在我的新叶轮吗?为什么会有洞第2部分

在2020年8月出版,我开始这个讨论为什么有些叶轮有窟窿,或者为什么一些叶轮背面有趣辆小型货车。简短的回答,因为我上个月表示,是减少轴向推力,减少压力填料函(密封室)和排除外国碎片的收集环(室)背后的叶轮。

这就是我们离开的那一列的第1部分(你可以找到www.BETVICTOR体育官网pumpsandsystems.com/author/jim-elsey)。

平衡鼓

在较大的和更高的马力多级卧式泵,叶轮的脸在同一方向(向吸)和由此产生的轴向力几乎是否定使用平衡鼓(或简称为“BETVICTOR体育官网鼓”)。鼓可能直接或加强设计(又称,“两个直径鼓”)。有些泵使用BETVICTOR体育官网平衡环和/或平衡盘;这些将不做介绍。感兴趣的,知道这些泵的轴向力可以超过几吨。BETVICTOR体育官网

鼓是键控和固定轴在最后阶段,因此,它以同样的速度旋转,轴的固定位置。关闭间隙的内鼓旋转固定节流衬套。这个转子安排和鼓几何允许小和固定的产品漏回室量达到或接近吸入压力。双直径的鼓,变量轴的轴向位置允许或多或少泄漏任何即时改变室低压侧压力和轴向力抵消。这个动作发生瞬间,并自动的直接功能简单的设计。转子的总轴向移动的数量在这个进化是其实很几英寸。

它不是这个专栏的目的更详细地描述平衡鼓的操作,但一个基本的描述解释说,通过使用排放压力的一侧鼓和抽吸压力在相反的方面,大多数的轴力平衡。并不是所有平衡鼓设计将平衡轴向推力的大小泵运行在整个范围的曲线,所以它可能成为一个“购者自慎”,或在英语中,“让顾客小心。”

当你选择一个平衡鼓的泵设计,有增加的成本和复杂性的组件本身和它的后续并入泵以及添加的维护。设置平衡鼓间隙(s)的字段是一个冗长而复杂的任务,经常做错,所有这些会导致昂贵的损害和停机时间。平衡鼓设计也可能经历重大的困难与系统压力瞬变,所以总是设计(大小)有一些剩余推力(在理想条件和总否定)计算泄漏率高磨损条件的调整。鼓泄漏率并降低泵的效率,但在我看来,这仍是一个可以接受的权衡与选择的设计在这个泵的功率范围。BETVICTOR体育官网

反对或背靠背的叶轮

背靠背的安排一个常见的例子是一个泵两个单级叶轮放置连续关闭,一个面对每个方向,平衡轴向力。一个分区和/或压力崩溃阶段保持阶段压力分离之间的衬套。这个设计平衡推力几乎完美,几乎没有降低效率。

在其他大型、多级泵设计,反对叶轮的轴向力由使用一个管理方法,只是在不同范围内的连续的插图。例如,在一个8-stage泵、四个叶轮面临一个方向和其他四个面对相反的方向。通过这种方式,可以减少大部分的轴向力。注意阶段面临的数量在一个方向并不总是一个偶数的数量相比面临着相反的方向。泵的这BETVICTOR体育官网种风格,尤其是有四个或更多的阶段,你必须保持警惕,确保转子位置正确(轴向)或会有问题(破坏)推力轴承的类型无关。

可能仍然是高压力差异(压力分解)在这些阶段之间泵和随着磨损和随后的泄漏的增加随着时间的推力也将增加。BETVICTOR体育官网年前,A.J. Stepanoff进行实验室测试在一个两阶段(背靠背)泵。他测量轴向推力的增加从最初与级间衬套间隙为0.014英寸200磅到1050磅时,间隙增加到0.060英寸。在许多多级泵模型,反对叶轮概念的缺点是如果你的系统需要一个奇数的阶段来满足特定的水力条件。反对叶轮泵需要一块“交叉”在泵重定向BETVICTOR体育官网流方向。交叉铸造增加泵的成本和复杂性。

最后一个评论多级反对泵。BETVICTOR体育官网对于这个设计,有X数量的叶轮面对不同的方式,因此有右撇子和左撇子叶轮,通常第一阶段是完全不同于所有其他的(不同的入口眼地址净压头(汽蚀余量)问题)。对大多数人来说,未经训练的力学,所有的叶轮将看起来一样。什么可能出错?

