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离心泵水力平衡(离心泵轴向力平衡方法)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-05 02:38   点击:284  编辑:admin   手机版

1. 离心泵轴向力平衡方法

为了克服轴向力大的问题,一般都是在轴上加一个与轴向力相反方向的平衡轮,这样就可以起到抵消一部分轴向力的作用,保障水泵的正常运行。

2. 离心泵轴向推力平衡装置

消除叶轮间隙太大方法:

通过调整离心泵轴承箱末端的轴承座的位置来增大或减小间隙。松开四颗顶丝后 旋转轴承箱端盖,轴就会向前或向后前进,只需要用塞尺量一下间隙就可以了。

口环间隙大了,内部回流量增大,理论上会提高一点儿叶轮入口压力,这方面对汽蚀性能是正面影响。但通过叶轮的总流量增大了,泵的汽蚀余量会升高,这方面是负面影响。间隙过大,口环前后有压力差,高压端向低压端泄漏,泵的效率和扬程都会下降,进而容易产生振动,一般口环间隙磨损到标准间隙的1.5倍时建议更换。

3. 离心泵动平衡

原因如下

机械方面原因,通常有:

(l)转动部件不平衡。除制造或焊补后的转子动平衡不合格外,叶轮局部腐蚀、磨损或淤塞也可能会使其失去平衡。

(2)动、静部件擦碰。这可能是由泵轴弯曲、轴承磨损等原因引起的,也可能是因轴向推力平衡装置失效,导致叶轮轴向移动而碰触泵壳。

(3)泵基座不好。例如地脚螺栓松动、底座刚度不足而与泵发生共振或底座下沉使轴线失中。

液体方面的原因,可能是:

汽蚀现象。这种现象引起的振动和噪声通常是在流量较大时产生,频率较高(600~25000HZ),可查看吸入真空度是否过大以帮助判断。通常可用减小流量(如关小排出阀或降低转速)、降低液温或增大流注高度等办法来消除。

4. 离心泵轴向力平衡方法图片

多级离心泵平衡盘的工作原理

平衡盘能自动平衡轴向力,是因为平衡盘两个间隙(径向间隙和轴向间隙)相辅相成的结果。平衡盘是靠泄漏产生压差来变化平衡力的,没有泄漏就不能达到轴向力的完全平衡。平衡盘的工作过程是一个运动平衡的过程。

平衡盘装置由平衡板、平衡盘组成。其工作原理是:从末级叶轮出来的带有压力的液体,经平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘与平衡板间的水室中,使水室处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵的入口相连,其压力近似为泵的入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等,就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移的变化、调整平衡盘与平衡板间的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡板间水室压力)而变化,从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。

从末级出来的带有压力的液体,经过平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘前的空腔中,空腔处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵入口相连,其压力近似为入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等,因而也就产生了向后的轴向推力,即平衡力。平衡力与轴向力相反,因而自动地平衡了叶轮的轴向推力。当叶轮的轴向推力大于平衡盘的平衡力时,泵转子就会向入口侧移动,并由于惯性的作用,这种移动并不会立即停止在平衡位置上,而是要超出限度,引起平衡盘轴向间隙过量减小,使泄漏量减少,平衡盘前空腔的压力升高,于是平衡盘上平衡力增加,并超过叶轮的轴向推力,把转子又拉向出口侧。同样这个过程是有惯性的,使平衡盘的轴向间隙增大,引起平衡力小于轴向推力,转子又向入口侧移动,重复上述过程。这个过程是自动的,在泵工作时,转子始终是在某一平衡位置上这样轴向窜动着,不过窜动量极小,从外观上很难看出来。

平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后,平衡盘除轮毂(或轴套)与泵体之间有一个间隙b外,在盘与泵体之间还有一个轴向间隙b0,平衡盘的背后则是通入口管的平衡室。末级叶轮背后的高压液体流向径向间隙b,压力从P降到P′,由于P′大于P0(平衡室压力),平衡盘两侧产生一压力差,压力P′液体将平衡盘推向后面并经间隙b0流向平衡室,这推开平衡盘的力即为平衡力,与转子的轴向推力方向相反。

当叶轮上的推力大于平衡力时,转子就向前移,使间隙b0减小,减少了泄漏量,而压力P′则增高,也就增加了平衡力,转子不断前移,P′也不断增高,当移到某一位置时,平衡力与轴向推力相等,亦即达到了平横,由于惯性,运动着的转子不会立即停止在平衡位置上,还要继续移动,轴向间隙b0还会继续变化,直到因阻力而停止,但停止的位置并非平衡位置,此时平衡力超过轴向力,所以又使转子向相反方向即向后移动,即又开始了一个新的平衡循环。这样多次反复动作,一次比一次移动的少,最后可稳定下来,使转子停留在新的平衡位置上。当泵的工况发生变化时,轴向力也就会又如上所述重新调节。

可以看出,平衡盘的平衡状态是动态的,即转子是在某一平衡位置上作衰减脉动,当工作点改变时,转子会自动的移动到另一平衡位置上作轴向衰减脉动。平衡盘的轴向脉动不宜过大,也就是间隙b0变化范围不宜过大。这决定于径向间隙b的大小。b过大,使P′接近P,即使b0再大,也不会变化,即失去了自动平衡的能力。若b过小,b0稍有变化,P′压力即下降到P0,亦即P′变化幅度大。为保证转子能顺利的轴向移动,只能安装径向轴承。实践证明,还要考虑平衡盘与平衡板、轴套等有磨损的危险。

