[其他]离心泵静压平衡器

说明书

本实用新型涉及泵的平衡和密封部件。

离心泵叶轮工作时产生的轴向力，一般单级泵采用在叶轮盖板上设平衡孔的方法，多级泵采用平衡盘、平衡鼓或两者联合的结构进行平衡。这些结构都使一部分由叶轮获得能量的流体，通过孔道及间隙泄漏流向到泵的吸入室，降低了泵的容积效率，对于低比转速（即小流量、高扬程的）多级离心泵尤为显著，泵的容积效率仅为70－80％。

本实用新型的目的是提供一种能平衡轴向力和保持转动部分和静止部分之间密封的新结构，从而能使泵正常工作，并大幅度提高泵的容积效率。

本实用新型的目的是通过流体静压密封的工作原理设计的新结构来实现的，即在安装于水泵静止部件上的静环和安装在转动轴上的动环之间形成一层很薄的静压液膜进行润滑，并通过流体经平衡直径产生的压力差来平衡轴向力，另外由于动静环之间的液膜厚度很薄，间隙很小，所以流体泄漏量也很小，起到了静压密封的作用。泵工作时，流体从高压腔流经一定直径的小孔，由动环流入动、静环之间的通道，由于流体压力的作用，将动静环互相推开，形成静压液膜，由于其压力恒定，因而液膜具有良好的轴向刚性和倾斜刚性，能承受轴向窜动和径向跳动，保持工作的稳定性。通道的结构除了凹槽小孔式转动环外，还可设计成斜面式和凸肩式转动环。

附图为静压平衡器的结构示意图。图中1为泵的转动轴；2为轴套；3为动环座；4为动环；5为静环；6为静环座；7为衬套；8为弹簧；9为压盖；10为保护台肩。

本实用新型的具体结构由附图和实施例进行说明。

压盖左侧为高压腔，流体从轴套上的小孔经动环座和动环中的孔道而进入动静环间的结合面，孔道中有一段按要求制作的小孔（图中该小孔设在动环座上）以控制结合面之间的压力及流体流量，动环结合面上开有半圆形凹槽或斜面等结构形式的通道（图中为开凹槽形式），凹槽的深度1毫米，R为1毫米为宜，端面斜度在1°±0.1°之内。工作时高压流体进入摩擦面，将动静环互相推开，形成稳定的静压液膜，流体一方面，有一部分从静环和衬套间的间隙泄漏，一方面从小孔得到补充。泄漏的流体进入压盖右侧的低压腔，并被送回到泵的流体入口处。动环座和轴套、动环间以及静环座和静环、压盖间都设有O形密封圈的密封装置，以防止高压腔流体泄漏。O形密封圈和弹簧起到浮动减震作用，以防止材料热变形和受力变形所产生的应力和承受短期的压力。动静环配对材料选用氮化硅和碳化钨或碳化硅和碳化钨，粉末冶金材料压制而成，整体矩形环能得到满意的使用效果，为了保证动静环在高速运转时，不致因离心力过大而受到损坏，都装配在环座的腔室内，环座上设计有保护台肩10。

对于平衡轴径为76毫米、转速为7460转／分，介质工作压力差为172公斤力／厘米²，多级离心式上充泵，小孔直径为0.75－1毫米，油膜厚度为6－15微米时，通过静压平衡器试验结果，介质压力在低压腔为2－3.5公斤力／厘米²泄漏量稳定在10升／分（0.6米³／时），通过试验对比，比采用平衡鼓＋平衡盘结构，可提高效率10％。

静压平衡器使用时，工作介质应是较清洁的流体。