叶轮平衡装置.ppt

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1、船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump一、叶轮和压出室二、密封装置第二节 离心泵的结构三、轴向力1船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump一、叶轮和压出室1.叶轮Impeller闭式半开式开式2船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump双侧吸入式单侧吸入式大流量泵常采用双吸式叶轮，主要是为了限制进口流速，提高抗汽蚀能力。3船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump2.压出室作用：以最小的水力损失汇聚从叶轮中流出的高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大部分动能转换为压力能。涡壳和导轮(1)

2、涡壳涡壳由螺线形蜗室和扩压管构成。A处为泵舌，O处为基圆，基圆直径(涡壳内径)为1.051.08倍叶轮外径，二者差为径向间隙，影响效率和性能。4船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump2.压出室作用：以最小的水力损失汇聚从叶轮中流出的高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大部分动能转换为压力能。涡壳和导轮(1)涡壳液体离开叶轮后动量矩不变，cuR=常数，所以蜗室截面上cu与R成反比，压力随R增大而增加，所以在涡壳中以将部分动能转换成压力能。5船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump2.压出室作用：以最小的水力损失汇聚从叶轮中流出的

3、高速液体，将液体引向泵的出口或下一级，并使液体流速降低，将大部分动增转换为压力能。涡壳和导轮(1)涡壳扩压管是渐扩截面，将大部分动能转换成压力能。扩散角68。排出管径为0.71.0倍吸入管径，低压泵取1，高压泵取1。6船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump(2)导轮多级离心泵采用导轮做能量转换装置，因为导轮制造相对方便。导轮由圆环形盖板及48片导叶和后盖板的反导叶构成。导叶数与叶轮叶片数互为质数，以防共振，导叶外径为叶轮外径1.31.5倍。7船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump(2)导轮BH是螺旋角为常数的对数螺线，平顺地收集液体；HC以后是扩

4、压段，液体再经环形空间进入反导叶间流道。8船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump涡壳泵在非设计工况及车削叶轮后效率变化小，高效率工作区宽，水力性能完善，但内表面不能加工，铸造精度和光洁度不宜保证。涡壳泵在非设计工况会产生不平衡径向力。单级泵多为涡壳泵，多级泵涡壳式和导轮式都有(3级以上的泵各级能量转换装置多为导轮式)。9船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump二、密封装置1.密封环(阻漏环)1-泵壳 2-叶轮作用：叶轮进口处的径向间隙对容积效率影响最大。使用密封环可使泵壳和叶轮进口处的径向间隙很小，磨损后容易修复。密封环多为铜合金，也有不锈钢或酚醛

5、树脂等。叶轮动环、泵壳静环，可成对使用，或只设静环。10船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump二、密封装置1.密封环(阻漏环)1-泵壳 2-叶轮密封环有平环、曲径环两种。平环使用较多，可用铜套自己加工(车床)。曲径环多用于压头较高的离心泵，密封效果好。密封环间隙应符合要求，安装时用涂红铅油方法检查是否摩擦。11船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump2.轴封Shaft Sealing作用：防止泵内液体通过泵轴和泵壳间隙外漏；防止空气漏入引起噪声和振动。(1)机械密封12船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump(2)填料密封填料

6、是由植物纤维、人造纤维、石棉纤维等的编制物或以有色金属为基体，辅以浸渍材料或充填材料制成的绳状物，常见的是方形截面的石棉盘根。一般0.5MPa时34圈，0.51MPa时45圈。填料密封应该适当泄漏，不超过60滴/分钟，可通过轴封压盖调整压紧度。13船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump(3)带水封环的填料密封填料密封内腔的压力低于大气压或略高于大气压时，采用带水封环的填料密封。水封环由断面呈H形的两个半圆构成，安装在轴封壳上水封管位置，压力水沿泵轴向两端渗出。作用：可以防止空气漏入，对泵轴和填料润滑、冷却。14船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pum

7、p密封水压力比密封腔压力略高(高0.050.1MPa)，又不致将填料的润滑剂冲走。输送清洁液体排出口液体作为水封水液体含杂质过滤后引入水封管出口压力pB，pC吸入压力，平衡盘受力(平衡力)为：(pB-pC)S，方向向右，与叶轮轴向力方向相反。1231-平衡盘 2-平衡板 3-平衡套扬程变化导致叶轮轴向力变化时，平衡力与之适应：扬程增加，轴向力平衡力，转动组件左移，b2减小，pB增加，逐渐使(pB-pC)S等于轴向力而达到新平衡位置。转动组件会轴向移动，不能使用止推轴承，而使用滑动轴承。21船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump问题：1.设平衡盘的离心泵工作压力减小后平衡

8、盘的(轴向、径向)间隙(增大、减小)。2.离心泵关小排出阀时，其轴向力(增大、减小)。3.离心泵开大旁通阀时，其轴向力(增大、减小)。22船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump涡壳泵设计工况液流不会撞击涡室，叶轮周围压力均匀，叶轮不产生液压径向力。但涡壳泵在非设计工况将产生液压径向力。四、径向力u:圆周速度:相对速度c:绝对速度2c2r2u2c2小于额定流量（流量大小通过c2r反映出来）小于额定流量时，涡室内流速(c2r)降低，但绝对速度(c2)增大，方向也变化，所以液体撞击涡室，使流速下降，部分动能转换为压力能，在叶轮上产生径向力R，与泵舌方向90。c2c2r23船舶

9、辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump涡壳泵设计工况液流不会撞击涡室，叶轮周围压力均匀，叶轮不产生径向力。四、径向力u:圆周速度:相对速度c:绝对速度2c2r2u2c2大于额定流量大于额定流量时，涡室内流速(c2r)增大，叶轮出口速度(c2)小于涡室中流速，液体撞击，涡室的液体付出能量，叶轮上产生径向力R，与泵舌方向270。c2c2rc2r24船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump大于额定流量此外，涡室中压力分布不均，叶轮各处流量不同(压力大，流量小)，导致作用在叶轮上的动反力T不同，涡室压力小处动反力大。动反力是叶轮出口速度反方向的作用力，所以动反力的合力方向为R方向逆转90。小于额定流量流量偏离额定流量越大、扬程越高、叶轮尺寸D2和B2越大，径向力越大。25船舶辅机第3章 离心泵离心泵 Centrifugal Pump导轮泵理论上不产生径向力，但因误差会带来较小的径向力。危害：径向力是交变负荷，使泵轴疲劳破坏、产生挠度、磨损，使轴承负荷增加等。26