合理地设计轴向力的平衡装置,消除轴向窜量。为了满足这一要求,对于多级离心泵,比较理想的设计方案有两个:一个是平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位;另一个是平衡鼓加轴向止推轴承,由平衡鼓平衡掉大部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承担,同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓,使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其它单级泵、中开泵等产品,在设计时采取一些措施---泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。
耐腐蚀多级泵厂家泵轴挠度过大,容易引起异常振动、抱轴、机械密封密封面受力不均以致失效等故障,应该从设计上控制径向力的产生,尽量减少泵轴在运行中的挠度值。在设计方面考虑的措施一般有:
a) 采用蜗壳结构进行导流和能量转换的多级泵,蜗壳形状的不对称在运行中容易使轴弯曲,应将相邻两级蜗壳错开180°布置来减少径向力。
b) 泵叶轮的级数不要太多,---时靠提高每级叶轮的扬程来---总扬程,这样通过减少泵叶轮级数尽量减短泵轴长度。
c) 选择多级离心泵泵轴材料时,在考虑适合于介质种类、温度等需要的同时,优先选择强度、刚度综合机械性能好的材料。
d) 设计计算泵轴直径时,综合考虑传递功率、起动方法、径向力、轴挠度和有关惯性负荷等因素;考虑在非设计流量工作时可能产生的径向力对泵轴抵抗弯曲变形的需要。
e) 合理选择泵轴的支撑点。
具有自动调整轴向力作用的平衡盘装置由于结构尺寸太大, 而且需要一个泄压回水管, 在受井径---的深井潜水泵中无法安装, 所以轴向力平衡问题一直是高扬程深井潜水泵设计中的一个难题。文献[5]推出了一种轴向力平衡方法,将深井潜水泵的叶轮前盖板直径扩大到泵体内壁边缘, 使叶轮直径在同样的井径条件下达到---值, 同时叶轮后盖板直径适当减小, 使叶轮上的轴向力完全平衡。
介绍了另外一种新型轴向力平衡装置,它把一对动静摩擦副装于末级叶轮之后,动环随叶轮旋转,静环则不旋转,端面密封副前面为末级叶轮出口的高压液体,端面密封副之后与---压或泵进口低压区相通,靠密封形成高、低压差平衡轴向力。该新型平衡轴封装置,既能平衡轴向力,又基本上无泄漏,主要适用于深井潜水泵和节段式多级泵,采用该装置后,泵总效率可提高3%-6%。
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