監(jiān)測周期第1個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵能效評估值，ei2為第i個監(jiān)測周期第2個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵能效評估值，ein為第i個監(jiān)測周期第n個數(shù)據(jù)采集時刻的多級離心泵能效評估值。

20、優(yōu)選的，多級離心泵運行狀態(tài)分析模塊包括：

21、遍歷分析單元，用于基于當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的輸送能力狀態(tài)矩陣、揚程能力狀態(tài)矩陣、機械狀態(tài)矩陣、密封性能狀態(tài)矩陣和能效狀態(tài)矩陣：

22、刪除當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣中流量采集單元的采集值和多級離心泵輸送能力評估值，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的輸送能力狀態(tài)矩陣；

23、刪除當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣中壓力采集單元的采集值和多級離心泵揚程能力評估值，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的揚程能力狀態(tài)矩陣；

24、刪除當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣中振動信號采集單元的采集值和多級離心泵機械狀態(tài)評估值，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的機械狀態(tài)矩陣；

25、刪除當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣中超聲波信號采集單元的采集值和多級離心泵密封性能評估值，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的密封性能狀態(tài)矩陣；

26、刪除當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣中功率采集單元的采集值和多級離心泵能效評估值，獲得當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的能效狀態(tài)矩陣；

27、報警判斷單元，將輸送能力狀態(tài)矩陣、揚程能力狀態(tài)矩陣、機械狀態(tài)矩陣、密封性能狀態(tài)矩陣和能效狀態(tài)矩陣的秩與對應(yīng)狀態(tài)的基準(zhǔn)評估值進行比較，若輸送能力狀態(tài)矩陣、揚程能力狀態(tài)矩陣、機械狀態(tài)矩陣、密封性能狀態(tài)矩陣和能效狀態(tài)矩陣的秩大于對應(yīng)狀態(tài)的基準(zhǔn)評估值時，則對應(yīng)狀態(tài)不合格，進行對應(yīng)狀態(tài)性能的緊急報警提示，否則進行多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測；

28、整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測單元，用于預(yù)測下一監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，并基于預(yù)測結(jié)果判斷是否進行多級離心泵整體性能預(yù)警提示。

29、優(yōu)選的，整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測單元包括：

30、多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值確定子單元，用于計算當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵監(jiān)測矩陣的秩，作為當(dāng)前監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值；

31、多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測矩陣構(gòu)建子單元：用于基于若干監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，構(gòu)建多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測矩陣：

32、其中，wi為第i個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測矩陣，w1為第1個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，w2為第2個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，w3為第3個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，wi-1為第i-1個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值，wi為第i個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值；

33、預(yù)測值確定子單元，獲取第i個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測矩陣第三列所有矩陣元素的均值，并將第i個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值預(yù)測矩陣第三行所有矩陣元素的值替換為第三列所有矩陣元素的均值，獲得新矩陣，將新矩陣的秩作為第i+1個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值；

34、預(yù)警判斷單元，若第i+1個監(jiān)測周期多級離心泵的整體運行狀態(tài)評估值小于多級離心泵的整體運行狀態(tài)預(yù)設(shè)評估值時，進行預(yù)警提示。

35、與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具備以下有益效果：

36、本發(fā)明在現(xiàn)有的普通節(jié)段式多級離心泵基礎(chǔ)上,取消原平衡機構(gòu)，在末級葉輪背面設(shè)置一個密封環(huán)，該密封環(huán)端面與安裝在吐出段上的吐出段襯環(huán)端面里形成一個密封腔，該密封腔通過吐出段后腔與吸入腔連通，同時在非驅(qū)動端圓柱滾子軸承外側(cè)增設(shè)一對單列角接觸球軸承，泵啟動后，前n-1級葉輪產(chǎn)生的指向驅(qū)動端的軸向力由末級葉輪因背面設(shè)置密封環(huán)而產(chǎn)生的指向非驅(qū)動端的軸向力平衡，殘余軸向力由一對單列角接觸球軸承承擔(dān)，由此減少了磨損，延長了泵的使用壽命。