双吸叶轮

一个常见的例子,略有变化来反对叶轮设计用于单级水平分裂情况下泵,叶轮有两个对称的入口反对“眼睛”在180度。BETVICTOR体育官网这些双吸叶轮也称为复式叶轮。原则上,净效应是一个完全平衡的轴向力。事实上,双吸设计是最成功的(但不一定是最符合成本效益)的方法。这些泵的推力轴承所需的只是难过条件如启动和关闭和其他非计算BETVICTOR体育官网的操作。

所有泵一样,对立的力量从未完全平衡的叶轮由于外壳BETVICTOR体育官网和细微的差别。明白这些零件通常演员和携带潜在的缺陷和/或不对称固有的铸件。双吸设计也是有限数量的阶段,可以实际应用,通常在最大三个。超过三个阶段,泵只是变得太长了。

双吸叶轮也可能应用于高端的第一阶段垂直泵和经常用于冷凝应用程序,因为可用的净正吸入压头(NPSHa),这些系统是如此之低,双眼睛叶轮净压头的要求需要(NPSHr)通常BETVICTOR体育官网是一个标准的叶轮的50%。

闭式叶轮&使用回戒指

闭式叶轮都前后寿衣,所以周围的压力工作叶轮的两边。将会有一个结果不匹配在叶轮的轴向力由于不对称的眼睛区域。结果是更少的力量作用于眼部和结果在一个较高的力作用在后面裹尸布把叶轮吸入。

应对推力不匹配,很多单级端吸泵闭式叶轮将合并回戒指后裹尸布减少轴向推力。BETVICTOR体育官网(一些技术引用引用这个戒指作为环形密封。)后面环添加到叶轮和钻井平衡通道(孔)叶轮裹尸布创造了一个地区的低压室在叶轮后面。压力较低的收益率较低的轴向力。另一个,在我看来,一个更好的设计选择是创建一个内部通道套管回吸代替钻井平衡通道叶轮裹尸布(孔)。

后面环(环形密封)也有类似的几何形状和外观的面前穿环,然而,主要的目的是不同的。后方环有简单地减少(压力崩溃)产品漏室。再次,通过创建低压室叶轮背面,力降低。

这个环特性是常见的泵在重工业和其他关键服务包括许多美国石油协会(API)BETVICTOR体育官网 610应用程序。设计的一个优点是,推力缓解并不是一个直接转子的轴向位置的函数。警告,这个设计是随着后面环间隙穿效果减弱。因此,轴向推力的大小会随环磨损。有些设计会比其他人更好地处理这个问题将更好的理解涉及的所有原则,因此更准确计算平衡通道的总面积比环形间隙。适当的大小和位置环孔的比和比例的平衡流血段落既是重要和关键。

注意,一些闭式叶轮的设计将使用后裹尸布上的叶片泵,一个功能,将另一节中详细介绍。一些关闭泵叶轮也将把叶轮的叶片在裹尸布保持碎片的唯一目的,不存在轴向推力缓解。其他的叶片泵闭式叶轮设计使用后裹尸布清除碎片的面积比减少推力。

不常用于工业泵,但是一些商业泵外壳将把静止的(静态)叶片或BETVICTOR体育官网鳍不可或缺的一部分套管在叶轮的前面,以减少轴向推力。

这篇专栏文章的第3部分将出现在未来的问题BETVICTOR体育官网泵与系统。

引用

1。kj Zanker-Experiments与叶片用于平衡轴向推力,英国流体力学研究协会,1962

1。列弗Nelik -BETVICTOR体育官网泵与系统篇文章,2013年11月,www.BETVICTOR体育官网pumpsandsystems.com/reducing-thrust-and-extending-bearing-life

3所示。Marek Szlaga-Balancing轴向力,研究所工程,华沙,波兰,2019年

4所示。摩根富林明Gulich-CentrifugaBETVICTOR体育官网l泵,2014

5。A.J. Stepanoff-Centrifugal和轴流式泵,1957BETVICTOR体育官网

6。山姆Yedidiah-Centrifugal泵用户指南,1996年

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