1樓：長沙三昌水泵企業
多級離心泵軸向力平衡裝置的設計理念
離心泵在執行的過程中產生的軸向力會造成轉子軸的上下竄動,造成離心泵內零件之間的摩擦作用,長期下去勢必會對離心泵的零件造成損耗,影響多級離心泵裝置的正常執行,影響生產效率。然而,軸向力平衡裝置的配置,會在兩端產生一定的壓力差,其中的液體會在流動的過程中產生一個與軸向力相反的平衡力,而平衡力的大小會隨平衡盤移動而發生一定的變化,直到與離心泵的軸向力相互抵消,但是由於慣性的存在,離心泵的轉子不會立即停止竄動,因此離心泵的轉子始終處於一種動態平衡狀態下,保證多級離心泵的正常執行。
軸向力平衡裝置的設計工作是整個多級離心泵配置和設計工作中的重要組成部分,因此相關設計工作人員在確保多級離心泵正常執行的前提下,應該充分考慮到工業生產的實際執行環境,結合多種設計方法和理念,將裝置在執行過程中的使用狀態保持在一個較為穩定、安全的狀態下。下面就簡要介紹幾種多級離心泵軸向力平衡裝置在設計工作過程中的設計理念和方法。
2.1葉輪對稱分佈法
在現代離心泵軸向力平衡裝置的設計工作中,一般都將葉輪級數選擇為偶數,因為當葉輪級數為偶數時,可以使用葉輪對稱分佈法來平衡裝置軸向力,對稱分佈的葉輪在執行過程中產生的軸向力大小相等,方向相反,在巨集觀上則會表現出一種平衡狀態。在進行設計的過程中,應該注意反向葉輪入口前的密封節流尺寸與葉輪的直徑大小相一致,保證良好的密封性。
2.2平衡盤法
平衡盤法作為現代多級離心泵軸向力平衡裝置設計過程中比較常見的設計方法,其結構可以根據生產需求進行適度的調整,其平衡力一部分主要是由盤徑向間隙與軸向間隙之間的截面產生,另一部分主要是由平衡盤軸向間隙與外半徑截面產生,這兩種平衡力起著平衡軸向力的作用。與其他方式相比,平衡盤法的優勢在於其平衡盤的直徑較大,靈敏度較高,有效地提升了裝置裝置的執行穩定性。
2.3平衡盤鼓法
與平衡盤法相比,平衡盤鼓法的不同之處在於其節流軸套部分的尺寸要比葉輪輪轂尺寸大,而平衡盤要求節流軸套的尺寸與葉輪輪轂的尺寸相對應。一般來講，在平衡盤鼓的設計方法中,由平衡盤產生的平衡力佔到總軸向力的一半以上,最大可以達到總軸向力的90%,其他部分主要是由平衡鼓來提供。與此同時,適度增加平衡鼓的平衡力,會相應減低平衡盤的平衡力，相應地會使平衡盤的尺寸減低,從而減小平衡盤的磨損程度,提高裝置零件的使用週期,保證多級離心泵的正常執行。
2.4雙平衡鼓法
雙平衡鼓法其實就是在平衡盤鼓法的基礎上進行強化生成的，與平衡盤鼓法相比,這種方法是在平衡盤的外徑上多增加了- -道徑向間隙，這樣就使得平衡盤發揮的作用與平衡鼓相當,不僅使得軸向間隙進- - 步增加，」而且也會減少平衡盤與裝置之間的磨損程度,同時也會使平衡室的壓力相對降低,減少大鼓的平衡力大小，提高裝置執行的穩定性.保證多級離心泵軸向力平衡裝置能夠發揮出應有的作用。
2樓：九十四樓
離心泵常見的平衡裝置有：
1、平衡孔或平衡管結構
2、背葉片結構
3、雙吸式葉輪
4、多級葉輪對稱佈置
5、平衡轂結構
6、平衡盤結構
3樓：匿名使用者
平衡孔、平衡管、葉輪對稱排列、平衡盤
離心泵的軸向力平衡方法有哪些？
4樓：長沙三昌泵業
一、推力軸承
對於軸向力不大的小型泵，採用推力軸承承受軸向力，通常是簡單而經濟的方法。即使採用其他平衡裝置，考慮到總有一定的殘餘軸向力，有時也裝設推力軸承。
