消防泵，水泵新型軸向力平衡裝置如何設(shè)置

2020/02/07

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新型軸向力平衡裝置

這種泵的新型軸向力平衡裝置，可取代傳統(tǒng)的平衡裝置，能任意程度地平衡軸向力，適用于各種泵，尤其適用于深井潛水泵(潛油泵)和節(jié)段式多級泵。采用該裝置后，既平衡了軸向力，又基本上無泄漏，因而泵傳統(tǒng)平衡裝置的泄漏損失可完全回收，節(jié)能效果達3%一10%。實用表明，該裝置原理無疑，節(jié)能效果顯著。

(1)新裝置的原理和特點

新烈軸向力平衡裝置，在節(jié)段式多級泵f:的用例如圖19-22 (a)所示，在深井潛水泵上的用例如圖19-22 （b)所示。它是把一對動、靜摩擦副裝于末級葉輪之后，動環(huán)隨葉輪旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)則不旋轉(zhuǎn)。端面摩擦副前面是末級叫一輪出口的高壓液體，端面摩擦副之后與大氣壓或泵進口低壓區(qū)相通。由此密封端面把高壓液體與低壓區(qū)隔開，作用于末級葉輪前的高壓(等于n-1級泵的壓力)和作用于末級葉輪后面的低壓(如等于大氣壓)之差構(gòu)成指向葉輪前方的總平衡力，平衡作用在整個轉(zhuǎn)子上的軸向力。雖然泵的末級壓力較高，但采用平衡型端面摩擦副，可以人為地控制端面比壓，從而使摩擦功率損失很小和具有長的壽命。即使摩擦副嚴重磨損，只是泄漏量增加，軸向力仍基本上得到平衡，所以該裝置是十分可靠的。摩擦副設(shè)計合適，基本上無泄漏，從而消除了傳統(tǒng)衡裝置較大的泄漏量。另外，由于基本上無泄漏.摩擦副前的液體處于相對靜止狀態(tài)，只要采取不復(fù)雜的措施就可以得到理想的防雜質(zhì)的效果，因而這種裝置可以用于抽送含雜質(zhì)液體的泵。

水泵新型軸向力平衡裝置

圖19一22 新型平衡裝置

深井潛水泵(潛油泵)由于受井徑的限制，推力軸承的容量較小，因而軸向力的平衡一直是高揚程深井潛水泵的關(guān)鍵問題。另外，深井潛水泵大都將推力軸承裝在泵下方電動機的底部，這樣在各級葉輪軸向力的作用下，軸處于受壓狀態(tài)，將加劇軸套、口環(huán)等的磨損，這是深井潛水泵壽命遠小于深井泵的主要原因。深井潛水泵采用該裝置后.除具有上述這些優(yōu)點之外，使傳動軸的受力狀態(tài)從受壓變?yōu)槭芾梢蕴岣弑眠\行的可靠性和壽命。

節(jié)段式多級泵采用該裝置，可以取消平衡盤，其后的軸封裝置可以取消或簡化。多級泵的軸向力很大，通常為數(shù)千到數(shù)萬牛頓，自有多級泵以來，大都采用平衡盤等裝置來平衡軸向力，許多學者對平衡盤這個多級泵至關(guān)重要的部件進行了人量試驗研究，但其基本結(jié)構(gòu)沒有改變。

新型平衡裝置和傳統(tǒng)平衡盤裝置技術(shù)指標的比較列于表19-6

徑向力及其平衡

具有螺旋形壓水室的泵，在運轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生作用于葉輪上的徑向力，使軸受交變應(yīng)力.產(chǎn)生定向的撓度，在計算泵的強度時應(yīng)子以適當考慮。

（1)產(chǎn)生徑向力的原因

螺旋形壓水室是按設(shè)計流單設(shè)計的，此刻液體在葉輪周圍壓水室中的速度和壓力是均勻的，軸對稱的。因為壓力是軸對稱的，故作用于葉輪上的合力為零，理論上無徑向力作用。

但是.當壓水室和葉輪相互協(xié)調(diào)的條件——設(shè)計流最被破壞時，兩者出現(xiàn)了尖銳的矛盾，從而破壞廠壓力沿葉輪軸對稱分布的條件，因而產(chǎn)生了徑向力。

當流量小于設(shè)計流量時，壓水室中的速度從隔舌開始越來越小，相當十在擴散管道中流動，壓力逐漸增加。另一方面，流人壓水室的葉輪出口的絕對速度，當流量小于設(shè)計流量時反而增加，且方向發(fā)生變化，此液流和壓水室中的液流相遇時，因速度大小和方向不同產(chǎn)生撞擊。結(jié)果產(chǎn)生很大的撞擊損失，同時，通過撞擊，從葉輪內(nèi)流出的液體速度下降到壓水室中的速度，把它的一部分動能，轉(zhuǎn)換成壓力能，傳給壓水室中的液體，

使壓水室內(nèi)的液體壓力上升，另一部分動能，則在撞擊過程中損失掉了。因此，從隔舌開始，到擴散管進口的流動中，壓水室的液體在r句前運動過程中，不斷地受到流出葉輪液體的撞擊，不斷增加壓力，致使壓水室內(nèi)的壓力從隔舌開始，不斷上升，合力p的方向大約與隔舌成90°，如圖19-25 ( b)所示。