离心泵的轴向力平衡方法有哪些?

作者&投稿:霜趴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
离心泵的轴向力平衡方法有哪些?~


1、调整叶轮和导叶片的设计
调整叶轮和导叶片的设计是解决轴向力问题的一种有效方法,通过合理设计叶轮和导叶片的叶片角度、数量和形状,可以改变泵的流道结构,降低轴向力的产生。

2、采用平衡装置
平衡装置通过在泵的叶轮前后或泵轴两端增加平衡装置,使得泵内外的压力平衡,减小轴向力的产生。

3、安装轴向力平衡装置或调整泵的运行参数
通过安装轴向力平衡装置或调整泵的运行参数也可以解决轴向力问题,轴向力平衡装置通常是通过设置反向叶轮或反向旋转部件来平衡轴向力的产生,这种装置能够有效地减小轴向力对泵的影响。
4、增加导叶片的数量或采用反弯导叶片设计
增加导叶片的数量或采用反弯导叶片设计可以减小轴向力的大小,同时,优化叶轮的叶片角度和形状,使其能够更好地适应流体的流动,减少轴向力的产生。通过这些设计调整,可以有效地降低轴向力对泵的影响。

多级离心泵轴向力平衡装置的设计理念
离心泵在运行的过程中产生的轴向力会造成转子轴的上下窜动,造成离心泵内零件之间的摩擦作用,长期下去势必会对离心泵的零件造成损耗,影响多级离心泵设备的正常运行,影响生产效率。然而,轴向力平衡装置的配置,会在两端产生一定的压力差,其中的液体会在流动的过程中产生一个与轴向力相反的平衡力,而平衡力的大小会随平衡盘移动而发生一定的变化,直到与离心泵的轴向力相互抵消,但是由于惯性的存在,离心泵的转子不会立即停止窜动,因此离心泵的转子始终处于一种动态平衡状态下,保证多级离心泵的正常运行。
轴向力平衡装置的设计工作是整个多级离心泵配置和设计工作中的重要组成部分,因此相关设计工作人员在确保多级离心泵正常运行的前提下,应该充分考虑到工业生产的实际运行环境,结合多种设计方法和理念,将设备在运行过程中的使用状态保持在一个较为稳定、安全的状态下。下面就简要介绍几种多级离心泵轴向力平衡装置在设计工作过程中的设计理念和方法。
2.1叶轮对称分布法
在现代离心泵轴向力平衡装置的设计工作中,一般都将叶轮级数选择为偶数,因为当叶轮级数为偶数时,可以使用叶轮对称分布法来平衡设备轴向力,对称分布的叶轮在运行过程中产生的轴向力大小相等,方向相反,在宏观上则会表现出一种平衡状态。在进行设计的过程中,应该注意反向叶轮入口前的密封节流尺寸与叶轮的直径大小相一致,保证良好的密封性。
2.2平衡盘法
平衡盘法作为现代多级离心泵轴向力平衡装置设计过程中比较常见的设计方法,其结构可以根据生产需求进行适度的调整,其平衡力一部分主要是由盘径向间隙与轴向间隙之间的截面产生,另一部分主要是由平衡盘轴向间隙与外半径截面产生,这两种平衡力起着平衡轴向力的作用。与其他方式相比,平衡盘法的优势在于其平衡盘的直径较大,灵敏度较高,有效地提升了设备装置的运行稳定性。
2.3平衡盘鼓法
与平衡盘法相比,平衡盘鼓法的不同之处在于其节流轴套部分的尺寸要比叶轮轮毂尺寸大,而平衡盘要求节流轴套的尺寸与叶轮轮毂的尺寸相对应。一般来讲,在平衡盘鼓的设计方法中,由平衡盘产生的平衡力占到总轴向力的一半以上,最大可以达到总轴向力的90%,其他部分主要是由平衡鼓来提供。与此同时,适度增加平衡鼓的平衡力,会相应减低平衡盘的平衡力,相应地会使平衡盘的尺寸减低,从而减小平衡盘的磨损程度,提高设备零件的使用周期,保证多级离心泵的正常运行。
2.4双平衡鼓法
双平衡鼓法其实就是在平衡盘鼓法的基础上进行强化生成的,与平衡盘鼓法相比,这种方法是在平衡盘的外径上多增加了- -道径向间隙,这样就使得平衡盘发挥的作用与平衡鼓相当,不仅使得轴向间隙进- - 步增加,”而且也会减少平衡盘与设备之间的磨损程度,同时也会使平衡室的压力相对降低,减少大鼓的平衡力大小,提高设备运行的稳定性.保证多级离心泵轴向力平衡装置能够发挥出应有的作用。