二、平衡孔或平衡管
如圖1所示，在葉輪後蓋板上附設密封環，密封環所在直徑一般與前密封環相等，同時在後蓋板下部開孔，或設專用連通管與吸入側連通。由於液體流經密封環間隙的阻力損失，使密封下部的液體的壓力下降，從而減小作用在後蓋板上的軸向力。減小軸向力的程度取決於孔的數量和孔徑的大小。
在這種情況下，仍有10~15%的不平衡軸向力。要完全平衡軸向力必須進一步增大密封環所在直徑，需要指出的是密封環和平衡孔是相輔相成的，只設密封環無平衡孔不能平衡軸向力；只設平衡孔不設密封環，其結果是洩漏量很大，平衡軸向力的程度甚微。
平衡孔示意圖
採用這種平衡方法可以減小軸封的壓力，其缺點是容積損失增加（平衡孔的洩漏量一般為設計流量的2~5%）。另外，經平衡孔的洩漏流與進入葉輪的主液流相沖擊，破壞了正常的流動狀態，會使泵的抗汽蝕效能下降。為此，有的泵體上開孔，通過管線與吸入管連通，但結構變得複雜。
採用上述平衡方法，軸向力是不能達到完全平衡的，剩餘軸向力需由泵的軸承來承受。用平衡孔平衡軸向力的結構使用較廣，不僅單級離心泵上使用，而且多級離心泵上也使用。但由於軸向力不能完全平衡，仍需設定止推軸承，且由於多設定了一個口環，因而泵的軸向尺寸要增加，因此僅用於揚程不高，尺寸不大的泵上。
三、雙吸葉輪
單級泵採用雙吸式葉輪後，因為葉輪是對稱的，所以葉輪兩邊的軸向力互相抵消。但實際上，由於葉輪兩邊密封間隙的差異，或者葉輪相對於蝸室中心位置的不對中，還是存在一個不大的剩餘軸向力，此軸向力需由軸承來承受。
四、背葉片
泵背葉片是加在後蓋板的外側，即相當於在主葉輪的背面加一個與吸入方向相反點的附加半開式葉輪，如下圖。為了便於鑄造，這種背葉片通常都是做成徑向的，也有做成彎曲的。葉輪加背葉片之後，背葉片強迫液體旋轉，液體的旋轉角速度增加，改變了後蓋板的壓力水頭分佈減小了不平衡力。
剩餘軸向力仍需由軸承來承受。
背葉片示意圖
背葉片除平衡軸向力外，同時能減小軸封前液體的壓力。裝背葉片泵的揚程大約提高1~2%，使泵效率下降2~3%。背葉片還有防止雜質進入軸封的功能，輸送含雜質液體的泵中常採用。
五、葉輪對稱佈置
該方法主要用於多級泵。泵的所有葉輪平均分為兩個方向佈置，面對面或者背靠背地按一定次序排列起來（如下圖），可使軸向力相互平衡。
葉輪對稱佈置示意圖
佈置葉輪的原則是：
（1）級間過渡流道不能很複雜，以利於鑄造和減小阻力損失；
（2）兩端軸封側應佈置低壓級，以減小軸封所受的壓力；
（3）相鄰兩級葉輪間的級差不要過大，以減小級間壓差，從而減小級間洩漏。
節段式泵對稱佈置可平衡軸向力，但級間洩漏增加。對稱佈置葉輪，只有在結構完全相同的條件下，才能完全平衡，當各級的輪轂軸臺不同時，也將產生一定的軸向力。
六、平衡鼓
平衡鼓是個圓柱體，裝在末級葉輪之後，隨轉子一起旋轉。平衡鼓外圓表面與泵體間形成徑向間隙。平衡鼓前面是末級葉輪的後泵腔，後面是與吸入口相連通的平衡室。
這樣作用在平衡鼓上的壓差，形成指向右方的平衡力，該力用來平衡作用在轉子上的軸向力。
七、平衡盤
平衡盤可在不同工況自動完全地平衡軸向力，故廣泛地應用於多級離心泵。如圖5所示，在軸套與泵體間存在一個間隙，在盤端面與泵體間有一個軸向間隙bo，平衡盤後面有與泵吸入口相通的平衡室。徑向間隙b前的壓力是末級葉輪背面的壓力p，液體經過間隙b後，壓力降低為p＇，徑向間隙的壓力降為△p1=p-p＇，液體通過軸向間隙b0後，壓力再下降至po軸向間隙兩端的壓力降為△p2=p＇-po，其中po和泵吸入口的壓力接近。
