本发明涉及泵的轴承配置(bearing arrangement)以及泵的轴承配置的操作方法。更特别的是,本发明涉及确定当前体积液体流速(volumetric liquid flowrate),而无需传统流量计。
背景技术:
1、通常,泵的输出处的流量计用于测量通过泵的当前体积液体流速。
2、流量计是需要组装、维护并需要空间的额外组成部件。
3、此外,流量计是昂贵的组成部件,尤其是用于测量高流速的流量计。
4、文献us5,649,449公开了一种用于通过测量施加在泵的叶轮上的径向力的大小(magnitude)和方向来确定正在进行操作(/工作)(operating)的离心泵的当前操作(/工作)(operation)状况的方法。
5、将这些值与先前测量或确定的已知值进行比较,以沿着泵特性曲线识别泵正在进行操作(/工作)(operating)的实际点,特别是泵的输出处的当前体积液体流速。
6、然而,对于双蜗壳(double volute)离心泵,与两个蜗壳相关的多个径向载荷旨在平衡所产生的径向载荷,使得所产生的径向载荷值是残余的(residual),从而阻碍了该方法的实现。
7、因此,本发明旨在创造相应改进的解决方案。这根据权利要求1和权利要求8的主题来解决。
技术实现思路
1、根据一方面,提出了一种泵的轴承配置(/轴承布置)(bearing arrangement),包括:
2、-至少一个滚动轴承,能够承载轴向载荷并支撑所述泵的叶轮轴(impellershaft),
3、-测量部件,用于作用在所述叶轮轴上的轴向力,
4、-另外的测量部件,用于所述叶轮或所述叶轮轴的转速(revolution speed),以及
5、-确定部件,包括通过所述泵的体积液体流速(volumetric liquid flow rates)、所述轴向力和所述转速之间的关系数据,并且经由所述关系数据确定与测量的轴向力和转速相关的液体流速。
6、优选的是,所述另外的(further)测量部件另外地(additionally)用于所述泵的输入压力,特别是所述另外的测量部件包括测量所述泵的吸入嘴(suction nozzle)中的输入压力的压力传感器,并且所述关系数据还包括所述输入压力。
7、优选的是,所述轴承配置包括支撑所述叶轮轴的第二轴承,所述至少一个轴承和所述第二轴承以背对背构造(back-to-back configuration)组装。
8、有利的是,所述轴承配置包括支撑所述叶轮轴的第三轴承,所述至少一个轴承和所述第二轴承以背对背的方式组装,并且所述第三轴承串列配对(paired in tandem)。
9、有利的是,所述测量部件包括测量作用在所述叶轮轴上的轴向力的传感器,特别是所述测量部件包括至少一个光纤,特别是包括至少一个光纤布拉格光栅。
10、优选的是,所述传感器布置在至少一个轴承上或至少一个轴承中。
11、根据另一方面,提出了一种泵的轴承配置的操作方法,所述泵特别是离心泵,所述泵包括:至少一个滚动轴承,能够承载轴向载荷并支撑所述泵的叶轮轴(impeller shaft);测量部件,用于作用在所述叶轮轴上的轴向力;另外的测量部件,用于所述叶轮或所述叶轮轴的转速(revolution speed);以及确定部件,包括通过所述泵的体积液体流速、所述轴向力和所述转速之间的关系数据,所述方法包括:
12、测量所述轴向力和所述转速,并且
13、经由所述关系数据确定相关的液体流速。
14、该方法允许在泵的正常操作(/工作)(operation)期间确定通过泵的体积液体流速,而不需要(实施)流量计,从而简化了泵的维护和设计,该方法不限于特定类型的离心泵,并且可以例如(实施)用于单蜗壳离心泵或双蜗壳离心泵。
15、优选的是,确定在正常操作期间的特定当前时刻(particular current instant)作用在所述叶轮轴上的所述轴向力的步骤包括:在正常操作(/工作)(operation)期间,测量在正常操作期间的特定当前时刻作用在所述叶轮轴上的轴向力。
16、有利的是,测量作用在所述叶轮轴上的轴向力的步骤包括:测量作用在所述叶轮轴上的轴向力的大小(magnitude)和方向。
17、优选的是,测量作用在所述叶轮轴上的轴向力的步骤包括:测量支撑叶轮轴的所述轴承处的轴向力。
1.一种泵的轴承配置,所述泵特别是离心泵,包括:
2.根据权利要求1所述的轴承配置,其特征在于,所述测量部件包括轴向力传感器,所述轴向力传感器测量作用在所述叶轮轴上的轴向力,特别是所述测量部件包括至少一个光纤,特别是包括至少一个光纤布拉格光栅。
3.根据权利要求1或2所述的轴承配置,其特征在于,所述另外的测量部件另外地用于所述泵的输入压力,特别是所述另外的测量部件包括测量所述泵的吸入嘴中的输入压力的压力传感器,并且所述关系数据还包括所述输入压力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承配置,其特征在于,所述配置包括支撑所述叶轮轴的第二滚动轴承,所述至少一个轴承和所述第二轴承以背对背构造配置。
5.根据权利要求4所述的轴承配置,其特征在于,所述配置包括支撑所述叶轮轴的第三滚动轴承,所述至少一个轴承和所述第二轴承以背对背的方式配置,并且所述第三轴承以串列配置配对。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的轴承配置,其特征在于,所述轴向力传感器布置在所述轴承中的至少一个轴承上或至少一个轴承中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴承配置,其特征在于,所述关系数据取决于所述泵的具体设计和尺寸,并且特别是通过在泵的惯常操作之前针对所述泵的每个设计和尺寸的测量来确定。
8.一种泵的轴承配置的操作方法,所述泵特别是离心泵,所述泵包括:至少一个滚动轴承,能够承载轴向载荷并支撑所述泵的叶轮轴;测量部件,用于作用在所述叶轮轴上的轴向力;另外的测量部件,用于所述叶轮或叶轮轴的转速;以及确定部件,包括通过所述泵的体积液体流速、所述轴向力和所述转速之间的关系数据,其中,
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述测量部件包括轴向力传感器,所述轴向力传感器测量作用在所述叶轮轴上的轴向力,特别是所述测量部件包括至少一个光纤,特别是包括至少一个光纤布拉格光栅,和/或其中,所述另外的测量部件另外地用于所述泵的输入压力,随之所述关系数据还包括所述输入压力。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述关系数据取决于所述泵的具体设计和尺寸,并且特别是通过在所述泵的惯常操作之前针对泵的每个设计和尺寸的测量来确定。