一、推力轴承

对于轴向力不大的小型泵,采用推力轴承承受轴向力,通常是简单而经济的方法。即使采用其他平衡装置,考虑到总有一定的残余轴向力,有时也装设推力轴承。

二、平衡孔或平衡管

如图1所示,在叶轮后盖板上附设密封环,密封环所在直径一般与前密封环相等,同时在后盖板下部开孔,或设专用连通管与吸入侧连通。由于液体流经密封环间隙的阻力损失,使密封下部的液体的压力下降,从而减小作用在后盖板上的轴向力。减小轴向力的程度取决于孔的数量和孔径的大小。在这种情况下,仍有10~15%的不平衡轴向力。要完全平衡轴向力必须进一步增大密封环所在直径,需要指出的是密封环和平衡孔是相辅相成的,只设密封环无平衡孔不能平衡轴向力;只设平衡孔不设密封环,其结果是泄漏量很大,平衡轴向力的程度甚微。

平衡孔示意图

采用这种平衡方法可以减小轴封的压力,其缺点是容积损失增加(平衡孔的泄漏量一般为设计流量的2~5%)。另外,经平衡孔的泄漏流与进入叶轮的主液流相冲击,破坏了正常的流动状态,会使泵的抗汽蚀性能下降。为此,有的泵体上开孔,通过管线与吸入管连通,但结构变得复杂。

采用上述平衡方法,轴向力是不能达到完全平衡的,剩余轴向力需由泵的轴承来承受。用平衡孔平衡轴向力的结构使用较广,不仅单级离心泵上使用,而且多级离心泵上也使用。但由于轴向力不能完全平衡,仍需设置止推轴承,且由于多设置了一个口环,因而泵的轴向尺寸要增加,因此仅用于扬程不高,尺寸不大的泵上。

三、双吸叶轮

单级泵采用双吸式叶轮后,因为叶轮是对称的,所以叶轮两边的轴向力互相抵消。但实际上,由于叶轮两边密封间隙的差异,或者叶轮相对于蜗室中心位置的不对中,还是存在一个不大的剩余轴向力,此轴向力需由轴承来承受。

四、背叶片

泵背叶片是加在后盖板的外侧,即相当于在主叶轮的背面加一个与吸入方向相反点的附加半开式叶轮,如下图。为了便于铸造,这种背叶片通常都是做成径向的,也有做成弯曲的。叶轮加背叶片之后,背叶片强迫液体旋转,液体的旋转角速度增加,改变了后盖板的压力水头分布减小了不平衡力。剩余轴向力仍需由轴承来承受。

背叶片示意图

背叶片除平衡轴向力外,同时能减小轴封前液体的压力。装背叶片泵的扬程大约提高1~2%,使泵效率下降2~3%。背叶片还有防止杂质进入轴封的功能,输送含杂质液体的泵中常采用。

五、叶轮对称布置

该方法主要用于多级泵。泵的所有叶轮平均分为两个方向布置,面对面或者背靠背地按一定次序排列起来(如下图),可使轴向力相互平衡。

叶轮对称布置示意图

布置叶轮的原则是:

(1)级间过渡流道不能很复杂,以利于铸造和减小阻力损失;

(2)两端轴封侧应布置低压级,以减小轴封所受的压力;

