多级离心泵平衡盘的工作原理:
多级离心泵平衡盘装置由平衡板、平衡盘组成,从末级叶轮出来的带有压力的液体,经平衡板与平衡盘间的径向间隙流入平衡盘与平衡板间的水室中,使水室处于高压状态。多级离心泵平衡盘后有平衡管与泵的入口相连,其压力近似为泵的入口压力。这样平衡盘两侧压力不相等,就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移的变化、调整平衡盘与平衡板间的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡板间水室压力)而变化,从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。
多级离心泵平衡力与轴向力相反,因而自动地平衡了叶轮的轴向推力。当叶轮的轴向推力大于平衡盘的平衡力时,多级离心泵转子就会向入口侧移动,并由于惯性的作用,这种移动并不会立即停止在平衡位置上,而是要超出限度,引起平衡盘轴向间隙过量减小,使泄漏量减少,平衡盘前空腔的压力升高,于是平衡盘上平衡力增加,并超过叶轮的轴向推力,把转子又拉向出口侧。同样这个过程是有惯性的,使平衡盘的轴向间隙增大,引起平衡力小于轴向推力,转子又向入口侧移动,重复上述过程。这个过程是自动的,在多级离心泵工作时,转子始终是在某一平衡位置上这样轴向窜动着,不过窜动量极小,从外观上很难看出来。
平衡盘安装在多级离心泵的末级叶轮背后,平衡盘除轮毂(或轴套)与泵体之间有一个间隙b外,在盘与泵体之间还有一个轴向间隙b0,平衡盘的背后则是通入口管的平衡室。末级叶轮背后的高压液体流向径向间隙b,压力从P降到P′,由于P′大于P0(平衡室压力),平衡盘两侧产生一压力差,压力P′液体将平衡盘推向后面并经间隙b0流向平衡室,这推开平衡盘的力即为平衡力,与转子的轴向推力方向相反。
多级离心泵的平衡盘容易磨损原因:
1、平衡水管堵塞
如果平衡水管堵塞,则p6也就将等于p4,也就是说平衡盘已经产生不了平衡力,已经失去了作用,这时多级离心泵的轴向力将使平衡盘严重摩擦,轻者使多级离心泵不能运行,严重点还会把电机烧毁,平衡水管堵塞是较好解决的故障,但是也是较常发生的,对于维修人员来说遇到平衡装置故障一定要首先检查平衡水管是否畅通。
多级离心泵平衡盘结构图
2、零件形状公差不合格
由于平衡盘、平衡环的加工精度要求较高,一般不会出现什么问题,但是和平衡环装配的吐出段就经常有不合格的现象发生,现场发生过很多多级离心泵,一开泵就发现抱死,经检查平衡水管畅通、平衡盘、平衡环也都没有问题,较终原因是吐出段装平衡环的位置垂直度超差,这就导致平衡环于平衡盘间隙不均匀,导致平衡装置失效。如果检查出是吐出段的问题,较好还是更换。
3、压力从平衡环后泄出
由于平衡环和吐出段是靠螺钉连接的,如果拧紧的不均匀或者是上的不紧,就会引起压力从此处泄出,由于压力的外泄导致平衡力过小,从而引起平衡盘研磨,要检查压力是否从此处泄出要检查平衡环与吐出段结合处是否有高压水冲刷过的痕迹,如果有则要消除,可加用O型圈加强密封,另外一定要注意几个固定螺钉一定要均匀拧紧。
4、平衡套和轴套磨损导致间隙过大
从以往理论来说间隙b1大将更有利于推开平衡盘,只是此时泄露量增加,效率降低了,但是从实际运行来看,b1要是大于0.6以后,平衡盘效果就不好,我认为这是因为在b1大于0.6以后泄漏量太大,这就导致平衡水管没有这么大的能力把这么多水引到吸入口,从而导致p6升高,由于p4与p6的压差减小,也就是平衡盘装置失效。所以要保证b1在0.3-0.5之间。
5、用在频繁启停的场合
由于平衡盘装置具有开启时有摩擦的特性,因此这种结构是不适合用在频繁开启的场合的。只能考虑改变平衡方式、更换其他型号泵或者改变系统的运行状况。
多级离心泵平衡盘间隙调整的方法
1、平衡盘与平衡座靠死,让后在轴头上打百分表记下表读数。然后根据图纸上标注装配前间隙为多少,装配后为多少进行调整。
2、装上推力轴承让转子串向低压侧(往一端推),此时的百分表读数就是平衡盘间隙。
3、可以通过在推力轴承或推力盘内侧加减垫片调整间隙大小。
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