泵的平衡盘或平衡鼓等平衡装置
多级离心泵常见的轴向力平衡装置
多级离心泵常见的轴向力平衡装置軸向力平衡装置的选取是多级离心泵设计中的关键问题，其目的是平衡轴向力，防止转子的轴向窜动。
文章分析了多级离心泵轴向力产生原因，并介绍了常用的平衡装置。
标签：多级泵；轴向力；平衡装置引言多级离心泵在电力、石油化工等行业被广泛应用。
轴向力平衡装置的选取是泵组设计的关键问题，检查平衡装置是否需要更换或优化也是多级离心泵维修中的一项重要工作。
泵组运转过程中，若平衡装置不能中和泵组产生的轴向力，则会造成泵动静部件摩擦而降低效率，严重时泵转子与各静部件咬死而导致泵损坏。
1 轴向力的产生多级离心泵运行过程中产生的轴向力包括以下几种：因作用在各叶轮吸入端（驱动端）和吐出端（自由端）的压力不相等，从而产生指向泵驱动端的轴向力；液体从吸入口到排出口改变方向时作用在叶片上的力，指向叶轮背面，称为动反力；由于泵内叶轮进口压力与外部大气压不同，在轴端和轴台阶上产生的轴向力；立式泵转子重量引起的向下的轴向力；其他轴向力。
2 轴向力的平衡装置总轴向力会使转子轴向窜动，造成泵动静部件摩擦，而平衡装置的两端有一个压力差，其中的液体形成一个与总轴向力方向相反的平衡力，平衡力大小随平衡盘的移动而变化，直到与轴向力抵消，但由于惯性的作用转子不会立即停止窜动，而是在平衡位置左右窜动且幅度不断减小，最终停留在平衡位置，故随着运行工况的变化，泵转子始终处于动态平衡状态。
平衡装置的设计为多级离心泵设计中的重点，包括叶轮对称布置（适用于偶数级泵）与平衡盘（鼓）法两大类，平衡盘（鼓）法又包括平衡鼓、平衡盘、平衡盘鼓、双平衡鼓形式，随着结构的逐渐复杂，平衡效果也越好。
平衡盘（鼓）法多与推力轴承配合使用，推力轴承一般只承受5%～10%的轴向力，在设计平衡盘（鼓）时，一般不考虑推力轴承平衡的轴向力，保证泵在推力轴承损坏的情况下，平衡盘（鼓）仍能正常工作。
2.1 叶轮对称布置法叶轮级数为偶数时可采用叶轮对称布置法平衡轴向力，设计上要注意反向叶轮入口前的密封节流衬套尺寸要与叶轮轮毂尺寸一致。
水泵的常见平衡装置结构探讨
水泵的常见平衡装置结构探讨摘要：在工业生产过程中，水泵是一种非常重要的机械，轴向力平衡装置是离心泵运行过程中必不可少的装置之一，它能够保证其运行过程的可靠性和使用寿命。
本文就水泵的轴向力平衡装置原理和结构进行了比较和探讨，以便做好水泵平衡装置的维护工作，提高水泵运行的稳定性。
关键词：离心泵轴向力平衡装置平衡盘单侧进水的离心泵在工作时水泵内吸入端的压力一定小于压出端，这样压力高的一端压出端的压力作用在叶轮上，使转子受到一个从压出端指向吸入端的一个力，这个力叫轴向推力。
轴向力必须采用不同的方法平衡，否则将使动、静部件发生摩擦或碰撞。
平衡离心泵轴向推力的方法很多，下面就一些常用方法加以介绍。
一、平衡孔平衡法平衡孔的结构如图1所示，在叶轮前都装有卡圈（密封环），在叶轮吸入口相对的叶轮后盖板上加工有平衡孔，使叶轮进口前后两侧的压力相等，作用在叶轮上的轴向椎力得到平衡。
这种平衡方法简单可靠，缺点是部分流体经平衡孔漏回叶轮的吸入侧时，将使叶轮流道中流体受到干扰，造成涡流损失，使泵的效率降低1。
图1 平衡孔的结构图-2 平衡管平衡结构________________________________________________________二、平衡管平衡法平衡管结构如图-2所示，平衡管是将叶轮后侧靠近轮的空穴与水泵吸水侧用管子连接起来，以使叶轮卡圈（密封环）以下两侧的力相平衡，从而消除了轴向推力。
采用平衡管平衡轴向推力的效果比较可靠、简单，但是效率比较低，泵内的损失比较大。
所以在一些小型离心泵中常采用平衡孔和平衡管综合使用方法效果更好。
三、对称进水平衡法在单级大流量离心泵中常采用双吸叶轮自动平衡轴向推力，多级大容量离心泵把叶轮设计为偶数，使其一半叶轮从左侧进水，另一半叶轮从右侧进水，这样两侧的轴向推力基本相等，自动平衡了轴向推力。
为了安全可靠可以采用推力轴承平衡剩余的轴向推力。
四、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。
泵与风机
泵与风机属通用的流体机械。
它是将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能的机械。
泵与风机的流量、扬程、全压与转速有关。
转速越高，则输送的流量、扬程、全压亦越大。
叶轮级数减少，轴变粗短。
