水泵运行时,叶轮两侧压力分布不对称,会产生沿轴向的推力,称为轴向力,这在离心泵中尤为明显。轴向力过大会使泵轴发生轴向窜动,挤压轴承和密封,造成轴承过热、机械密封泄漏等故障。本文介绍离心泵轴向力的产生原理、常用平衡装置和作用。
一、轴向力是怎样产生的
离心泵叶轮工作时,叶轮前盖板和后盖板承受的液体压力不同。叶轮入口一侧压力较低,而叶轮背面压力接近出口压力,压力较高。这一压力差使叶轮受到从进口指向出口方向的推力,即轴向力。对于多级离心泵,各级叶轮产生的轴向力叠加,数值更大。
二、轴向力的危害
1. 轴承负担加重:轴向力直接作用在轴承上,加速轴承磨损和发热,缩短寿命。2. 密封失效:轴向力使泵轴窜动,机械密封端面无法保持正常贴合,容易泄漏。3. 振动加剧:转子轴向窜动会引起振动和噪音,影响运行平稳性。4. 叶轮移位:轴向力过大时叶轮可能轴向移动,与泵壳发生摩擦。
三、常用平衡装置
1. 平衡孔:在叶轮后盖板上开设平衡孔,将叶轮背面高压区与进口低压区连通,减小压力差,从而平衡轴向力,结构简单,但会降低泵效率。2. 平衡管:在后盖板后引出管路,将高压液体引回泵进口,平衡前后压力,适合中小型泵。3. 平衡盘:利用平衡盘前后的压力差自动平衡轴向力,随工况变化自动调整,多用于多级离心泵。4. 平衡鼓:利用鼓筒前后的压力差产生反向推力,结构简单,但平衡能力固定。5. 推力轴承:通过推力轴承承受剩余的轴向力,保证转子轴向定位。
四、运行维护注意
定期检查平衡装置的工作状态,平衡孔、平衡管堵塞会破坏轴向力平衡,引起轴承和密封故障;检查推力轴承磨损情况,及时更换;运行中关注泵轴窜动量,发现异常及时处理。
五、总结
轴向力是离心泵运行中必须重视的问题,通过平衡孔、平衡管、平衡盘等装置可以平衡或减小轴向力。正确维护平衡装置、及时更换推力轴承,能保证离心泵转子稳定运行,延长轴承和密封寿命。 |