复合叶轮高速离心泵的结构设计.pdf

第卷第期流体机械复合叶轮高速离心泵的结构设计浙江大学朱祖超王乐勤航天部第一研究所周响乐张国乾孙吉人摘要毗了高速诱导轮离心泵的结构设计方法及理论设计计勒应考虑的、?‘个主要问题按丈中提出的方法而设计研制并已投入运行的两种高速离公泵取得了很好的性能指标同时也表明了复合叶轮是设计高性能高速泵的关键所在关键词离心泵高速设计随着我国石化工业的飞速发展小流量高扬程离心泵的需求与日俱增过去国内石化行业中小流量高扬程介质的输送大都采用往复式高压柱塞泵多级离心泵或旋涡泵但这类泵结构笨重维修麻烦磨损件多且可靠性差而高速泵扬程高结构紧凑重量轻尺寸小维护方便且可靠性好易满足各种工况的要求适用范围广宇航事业和石化等工业的飞速发展使离心泵越来越向高压高速高效和高功率密度方向发展我们在高速离心泵的研制和设计方面进行了很多的工作取得了一定的成果本文对卧式高速离心泵的设计方法做些探讨结构设计卧式高速离心泵为水平安装轴向入口径向垂直出口的后拉式结构工作可靠采用增速装置对工作轴进行增速为使对中性好且传递功率大建议低速轴与电机轴的联接采用柔性较好的联轴节如膜片联轴节等过流部分对于比转速大于的离心泵可采用闭式叶轮比转速小于可采用开式叶轮离心泵或其它类型泵为了提高高速泵的汽蚀性能应在离心轮前安装诱导轮为了提高扬程系数以及改造小流量工作稳定性可采用出口角较大长短叶片相间的复合叶轮图另外也可在诱导轮前安装液流稳定装置或孔板装置〕离心轮出口的高速液流进入螺线形涡壳或导叶采用导叶的优点是使进入泵体的液流速度和压力比较均匀且泵的径向力较小增速装呈对干长期运行的离心泵应采用斜齿轮或直齿轮传动来增速斜齿轮由于其啮合面较大因而传动较平稳但会产生轴向力对间隔运行工况的离心泵例如输送液氮液氢的离心泵可采用同步齿形带来进行增速由于同步齿形带采用很耐磨的聚氨脂材料因而就不需要专门的润滑系统机械密封高速泵由于转速高机械密封的摩擦副容易发热和磨损而且在严重的情况下会产生振动为此要求机械密封结构简单轴向尺寸小同时还要具有很好的通用性因此对工作温度在一℃至℃的离心泵可采用内装静止内流型多弹簧的机械密封图为了减少密封面的热收稿日期一一流体机械年月量在满足密封要求的条件下可适当减小静环端面的宽度由于高速泵压力比较高为延长机械密封的寿命应采用自冲洗结构即从泵出口处引出小部分介质必要时应经过过滤器和冷却器进行冷却使干净的冷却后的液流进入密封腔对密封摩擦面进行冲洗和冷却对输送温度较低的介质如液氮液氢等介质应采用金属波纹管膜盒密封图封采用自冲洗结构为了不使冲洗液对主流产生较大的影响可直接在叶轮的叶片上打平衡孔图另外在设计时应注意使斜齿轮产生的轴向力与泵端部分产生的轴向力方向相反“匕匕盯盯盯盯盯图金属波纹密封图复台叶轮树树树引引毛毛毛毛毛图机械密封支承系统对于具有刚性轴的高速离心泵在其工作转速超过时建议采用径向轴承和轴向止推轴承对于工作转速小于可采用向心推力滚动轴承轴向力平衡对闭式叶轮的高速泵可通过改变叶轮前后密封间隙凸边直径进行调节轴向力由干机械密图轴向力平衡润滑系统高速泵能否安全可靠地运行润滑系统是关键之一润滑系统的油应具有一定的压力和容量同时油还要经过过滤冷却要保证油路畅通无堵塞图所示为典型的润滑油路流程为了防止齿轮啮合面在起动时产生突然的撞击以及滑动轴承轴瓦与轴颈的干摩擦应保证起动前各润滑面都有压力油予以润滑起动后齿轮油泵从油池吸