离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。
轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。
流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。
假设（1）泵与风机内流动的流体为无黏性流体。
在推导方程时可不计能量损失。
（2）叶轮上叶片厚度无限薄，叶片数无穷多，所以流道的宽度无限小，那么流体完全沿着叶片的弯曲形状流动。
分析（1）当叶轮内流量减小到某一值时，即Wm 降低到某一值时，会出现叶片工作面上的相对速度W=0。
若流量再下降时，则在叶片的工作面上出现逆流。
所以，对于每个叶轮都有一个临界的工作流量。
泵与风机运转时，输送的流量低于这个临界流量时，会在叶片的工作面上产生逆流。
（2）如果流道内的流量不变，则轴向漩涡与叶片数Z （即流道宽度B ）有关，与泵与风机叶轮的旋转角速度W 有关。
目前，大容量的锅炉给水泵转速都较高，因此有可能在叶片的工作面上出现12m k B B R ωω⎛⎫>+⎪⎝⎭，产生逆流的速度区，造成扬程下降。
为此，需要改变流道宽度B ，或装置长短叶片。
黏性流体在泵与风机中流动时，存在沿程阻力，局部阻力及冲击阻力损失，使扬程或全压下降。
因为在推导公式时，曾作了两个假设，假设与实际情况并不相符，因而实际应用时，须进行修正。
离心式叶轮叶片的型式：后弯式叶片、前弯式叶片、径向式叶片采用后弯式叶片原因：（1）后弯式叶片流动效率高（2）后弯式叶片流道效率高（3）后弯式叶片性能稳定离心泵主要部件：叶轮、吸入室、压出室、轴向力和径向力平衡装置及轴端密封装置。
叶轮组成：前盖板、叶片、后盖板、轮毂。
单吸与双吸之分。
多级离心泵常见的轴向力平衡装置
究方 向： 采购 管理。
６结束 语
些无人值守岗位的需求， 可是实现其远程控制。
参 考文献
智能电话远程控制系统设计采用了 ２ ８ 个引脚的 Ｐ Ｉ Ｃ １ ６ Ｆ ７ ３ 单片机 作为系统的核心信息检测 、 信息处理 ， 以及控制实现的实现模块 ， 充分 利用硬件资源和单片机内部结构资源， 并充分结合软件编程， 使其发挥 最大作用实现了对语音、 密码 、 显示等服务， 丰富了设计的功能 ， 系统运 行更 加人性化 ， 有 很强 的可操作性 。该 系统做 到了高稳定 性 、 低成本 、 小 体积 、 内嵌容易， 可以远程通过语音提示 ， 实现人机交互 ， 实现对家里面 空调器、 洗衣机、 电饭煲、 电灯等设备的开关实现 ； 符合未来家电的智能 化、 网络化发展方向。另外 ， 本设计也可以用在工业 、 农业等领域 ， 对一
２ ． ３平 衡盘法
△Ｐ ２
图 ３双平衡鼓 示意 图
３结束语 平衡装置 的设计 是多级 泵设计 中 的关键 问题 之一 ，选 择合适 的平 衡装 置对泵 组平稳运行 、 节省维护 费用意义重 大。 作者简介： 王胜坤（ １ ９ ８ ６ ， ８ 一 ） ， 男， 北京， 研究生学历 ， 助理工程师， 研
科 技 创 新
２ ０ １ ３ 年 第 ２ ｏ 期Ｉ 科技创新与应用
多级离 心泵常见 的轴 向力平衡 装置
王 胜 坤 罗 乐
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 中国核 电工程有 限公 司， 北京 １ ０ ０ ８ ４ ０ ） 摘 要 ： 轴 向力平衡装置的选取是 多级 离心泵设计 中的关键 问题 ， 其 目的是平衡轴向力 ， 防止转子的轴向 窜动。文章分析 了多 级 离心 泵轴 向力 产 生原 因 ， 并 介 绍 了常 用 的平 衡 装 置 。
多级离心泵轴向力平衡方法有哪几种？
(1)平衡鼓法这是一种径向间隙液压平衡装置，它装在最后一级叶轮和平衡室之间，和泵轴一起旋转的称为平衡鼓轮，静止部分称为平衡鼓轮头。
用一根管线平衡室与泵进口连通，这样平衡室内的压力就等于进口连通管线中损失压力之和。
平衡鼓法平衡原理：平衡鼓轮前面是最后一级叶轮的后泵腔，其压力接近于泵的排出压力，因而平衡鼓两个端面之间有一个很大的压力差，能够把平衡鼓轮向后推，从而带动整个转子向后移动。
如果我们设法使这个推力和离心泵的轴向力相等，就能够达到平衡轴向力的目的。
(2)平衡盘法(下图)：平衡盘是一种轴向间隙液压平衡装置。
装在最后一级叶轮与平衡室之间，和轴一起转动的称为平衡盘，静止不动的称为平衡环(套)。