(3)相邻两级叶轮间的级差不要过大,以减小级间压差,从而减小级间泄漏。

节段式泵对称布置可平衡轴向力,但级间泄漏增加。对称布置叶轮,只有在结构完全相同的条件下,才能完全平衡,当各级的轮毂轴台不同时,也将产生一定的轴向力。

六、平衡鼓

平衡鼓是个圆柱体,装在末级叶轮之后,随转子一起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙。平衡鼓前面是末级叶轮的后泵腔,后面是与吸入口相连通的平衡室。这样作用在平衡鼓上的压差,形成指向右方的平衡力,该力用来平衡作用在转子上的轴向力。

七、平衡盘

平衡盘可在不同工况自动完全地平衡轴向力,故广泛地应用于多级离心泵。如图5所示,在轴套与泵体间存在一个间隙,在盘端面与泵体间有一个轴向间隙bo,平衡盘后面有与泵吸入口相通的平衡室。径向间隙b前的压力是末级叶轮背面的压力p,液体经过间隙b后,压力降低为p',径向间隙的压力降为△p1=p-p',液体通过轴向间隙b0后,压力再下降至po轴向间隙两端的压力降为△p2=p'-po,其中po和泵吸入口的压力接近。整个平衡盘装置的压力降为△p=△p1+△p2。这样,在平衡盘上作用一个平衡力,方向与泵的轴向力相反。

平衡盘示意图

平衡盘的工作原理是:

当轴向力大于平衡盘的平衡力时,离心泵转动部分向左移,轴向间隙bo随之减少,流体流过间隙的阻力加大,整个平衡装置的总阻力系数也因此加大。但是,△p不变,所以泄漏量q减少,结果是△p1减少而△p2增大,从而增加了平衡力,随着转动部分不断向左移动,平衡力不断增加,到达某一位置时,平衡力和轴向力达到平衡。当轴向力小于平衡力时,转动部分向左移动,与上述过程相反,也使离心泵处于轴向平衡状态。所以装有平衡盘装置的离心泵,一般不配止推轴承。



  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。
  单级离心泵轴向力平衡方法
  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。
  多级离心泵轴向力平衡方法
  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。

1、利用叶轮对称平衡轴向力
2、改变叶轮形状平衡轴向力
3、利用止推轴承平衡轴向力
4、采用平衡装置平衡轴向力
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离心泵的轴向力平衡方法有哪些?
【答案】:利用叶轮对称性平衡轴向力;改造叶轮形状平衡轴向力;利用止推轴承承受轴向力;采用平衡装置平衡轴向力。

离心泵是如何平衡轴向力的?
采用上述平衡方法,轴向力是不能达到完全平衡的,剩余轴向力需由泵的轴承来承受。用平衡孔平衡轴向力的结构使用较广,不仅单级离心泵上使用,而且多级离心泵上也使用。但由于轴向力不能完全平衡,仍需设置止推轴承,且由于多设置了一个口环,因而泵的轴向尺寸要增加,因此仅用于扬程不高,尺寸不大的泵...

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4、采用双吸叶轮 在流量较大的单级离心泵或少数多级离心泵上采用双面进水的叶轮,则轴向推力由它本身的工作条件得到平衡,但实际上由于制造商很难做到泵的两侧过流部件的几何形状完全一致,所以仍会有较小的轴向力作用在转子上,因此,靠泵轴一端的单列向心滚珠轴承承受。另外,对于多级泵轴向平衡装置,...

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什么是轴向力平衡装置?
当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管注水到水封圈内使填料冷却!6、轴向力平衡装置,在离心泵运行过程中,由于液体是在低压下进入叶轮,而在高压下流出,使叶轮两侧所受压力不等,产生了指向入口方向的轴向推力,会引起转子发生轴向窜动,产生磨损和振动,因此应设置轴向推力轴承,以便平衡轴向力。

离心泵为什么要平衡轴向力?
离心式水泵之所以要平衡轴向力,主要是为了防止叶轮与导叶及外壳之间的磨损。离心式水泵在运转的时候会形成一定的负压,导致叶轮及轴向电机方面窜动发生位移,而如果不采取技术手段控制这个位移,就会使叶轮和导叶以及外壳和密封件发生摩擦,这个磨损会快速使水泵失去正常的工作状态,甚至完全损坏报废,所以在...

