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锅炉给水泵轴向力平衡新方法

发布时间:2017-02-07 11:45 来源:三昌泵业 人气:
        锅炉给水泵轴向力平衡的传统方法有:止推轴承、平衡孔或平衡管、叶轮对称布置、背(副)叶片以及平衡盘和平衡鼓等。许多科技工作者为解决泵轴向力平衡的问题,付出了很大的心血,提出了很多宝贵的新方法:

      一、锅炉给水泵轴向力平衡新方法:

        1、利用由前置平衡盘、平衡活塞和平衡套组成的阀门活塞式平衡盘来解决高压多级泵平衡盘泄漏量大、较易产生研磨的问题,与普通的平衡盘结构相比较,在减少泵的泄漏量,提高泵的效率,防止研磨和提高寿命方面具有优越性,装置如图1所示。

        该装置平衡轴向力的原理为:当液流流经前置平衡盘的轴向间隙时,将产生压降A,当液流流经平衡活塞外径处的径向间隙A时,将产生压降其中压降如2将平衡泵产生的轴向力,平衡活塞在泵轴向力与该平衡力的合力F作用下将沿轴向移动。如果平衡活塞右移,前置平衡盘的轴向间隙6。将减小,液流通过该间隙的阻力将增大,使得压降增大而压降知2减小,若此时叶轮上产生的轴向力不变,平衡装置将在合力F作用下发生左移直至平衡位置;反之,亦然。由于平衡力随着轴向间隙6。的增加而增大,该装置的泄漏损失也将随之增大。
阀门活塞式平衡盘
图1:阀门活塞式平衡盘

        2、深井潜水泵轴向力平衡装置,该装置如图2所示:

新型深井潜水泵轴向力平衡装置
图2:新型深井潜水泵轴向力平衡装置
        在末级叶轮后安装有一对动、静端面摩擦副,摩擦副前与末级叶轮出口的高压液体(压力等于n-1级泵的压力)相通,摩擦副后与井腔或某一低压级相通,高压液体与低压区通过后密封环相隔,这样就产生了一个指向叶轮后方的总压力,使得该装置像浮动轴承一样在泵轴向上产生移动,不仅平衡了轴向力,而且摩擦功率损失小,可靠性高。

        3、平衡鼓组合装置,如图3所示:

多级离心稠油泵组合型轴向力平衡装置
 
图3:多级离心稠油泵组合型轴向力平衡装置
        该装置平衡原理与阀门活塞式平衡盘类似:平衡鼓安装在末级叶轮之后,随转子一起旋转。当液流流经平衡鼓外缘处的径向间隙时,压降,当液流流经由平衡鼓后端面与节流平衡环端面形成的轴向间隙时,压降为Ap2=/74-A,其中末级叶轮后泵腔压力为ft,径向间隙和轴向间隙^的变化将引起压降知,与知2的变化,通过压降变化实现轴向力自动平衡。当轴向力小于压降时,平衡鼓右移,轴向间隙62减小流动阻力增大,间隙中的液流速度及流动损失减小,压降如减小,这样平衡鼓前后两个端面的压力差减小了,即平衡力减小了,使得平衡鼓发生左移;反之,亦然。

        4、平衡鼓与平衡盘的组合结构,该装置如图4所示:

平衡鼓与平衡盘的组合结构
图4:平衡鼓与平衡盘的组合结构
        该装置平衡轴向力的原理同前述两种装置,主要用于多级离心泵和大功率非悬臂式的高速离心泵,与叶轮对称布置方法相比,该装置结构比较简单,但由于该装置增加了水泵的轴向长度,因此,在平衡孔和平衡管能较好平衡轴向力的情况时,该装置较少被采用。

        5、带有双密封环和平衡孔的浮动叶轮平衡装置,用以实现轴向力的自动平衡,该装置如图5所示:

浮动叶轮基本结构(不含叶轮)
图5:浮动叶轮基本结构(不含叶轮)
        叶轮以滑动配合安装在泵轴上,在轮毂上开设有若干平衡孔,并在叶轮上、下盖板与蜗壳间分别设置有上、下两个密封环,在蜗壳上、下侧板上设置有上下两个凸台止推面,这样就形成了一个由叶轮轮毂与蜗壳的上、下两个密封环组成的平衡腔,并通过开设的平衡孔与叶轮的进口相联通,在轴向力的作用下实现叶轮沿泵轴线方向的上下自由浮动。因此,当轴向力的合力方向向下时,叶轮将沿泵轴下移,叶轮轮毂与上止推面的间距<5,变大,使得通过叶轮平衡孔的流量增大,平衡腔内的压力p2降低,而液体作用在叶轮后盖板侧的压力将减少,而作用在前盖板侧的压力仍保持不变,形成了一个方向向上的合力,从而有效地抑制了叶轮向下浮动的趋势,进而促使叶轮向上移动返回到原来的平衡位置,实现了轴向力的自动平衡;同理,当叶轮在轴向力的作用下向上浮动时,也可以实现轴向力的自动平衡。由此可以看出,平衡腔内的压力能否随泵工况的变动实现及时而适量的变化将影响到该装置平衡轴向力效果,因此需要深入展开对不同工况不同几何结构尺寸条件下的平衡腔压力分布规律的研究。
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