平衡原理：从叶轮出来的一部分液体经过平衡盘与平衡环之间的轴向间隙漏入平衡室，再用管路把平衡室与泵吸入口连通，这时平衡盘背面所受的压力是平衡室压力。
平衡盘正面最小直径上受到的压力是泵的吐出压力，而在周界上是平衡室压力。
只要选择好平衡盘的内、外直径尺寸，就可以使平衡盘正面与背面的压力差和泵的轴向力相等，从而达到平衡的目的。
平衡盘法假如泵的轴向力增加，这额外的压力就会把泵的转子推向吸入口侧，从而使平衡盘和平衡环之间的端面间隙减小。
此时通过这个间隙的漏失量将减少，平衡室压力下降，这时平衡盘前后的压力差增加，将转子向吐出口方向推，直到与轴向力平衡为止。
反之，如果泵的轴向力减小，就会造成平衡盘与平衡环之间的轴向间隙增大，漏失量增加，平衡压力增高，直到又获得新的平衡为止。
(3)平衡盘与平衡鼓组合法(下图)：平衡盘与平衡鼓组合实际上是一种径向、轴向液压平衡装置。
高压多级离心泵普遍采用此法，平衡效果好，组合法的平衡原理与上述两法相同。
平衡盘与平衡鼓组合法(4)叶轮对称布置平衡法：在多级水平中开式离心泵中通常采用叶轮对称布置平衡法来平衡轴向力，使成组叶轮的吸人口方向正好相反，从而起到平衡轴向力的作用。
在泵上也要安装止推轴承。
给水泵平衡盘工作原理
给水泵平衡盘工作原理
水泵平衡盘是一种用于平衡水泵的装置。
它的工作原理主要通过利用叶轮与平衡盘之间的密封间隙，将压力平衡到叶轮两侧，以减小叶轮的径向力，从而降低水泵的振动和噪音。
当水泵启动时，液体进入叶轮，并在叶轮的作用下被加速。
由于叶轮在高速旋转时会产生离心力，使得液体在叶轮外侧产生较高的压力。
此时，平衡盘起到关键作用。
平衡盘与叶轮之间的密封间隙通过疏水孔与进口压力连接在一起。
当叶轮加速旋转时，液体通过疏水孔进入密封间隙，并在高压力的作用下逐渐填满整个间隙。
由于密封间隙的面积较大，液体在其中形成一个较低的压力区域，使得平衡盘两侧的压力趋于平衡。
通过平衡盘的工作，水泵叶轮两侧的压力得以平衡，叶轮的径向力也减小到最小程度。
这样可以有效地降低水泵的振动和噪音，提高水泵的运行稳定性和可靠性。
此外，平衡盘还能够在某些情况下提供轴向力的平衡，进一步减小水泵的不平衡力。
总而言之，水泵平衡盘通过利用叶轮与平衡盘之间的密封间隙，将压力平衡到叶轮两侧，从而减小叶轮的径向力，提高水泵的运行稳定性和可靠性。
泵的震动原因及消除措施
调整轴承间隙
根据需要调整轴承间隙， 确保轴承运行灵活，减少 摩擦。
使用低摩擦材料
考虑使用低摩擦系数的材 料来制造轴承和密封件， 以减少摩擦。
转子弯曲或轴系不对中的解决方法
校直转子
如发现转子弯曲，使用专业设备对转子进行校直，确保转子平直 。
调整轴系对中
使用对中工具对轴系进行对中调整，确保各轴之间的位置精度符 合要求。
更换弯曲的轴或转子
如无法修复弯曲的轴或转子，需更换新的轴或转子。
轴向力过大的解决方法
调整泵的装配
检查泵的装配是否正确， 如发现轴向力过大，重新 调整泵的装配，以减少轴 向力。
使用止推轴承
在泵的端部加装止推轴承 ，以承受轴向力。
使用平衡装置
在泵的吸入侧或排出侧加 装平衡装置，如平衡鼓或 平衡盘等，以平衡轴向力 。
针对以上原因，采取了以下措施 ：对泵的旋转部分进行平衡测试 和调整；重新设计并安装底座， 采用更可靠的固定方式和材料。
4. 实施效果
经过改造和优化后，泵的震动现 象得到了有效控制，运行稳定， 没有再出现松动和泄漏的情况。
案例三：某石油企业泵的震动案例分析
1. 震动现象描述
2. 原因分析
3. 消除措施
泵的震动原因及消除措施
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目录
• 泵的震动概述 • 泵的震动原因 • 泵的震动消除措施 • 泵的震动案例分析
01
泵的震动概述
泵震动定义
泵震动是指泵在运行 过程中产生的周期性 机械振动现象。
振动的幅度和频率对 泵的性能和稳定性产 生重要影响。
震动频率与泵的转速 、叶轮数等因素有关 。
汽蚀与泵的安装高度、泵的流量和叶轮结构有关。当泵的安 装高度过高或泵的流量过小，叶轮进口处压力降低，容易产 生汽蚀现象。此外，叶轮结构不合理也会影响汽蚀的产生。
泵与风机题库
填空题1.泵的汽蚀余量分为(有效汽蚀余量)、(必须汽蚀余量)。
2.泵的种类有（往复式）、（齿轮式）、（喷射式）和（离心式）等。
3.真空泵的作用是不断的抽出凝汽器内（析出的不凝结）气体和漏入的空气，（维持）凝汽器的真空。
4.除氧器水位高，可以通过(事故放水门)放水，除氧器水位低到规定值联跳(给水泵)5.当给水泵冷态启动一般采用(正暖)的暖泵方式。