如何减小轴向力对离心泵的影响?
安装轴向力平衡装置:轴向力平衡装置可以通过安装在泵轴上的平衡盘、平衡盘和平衡盖等部件,减小轴向力的产生。控制泵的流量和扬程:通过控制泵的流量和扬程,可以降低泵的工作点对离心力的依赖性,从而减小轴向力的产生。需要注意的是,减小轴向力并不是单一方法可以解决的问题,需要综合考虑离心泵的各种...

离心泵的结构
当泵轴与填料之间的摩擦产生热量时,必须通过水密封管将水注入水密封环中以冷却填料。9、轴向力平衡装置,在离心泵运行过程中,由于液体在低压下进入叶轮,在高压下流出,叶轮两侧的压力不相等,轴向推力为入口已生成。这将导致转转子轴向上动并产生磨损和振动。因此,应安装轴向推力轴承以平衡轴向力。

敦化市18625582471: 离心式水泵采用什么来平衡其轴向推力 -
东背甘羟:[答案] 多级泵一般是用平衡盘和平衡环来平衡轴向推力,单级泵则是依靠轴承来平衡轴向推力

敦化市18625582471: 离心泵轴向力的平衡装置有哪些? -
东背甘羟: 平衡孔、平衡管、叶轮对称排列、平衡盘

敦化市18625582471: 平衡水泵轴向推力常用的方法有哪几种? -
东背甘羟: 单级泵轴向推力平衡方法有: ⑴ 在叶轮前、后盖板处设有密封环,叶轮后盖板上设有平衡孔(平衡孔一般为4~6个,总面积五倍于密封面间隙面积)或装平衡管. ⑵ 叶轮双面进水. ⑶ 叶轮出口盖板上装背叶片,除此以外,多余的轴向推力由推力轴承承受. 多级泵轴向推力平衡方法如下: ⑴ 叶轮对称布置. ⑵ 平衡盘装置法. ⑶ 平衡鼓和双向止推轴承法. ⑷ 采用平衡鼓带平衡盘的办法

敦化市18625582471: 不锈钢离心泵的轴向力平衡方法有哪些?
东背甘羟: 不锈钢轴向力平衡方法主要有:1、利用叶轮对称性平衡轴向力 2、改变叶轮形状平衡轴向力 3、利用止推轴承平衡轴向力 4、采用平衡装置平衡轴向力 以上为三昌泵业技术整理 如有问题可与我厂联系

敦化市18625582471: 卧式多级离心泵轴向力平衡方法有哪些?
东背甘羟:①泵体上装平衡管,在叶轮轮盘外侧靠近轮毅的商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...

敦化市18625582471: 泵离心泵的轴向力是如何消除的?
东背甘羟: 1)、单级泵平衡轴向力的措施有: ①采取双吸式叶轮;②开平衡孔;③平衡管2)多级离心泵轴向力平衡措施有:①叶轮对称布置;②采取平衡鼓加平衡管;③采取平衡盘加平衡管;④采取平衡鼓与平衡盘加平衡管组合型平衡措施.

敦化市18625582471: 水泵轴向推力平衡的方法主要有哪些? -
东背甘羟:[答案] :A:对单级泵来说,轴向推力平衡的方法有:(1)平衡孔;(2)平衡管; (3)采用双吸式叶轮.B:对多级泵来说;轴向推力平衡的方法有:(1)叶轮对称布置;(2)采用平衡鼓装置:(3)采用平衡盘装置.因以上各方法部...

敦化市18625582471: 对于单级单吸离心泵,为平衡轴向力我们一般采取的方式有哪些 -
东背甘羟: 我知道开平衡孔为了平衡轴向力!要做平衡试验,但是针对叶轮直径不同!开平衡我们厂一般是先在正中位置开孔,之后拿去质检部门校检,再从叶轮的边缘适当销

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