5. 离心泵轴向力平衡方法图解

因吸排液口压力不等也使并非完全对称的叶轮两侧所受液体压力不等,从而产生了轴向力。

叶轮两侧液体压力如果不计轴的截面积,也不考虑叶轮旋转对压力分布的影响,则作用在叶轮上的力为轮盘受的力和轮盖受的力的差值,转化为计算式就是出口压力和进口压力差值与叶轮轮盖的面积的乘积,因为出口压力始终大于进口压力,所以,当离心泵旋转起来就一定有了一个沿轴并指向入口的力作用在转子上。

不平衡的轴向力会加重止推轴承的工作负荷,对轴承不利,同时轴向力使泵转子向吸入口窜动,造成振动并可能使叶轮口环摩擦使泵体损坏。对于多级离心泵来说,一般出口压力远大于入口压力,所以用平衡力来消除轴向力就显得尤其重要,如何消除轴向力呢?

多级泵一般采用的是平衡盘和叶轮的对称安装,单级泵一般是在叶轮上开平衡孔,当然还有在叶轮轮盘上安装平衡叶片的方式来平衡轴向力虽然我们要求的是消除轴向力,但如果完全消除了也会造成转子在旋转中的不稳定,所以在设计的时候,会设计出的量让轴承来抵消,这就是为什么多级泵非驱动端轴承通常都是角接触轴承的原因,因为它可以用来承受很大的轴向力

6. 离心泵轴向力平衡方法有哪些

在叶轮后面安装一个平衡盘,并且根据计算留出末级叶轮到平衡盘的缝隙,使工作时平衡盘前后两面形成压差,这个压差产生的推力与叶轮旋转产生的轴向力方向相反,大小与轴的窜动量有关,当泵工作叶轮旋转轴窜动到一定长度时,平衡盘前后压差产生的力与旋转轴向力大小相等方向相反时,就平衡了

7. 多级离心泵轴向力平衡方法

多级离心泵离心泵的转子一般是可以窜动的,主要原因是利用平衡盘来平衡多级泵的轴向力,平衡盘平衡方式是通过平衡盘两边的压差大小来自动调整平衡盘之间的间隙,间隙大,平衡盘两端的压差小,反之,间隙小,平衡盘两端的压差大。

多级泵的总窜量就是多级泵转子向左达到极限位置后,再向右能够达到的极限位置两者之间的位移量,该数据适合多级泵的种类级数、密封结构等多种因素有关,一般在4mm左右。

多级泵的分窜量就是多级泵转子在实际运行过程中自动调节,让泵轴向力达到平衡状态时的调节间隙值,这个数值和泵的级数、压差、平衡盘的结构等因素有关,一般不是一个稳定数值,随时泵自身都在进行调节,是一个动态的量。

8. 平衡离心式水泵轴向力的方法

离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前,必须使泵壳和吸水管内充满水,然后启动电机,使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动,水发生离心运动,被甩向叶轮外缘,经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。

单级离心泵轴向力消除方法

①轮上开平衡孔。其目的是使叶轮两侧的压力相等,从而使轴向力平衡,在叶轮轮盘上靠近轮毂的地方对称地钻几个小孔(称为平衡孔),并在泵壳与轮盘上设置密封环,使叶轮两侧液体压力差大大减小,起到减小轴向力的作用。这种方法简单、可靠,但有一部分液体回流叶轮吸人口,降低了泵的效率。这种方法在单级、单吸离心泵中应用较多。

②采用双吸叶轮。它是利用叶轮本身结构特点,达到自身平衡,由于双吸叶轮两侧对称,所以理论上不会产生轴向力,但由于制造质量及叶轮两侧液体流动的差异,不可能使轴向力完全平衡。

③叶轮上设置径向筋板。在叶轮轮盘外侧设置径向筋板以平衡轴向力,设置径向筋板后,叶轮高压侧内液体被径向筋板带动,以接近叶轮旋转速度的速度旋转,在离心力的作用下,使此空腔内液体压力降低,从而使叶轮两侧轴向力达到平衡。其缺点就是有附加功率损耗。一般在小泵中采用4条径向筋板,大泵采用6条径向筋板。

④设置止推轴承。在用以上方法不能完全消除轴向力时,要采用装止推轴承的方法来承受剩余轴向力。

多级离心泵轴向力消除方法

①泵体上装平衡管,在叶轮轮盘外侧靠近轮毅的高压端与离心泵的吸人端用管连接起来,使叶轮两侧的压力基本平衡,从而消除轴向力。此方法的优缺点与平衡孔法相似。有些离心泵中同时设置平衡管与平衡孔,能得到较好的平衡效果。

②叶轮对称排列将两个叶轮,背对背或面对面地装在一根轴上,使每两个相反叶轮在工作时所产生的轴向力互相抵消。

③采用平衡鼓装置,在分段式多级离心泵最后一级叶轮的后面,装设一个随轴一起旋转的平衡鼓。

④采用平衡盘装置,在分段式多级离心泵最后一级叶轮后面,装设一个随轴一起旋转的平衡盘和在泵壳上嵌装一个可更换的平衡座。

⑤采用平衡鼓与平衡盘联合装置该装置的特点就是利用平衡鼓将50% -80% 的轴向力平衡掉,剩余轴向力再由平衡盘来平衡。

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