6.当离心泵的叶轮尺寸不变时，水泵的流量与转速（一）次方成正比，扬程与转速（二）次方成正比。
7.对于倒转的给水泵，严禁关闭(入口门)，以防(给水泵低压侧)爆破，同时严禁重合开关。
8.发现给水泵油压降低时，要检查(油滤网是否堵塞)、冷油器或管路是否漏泄、(减压件是否失灵)、油泵是否故障等。
9.给水泵泵组的前置泵的作用是(提高给水泵入口压力，防止给水泵汽蚀)。
10.给水泵不允许在低于(最小流量)下运行。
11.给水泵倒暖是高压给水泵（出口逆止门后）引入，从（吸入侧）流出。
12.给水泵的作用是向锅炉提供足够(压力)、(流量)和(相当温度)的给水。
13.给水泵启动后，当流量达到允许流量(自动再循环门)自动关闭。
14.给水泵汽化的原因有：除氧器内部压力(低)，使给水泵入口温度(高于)运行压力下的饱和温度而汽化；除氧器水位(低)，给水泵入口(压力低)；给水流量小于(最低流量)，未及时开启再循环门等。
15.给水泵严重汽化的象征：入口管内发生不正常的(冲击)，出口压力(下降)并摆动，电机电流(下降并摆动)，给水流量(摆动)。
16.给水管路没有水压形成的时候，电动给水泵启动前要(关闭)泵的出口门及出口旁路门、中间抽头门，开启再循环门。
17.离心泵不允许带负荷启动，否则(启动电流大)将损坏设备。
18.离心泵一般(闭)阀启动，轴流泵(开)阀启动。
19.凝结水泵安装位置有一定的倒灌高度，其目的是为了防止凝结水泵（汽化）。
20.凝结水泵的轴端密封采用（凝结）水密封。
21.凝结水泵的轴封处需连续供给(密封水)，防止空气漏入泵内。
第三章离心泵与风机的主要部件与整体结构
四、轴向力、径向力及其平衡 1、轴向力产生得原因
由于泄漏原因叶轮两侧充有液体,液流压力不同,轴向力得方 向指向吸入口。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
2、轴向力得平衡
(1)双吸式叶轮
单级泵可采用 双吸叶轮
第三章离心泵与风机的主要部件与 整体结构
一、叶轮
第一节 离心泵主要部件
(1)叶轮就是将原动机输入得机械能传递给液体,提高液体能量 得核心部件。
(2)叶轮一般有前盖板、叶片、后盖板与轮毂组成。 (3)封闭式叶轮效率较高,输送介质较清洁。半开式叶轮及敞开 式叶轮适宜输送含有杂质得液体,可用作渣浆泵叶轮。
第三节 离心式风机得主要部件
一、叶轮
叶轮就是离心风机传递能 量得主要部件,由前盘、后 盘、叶片及轮毂组成。
叶轮后弯式叶片有机翼型、
直板型及弯板型等三种;机
图3－34 离心风机叶轮
翼型效率最高。
1－前盘；2－后盘；3－叶片；4－轮毂
图3－35 后弯叶片形状 （a）机翼型；（b）直板型；（c）弯板型
平直前盘制造简单,效 率较低,而弧形前盘气 流进口后分离损失较 小,效率较高。
2、环形压出室
特点:各截面面积相等,各处得流速不等,有 冲击损失,效率比螺旋形压出室低;但制造 方便。 应用:主要用于多级泵排出段,输送杂质得 泵(如泥浆泵、灰渣泵等) 得情况。
3、径向式导叶与流道式导叶
导叶应用于节段式多级泵上作导水机构,作用就是汇集前一 级叶轮流出得液体,然后诱导入次一级叶轮得进口,同时在导 叶内把部分速度能转化为动能。
另外,下半部液体从两侧向中间合拢,出现漩涡,因而速度就是很不 均匀得。由于结构简单对称,轴向尺寸较短,并且多级泵扬程高、 吸入室中得水力损失所占得比重不大,所以广泛用于多级泵上。
泵与风机-考试重点
1.离心泵与风机，轴流泵与风机的叶片型式及其特点离心式：1、径向式叶片：叶片的弯曲方向沿叶轮的径向展开，叶片出口几何角为90°2、后弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口几何角小于90°3、前弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同，叶片出口几何角大雨90°特点：（1）在其他条件相同的前提下，扬程随出口叶片安装角的增加而增大；（2）前弯式叶片的扬程最大，径向叶片次之，后弯式叶片的扬程最小；1、后弯式叶片风机应用最广；对于后弯式风机，风机流量增大，风机的轴功率也增大，增大至最大值后便不再增加，这种性能使电动机不会超载。
2、前弯式叶片风机主要用于低压、中小风量的场合，且要求输送的气体中不存在固体小颗粒。
小颗粒会在叶片中积存。
