水泵新型轴向力平衡装配
2019-09-20 02:20:08

新型轴向力平衡装配

这类泵的新型轴向力平衡装配,可取代传统的平衡装配,能任意程度地平衡轴向力,适用于各种泵,特别适用于深井潜水泵(潜油泵)和节段式多级泵。采用该装配后,既平衡了轴向力,又基本上无泄漏,因此泵传统平衡装配的泄漏损失可完全回收,节能效果达3%一10%。实用表明,该装配道理无疑,节能效果明显。

(1)新装配的道理和特点

新烈轴向力平衡装配,在节段式多级泵f:的用例如图19-22 (a)所示,在深井潜水泵上的用例如图19-22 (b)所示。它是把一对动、静摩擦副装于末级叶轮以后,动环随叶轮旋转,静环则不旋转。端面摩擦副前面是末级叫一轮出口的高压液体,端面摩擦副以后与大气压或泵进口低压区相通。由此密封端面把高压液体与低压区隔开,感化于末级叶轮前的高压(即是n-1级泵的压力)和感化于末级叶轮后面的低压(如即是大气压)之差构成指向叶轮前方的总平衡力,平衡感化在全部转子上的轴向力。固然泵的末级压力较高,但采用平衡型端面摩擦副,可以人为地控制端面比压,从而使摩擦功率损失很小和具有长的寿命。即使摩擦副严重磨损,只是泄漏量增加,轴向力仍基本上得到平衡,所以该装配是十分可靠的。摩擦副设计合适,基本上无泄漏,从而消除了传统衡装配较大的泄漏量。另外,由于基本上无泄漏.摩擦副前的液体处于相对静止状况,只要采取不复杂的措施就可以得到理想的防杂质的效果,因此这类装配可以用于抽送含杂质液体的泵。

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图19一22 新型平衡装配

深井潜水泵(潜油泵)由于受井径的限制,推力轴承的容量较小,因此轴向力的平衡一向是高扬程深井潜水泵的关键题目。另外,深井潜水泵大都将推力轴承装在泵下方电动机的底部,如许在各级叶轮轴向力的感化下,轴处于受压状况,将加剧轴套、口环等的磨损,这是深井潜水泵寿命远小于深井泵的首要启事。深井潜水泵采用该装配后.除具有上述这些优点以外,使传动轴的受力状况从受压变为受拉,可以进步泵运行的可靠性和寿命。

节段式多级泵采用该装配,可以取消平衡盘,其后的轴封装配可以取消或简化。多级泵的轴向力很大,通常为数千到数万牛顿,自有多级泵以来,大都采用平衡盘等装配来平衡轴向力,很多学者对平衡盘这个多级泵相当首要的部件进行了人量试验研究,但其基本结构没有改变。

新型平衡装配和传统平衡盘装配技术指标的比较列于表19-6

表19-6 新型平衡装配和传统平衡装配技术指标的比较

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(2)新型装配的计算

如前所述,本装配靠感化在末级叶轮上的力平衡感化于转子的轴向力。由分析可知,端面摩擦副的外径R1小于叶轮密封环直径Rm。在这类情况下末级叶轮的受力情况如图19——23所示。

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图19-23 末级叶轮受力分析

设感化在多级泵末级前所在级(n一1级)的总轴向力为A(n——1 }则欲使转子上感化的轴向力平衡,必须满足

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式中A(n-一1)感化在前,n一1级叶轮上的轴向力;

F1—感化在末级叶轮前侧的总压力;

F2—感化在末级叶轮后侧的总压力;

F3一密封端面液体的总压力;

F4—端面比压力产生的总压力。

感化在末级叶轮前n——1级叶轮上的轴向力按下式计算

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式中n——泵级数;

p一液体密度;

Hp——叶轮势扬程,水泵新型轴向力平衡装配-中国泵阀第一网

Qr一理论流量;

umo—叶轮进口轴面速度。

感化在末级叶轮进口侧的总压力F1按下式计算

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式中p1-一首领叶轮进口压力;

H——单级扬程。

感化在末级叶一轮后侧的F2按下式计算

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式中F2—末级叶轮出口压力。

(作者:科学时报)