水泵平衡盘论文（精选）.doc

井下主排水泵平衡盘磨损问题的研究与探讨
贺星铭枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区
张玉贞枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区
赵强枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区
吴显辉枣庄矿业集团蒋庄煤矿机电工区
摘要: 煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节,是保障煤矿长久稳定运作的中坚力量,而排水系统的核心却是泵的运转问题。长期以来,由于井下水质偏浑浊,具有一定的固体颗粒含量,加上偶尔的大颗粒杂物进入泵体,造成泵体各部件的频繁磨损,包括泵体内壁,叶轮叶片,平衡盘及密封装置的磨损。这不仅使各零部件的使用周期大大缩短,更重要的是缩短了泵的运行周期,降低了水泵运行效率,造成了不必要的经济损失。通过本文对某煤矿在用水泵的使用进行分析和探讨,希望能够对相关工作有所帮助和借鉴,以提高煤矿的机电设备管理水平。
关键词:排水泵平衡盘磨损研究
煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节,是保障煤矿长久稳定运作的中坚力量,而排水系统的核心却是泵的运转问题。长期以来,由于井下水质偏浑浊,具有一定的固体颗粒含量,加上偶尔的大颗粒杂物进入泵体,造成泵体各部件的频繁磨损,包括泵体内壁,叶轮叶片,平衡盘及密封装置的磨损。这不仅使各零部件的使用周期大大缩短,更重要的是缩短了泵的运行周期,降低了水泵运行效率,造成了不必要的经济损失。
1 平衡盘的工作原理
轴向推力的产生
离心式水泵运行时,由于叶轮前后盖板面积的不等,作用在叶轮两侧的压力不同,以及液体进入叶轮时的动反力等因素,产生了一个迫使叶轮轴向移动的轴向推力。轴向推力除了使叶轮朝进口方向移动外,还会引起振动、磨损及增加轴承负荷。因此,必须设法平衡它,否则会影响泵的正常运行。由此,平衡盘就应运而生了。
平衡盘工作原理
平衡盘是多级离心泵采用最普遍的一种轴向推力平衡装置。它的结构如图2所示,平衡盘用键固定在水泵轴上,它与叶轮一同转动,
图2 平衡盘工作原理
泵体上固结有支撑环和平衡环。平衡盘与支承环中间形成不变的径向间隙、与平衡环间形成可变的轴向间隙。同时形成两个充水腔,为平衡腔,为回流腔。
由图可见,由于压力差和间隙的存在,从最后一级叶轮出来的高压液体,有一股经叶轮后盖板外侧间隙,流过径向间隙,到达平衡腔,再经轴向间隙到达回流腔,最后经水管返回吸水侧(泵入口)或流入大气。平衡盘之所以能起平衡作用,关键在于这股液体压力的变化。叶轮出流的高压水经径向间隙进入平衡腔
,而回流腔的压力接近大气压或吸水侧压力。这样,作用在平衡盘内外的压力差推盘向出水侧方向移动,从而推动整个转子朝出水侧方向方向移动,当作用在盘上的平衡力等于轴向推力时,水泵处于平衡状态下运行。
平衡盘具有自动平衡的功能,理论上可将轴向推力完全平衡掉。当平衡力与轴向推力平衡时,轴向间隙保持一个确定的数值。假设由于某种原因使轴向推力大于平衡力时,平衡遭到破坏,泵轴就要向左移动,致使轴向间隙减小。的减小,增加了过流阻力,由于总压力差不变,则使通过平衡盘装置的水流量减下。因径向间隙一定,过流量减小,使压降减小。因一定,则使增加,因增加压力一定,从而压差-使增加,平衡力增大,直至与轴向推力相等,最终使平衡盘又处于新的平衡位置工作。同理,当轴向推力小于平衡力时,轴将向右移动,轴向间隙增大,过流量增加,液体流经径向间隙的压力降增大,从而使压差-值减小,则平衡力减小,直