前弯式风机有一不稳定工作区，风机工作时要避开该不稳定区，因此安全工作区域较窄前弯式风机的轴功率随风量的增大而增大，并且持续全过程，可能导致电机过载。
3、径向式风机适用于输送的气体中含有大量的固体颗粒。
在产生相同全压情况下，径向式风机的转速除了前弯式以外是最低的，因此固体颗粒在叶片表面上的运动速度较低。
径向式风机的性能比较稳定。
轴流式：·轴流泵与风机的基本结构型式及适应场合轴流式：五种常见结构形式1.单个叶轮。
这种形式泵与风机效率不高，一般为百分之70—80。
适用于小型低压轴流泵和低压轴流通风机2.单个叶轮后设置导叶。
这种效率优于单个叶轮形式，一般为百分之80—88。
在轴流泵和轴流通风机中普遍应用，目前，火力发电厂的轴流送引风机大都采用这种型式3.单个叶轮前设置导叶。
这种型式的轴流风机结构尺寸较小，占地面积较小，其效率可达78％--82％。
在火力发电厂中子午加速轴流风机常采用这种型式。
由于考虑泵气蚀的缘故，轴流泵一般不能有这种型式。
4.单个叶轮前，后均设置导叶。
其效率为82％--85％这种型式如果前置导叶可调，则流风机在变工况状况下工作有较好的效果。
泵的平衡盘或平衡鼓等平衡装置
泵的平衡盘或平衡鼓等平衡装置平衡鼓是在多级分段式泵的末级叶轮背后，装一圆柱形活塞，称平衡鼓。
平衡鼓的后面为平衡室，通过平衡管将平衡室与入口管连通。
因此，平衡室中的压力P0等于吸入室中液体压力与平衡管中阻力损失之和。
平衡鼓的前面末级叶轮泵腔，也就是该泵的最高压力P，平衡鼓与泵壳密封环之间有极小的间隙，所以平衡鼓两侧有很大压力差（P- P0），就是利用这个压力差来平衡指向入口方向的轴向推力的。
为了减少从平衡鼓前的高压区漏向平衡室，平衡鼓套之间隙应尽量小，有时也将其制成迷宫形式。
采用这种装置，一方面可平衡轴向力，另一方面可减小密封腔内压力，使两端密封腔内压力基本相同。
平衡鼓装置，只能平衡轴向推力，不能限制转子的位置，且在工况变动时，转子会无规律的串动，造成残余不平衡力，因此装有平衡鼓的泵，必须加装止推轴承。
平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后，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，这个推开平衡盘的力即为平衡力，与转子的轴向推力方向相反。
当叶轮上的推力大于平衡力时，转子就向前移，使间隙b0减小，减少了泄漏量，而压力P′则增高，也就增加了平衡力，转子不断前移，P′也不断增高，当移到某一位置时，平衡力与轴向推力相等，亦即达到了平横，由于惯性，运动着的转子不会立即停止在平衡位置上，还要继续移动，轴向间隙b0还会继续变化，直到因阻力而停止，但停止的位置并非平衡位置，此时平衡力超过轴向力，所以又使转子向相反方向即向后移动，即又开始了一个新的平衡循环。
这样多次反复动作，一次比一次移动的少，最后可稳定下来，使转子停留在新的平衡位置上。
当泵的工况发生变化时，轴向力也就会又如上所述重新调节。
浅析多级离心泵轴向力平衡装置设计
浅析多级离心泵轴向力平衡装置设计在现代工业生产中，多级离心泵已经广泛被应用到石油开采、水利发电等领域，由于多级离心泵的推广使用，我国工农产业的生产效率都得到了很大提升。
然而，在多级离心泵的运行过程中自然出现的轴向力给离心泵的运行带来了不好的影响。
轴向力使离心泵中的零件损耗速度加快，许多多级离心泵因此在运行过程中发生突然的损坏，降低了生产效率。
因此，相关部门应该做好轴向力平衡装置的设计工作，并对其进行定期的维护和检修工作，提升整个设备的运行稳定性。
下面就简要分析在现代工业生产中多级离心泵轴向力平衡装置的设计工作，并从多角度出发，提出相关的设计方法和理念。
1 多级离心泵轴向力的产生多级离心泵在正常运转时，受到自然因素和运转必需因素的影响，会产生各种性质的轴向力。
以下根据轴向力产生的原因将多级离心泵的轴向力分为四种。
其一，离心泵运转时，叶轮旋转时的程度差异给离心泵的驱动端口和自有端口带来了不同的压力，构件自然产生一种指向驱动端口的弹力来平衡压力，这种弹力是轴向力的一部分。
其二，为了将液体从离心泵的吸入口输送到排出口，离心泵必须改变液体的流动方向，此时液体将对离心泵的叶片产生作用力。
其三，离心泵内的转子本身也具有一定的重力势能，因此也会产生一个向下的轴向力；其四，多级离心泵在运行时，内部的转子处于高速旋转状态，内表面的空气流速提高降低了压强，使外界的大气压强大于内部空间压强，这就使得其内部轴端上会产生一定的压力，这也是离心泵轴向力的一种表现形式。
