離心式多級泵支撐環(huán)的改造

1、多級離心泵支撐環(huán)的改造侯振鐸（鄭煤集團超化煤礦，河南 新密452385）摘要 多級離心泵的改造通過對平衡盤支撐環(huán)開設(shè)若干對稱潤滑槽，選用耐磨性較好材質(zhì)的銅合金平衡盤、平衡環(huán)，并使用了帶擋環(huán)的NJ320軸承，很好的控制了水泵葉輪的軸向竄動量，提高了平衡盤的自平衡效果，降低了平衡盤、平衡環(huán)及葉輪的磨損，提高了水泵的使用效率，延長了水泵的使用壽命。關(guān)鍵詞 支撐環(huán) 潤滑槽 平衡盤 平衡環(huán) 1 概述煤礦井下主排水系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，而排水系統(tǒng)的核心卻是水泵的運轉(zhuǎn)問題，水泵能否穩(wěn)定有效的運轉(zhuǎn)，直接影響排水系統(tǒng)的運作，關(guān)系礦井的安全穩(wěn)定運作。由于井下條件的復(fù)雜性，井下水質(zhì)偏渾濁，具有一定的固體顆粒

2、含量，加上偶爾的大顆粒雜物進入泵體，長時期運作，造成泵體各部件的頻繁磨損，包括泵體內(nèi)壁，葉輪葉片，平衡盤，平衡環(huán)及密封裝置的磨損。如此不僅使各零部件的使用周期大大縮短，尤其是平衡盤、平衡環(huán)，而平衡盤、平衡環(huán)是保證水泵正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，如不能及時給予更換，就會導(dǎo)致泵體、葉輪的磨損，軸承的損壞，進而影響了水泵使用壽命，降低了水泵運行效率，造成了不必要的經(jīng)濟損失。為此，我們經(jīng)過查閱相關(guān)資料，長時間的摸索，并結(jié)合現(xiàn)場實際運作環(huán)境，對使用的多級離心泵進行了如下一些改造，取得了很好的效果，現(xiàn)已在我單位開始推廣應(yīng)用。2 平衡盤的工作原理2.1 軸向推力的產(chǎn)生多級離心式水泵運行時，由于葉輪前后蓋板面積的不等

3、，作用在葉輪兩側(cè)的壓力不同，以及液體進入葉輪時的動反力等因素，產(chǎn)生了一個迫使葉輪軸向移動的軸向推力。軸向推力除了使葉輪朝吸水口方向移動外，還會引起泵體振動、磨損及增加軸承負荷。平衡盤的作用就是來平衡軸向推力，保證水泵的正常運行應(yīng)運而生的。2.2 平衡盤工作原理平衡盤是多級離心泵采用最普遍的一種軸向推力平衡裝置。它的結(jié)構(gòu)如圖2所示，平衡盤用鍵固定在水泵軸上，它與葉輪一同轉(zhuǎn)動，圖2 平衡盤工作原理泵體上固結(jié)有支撐環(huán)和平衡環(huán)。平衡盤與支承環(huán)中間形成不變的徑向間隙、與平衡環(huán)間形成可變的軸向間隙。同時形成兩個充水腔，為平衡腔，為回流腔。由圖可見，由于壓力差和間隙的存在，從最后一級葉輪出來的高壓液體，有一

4、股經(jīng)葉輪后蓋板外側(cè)間隙，流過徑向間隙，到達平衡腔,再經(jīng)軸向間隙到達回流腔,最后經(jīng)水管返回吸水側(cè)(泵入口)或流入大氣。平衡盤之所以能起平衡作用，關(guān)鍵在于這股液體壓力的變化。葉輪出流的高壓水經(jīng)徑向間隙進入平衡腔，而回流腔的壓力接近大氣壓或吸水側(cè)壓力。這樣，作用在平衡盤內(nèi)外的壓力差推盤向出水側(cè)方向移動，從而推動整個轉(zhuǎn)子朝出水側(cè)方向方向移動，當作用在盤上的平衡力等于軸向推力時，水泵處于平衡狀態(tài)下運行。3 多級離心泵的改造3.1 在支撐環(huán)上開設(shè)潤滑槽根據(jù)以上平衡盤的工作原理及井下水泵的實際運轉(zhuǎn)情況，分析平衡盤磨損嚴重的主要原因是礦井水質(zhì)比水泵設(shè)計參考水質(zhì)更加渾濁，高壓水流經(jīng)的徑向間隙很容易被堵死，這樣平

5、衡腔內(nèi)無法進入高壓水，平衡盤就不能起到平衡軸向推力的作用。為此，我們將支撐環(huán)內(nèi)孔擴大0.5mm，在支撐環(huán)上開設(shè)3個均等潤滑槽5mm*4mm*3mm，當多級離心泵工作時，擴大后的內(nèi)孔和潤滑槽可提供高壓液體（水）進入平衡腔內(nèi)，起到平衡軸向力的作用，并且還可以間接的起到潤滑的作用，有效地防止平衡盤與平衡環(huán)過快磨損。3.2 選用耐磨材料好的平衡盤和NJ320軸承為了延長平衡盤的使用壽命，在選購平衡盤、平衡環(huán)時可以選用銅合金等耐磨性好的材質(zhì)；選用NJ320帶擋環(huán)的軸承，在一定程度上控制了泵體的軸向竄動量。通過選用銅合金平衡盤與NJ320軸承在我單位某泵房2#水泵的試用，取得了很好的效果。加之開設(shè)潤滑槽的

6、改造，該水泵試用一年實測平衡盤、平衡環(huán)磨損量不超過1mm，泵體內(nèi)葉輪、口環(huán)等的磨損大大減少，檢修拆卸次數(shù)也明顯減少，大大提高了水泵的運行性能與運行周期。4 結(jié)語經(jīng)過對多級離心泵的以上改造，大大提高了水泵的運行性能，減少了平衡盤與平衡環(huán)間的磨損，平衡盤、平衡環(huán)檢修更換次數(shù)明顯減少，這就減輕了水泵維護工的勞動強度，同時水泵內(nèi)葉輪、口環(huán)及泵體的磨損也得到改善，延長了水泵的使用壽命，更為重要的是提供了一套可行的解決水泵平衡盤、平衡環(huán)磨損問題的有效方法，保證了礦排水系統(tǒng)的安全有效運行，確保了礦安全生產(chǎn)，并且給礦帶來了一定的經(jīng)濟效益。參考文獻1于勵民，仵w自連等主編.礦山固定設(shè)備選型使用手冊.北京：煤炭工業(yè)出版社2劉捷主編.流體機械.北京：煤炭工業(yè)出版