整個平衡盤裝置的壓力降為△p=△p1+△p2。這樣，在平衡盤上作用一個平衡力，方向與泵的軸向力相反。
平衡盤示意圖
平衡盤的工作原理是：
當軸向力大於平衡盤的平衡力時，離心泵轉動部分向左移，軸向間隙bo隨之減少，流體流過間隙的阻力加大，整個平衡裝置的總阻力系數也因此加大。但是，△p不變，所以洩漏量q減少，結果是△p1減少而△p2增大，從而增加了平衡力，隨著轉動部分不斷向左移動，平衡力不斷增加，到達某一位置時，平衡力和軸向力達到平衡。當軸向力小於平衡力時，轉動部分向左移動，與上述過程相反，也使離心泵處於軸向平衡狀態。
所以裝有平衡盤裝置的離心泵，一般不配止推軸承。
5樓：時光就愛跑
離心泵是利用葉輪旋轉而使水發生離心運動來工作的。水泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內充滿水，然後啟動電機，使泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉運動，水發生離心運動，被甩向葉輪外緣，經蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。
單級離心泵軸向力平衡方法
①輪上開平衡孔。其目的是使葉輪兩側的壓力相等，從而使軸向力平衡，在葉輪輪盤上靠近輪轂的地方對稱地鑽幾個小孔（稱為平衡孔），並在泵殼與輪盤上設定密封環，使葉輪兩側液體壓力差大大減小，起到減小軸向力的作用。這種方法簡單、可靠，但有一部分液體迴流葉輪吸人口，降低了泵的效率。
這種方法在單級、單吸離心泵中應用較多。
②採用雙吸葉輪。它是利用葉輪本身結構特點，達到自身平衡，由於雙吸葉輪兩側對稱，所以理論上不會產生軸向力，但由於製造質量及葉輪兩側液體流動的差異，不可能使軸向力完全平衡。
③葉輪上設定徑向筋板。在葉輪輪盤外側設定徑向筋板以平衡軸向力，設定徑向筋板後，葉輪高壓側內液體被徑向筋板帶動，以接近葉輪旋轉速度的速度旋轉，在離心力的作用下，使此空腔內液體壓力降低，從而使葉輪兩側軸向力達到平衡。其缺點就是有附加功率損耗。
一般在小泵中採用4條徑向筋板，大泵採用6條徑向筋板。
④設定止推軸承。在用以上方法不能完全消除軸向力時，要採用裝止推軸承的方法來承受剩餘軸向力。
多級離心泵軸向力平衡方法
①泵體上裝平衡管，在葉輪輪盤外側靠近輪毅的高壓端與離心泵的吸人端用管連線起來，使葉輪兩側的壓力基本平衡，從而消除軸向力。此方法的優缺點與平衡孔法相似。有些離心泵中同時設定平衡管與平衡孔，能得到較好的平衡效果。
②葉輪對稱排列將兩個葉輪，背對背或面對面地裝在一根軸上，使每兩個相反葉輪在工作時所產生的軸向力互相抵消。
③採用平衡鼓裝置，在分段式多級離心泵最後一級葉輪的後面，裝設一個隨軸一起旋轉的平衡鼓。
④採用平衡盤裝置，在分段式多級離心泵最後一級葉輪後面，裝設一個隨軸一起旋轉的平衡盤和在泵殼上嵌裝一個可更換的平衡座。
⑤採用平衡鼓與平衡盤聯合裝置該裝置的特點就是利用平衡鼓將50% -80% 的軸向力平衡掉，剩餘軸向力再由平衡盤來平衡。
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