现代多级离心泵中轴向力的产生原因很多，设计人员在对平衡装置进行设计时一定要多方考虑，设置多方面抵消方式，达到各处轴向力都不对零件造成影响，使离心泵能够安全使用直到使用年限为止。
多级离心泵的相关设计研发工作应该由相关部门牵头，充分重视设计工作，设计人员在设计中要注意理论的探讨和实践的结合，确保设计的多级离心泵在现实中具有较高的可实用性和可操作性，且要注意设备的经济性，既保证多级离心泵良好运行，提高工农业的生产效率，也降低设备的运行成本。
离心泵的构成
1、离心泵的组成部分离心泵由6个部分组成。
1，转动部分：包括叶轮，泵轴和轴套。
2，泵壳部分：包括泵壳和泵盖。
多级泵还包括吸入段，中段和导翼。
3，密封部分：包括密封环和填料函。
4，平衡部分：包括平衡盘，平衡鼓和其他平衡装置。
5，轴承部分：包括滚动轴承和滑动轴承。
6，传动部分：包括弹性联轴器等。
2、离心泵的工作原理叶轮在泵壳内高速旋转，产生离心力。
充满叶轮的液体受离心力的作用，从叶轮的四周被高速甩出，高速流动的液体汇集在泵壳内，其速度降低，压力增大。
根据液体总是要从高压区向低压区流动的原理，泵壳内的高压液体进入压力低的出口管路（或下一级叶轮），在叶轮将液体甩向四周的同时，在叶轮的吸入室中心处形成低压，液体在外界大气压的作用下，源源不断的进入叶轮，补充叶轮吸入口中心的低压区，使泵连续工作。
3、油气分离器的组成部分，及各部分的作用1，初分离段。
依靠离心分离原理，对大量液体，进行油气分离。
2，沉降段。
在分离器内有一定的沉降空间，依靠重力沉降原理，进行油气分离。
3，捕雾段。
气体离开沉降段后，仍含有细小液滴，捕雾段的作用就是采用碰撞原理，将气体中的液滴除去。
4，集液段。
该段的作用是储集以上各段分离出来的液体，并有相应的液面控制系统使分离后的液体尽量不受气流扰动的影响，并有足够的空间，以适应处理量变化的情况。
4、油气分离器的工作原理1，重力沉降重力沉降主要依靠气液密度不同实现分离。
重力分离只能除去100微米以上的液滴，如果分离40-50微米的液滴，则需要较为庞大的设备。
可是大的液滴又必须除去，因此必须将重力沉降与其他作用原理共同应用，才能满足要求。
2，离心分离当液体改变流向时，密度较大的液滴具有较大的惯性，就会与器壁碰撞，使液滴从油气中分离出来，这就是离心分离。
它主要用来分离大量液体和大直径液滴——即主要适用于初分离阶段。
而利用离心式捕雾器（旋风分离器），则可除去直径小到5-10微米的液滴。
3，碰撞分离其原理是气流遇上障碍发生流向和速度的改变，使得气体中的液滴不断的在障碍面内聚集，由于表面张力的作用形成油膜，气体在不断的接触中，将气体中的细小液滴，聚结成大油滴依靠重力，沉降下来。
石油钻井泥浆泵的维修方法
- 59 -第1期石油钻井泥浆泵的维修方法郭 虹（中国石油长庆油田培训中心， 陕西 西安 710021）[摘 要] 泥浆泵在石油钻井中具有重要的作用。
文章首先阐述了泥浆泵的工作原理，其次，对泥浆泵常见机械故障进行了分析，最后对泥浆泵日常维修应注意的事项提出了建议。
[关键词] 石油钻井；泥浆泵；维修；方法泥浆泵是石油钻井作业中泥浆循环系统的关键设备。
由于泥浆泵所输送的泥浆含砂量多、粘度大、压力高，且具有一定的腐蚀性，容易引起缸套磨损失效。
因此选用科学合理的维修方法，对延长泥浆泵的使用寿命有着重要意义。
1 泥浆泵的工作原理泥浆泵是石油钻井过程中，向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。
它的作用是钻井时将泥浆随着钻头的钻进注入井下，起着冷却钻头、清洗钻具、固着井壁、驱动钻进，并将打钻后的岩屑带回地面的作用。
在常用的正循环钻探中，泥浆泵将地表冲洗介质─清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。
常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的，由动力机带动泵的曲轴回转，曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。
在吸入和排出阀的交替作用下，实现压送与循环冲洗的目的。
2 泥浆泵常见故障分析与维护2.1 叶轮与口环泥浆泵叶轮的叶片大多因为气蚀或吸入固体物、金属杂质等受到损坏。
口环(又称密封环)的磨损一般是因为安装中穿量不当造成，也有因叶轮背帽松动而造成的。
若口环磨损严重，应更换叶轮；若口环磨损较轻，可进行修复。
2.2 平衡装置平衡盘与平衡环磨损过多(一般为超过2mm)或凸凹不平时，先补焊或研磨泵壳上的凹槽，并在平衡环与泵壳结合面处加1块3mm厚的聚四氟乙烯垫片。
这样，既消除了补焊后手工研磨造成的平面板凹凸不平，垫片材料又软硬适中。
磨损过多时应更换新的平衡环和平衡盘。
2.3 机械密封机械密封有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏。
泵平衡鼓工作原理
泵平衡鼓工作原理一、引言泵是一种用来输送流体的机械设备，广泛应用于工业生产和民用领域。
为了提高泵的性能和效率，工程师们通过不断创新和改进，设计出了各种各样的泵平衡鼓系统。
本文将详细介绍泵平衡鼓的工作原理及其在泵站中的应用。
二、泵平衡鼓的定义和分类泵平衡鼓是一种通过空气或其他气体充填于封闭容器中，与泵共同工作以平衡泵运行中的压力变化的装置。
根据泵平衡鼓与主泵之间的连接方式和工作原理的不同，泵平衡鼓可以分为直接连接式、间接连接式和混合连接式三类。
2.1 直接连接式泵平衡鼓直接连接式泵平衡鼓的安装位于主泵的出口处，通过管道直接与主泵相连。
具体工作原理如下：1.主泵启动时，泵站中的介质被泵吸入主泵进行输送。
2.随着主泵的运行，介质被推送到主泵出口处。
3.当介质经过主泵出口时，一部分介质流向泵平衡鼓。
4.泵平衡鼓内的气体被压缩，使得泵平衡鼓内的压力稳定在一定数值。
5.压力稳定后，泵平衡鼓内的气体开始对介质进行有力地压回，减小了主泵运行过程中的压力变化。
2.2 间接连接式泵平衡鼓间接连接式泵平衡鼓包括增压罐和减压罐两种类型。
增压罐安装在主泵的进口处，而减压罐则安装在主泵的出口处。
其工作原理如下：1.增压罐中充满了压缩空气，主泵启动时，介质被泵吸入增压罐。
2.增压罐内的压缩空气使得介质在进入主泵前得到预增压，提高了主泵的进口压力。
3.主泵将介质推送至减压罐，同时减压罐内的空气被压缩。
4.减压罐内的空气将对介质进行压回，减小了主泵运行过程中的压力变化。
2.3 混合连接式泵平衡鼓混合连接式泵平衡鼓是直接连接式和间接连接式泵平衡鼓的结合体。
通过合理的安装位置和管道设计，混合连接式泵平衡鼓能够充分发挥泵平衡鼓的优点，实现更为精确的平衡效果。
三、泵平衡鼓的优势泵平衡鼓的使用可以带来诸多优势，包括但不限于以下几个方面：1.减小泵运行过程中的压力脉动：泵平衡鼓能够通过压缩或释放气体来对泵运行中的压力变化进行平衡，从而减小泵站中的压力脉动，提高泵站的稳定性和安全性。
水泵的主要组成部分
泵的主要组成部分和作用
叶片泵的结构型式多种多样，但基本上由7个部分组成。
一. 吸入部件
作用：吸入部件位于叶轮前面，其作用是引导液体顺利地进入叶轮。
种类：有直锥形，弯管形，螺旋形三种，这三种形式又可派生出很多结构，如斜流泵用吸入喇叭口，立式离心泵(沅江泵)用肘管吸入等。
二. 叶轮
作用：叶轮是泵最重要的工作元件，是过流部件的心脏。
它的作用是将机械能转换为液体的能量。
种类：根据液体从叶轮流出的方向不同和原理分，叶轮可分为离心式、混流式(斜流式)和轴流式三种;从结构上分，可分为单吸、双吸、闭式、半开式、开式叶轮等。
三. 导出部件(压水室)
作用：导出部件位于叶轮外围或后部，其作用是将从叶轮流出的液体收集和导出或导入下一级叶轮，并将液体的一部分速度能转换为压力能。
种类：根据泵的结构形式有：①螺旋形压水室(蜗壳)，②多级泵的导叶，③斜流泵的导流体等。
四.支承部件
作用：使叶轮能够旋转做功，并承受部分轴向力和径向力。
种类：①对卧式泵，有托架部件、轴承部件。
②对于立式泵，有轴承支架部件、电机支座等。
五. 轴封部件
作用：防止泵内的高压液体漏出，或防止空气进入泵内。
种类：有填料密封，机械密封等。
六. 平衡装置
作用：平衡或减小轴向力
种类和方法：①平衡盘、平衡鼓(主要用于多级泵)
②在叶轮上开平衡孔或加平衡筋等
七. 其它辅助装置：如润滑系统、冷却系统等。
离心泵叶轮轴向力自动平衡新方法
离心泵叶轮轴向力自动平衡新方法摘要：离心泵的作用是抽吸输送液体，原动机可提供机械能，而离心泵能够将机械能转变为液体动能以及压力能，为液体提供一定的压力，使得液体在流动过程中能够克服阻力。
在离心泵运行过程中可产生轴向推力，可对离心泵产生较大冲击，使得离心泵振幅增加，要求采用适宜的平衡方式进行调节。
对此，本文首先对轴向推动力的产生原因进行介绍，然后对离心泵叶轮轴向力自动平衡方法进行探究。
关键词：离心泵；叶轮；轴向力；平衡在流体机械中，离心泵的应用比较常见，在离心泵运行过程中，叶轮会形成轴向力，与离心泵转轴的轴心保持平行，可对离心泵运行稳定性以及使用年限造成不良影响。
另外，如果轴向力比较大，还会导致轴承被烧毁，密封性能受到严重破坏，因此，需对离心泵轴向力进行有效控制，保证离心泵处于稳定运行状态。
一、轴向推力的产生（一）作用在叶轮前、后盘上的压力不平衡。
单机叶轮轴向力作用形式如图1所示，在叶轮入口位置，压强比较低，为低压P1，而出口位置压强比较高，为高压P2，在离心泵运行中，叶轮持续旋转，并流出高压水，部分高压水通过间隙回流至叶轮前后盘外侧。
在叶轮半径R2至缝隙R1之间，前后轮盘压强分布为对称分布形式，并且可相互抵消，而在缝隙R1与轮毂半径Rg之间，叶轮左侧为入口低压，而右侧为出口高压，因此，在叶轮两侧压强并不平衡，此时即可产生轴向推力。
图1 单级叶轮轴向推力（二）叶轮内水流动量发生变化。
当水在叶轮内流动时，速度方向可沿轴向逐渐转变为径向，随着速度不断发生变化，动量也会随之变化，进而对叶轮产生较大冲击力。
通常情况下，这一冲击力比较小，如果与叶轮前后轮盘所受到的压力处于不平衡状态，则会产生轴向力。
（三）大小口环磨损严重。
随着离心泵使用年限的不断增加，大小扣环磨损越来越严重，泄漏量持续增加，与此同时，叶轮前后轮盘压强分布也随之调整，导致轴向力增加。
通常情况下，这一轴向力比较小，但是，如果离心泵处于非正常运行状态，则轴向力比较大[1]。
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泵的平衡盘或平衡鼓等平衡装置平衡鼓是在多级分段式泵的末级叶轮背后，装一圆柱形活塞，称平衡鼓。
平衡鼓的后面为平衡室，通过平衡管将平衡室与入口管连通。
因此，平衡室中的压力P0等于吸入室中液体压力与平衡管中阻力损失之和。
平衡鼓的前面末级叶轮泵腔，也就是该泵的最高压力P，平衡鼓与泵壳密封环之间有极小的间隙，所以平衡鼓两侧有很大压力差（P- P0），就是利用这个压力差来平衡指向入口方向的轴向推力的。
为了减少从平衡鼓前的高压区漏向平衡室，平衡鼓套之间隙应尽量小，有时也将其制成迷宫形式。
采用这种装置，一方面可平衡轴向力，另一方面可减小密封腔内压力，使两端密封腔内压力基本相同。
平衡鼓装置，只能平衡轴向推力，不能限制转子的位置，且在工况变动时，转子会无规律的串动，造成残余不平衡力，因此装有平衡鼓的泵，必须加装止推轴承。
平衡盘安装在多级泵的末级叶轮背后，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，这个推开平衡盘的力即为平衡力，与转子的轴向推力方向相反。
当叶轮上的推力大于平衡力时，转子就向前移，使间隙b0减小，减少了泄漏量，而压力P′则增高，也就增加了平衡力，转子不断前移，P′也不断增高，当移到某一位置时，平衡力与轴向推力相等，亦即达到了平横，由于惯性，运动着的转子不会立即停止在平衡位置上，还要继续移动，轴向间隙b0还会继续变化，直到因阻力而停止，但停止的位置并非平衡位置，此时平衡力超过轴向力，所以又使转子向相反方向即向后移动，即又开始了一个新的平衡循环。
这样多次反复动作，一次比一次移动的少，最后可稳定下来，使转子停留在新的平衡位置上。
当泵的工况发生变化时，轴向力也就会又如上所述重新调节。
可以看出，平衡盘的平衡状态是动态的，即转子是在某一平衡位置上作衰减脉动，当工作点改变时，转子会自动的移动到另一平衡位置上作轴向衰减脉动。
平衡盘的轴向脉动不宜过大，也就是间隙b0变化范围不宜过大。
这决定于径向间隙b的大小。
B过大，使P′接近P，即使b0再大，也不会变化，即失去了自动平衡的能力。
若b 过小，b0稍有变化，P′压力即下降到P0，亦即P′变化幅度大。
这样虽然性能较理想，但实践证明，还要考虑平衡盘与平衡板、轴套等有磨损的危险。
鼓、盘两个有效端面的压力差形成轴向力，与叶轮产生的水利轴向力，方向相反，大小相当（盘动态相等），对轴而言内力相拉（拉应力），对支撑机构轴向基本无作用力。
区别：鼓--径向节流间隙，轴向相对静止（转子不窜动），残余轴向力大，需要轴向双向支撑。
平衡效果差。
用于配机械密封的多级泵。
盘--轴向节流间隙，轴向转子窜动，无残余轴向力，不需要轴向支撑。
平衡效果好。
仅用于配填料密封的多级泵。
新技术（上世纪末）：鼓-盘组合（小泵）、鼓-盘-鼓组合（大泵）平衡机构，轴向辅助支撑。
平衡效果极佳，运行可靠（盘部分无摩擦）。